喂养型代谢综合征大鼠模型成模率分析

程霄瀚，刘 莉，隋艳波，邹国良，金 娟

(1 黑龙江中医药大学研究生学院，哈尔滨 150040;2 黑龙江中医药大学附属第一医院)

代谢综合征(MS)是一种由遗传及环境因素共同介导，包括腹型肥胖、糖耐量异常、高血压、脂代谢紊乱等症状的多种心、脑血管病危险因素在个体积聚的症候群［1］。研究显示，我国2008年60岁以上老年人MS 发病率高达25.03%［2］，并随着生活方式的改变逐年升高。作为近年来医学研究的热点领域，MS 动物模型已取得长足进展，目前主要包括遗传型、喂养型以及人工干预型三种［3］。其中喂养型MS 大鼠模型以其经济、可靠、来源广泛、易于操作等优点，被广泛应用于研究MS的发病机制以及治疗药物的筛选和评价。2013年2～8月，本研究以高糖高脂高盐饮食喂养SD 大鼠来制备MS 动物模型，并通过相关指标的统计学分析，确定成模标准，评价成模情况，为相关药物疗效评价打下基础。

1 材料与方法

1.1 材料 7 周龄健康雄性SD 大鼠60 只(沈阳市双义实验动物研究所)，体质量(138±8)g。实验室采取自然光照，温度控制在21～26 ℃，湿度45%～55%。饲料配方:普通饲料(常规啮齿类动物饲料，含玉米粉30%、麸子20%、豆饼20%、面粉20%、鱼粉5%、骨粉3%、食盐2%)及高糖高脂高盐饲料(玉米粉15.9%、麸子10.6%、豆饼10.6%、面粉10.6%、鱼粉2.7%、骨粉2.6%、食盐5%、蔗糖15%、猪油15%、蛋黄10%、胆固醇2%)均购自黑龙江中医药大学实验动物中心。氨基甲酸乙酯(北京通县育才精细化工厂);胰岛素放射免疫分析药盒(北京北方生物技术研究所);血脂试剂盒(日本第一化学生物制品有限公司);Free style 利舒坦血糖机配套血糖试纸(上海和亭商贸有限公司);7170 全自动生化测定仪(日本日立公司);BESN_SYS_4_UA 动物多通道无创血压测定仪(南京德赛生物技术有限公司);Free style 利舒坦血糖机(通化东宝有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 分组及造模 大鼠正常食水，以普通饲料适应性喂养1 周后，随机分为正常组10 只，实验组50只。实验组饲喂高糖高脂高盐饲料，正常组饲喂普通饲料，造模周期为20 周。造模期间每隔4 周测量各组大鼠的尾动脉收缩压(SBP)、空腹血糖(FPG)、体质量，并于第20 周末测量甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白—胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白—胆固醇(LDL-C)、空腹血清胰岛素(FINS)等指标，计算稳态模型胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)，评价各指标成模情况。具备肥胖成模标准基础上符合TG水平升高，HDL-C 水平降低，高血压以及HOMA-IR升高4 项标准中的任意2 项者判定为MS 大鼠模型复制成功。

1.2.2 检测项目及方法 观察各组大鼠的毛色、神态、精神状态、排尿情况等，记录大鼠死亡情况。腹围为麻醉状态下大鼠剑突与后肢正中线绕腹部一圈的长度。体质量用电子天平称取3 次，取平均值。体长在麻醉状态下测量大鼠鼻到肛门的长度。采用全自动生化分析仪检测各组大鼠血清TC、TG、HDLC 和LDL-C 水平。应用大鼠血压仪测定大鼠尾动脉SBP，每只大鼠测3 次，取平均值。在测量血压的同时，监测心率。用微量血糖仪及配套试纸测定各组大鼠FPG。放免法测定FINS。根据FPG 和FINS计算HOMA-IR:HOMA-IR=(FPG×FINS)/22.5。

1.2.3 统计学方法 采用SPSS16.0 统计软件，计量资料用±s 表示，组间比较采用方差分析，以P≤0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况 实验组大鼠死亡2 只，正常组大鼠死亡1 只，因FINS 增高剔除1 只，总存活率95%。造模前两组大鼠活动、毛色、食欲、精神状态及排便等情况均无明显异常;与正常组相比，造模期间实验组大鼠体毛光亮度减退，活动减少，饮水量和尿量均明显增多，排泄物异味重，精神出现不同程度的萎靡。

2.2 MS 模型判定标准及成模率情况 见表1。实验组大鼠肥胖、高TG 血症、低HDL-C 血症、高血压和胰岛素抵抗(IR)成模率分别为84%、45%、15%、66%、60%。最终筛选出37 只符合标准的MS 模型大鼠，总成模率74%。

表1 大鼠MS 模型判定标准及成模率情况

2.3 各组检测指标比较 见表2。

表2 各组检测指标比较(±s)

