不同方法建立高尿酸血癥動物模型研究進展*

不同方法建立高尿酸血癥動物模型研究進展*

★何宏明1*第一作者：何宏明(1990—)，男，在讀碩士研究生。研究方向：中藥藥理與藥效。Tel:15180110578，E-mail：1009597938@qq.com。馮育林1,2張武崗1,2李艷1,2左潔羽2楊世林1,2簡暉1,2*通信作者：簡暉，碩士生導(dǎo)師，教授。研究方向：中藥新藥開發(fā)。Tel:0791-87119623，E-mail：jianhui126@126.com。李俊1,2(1.江西中醫(yī)藥大學(xué)南昌 330004;2.中藥固體制劑制造技術(shù)國家工程研究中心南昌 330006)

摘要：痛風(fēng)是指由于體內(nèi)嘌呤代謝紊亂致使血尿酸異常升高而引起組織損傷的一組疾病，發(fā)作不僅侵犯骨關(guān)節(jié)，甚至?xí)奂澳I臟等組織器官，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。從高尿酸血癥與痛風(fēng)的關(guān)系可見高尿酸血癥是痛風(fēng)病變發(fā)展中的一個關(guān)鍵階段。作者通過文獻調(diào)研，總結(jié)歸納了近年來高尿酸血癥動物模型建立的不同方法。

關(guān)鍵詞：高尿酸血癥；造模方法；動物模型；研究進展

高尿酸血癥(hyperuricemia，HUA)的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)為：通過測定非同日兩次空腹?fàn)顟B(tài)測得機體尿酸水平男性>420μmol/L，女性>357μmol/L[1]。相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計目前全球高尿酸血癥的發(fā)病率正在不斷攀升，這與人類物質(zhì)生活水平的提高，使得日常攝入過量的含有豐富蛋白質(zhì)、脂肪、磷脂類營養(yǎng)成分的食物有著密切聯(lián)系[2]。臨床上應(yīng)用于降尿酸類藥物主要為早期研發(fā)的化學(xué)合成類藥物為主，但是西藥表現(xiàn)出來的不良反應(yīng)也在很大程度上限制了使用。近年來不少科研工作者不斷尋求建立一種接近人類高尿酸血癥的發(fā)病特點的高尿酸血癥動物模型，現(xiàn)已取得了一定進展[3]。關(guān)于模型復(fù)制方法，本文將從形成機制、造模給藥途徑、主要常見造模方法分類等方面進行以下探討。

1尿酸的形成機制

尿酸(uric acid，UA)由黃嘌呤氧化酶(xanthine oxidase，XOD)將次黃嘌呤(hypoxanthine，HX)、黃嘌呤(xanthine)等尿酸前體物質(zhì)氧化而成。人體內(nèi)80%的尿酸是由體內(nèi)氨基酸等其他小分子化合物合成尿酸或分解代謝而來；20%的尿酸從含嘌呤或核蛋白豐富的食物中分解得到。

2構(gòu)建高尿酸血癥模型常見方法

常見構(gòu)建高尿酸血癥模型方法可以分為：(1)增強體內(nèi)尿酸的合成能力，體內(nèi)黃嘌呤氧化酶受到尿酸前體物質(zhì)的刺激活性增強，促使尿酸的合成增加[4]。(2)抑制尿酸的排泄途徑，通過給予煙酸、乙胺丁醇等抑制腎臟的排泄功能，使得體內(nèi)尿酸水平維持在一個較高水平。(3)通過尿素酶抑制劑控制尿酸酶活性，由于尿酸酶的存在使得嚙齒類動物能夠?qū)Ⅲw內(nèi)尿酸氧化成尿囊素或其他物質(zhì)；因此可以通過抑制或者消除尿酸酶的活性建立高尿酸血癥模型[5]。(4)基因技術(shù)篩選,通過同源重組胚胎干細胞敲除尿酸酶基因選擇性得到需要的動物模型[6]?；诟吣蛩嵫Y形成原理復(fù)制高尿酸血癥模型，主要可以從促進尿酸合成和抑制尿酸排泄這兩方面入手。

2.1增加尿酸前體物質(zhì)

