干货分享 | 肥胖模型

生物科研实验室

2024年11月17日，诺和诺德宣布，用于长期体重管理的司美格鲁肽注射液（商品名：诺和盈®）正式在国内上市。GLP-1全称为Glucagon-Like Peptide-1，即胰高血糖素样肽-1，是一种主要由肠道L细胞所产生的激素，属于肠促胰岛素的一种。很多天然食物都能促进GLP-1的产生，该成分在人体内可以抑制胃肠蠕动，延缓胃排空和抑制食欲。目前全球最新一代的GLP-1药物主要指丹麦诺和诺德生产的司美格鲁肽（Semaglutide，又称索马鲁肽），降糖版中文商品名诺和泰（Ozempic），减重版诺和盈（Wegovy）和口服版诺和忻（Rybelsus）。
然而，司美格鲁肽的减肥效果并非凭空而来，其背后有着严谨的科学研究和动物实验的支持。在药物研发过程中，动物模型是不可或缺的一部分。通过构建与人类生理和病理过程相似的动物模型，研究人员可以更加深入地了解药物的疗效、安全性和潜在副作用。那么肥胖动物模型有哪些构建方法？
动物的选择大鼠和小鼠。
造模方法目前常用的肥胖动物模型主要分为四大类：食物诱导型、下丘脑损伤型、内分泌失调型和遗传型。01食物诱导型肥胖动物模型采用高脂饲料结合改良的方法12周成功建立饮食诱导型肥胖动物模型，致肥率高达83.3%，造模结束后观察模型组的体质量、Lee’s指数、血清TG值等指标与正常组存在显著性差异，且肾脏病理表现符合肥胖相关性肾病（ORG）早期病理表现，除了作为研究单纯性肥胖的动物模型外，也可作为实验研究 ORG 的理想动物模型。优点：食物诱导型肥胖动物模型虽然造模周期较长，但因其费用适宜、简便易行、死亡率低、重复性高，与人类普遍存在的肥胖症的疾病特征较为接近而被广泛使用。由于高脂饮食诱导的肥胖常伴有高脂血症、胰岛素抵抗、脂肪肝等，因此此模型可同时复制多种肥胖相关并发症的动物模型。02下丘脑损伤型肥胖动物模型刺激腹内侧核（饱中枢）或者破坏腹外侧核（饥中枢）会引起机体产生饱腹感、摄食量降低，反之刺激后者或破坏前者则引起食欲亢进，摄食量增多。基于这种原理模拟出的下丘脑损伤型肥胖动物模型可成功地运用于摄食中枢异常引起的肥胖症。2.1 谷氨酸钠法选择清洁级健康ICR小鼠，交配后对出生2天的新生ICR小鼠以1.6g/kg的剂量开始皮下注射MSG建立肥胖大鼠模型，约4月时观察到小鼠出现明显的腹部及皮下脂肪大量堆积等向心性肥胖的特征，提示造模成功。MSG肥胖动物模型以短期内腹部脂肪快速堆积为主要表现，是目前建立腹型肥胖小鼠模型最为广泛的方法之一，由于MSG易导至机体内分泌失调，常引起严重的糖耐量降低、体脂沉积增加以及胰岛素抵抗等代谢异常，因此也被用于研究肥胖伴2型糖尿病的动物模型。03内分泌失调型肥胖动物模型卵巢、脑垂体、肾上腺、胰腺组织等多种内分泌器官都直接或间接地调控着机体的代谢功能，任何一个部分功能的紊乱都可能引起肥胖症的发生。3.1 双侧卵巢切除法选用成年雌性SD大鼠，以100g/g的剂量标准给每只大鼠腹腔注射氯胺酮，麻醉后于无菌条件下沿下腹部正中线切口直到完全暴露腹腔，完整摘除双侧卵巢以建立去势肥胖雌鼠模型，假手术组重复上述步骤，但仅切除卵巢附近的等重量脂肪，喂养6周后以体重超过正常组大鼠平均体重的20%为肥胖判断标准，实验结果显示去势后模型组大鼠的脂肪组织大量堆积，雌二醇（E2）水平显著下降，体重等指标显著高于对照组，致肥率达50%。3.2 注射不同的药物法3.2.1 以4mg/kg的剂量给模型组小鼠腹腔一次性注射氯丙嗪，对照组腹腔一次性注射生理盐水，然后各组均给予普通饲料连续喂养15d，将各组的体重、脂肪湿重以及血生化指标进行比较，发现小鼠的体重、食欲明显上升，解剖发现小鼠腹部脂肪大量沉积，且脂肪细胞体积明显变大，与中年人腹型肥胖的特征极为相似，另外由于经济、简便，造模周期短，可作为研究腹型肥胖的实验模型。3.2.2 选用C57BL/6小鼠以10mg/kg的剂量皮下注射地塞米松磷酸钠注射液，1次/d，连续注射6周，造模前后分别测量体重、脂肪含量和肌肉含量，发现地塞米松明显增加了小鼠的体重、脂肪含量，同时也使小鼠的肌肉质量显著降低，为研究肌肉衰减综合征等相关疾病建立了可靠且理想的少肌型肥胖动物模型。04遗传型肥胖动物模型临床上遗传性肥胖症患者较少见，复制这类动物模型涉及到的技术较复杂，并且成本高、耗时较长，因此关于此类肥胖动物模型较少见。
总结与人类肥胖形成病因最为接近的食物诱导型肥胖动物模型应用最为广泛，高脂饲料中含有的高胆固醇和多不饱和脂肪酸引起脂肪细胞大量增多，进一步诱导脂肪因子大量分泌和内脏脂肪大量堆积，以干扰正常的脂质代谢通路；有的动物存在肥胖抵抗与易感的现象，这为研究食物诱导肥胖症抵抗和易感性创造了条件。科研工作者应根据研究的对象和方向选择合适的动物模型，以便更真实地模拟出肥胖症的发病机制从而提高研究结果的信服度。