肥胖动物模型建立方法与造模技术

一、肥胖动物模型研究背景

肥胖动物模型是研究肥胖症的重要工具。肥胖症是一种由遗传因素与环境因素共同作用导致的营养代谢性疾病。肥胖症的预防与治疗已成为21世纪重要的公共健康问题。因此，建立和应用动物模型对于肥胖机制研究及药物开发具有重要意义。

美迪西可根据客户需求提供多种成熟的内分泌及代谢性疾病动物模型，用于评价药物的有效性。常见的内分泌及代谢性疾病模型包括糖尿病模型、肥胖模型、血脂异常模型等，可采用小鼠、大鼠、仓鼠等实验动物开展相关研究。下表列出了美迪西常见的内分泌和代谢性疾病模型：

美迪西常见内分泌和代谢性疾病模型

二、几种常见的肥胖动物模型造模方法

肥胖的预防与控制已成为重要的公共卫生问题，而肥胖动物模型的建立是相关研究中的关键前期工作。只有成功构建稳定可靠的肥胖动物模型，才能进一步研究肥胖的发生机制及其防治策略。

1、食物诱导的肥胖动物模型

食物成分及能量摄入过剩被认为是当前肥胖流行的重要原因。不同类型的高能量饮食均可用于建立肥胖动物模型，而模型建立的关键条件是机体热量摄入长期超过能量消耗。

Mercer等比较了三种不同饲料方案对大鼠食饵性肥胖的影响，包括：由普通饲料转换为高能量（HE）颗粒饲料、在高能量饲料基础上添加完全液体饲料（EN），以及撤除HE或HE+EN后恢复普通颗粒饲料。结果表明，SD大鼠由普通饲料转为HE饲料后，可分为肥胖易感组和肥胖抵抗组。喂养HE饲料2周后，根据体重增加程度，将体重增长最高的40%大鼠归为易感组，体重增长最低的40%归为抵抗组。易感组继续饲喂HE饲料，而抵抗组则补充巧克力风味液体饲料EN。结果发现，抵抗组补充EN后可出现额外体重增加，并表现出持续的高热量摄入，最终达到与易感组相近的体重水平。

当两组恢复普通饲料后，原HE易感组仍维持较高体重，表现出较强的体重稳定性；而同时撤除HE和EN的抵抗组则出现能量摄入下降及体重减轻。

上述结果提示，高能量饮食在诱导肥胖形成过程中具有重要作用。刘庆春等采用改良配方成功建立了大鼠营养性肥胖模型；章涛等利用自制高脂高能饲料建立了SD大鼠肥胖模型，其配方降低了脂肪和食盐含量，并添加了TC和PTU。研究认为，调整后的配方不仅有利于饲料加工成型和提高饲料利用率，而且理论上更有利于肥胖模型的建立。申瑞玲等也采用高脂饮食法成功建立了大鼠和小鼠肥胖模型。

2、谷氨酸钠（MSG）诱导的肥胖动物模型

新生小鼠或大鼠经皮下注射谷氨酸钠（MSG）后，可诱导形成肥胖模型。目前，MSG诱导肥胖的具体机制尚未完全明确。一般认为，MSG导致肥胖与下丘脑结节漏斗区多巴胺系统受损有关，进而引起内分泌功能紊乱及代谢失调。

采用该方法造模后，动物通常在6周龄后出现进行性肥胖，至4～5月龄时体重增长趋于稳定。这类肥胖动物主要表现为脂肪堆积和体长缩短，导致Lee’s指数显著升高，但体重增加并不明显。其摄食量通常不增加，甚至可能减少，同时伴有活动减少及学习辨别能力下降等表现。

因此，判断该模型动物是否肥胖，主要依据体型变化及Lee’s指数，而不能单纯依据摄食量或体重变化。由于该模型动物不存在明显的食欲亢进，因此一般不适用于食欲抑制剂类药物或相关受试物的药效观察。

实验结果显示，该模型动物血浆中的TG、ALP、磷脂、STB、游离脂肪酸、VLDL、ALT、CHE及TC水平均有所升高；肝脏中磷脂水平变化不明显，但VLDL和TG水平升高。此外，激素敏感性脂肪酶活性显著降低。雌性动物还表现为卵巢和子宫重量减轻，以及糖皮质激素水平升高。检测血清T3及游离甲状腺激素水平后发现，动物存在甲状腺功能减退现象。

3、金硫葡萄糖法肥胖模型

该模型通过腹腔注射金硫葡萄糖建立。通常每只大鼠按1.0 mg/g体重给药，每日1次，连续注射7 d。

该模型动物最显著的特点为肥胖和多食。造模后，动物体重明显增加，血浆TG水平显著升高，肝脏中TG和TC含量增加，脂肪细胞体积增大，同时餐后脂肪酸合成增强。给予金硫葡萄糖后2周，动物棕色脂肪组织中的脂肪合成水平可达到对照组的2倍，随后逐渐恢复至正常水平；肝脏脂质合成高峰通常出现在给药后7～12周，而白色脂肪组织脂肪生成高峰则出现在给药后2～4周。此外，动物小肠黏膜中双糖酶活性增强，黏膜吸收面积增加。。一般情况下，若动物在1周内体重增加接近40 g，即可认为肥胖模型建立成功。

