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动物实验|动物肥胖模型的建立

[ 时间:2024-09-16 阅读:14次 ]

肥胖模型是模拟人类肥胖及其相关代谢综合征的重要工具。通过高脂饮食、药物或手术等多种方式构建的肥胖动物模型,如C57BL/6J小鼠和SD大鼠等,能够较好地反映人类肥胖的发病机制。

肥胖模型对于理解肥胖的成因、病理生理过程以及开发有效的干预措施具有重要意义。肥胖不仅影响个体的体型美观,更与多种疾病密切相关,如心血管疾病、糖尿病、癌症等。通过肥胖模型的研究,可以深入探索肥胖与这些疾病之间的内在联系。

本文介绍几种食物诱导肥胖模型的几种方法。

方法一

1.造模材料 动物:SD雄性大鼠,体重(430±20)g;药物:基础饲料(由小麦粉,玉米粉,麦麸,大豆粉,鱼粉,骨粉及多种维生素组成,热量15kJ/g),高热量饲料(基础饲料59%,化猪油20%,鸡蛋黄10%,蔗糖9.5%和食盐1.5%,热量21kJ/g)。

2.造模方法 动物随机分两组,单笼饲养,室内昼夜温度(22±2)℃。对照组每天给予基础饲料25g/只;模型组给予高热量饲料每天22g/只,另加基础饲料每天3g/只,补足至每天25g/只,自由饮水。

3.造模原理 高脂-高蔗糖饲料造成成年营养性肥胖大鼠模型。

4.造模后的变化 造模期间,两组大鼠精神、皮毛、活动、食欲及大便等均未见异常,只是对照组大鼠食欲更旺一些,平均每只大鼠每天多进食2~3g基础饲料。模型组体重增长较快,模型组第4周末体重已明显超过对照组(超重15.3%),第8周末体重进一步超过对照组(超重24.5%)。

    第4周末模型组腹腔内脂肪含量及其重量系数已明显大于对照组。到第8周末,对照组腹腔脂肪含量变化不大,而模型组腹腔脂肪则进一步增多,更明显大于对照组,并且大于自身第4周末时的水平。说明高热量饲料可使成年大鼠腹腔内脂肪含量明显增多,且随造模时间的延长,模型大鼠腹腔内脂肪含量,在过度增加的体重中占有更大的比重。

    造模第4周末,模型组大鼠空腹血糖水平有升高的趋势,葡萄糖负荷后30min、60min和120min血糖水平明显高于对照组。第8周末模型组这种糖负荷后的高血糖水平程度更重,说明进食该高热量饲料4周即可使成年大鼠葡萄糖耐量明显降低,随着造模时间的延长,糖耐量降低趋于加重。

    造模第4周末,模型组大鼠空腹血胰岛素(Ins)水平升高,其胰岛素敏感指数(insulin sensitivity index,ISI)明显低于对照组:造模第8周末,Ins水平更明显升高,ISI明显低于对照组。说明进食该高热量饲料4周即可使成年大鼠发生高Ins血症和胰岛素抵抗(insulin resistance,IR),随着造模时间的延长,模型大鼠高Ins血症和IR趋于加重。

造模第4周末模型大鼠血清TC、TC和LDL-C已升高,HDL-C则有下降趋势:造模至第8周末,模型大鼠血清TC、TG和LDL-C则升高更显著,同时HDL-C也明显降低,说明进食该高热量饲料可使成年大鼠血清TC、TG和LDL-C升高,同时HDL-C降低,这种异常在造模第4周末已出现,随着造模时间的延长而加重。

方法二

1.造模材料 动物:健康SD大鼠,体重80-100g,3~4周龄,雌雄不限;药物:基础饲料,高脂饲料(基础饲料+精猪油20%)。

2.造模方法 所有动物实验前适应性喂养1周,测体重及尾部取血测甘油三酯、胆固醇含量。对照组给基础饲料、麦芽、葵花籽等,造模组在前基础上于硬、软饲料中加人20%精猪油。290mm×180mm×160mm鼠笼单笼喂养,自由摄食、饮水。