2.1.1腺嘌呤法(1)原理：給予大劑量的腺嘌呤可以增強體內(nèi)黃嘌呤氧化酶活性以及促進谷酰胺磷酸核糖焦磷酸轉(zhuǎn)移酶的合成,加快尿酸的生成。

(2)方法：鼠類高尿酸血癥模型：王珂等[7]采用腺嘌呤灌胃法誘導(dǎo)大鼠制備高尿酸血癥，通過75mg/kg腺嘌呤上午定時灌胃進行造模下午定時給藥，除正常組飼喂普通飼料各組均飼喂自制的飼料(40%蔗糖+60%普通飼料)；尿酸試劑盒測得模型組血清尿酸水平較正常對照組升高26.8%，表明高尿酸血癥模型誘導(dǎo)成功。楊桂梅等[8]研究建立持續(xù)性高尿酸血癥大鼠模型。采用了不同劑量腺嘌呤連續(xù)灌胃給藥20d，第10d給藥1h后，目內(nèi)呲取血，第20d給藥1h后將全部大鼠腹主動脈取血，并進行腎組織病理觀察。結(jié)果顯示腺嘌呤組造模腎損害嚴(yán)重，且血尿酸水平顯著增高。雞高尿酸血癥模型：蘇友新等[9]通過給予4g/kg的腺嘌呤飼料飼喂雞并控制造模組每日飲水在100mL以內(nèi)，第3周測得血尿酸水平升高，且可持續(xù)8周以上。

2.1.2次黃嘌呤法(1)原理:次黃嘌呤在黃嘌呤氧化酶的作用下生成尿酸前體物質(zhì)黃嘌呤。

(2)方法：唐燦等[10]采用尿酸生成的前體物質(zhì)次黃嘌呤為模型藥物，通過時效、量效、性別等多因素的考察復(fù)制得到穩(wěn)定的高尿酸血癥動物模型。陸國壽等[11]通過除正常對照組外剩余各組均腹腔注射次黃嘌呤100mg/kg的造模劑量，造成急性高尿酸血癥模型，經(jīng)檢測模型組小鼠血尿酸含量明顯高于正常組，P<0.05，組間差異有顯著性意義；表明此方法可成功誘導(dǎo)高尿酸血癥模型。

2.1.3酵母法(1)原理:正常的嘌呤代謝受到大量含豐富蛋白質(zhì)類的酵母的影響，致使嘌呤代謝開始紊亂，可模擬人類高蛋白飲食，形成高尿酸血癥模型。

(2)方法：鼠類高尿酸血癥模型：陳光亮等[12]通過灌胃酵母建立小鼠高尿酸血癥模型，通過對不同劑量、時間、性別等多因素的考察，發(fā)現(xiàn)酵母膏以15～30g/(kg·d)連續(xù)灌胃1～2周可以復(fù)制出小鼠高尿酸血癥模型。吳安康等[13]以酵母30g/kg為造模劑連續(xù)灌胃一周，測定小鼠血清尿酸和黃嘌呤氧化酶，結(jié)果與正常組對比，模型組小鼠及水平均顯著升高，表明模型塑造成功。鵪鶉高尿酸血癥模型：楊紅蓮等[14]采用15g/kg劑量的酵母混入普通飼料配成高嘌呤飼料飼喂模型組，食完后以普通飼料補充，考察了不同品系、性別的影響，連續(xù)飼喂7d后血尿酸水平顯著升高,飼喂28d后測得鳥嘌呤脫氨酶、黃嘌呤氧化酶、腺苷脫氨酶、活性增強，成功復(fù)制了迪法克雌性鵪鶉高尿酸血癥模型。

2.2抑制尿酸排泄法

2.2.1大量攝入腺嘌呤法(1)原理：大劑量的腺嘌呤在體內(nèi)被轉(zhuǎn)化為二羥基腺嘌呤且對腎功能造成損傷，影響正常腎臟對尿酸的排泄功能。

(2)方法：盧忠英等[15]采用腺嘌呤200mg/kg的劑量灌胃誘導(dǎo)SD大鼠制備高尿酸血癥和腎損傷模型，連續(xù)造模給藥3周后模型組尿酸值較正常組顯著升高(P<0.01)。李永新等[16]利用腺嘌呤(300mg/kg)灌胃法誘導(dǎo)WISTAR大鼠制備高尿酸血癥和腎損傷模型，經(jīng)腺嘌呤灌胃1周后，可成功誘導(dǎo)血清尿酸水平顯著升高9.7%(P<0.01)。

