代谢综合征大鼠模型的实验

　　【摘要】 目的通过2 种不同饲料联合链脲佐菌素(STZ)诱导建立代谢综合征(MS)大鼠模型，为该疾病的研究探索理想的建模方法。方法90 只大鼠随机分为3 组：MS模型正常盐组(NS)、MS模型高盐组(HS)和对照组(NC)。NS组大鼠饲喂高脂高糖饲料，HS组大鼠饲喂高脂高糖高盐饲料，NC组大鼠饲喂基础饲料。10周末，NS组和HS组选择腹围达标的大鼠，给予一次性腹腔注射 STZ 25 mg/kg。分别在不同时间点测定各组大鼠体重、腹围、血压、空腹血糖及血脂等指标。结果NS组和HS组大鼠体重、腹围、空腹血糖与NC组相比均升高，差异有统计学意义(P<0.05～0.01)。12周末时， HS组大鼠血糖及腹围较NS组增高，差异有统计学意义(P<0.05);12周末时，HS组大鼠高密度脂蛋白胆固醇较NS组降低，差异有统计学意义(P<0.05)。NS组成模率为40.0%，HS组成模率为66.7%，2 组成模率差异有统计学意义(P<0.05)。结论采用高脂高糖饮食或高脂高糖高盐饮食诱导加腹腔注射小剂量STZ的方法可在短时间内成功复制稳定的MS大鼠模型，且HS组成模率较NS组高。

　　【关键词】 代谢综合征; 大鼠模型; 高脂高糖高盐饮食; 高脂高糖饮食; 链脲佐菌素

　　A rat metabolic syndrome model induced by highglucosefatsalt diet

　　CHEN Hong, WANG Yanjiao， JIAO Yi, et al

　　(Department of Biochemistry, Preclinical Medicine College, Xinjiang Medical University,

　　Urumqi 830011，China)

　　Abstract：ObjectiveTo establish and assess experimental rat model of metabolic syndrome (MS). MethodsSD rats were randomly divided into 3 groups: induced with normalsalt plus Highglucosefat dietgroup (NS ), induced with highglucosefatsalt diet group (HS ) and the normal control group (NC). The rats in NS group were fed with nomal salt plus high sucrosefat diet for totally 12 weeks; the rats in HS group were fed with high sucrose fatsalty diet for totally 12 weeks;the rats in NC group were fed with normal diet. Blood of all rats were collected after fasting to measure fasting blood glucose (FBG), TG and HDLC. After 10 weeks′ feeding, the rats in two model groups which waistline achieves the standard were injected STZ. ResultsAfter nomal salt plus high sucrose fathigh diet or high sucrosefatsalty diet feeding and injected STZ in rats in NS and HS groups, weight, waistline, FBG and fasting blood fat of rats of these two groups showed significant differences in comparison with those of NC group (P<0.05). At the end of 12 weeks, there were statistical defference in levels of FBG, TG and HDLC between NS group and HS group (P<0.05). The model success rate of rats in HS group and in NS group is 66.7% and 40.0% correspondingly， There were statistical difference in two group(P<0.05). ConclusionStable experimental MS Rat model can be established by high sucrosefatsalty diet or high sucrosefat diet in combination with single low dosage of STZ injection in a short time. There were statistical difference in model success rate between HS group and NS group.

　　Key words:　metabolic syndrome; rat model; high sucrosehigh fathigh salty diet; high sucrosehigh fat diet; streptozotocin

　　代谢综合征(metabolic syndrome, MS)是一组以胰岛素抵抗为共同病理生理基础，涉及高血压、糖耐量受损及血脂异常的多种代谢异常临床症候群。MS以中心性肥胖为特征，是遗传因素和环境因素共同作用的结果。MS的高患病率及其与心脑血管疾病的密切相关性使其成为目前医学研究的热点[1-3]。由于伦理学、人体取材困难及动物实验研究的便利等诸多原因，研究人员需构建稳定的MS动物模型，以深入研究MS的发病机制。本课题通过高脂高糖高盐和高脂高糖 2 种不同饲料并联合链脲佐菌素(STZ)诱导的方法构建MS大鼠模型，为该疾病的研究探索理想的建模方法。