4、精神抑制药所致药物性肥胖模型

基于精神抑制药治疗过程中常伴随体重增加、高脂血症、血糖代谢紊乱及2型糖尿病等不良反应，Minet-Ringuet等建立了精神抑制药诱导的大鼠药物性肥胖模型。

其基本方法为：选取雄性SD大鼠单笼饲养，给予代谢能为17.50 kJ/g、含中等脂肪水平的粉末饲料，该饲料组成与人类日常饮食较为接近。实验结束后，分别取肝脏、脾脏、肾脏、胰腺、肾周脂肪组织、肩胛间棕色脂肪组织、附睾脂肪组织、腹膜后脂肪组织、内脏脂肪组织及皮下白色脂肪组织进行称重。

结果显示，奥氮平处理组动物体重显著高于对照组，且皮下脂肪明显增加，而低剂量组对体重增长无明显影响。研究者进一步比较了不同精神抑制药以及固体、液体饲料处理对大鼠体重和摄食量的影响。结果表明，奥氮平组体重始终显著高于对照组，且在实验结束时明显高于齐拉西酮组；氟哌啶醇组在实验末期与对照组相比无显著差异。

从实验第3周开始，将粉末饲料改为液体饲料后，除奥氮平组体重仍持续增加外，其余各组体重增长均明显减缓。该研究首次证明，将奥氮平混入类似人类膳食结构的饲料中，可诱导雄性大鼠体重增加，并伴随摄食量增加及皮下脂肪沉积增多。此外，饲料形态对实验结果影响较小，而不同精神抑制药之间则存在明显差异。

5、大量维生素D致肥胖模型

选取健康新生雄性SD大鼠作为实验动物。实验组一次性腹腔注射大剂量维生素D，剂量为3.0×10^5 U/kg体重；对照组同期腹腔注射等量生理盐水。实验期间，两组动物均在相同环境条件下饲养，并给予基础饲料，自由摄食和饮水，持续观察30 d。

结果显示，一次性大剂量腹腔注射维生素D后，大鼠肥胖程度明显增加，肾周脂肪组织堆积增多，脂肪细胞体积增大，即局部脂肪蓄积明显增加，提示肥胖模型建立成功。研究表明，维生素D可引起血浆胆固醇水平升高，并导致血脂及血糖浓度变化，从而影响机体能量代谢平衡。腹腔注射维生素D后，动物血清瘦素水平代偿性升高，这与单纯性肥胖患者及其他肥胖动物模型的表现一致，进一步验证了模型构建的成功性。该方法采用一次性腹腔注射维生素D诱导肥胖，与传统肥胖动物模型相比，具有操作简便、成本较低、造模周期短及成功率较高等优点。

6、双侧卵巢切除肥胖雌鼠模型

选用成年SD雌性大鼠，体重为200～220 g。实验时，每只大鼠腹腔注射100 mL/L水合氯醛，剂量为0.13 mL/100 g体重进行麻醉。麻醉后完整切除双侧卵巢，随后缝合腹腔，并连续2 d给予青霉素肌肉注射以预防感染。

术后拆线后，大鼠自由饮水和摄食，饲料及饮水每日更换1次。喂养2周后，采用阴道上皮角化试验验证模型，连续5 d监测未见正常发情周期，即可判定去势成功。

大造模期间，所有动物均在相同饲养条件下自由饮水和摄食，持续喂养6周。去势成功后继续喂养6周，若模型组SD雌性大鼠体重超过对照组平均体重的20%，则判定去势性肥胖模型建立成功。该方法通过切除双侧卵巢，使大鼠体内雌激素水平迅速下降，从而较好地模拟女性绝经后的低激素状态。造模后雌鼠激素水平变化一致性较好，肥胖诱导成功率可达50%，且具有操作简便、死亡率低等优点。

7、下丘脑损伤性肥胖动物模型

下丘脑腹内侧核损伤性肥胖模型（VMH）是常用的大鼠肥胖模型之一，其主要表现包括肥胖、食欲亢进、高胰岛素血症、高甘油三酯血症及脂肪肝等。下丘脑中存在调控摄食行为的神经细胞群，包括饱食中枢和摄食中枢。刺激摄食中枢或损伤饱食中枢，均可导致食欲亢进和摄食量增加，从而诱导肥胖形成。研究表明，该方法建立的肥胖模型稳定性较好，造模成功率较高。但其缺点在于造模过程中需要使用精度较高的大鼠脑立体定位仪，设备价格较高，操作要求也较为严格。

肥胖动物模型对比与选择

结语

前述几种肥胖动物模型造模方法都是常见的研究手段。在进行肥胖研究时，应根据具体情况选择不同的动物模型进行研究，以便更有利地开展研究并开发出更多防治肥胖的有效途径。

在代谢性疾病研究领域，美迪西药效部构建了肥胖及糖尿病、高尿酸血症、脂肪肝、NASH、肝纤维化等疾病模型，尤其对于临床缺乏有效药物治疗、且近期研发火热的糖尿病、肥胖及NAFLD疾病等领域具有丰富的经验和有效的动物模型。