2.3尿酸酶抑制法

2.3.1氧嗪酸鉀法(1)原理：通過抑制體內(nèi)尿酸酶活性,在較短時間內(nèi)使得體內(nèi)尿酸水平升高。

(2)方法：Yonetani Y等[17]采用腹腔注射氧嗪酸鉀(250mg/kg)的方法給WISTAR大鼠進行造模，尿酸試劑盒檢測發(fā)現(xiàn)尿酸水平較對照組顯著升高。彭雨軒等[18]通過除陽性組隔天灌胃給予別嘌醇，各組連續(xù)灌胃7d后腹腔注射氧嗪酸鉀(300mg/kg)造模，通過測得與正常組比較模型組尿酸水平顯著升高(P<0.05)。胡慶華等[19]采用連續(xù)7d灌胃給予氧嗪酸鉀鹽(250mg/kg)誘導(dǎo)小鼠高尿酸血癥，對比各組血清尿酸水平和24h尿酸排泄量,實驗發(fā)現(xiàn)與模型組尿酸水平顯著升高。徐立等[20]通過以羊毛脂和石蠟油按質(zhì)量比3∶2混合的溶劑配制尿酸酶抑制劑氧秦酸鉀(100mg/kg)對SD雄性大鼠皮下注射進行造模，成功復(fù)制出血尿酸水平高、維持時間長的大鼠代謝性高尿酸血癥模型。

2.4基因重組法(1)原理：利用胚胎干細胞基因重組法破壞小鼠尿酸酶基因，獲得基因缺陷小鼠，其尿酸值可高于正常小鼠的10倍。同時引起不同程度的腎損傷，但小鼠存活率低[9]。

(2)方法：Yonetani Y等[21]借助基因敲除和基因重技術(shù)，獲得尿酸酶缺乏的模型小鼠。

2.5聯(lián)合造模法

2.5.1腺嘌呤聯(lián)合乙胺丁醇法(1)原理：腺嘌呤的原理同上，大量的乙胺丁醇、煙酸等可以抑制尿酸排泄，使得尿酸在體內(nèi)快速蓄積。

(2)方法：徐玲玲等[22]除對照外各組以腺嘌呤(100mg/kg)聯(lián)合鹽酸乙胺丁醇(250mg/kg)造模,第6天開始上午灌胃給藥下午造模，連續(xù)10d，通過測定大鼠血尿酸與對照組相比，實驗結(jié)果顯示模型組差異具有顯著性(P<0.01)，說明造模成功。陳麗川等[23]除正常對照組外，其余SD大鼠分別以腺嘌呤合鹽酸乙胺丁醇制作高尿酸血癥性腎病動物模型，與正常組相比，模型組尿酸水平升高腎臟質(zhì)量顯著增加，體質(zhì)量增下降明顯(P<0.05)；模型組可見局灶性間質(zhì)纖維化，伴大量淋巴和單核細胞的浸潤。楊維杰等[24]探討用腺嘌呤聯(lián)合乙胺丁醇法建立大鼠高尿酸血癥動物模型，連續(xù)灌胃21d，第21d大鼠尾靜脈取血1mL檢測血清尿酸水平。結(jié)果證實模型組尿酸值升高且有存在顯著性差(P<0.05)。