　　1材料与方法

　　1.1实验动物与分组清洁级SD大鼠90只，6周龄，体重100～120 g，购于新疆医科大学实验动物中心，昼夜周期12 h，自由饮水及摄食。大鼠适应性喂养1周后随机分为3组：MS模型正常盐组(NS)、MS模型高盐组(HS))和对照组(NC)，每组30 只。NC组大鼠饲喂基础饲料(全价营养饲料，由新疆医科大学实验动物中心提供，其成分为：玉米25%、麸皮11%、小麦27%、油渣15%、豆饼12%、鱼粉7%、石粉2%、盐0.17%、维生素0.25%、微量元素0.25%及鱼肝油0.33%)。NS组大鼠饲喂高脂高糖饲料(是在基础饲料中加入猪油10%、白砂糖15%、蛋黄粉10%、胆固醇1.5%及胆盐0.5%[4])。HS组大鼠饲喂高脂高糖高盐饲料(是在高脂高糖饲料的基础上添加5%的食盐)。于实验10周末，选择NS组和HS组中腹围大于NC组腹围(±1.96 s)的大鼠，在禁食不禁水12 h后给予腹腔一次性注射STZ 25 mg/kg;NC组大鼠在相同条件下腹腔注射0.1 mol/L柠檬酸柠檬酸三钠缓冲液(0.25 ml/100 g)。12周末, 大鼠禁食14 h，麻醉后腹主动脉采血处死。

　　1.2主要试剂及仪器链脲佐菌素(STZ)由美国Sigma公司提供，临用时以0.1 mol/L、pH为4.4 的柠檬酸柠檬酸三钠缓冲液配制成1%的STZ溶液(配制过程严格避光，并在半小时内注射完毕)。麻醉用药物：氯胺酮100 mg/2 ml、地西泮10 mg/2 ml及阿托品0.5 mg/ml。临用前上述3 种药物分别取相同支数，均匀混合后稀释1 倍，按0.75 ml/100 g的剂量腹腔注射麻醉。BP6 动物无创血压测试仪(成都泰盟)，罗氏血糖测定仪(ACCUCHEK Active)，OLYMPUS AU 640全自动生化分析仪。

　　1.3检测项目与方法

　　1.3.1一般情况观察记录各组大鼠的精神状态、体重、饮水量和尿量。

　　1.3.2大鼠体重、体长和腹围 每隔2周测量1 次。腹围为经过大鼠剑突至后肢间垂直距离的中点。体长即从鼻尖至肛门的长度。

　　1.3.3血压、血糖及血脂检测每隔2周测量血压，要求在大鼠安静状态下至少测定5次,剔除最大值和最小值后，取平均值(mmHg)。每隔2周检测血糖1次，并分别于注射STZ后72 h、1周增加检测 [5]。分别于实验8周、12周末禁食14 h后采血检测血脂。甘油三酯(TG)采用酶法，高密度脂蛋白胆固醇(HDLC)用直接法测定。

　　1.4筛选符合代谢综合征条件的大鼠判断造模成功的标准：以国际糖尿病联盟(IDF)关于MS 的定义(2005)为参考，必须具备中心性肥胖(腹围增大)，同时具有高甘油三酯血症(TG)、高密度脂蛋白(HDLC)减低、高血压以及高空腹血糖4项中的任意2项可以判断MS造模成功。上述各项指标筛选根据模型组与NC组相比，差异有统计学意义视为造模成功。

　　1.5统计学处理采用 SPSS17.0软件包进行处理，计量资料以均数±标准差(±s)表示，采用单因素方差分析和Dunnett’s法，计数资料采用卡方检验，检验水准α=0.05。

　　2结果

　　2.1大鼠的一般情况与NC组相比，NS组和HS组大鼠饮水量和尿量均明显增多，活动减少。注射STZ后，以上症状更为明显;HS组饮水量及尿量较NS组增多。

　　2.23组大鼠体重与腹围的比较4、8、12周末，NS组和HS组大鼠的体重、腹围与NC组相比均升高且差异有统计学意义(P<0.05～0.01)。4、8、12周末，HS组体重、腹围较NS组升高但差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。表13组大鼠体重与腹围的比较