3.造模原理 高脂饲料造成单纯性肥胖大鼠模型。

4.造模后的变化 造模组动物高脂饲料喂养到16周,平均体重达400余克,较正常对照组升高约75%。同时血清TG、TC水平亦在升高,SOD活力降低,MDA升高。组间比较有显著差异,造模成功。

方法三

1.造模材料 动物:断乳SD大鼠,体重50g;药物:基础饲料(大麦粉20%,脱水菜10%,豆粉20%,酵母1%,骨粉5%,玉米粉16%,麸皮16%,鱼粉10%,食盐2%),高脂饲料(100g基础饲料中加人猪油15g,鸡蛋15g,浓缩鱼肝油10滴,豆芽250g)。

2.造模方法 动物自由摄食、饮水。对照组以基础饲料饲养,造模组以高脂饲料饲养。

3.造模原理 高脂饲料造成肥胖大鼠模型。

4.造模后的变化 食肥胖饮食组体重在45天后明显超过正常饮食组,统计学处理相差非常显著,且雄性鼠生长速度在两组均超过雌性鼠。Lees指数测定显示高脂饮食鼠明显超过正常饮食组,雄性组亦超过雌性组。

方法四

1.造模材料 动物:刚断乳SD雄性大鼠,体重60~100g;药物:基础饲料,高脂饲料(普通饲料60%猪油12%、蔗糖5%奶粉5%、花生5%、鸡蛋10%、麻油1%、食盐2%)。

2.造模方法 所有大鼠在造模期间自由摄食和饮水,饲料和水每天更换1次。对照组以基础饲料饲养,造模组以高脂饲料饲养。

3.造模原理 高脂饲料造成肥胖大鼠模型。

4.造模后的变化 两组大鼠摄食量比较:对照组与造模组大鼠在成年期的摄食量,造模组大于对照组,两组比较差异有显著性。喂养大鼠16周,比较两组大鼠体重及Lees指数情况,两组差异有显著性,造模组高于对照组。造模成功后,将大鼠宰杀,取其附睾、肾周、心包脂肪及肝、肾等主要脏器,并称重。结果显示,两组比较差异有显著性,造模组明显重于对照组。

模型影响因素

1.性别:

雄性小鼠更容易发生DIO,并且比雌性小鼠进展更快且程度更大。饮食诱导的胰岛素抵抗性别差异显著,比如肥胖程度相近,4个月雄性Zucker Diabetic Fatty (ZDF)大鼠会出现严重的高血糖症和低胰岛素血症,而雌性ZDF大鼠则终其一生保持正常的血糖水平和胰岛素水平。目前,临床前研究普遍使用雄性大小鼠,雌性啮齿动物备受冷落,因为雌性发情会引起无法预料的实验变化。此外,雄性常具有更明显的疾病表型。显然,这导致了很多前期结果在临床上缺乏转化价值,尤其是在女性肥胖治疗上。

2.年龄:

年龄是影响肥胖研究的另一个重要因素。常用于代谢研究的C57BL/6J小鼠体重随着年龄增长而增加,在9个月时达到高峰,老年C57BL/6J小鼠(22月龄)与3月龄小鼠相比肌肉体重减少而脂肪重增加。另一个重要因素是饮食干预开始时鼠的年龄,若小鼠年龄较小(<8周,经验值)时开始喂养HFD,则随后的肥胖和肥胖症表型并不会特别明显。

3.饮食:

轻微的饮食差异就可以极大地影响代谢参数和实验结果。例如,大鼠膳食中动物源脂肪(如猪油)对肥胖和胰岛素抵抗的影响比植物脂肪更为显著。即使细微差异,如不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例以及饮食形态(液体与固体)的改变,都会导致不同的DIO结果。此外,必须考虑食物颗粒的质地和硬度,研究表明以粉状低脂饮食喂养的小鼠会自发产生多余脂肪;同时,也需要保证营养成分在每个生产批次中可重复性。如果研究目标是评估特定饮食成分的影响,研究人员还必须注意选择适当的对照饮食。




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