表2 各组检测指标比较(±s)

注:与正常组相比，△P＜0.05

3 讨论

建立与人类MS 相似的动物模型是研究其发病机制以及筛选和评价治疗药物的基础，目前主要的三种造模方法各有利弊。国外应用较多的遗传型模型［4］又包括自发性模型［5］及基因人工改造型［6，7］，但因其来源少、价格高、遗传性征欠稳定等特点，国内相关研究较少。单纯以药物或同时辅助特殊饮食来诱导MS的人工干预型模型虽然具有性状统一、发病率高、造模时间短、发病时间齐整等优点，但以链脲佐菌素为代表的干预手段所导致病变与人类MS 在发病机制方面存在较大差异，有待进一步完善。喂养型模型虽然需要长达4～6个月的造模周期，成本较高，但国内外研究均证实其在发病机制及病理生理变化方面很好地再现了人类MS［8，9］，是目前国内应用最多的造模方法。

由于MS 具有多样性的临床表现，同时尚未形成公认的诊断标准，如何判断动物模型是否成功属于实验过程中的难点。围绕IR 这一MS 发病的中心环节，目前多数研究以胰岛素耐量实验、胰岛素敏感指数(ISI)和血糖钳夹实验等评价IR 是否形成的方法，结合大鼠血糖、血脂、血压、肥胖相关指标等，来判断动物模型是否成功以及药物干预是否具有疗效。血糖钳夹实验，特别是正常血糖高胰岛素钳夹技术虽然是目前世界公认的检测IR的金指标［10～12］，但因其操作复杂，难以应用于大规模的动物实验;同时研究表明ISI，特别是HOMA-IR，与血糖钳夹实验具有良好的相关性。因此本研究选取了体质量、TG、HDL-C、SBP［13］以及HOMA-IR 作为判定标准以评价大鼠MS 模型成模率的情况。成模的MS大鼠在体质量、腹围、SBP、FPG、FINS、HOMA-IR、TG、TC 以及LDL-C 水平方面均明显高于正常组，HDLC 水平低于正常组，具有典型的MS 病变特征，符合进一步研究的要求。但本模型成模率偏低，腹围、TG、FPG 升高幅度较小，模型有待进一步完善。

［1］宋秀霞，纪立农.国际糖尿病联盟关于代谢综合征定义的全球共识［J］.中华糖尿病杂志，2005，13(3):175.

［2］金萌萌，潘长玉，田慧，等.老年人群代谢综合征与十年心脑血管疾病死亡率关系的研究［J］.中华心血管病杂志，2008，36(2):118-122.

［3］郭江宏，管耘圆.代谢相关综合征动物模型的研究进展［J］.实验动物科学与管理，2006，23(1):39-41，50.

［4］Russell JC，Proctor SD.Small animal models of cardiovascular disease:tools for the study of the roles of metabolic syndrome，dyslipidemia，and atherosclerosis［J］.Cardiovasc Pathol，2006，15(6):318-330.

［5］Qu X，Donnelly R.Is insulin resistance in the spontaneously hypertensive rat related to changes in protein kinase C in skeletal muscle［J］.Am J Hypertens，1997，10 (9 Pt 1):1053-1057.

［6］Kadowaki T.Insights into insulin resistance and type 2 diabetes from knockout mouse models［J］.J Clin Invest，2000，106(4):459-465.

［7］Zisman A，Peroni OD，Abel ED，et al.Targeted disruption of the glucose transporter 4 selectively in muscle causes insulin resistance and glucose intolerance［J］.Nat Med，2000，6(8):924-928.

［8］都健，赵玉岩，谢辉，等.喂养型胰岛素抵抗动物模型的建立与评价［J］.中国医科大学学报，2002，3(5):343-347.

［9］夏燕萍，陈刚，愈茂华.高糖高脂饮食诱导建立SD 大鼠代谢综合症模型［J］.中华现代医学杂志，2009，19(17):2607-2614.

［10］丁世英，申竹芳，陈跃腾，等.血糖钳技术评价两种胰岛素抵抗动物模型［J］.中国糖尿病杂志，2001，9(5):286-289.

［11］陈蕾，贾伟平，项坤三.葡萄糖钳夹技术在糖尿病研究中的应用［J］.中华内分泌代谢杂志，2003，19(1):74-76.

［12］Kraegen EW，James DE，Bennett SP，et al.In vivo insulin sensitivity in the rat determined by euglycemic clamp［J］.Am J Physiol，1983，245(1):E1-E7.

［13］田亚强，白洁，邱娟，等.长期高脂饮食对SD 大鼠收缩压的影响及机制［J］.山东医药，2011，51(11):44-46.