　　2.33组大鼠血糖、血脂及血压比较4、8、12周末，NS组和HS组大鼠的血糖与NC组相比均升高且差异有统计学意义(P<0.05)。与NS组比较， HS组大鼠的血糖升高，12周末，2组血糖差异有统计学意义(P<0.05)。4、8、12周末，HS组血压与NS组、NC组相比均有所增高，但差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。8周末，NS组和HS组大鼠的TG与NC组相比增高，但差异无统计学意义;HDLC值低于NC组差异有统计学意义(P<0.05)。12周末，与NC组相比，NS组和HS组大鼠的TG升高，HDLC降低，且差异有统计学意义(P均<0.01)。NS组和HS组之间比较，HS组大鼠的TG高于NS组且差异有统计学意义(P<0.05)，HDLC低于NS组，且差异有统计学意义(P<0.05)，见表3。表23组大鼠空腹血糖、血压比较　表33组大鼠空腹血脂比较

　　2.4代谢综合征大鼠模型成模率NS组符合MS的有12只大鼠，成模率为40.0%;HS组符合MS的有20只大鼠，成模率为66.7%，2组成模率差异有统计学意义(P<0.05)。

　　3讨论

　　关于代谢综合征动物模型目前主要有遗传性模型、诱发模型和基因改造模型3种。其中诱发模型又可分为食物诱发模型、食物加药物诱发型及药物诱发型。由于诱发模型复制成功率高、稳定可靠、周期相对短[6]，并且食物加药物诱发模型造模时间短、性状统一 [7]，因此用该方法构建的动物模型较适用于代谢综合征的研究。

　　代谢综合征动物模型的构建，目前采用高脂饮食诱导的较多。高脂饲料可分为单纯高脂饲料、高脂高糖饲料及高脂高糖高盐饲料 3 种。受大鼠对高脂饮食食物抵抗的限制，成模率不高，并且复制周期较长。有关文献中有用高脂高糖高盐饲料诱导出高血压的报道[8]，而高血压是诊断MS的一项指标，因而将高脂高糖高盐饲料应用于本实验。在饮食诱导4周及8周末，NS组和HS组较NC组血糖升高且差异有统计学意义，HDL降低亦有统计学意义，但仍在正常参考值范围内。因而考虑联合药物诱发构建MS动物模型。Szkudelski[9]发现STZ可以特异地作用于胰岛β细胞，引起β细胞结构破坏和胰岛素分泌功能障碍，导致糖脂代谢紊乱，造成血糖血脂异常，而高血糖及血脂异常也是MS的重要指标。故将高脂高糖高盐饲料与STZ二者联合应用于本实验，结果显示，通过高脂饮食或高脂高盐饮食诱导，再负荷小剂量STZ，72 h大鼠血糖显著升高，12周末，与NC组相比，NS组和HS组大鼠TG升高，而HDLC降低(P<0.05)。到实验结束时，NS组和HS组大鼠血糖、血脂指标仍超过正常参考值水平。

　　本研究结果显示，HS组成模率较NS组增高且差异有统计学意义， HS组TG及HDLC较NS组增高且差异有统计学意义，可提示高盐对大鼠MS的成模可能起一定作用。文献[10]表明，增加食盐摄入可以缩短大鼠的生存期，同时具有剂量依赖效应，因而考虑是否加大盐的比例会增加MS的成模率，有待进一步实验研究。郑勇等[11]的研究结果显示，高盐饮食摄入增加大鼠肾脏骨调素mRNA表达及其蛋白表达，显示出高盐对大鼠肾脏的损伤作用，而大鼠肾脏的损伤会导致机体代谢紊乱，因此在MS模型构建中可能有一定作用，但具体调节机制尚需进一步研究。本研究与既往建立MS大鼠模型的不同之处在于，将复制糖尿病动物模型的药物STZ联合高盐食物诱导建立MS疾病模型。此种方法可使模型性状统一、造模时间缩短，可在短时间内成功复制出稳定持久的MS大鼠模型。通过对NS组和HS组成模率比较发现，HS组成模率更高。

　　本实验应用STZ的剂量较文献[12]报道的应用量低，这可能与动物周龄、大鼠品系以及添加高盐饮食有关。另外，高盐饮食未诱导出高血压，这与周晖等[13]及郑勇等[11]的报道一致，这可能是与本研究选用的实验动物品系、高盐的比例、高脂高糖高盐饲料的构成比有关，其具体机制尚需进一步研究。

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