2.5.2氧嗪酸鉀聯(lián)合次黃嘌呤法(1)原理：氧嗪酸鉀通過減少尿酸的排泄結(jié)合次黃嘌呤促進尿酸前體物質(zhì)的產(chǎn)生。

(2)方法：大鼠高尿酸血癥模型：潘紅英等[25]采用由次黃嘌呤和氧嗪酸鉀制備持續(xù)性大鼠高尿酸血癥模型，各組大鼠頸總動脈取血檢測，與對照組相比較模型組尿酸水平均明顯升高(P<0.01)。王苗慧等[26]選用SPF級SD雄性大鼠腹腔注射次黃嘌呤(500mg/kg)及皮下注射氧嗪酸鉀(100mg/kg)制備大鼠高尿酸血癥模型。檢測結(jié)果顯示模型組大鼠血清尿酸水平顯著上升(P<0.01)，大鼠肝臟活性增強。小鼠高尿酸血癥模型：徐立等[14]用腹腔注射次黃嘌呤500mg/kg結(jié)合皮下注射氧嗪酸鉀50mg/kg，模型組尿酸水平顯著升高(P<0.01)，且陽性藥可顯著降低升高的尿酸值(P<0.01)。

2.5.3氧嗪酸鉀聯(lián)合腺嘌呤法(1)原理：大劑量的腺嘌呤加速合成尿酸，使得血中尿酸含量增高，氧嗪酸抑制尿酸酶活性，阻斷了體內(nèi)尿酸的去路。

(2)方法：王天等[27]采用腺嘌呤(100mg/kg)聯(lián)合97%氧嗪酸鉀建立小鼠高尿酸血癥腎病動物模型，與對照組比較模型組尿酸、尿素和肌酐水平升高顯著(P<0.01)。于雪峰等[28]通過前7d每天分2次用不同劑量的腺嘌呤和氧嗪酸鉀給大鼠灌胃造模，第8d到14d開始給藥，第22d檢測血清尿酸、肌酐、尿素氮水平變化，發(fā)現(xiàn)各組的尿酸水平有升高趨勢，且中劑量組尿酸水平升高顯著可選作為模型給藥造模劑量。

3討論

目前，在研究高尿酸血癥動物模型方面取得的成果對于研究高尿酸血癥的發(fā)病機制和疾病預(yù)防有著重要作用，用于實驗研究的模型種類、方法較多，在研究的過程中也出現(xiàn)了許多新的問題還有待更深入的研究。

3.1動物的選擇作為與人類種屬較為接近的嚙齒類動物，由于體內(nèi)尿酸酶的存在在一定程度上限制了運用；雖然人類尿酸代謝與禽類有著接近的地方，但種屬與人類相差太大，且飼養(yǎng)困難。因此，應(yīng)依據(jù)具體的研究方向以及藥物自身的作用特點進行動物種屬的選擇[29]。

3.2方法的選擇對體內(nèi)的尿酸前體物質(zhì)進行補充或者直接補充尿酸，與人類尿酸尿酸代謝過程較為接近，但不符合高尿酸血癥的發(fā)病起因。抑制尿酸的排泄雖然可以較快升高體內(nèi)的尿酸水平，但不屬于人類原發(fā)性高尿酸血癥。尿素酶抑制法操作簡單、容易獲得可以在短期內(nèi)升高尿酸水平，但維持時間較短，穩(wěn)定性較差；此外，由于人類體內(nèi)并不存在尿素酶，生理結(jié)構(gòu)差異太大。聯(lián)合造模法中腺嘌呤聯(lián)合酵母膏適宜灌胃給藥可以模擬人類高尿酸血癥，可能成為研究高尿酸血癥較為合適的模型之一。

4小結(jié)

本文主要概述了目前實驗研究中較為常見的高尿酸血癥模型的建立方法和特點。通過對以上造模方法的論述和分析，科學(xué)合理的高尿酸血癥造模方法還需要投入更多的科研實踐。因此，根據(jù)具體的研究需要選擇合適的動物及造模方法。為來建立一個能夠模擬人類嘌呤代謝過程，接近人類高尿酸血癥的動物模型是研究高尿酸血癥發(fā)病機理和防治途徑、發(fā)掘治療高尿酸血癥新藥的重要基礎(chǔ)。

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中圖分類號：R285

文獻標(biāo)識碼：B

*基金項目：江西省科技合作項目(20144BDH80005)；江西創(chuàng)新藥物與高效節(jié)能降耗制藥設(shè)備協(xié)同創(chuàng)新中心(贛教高字[2012]89號)。