李涵,熊磊,陳柏君,解宇環(huán),周盈青,黃宇程
綜 述
厭食癥動物模型研究進展
李涵,熊磊,陳柏君,解宇環(huán),周盈青,黃宇程
厭食癥是常見的人類攝食行為異常的疾病,建立厭食癥動物模型,有助于本病的深入研究。國內對厭食癥模型建立方法的相關報道較少,當下運用于本病實驗研究的動物模型亦存在不足,這與厭食癥致病受遺傳、心理、生理、環(huán)境等諸多因素影響有關。本文對國內外常用的厭食癥造模方法及其優(yōu)缺點進行了分析綜述,指出了目前中醫(yī)動物模型研制與評價過程中存在的問題。
厭食; 動物模型; 發(fā)病機制; 研究進展; 綜述
隨著社會進步與生活水平提高,自然環(huán)境與社會關系的不斷變化,厭食癥這一由多因素作用的疾病發(fā)病率日漸上升。本文就目前厭食癥動物模型的建立方法作一綜述。
1.1 中醫(yī)學認識 小兒厭食癥主要表現為較長時期食欲不振、見食不貪、食量減少等。本病的發(fā)生多與喂養(yǎng)不當、他病傷脾、先天不足、情志失調有關。其中,通過臨床觀察與文獻分析,發(fā)現喂養(yǎng)不當為主要病因[1-2]。小兒厭食病在脾胃,病機總屬脾運失健。其證候分型多為:脾失健運證、脾胃氣虛證、脾胃陰虛證等,臨床多見脾失健運型[3-4]?,F代中醫(yī)拓展了對本病發(fā)病規(guī)律的認識范圍,有學者認為,由于飲食結構、社會因素及自然環(huán)境的改變,當代小兒厭食多脾陰不足[5]。
1.2 西醫(yī)學認識 現代研究認為,本病的發(fā)生與喂養(yǎng)不當、飲食結構不合理、微量元素缺乏、某些內分泌素不足、全身性疾病、藥物、氣候以及精神因素等有關[6]。近期研究從嬰幼兒的心理發(fā)育過程與進食行為關系的角度出發(fā),探討社會心理因素及氣質類型與小兒厭食行為的關系,并制定相應的心理護理措施[7]。在小兒厭食癥的病理機制方面,胃動力障礙、幽門螺旋桿菌感染、腸道菌群失調、微量元素缺乏、腦腸肽-食欲中樞軸功能與胃腸激素失調、舌苔細胞凋亡平衡破壞、心理問題等都可導致本病的發(fā)生。其中,腦腸肽-食欲中樞軸功能與胃腸激素是厭食癥發(fā)病機制的研究熱點[8]。
基于目前中西醫(yī)研究可知,厭食癥致病因素多,發(fā)病機制復雜。動物模型的運用,是認識此病發(fā)病機制及進行相關藥理研究的重要途徑。嚙齒類動物,是最常見的用于研究攝食行為的物種[9]。現將國內外厭食癥動物模型的研究情況分述如下。
目前國外使用的厭食癥動物模型主要分為兩大類,即:環(huán)境因素模型和遺傳模型。環(huán)境因素模型包括:飲食限制模型、飲食-運動模型、壓力模型、分離模型;遺傳模型包括:Crhr2敲除小鼠、多巴胺基因敲除小鼠、M3受體敲除小鼠等[9-10]。
環(huán)境因素模型方面,飲食限制模型可復制神經性厭食癥關聯的核心行為,其通過限制食物攝入使體質量減輕,出現營養(yǎng)不良,發(fā)展為饑餓導致的免疫缺陷和脾、胸腺萎縮。飲食-運動模型的研究證明,在限制飲食的條件下加大運動會給小鼠帶來極大損傷[9-10]。經典的神經性厭食癥動物模型,是運動引發(fā)的厭食癥[11]。這個模型中動物自由接觸轉輪,并限制攝食量,導致過度運動,體質量減輕、甚至死亡[12]。分離模型是將小鼠分離飼養(yǎng),引起壓力,導致抑郁,出現飲食下降、體質量減輕和認知改變,這種慢性壓力造成的飲食混亂更接近人的厭食狀態(tài)。壓力模型通過刺激使動物喪失饑餓感,壓力條件下飲食減少后可引起體質量下降,此模型可能用來研究厭食癥的危害因素[9-10]。
國內采用遺傳模型來研究攝食行為的方式較少。Crhr2敲除小鼠:Crhr對于壓力調節(jié)有重要作用。在有壓力的情況下,下丘腦釋放促腎上腺皮質激素釋放激素,通過與其受體結合從而激活促腎上腺皮質激素受體增加血液中糖皮質激素水平來緩解緊張情緒。Crhr2敲除小鼠對壓力異常敏感,容易出現焦慮行為。其可為研究缺乏食物壓力是否直接改變代謝,或者影響焦慮情緒和食欲提供動物模型。多巴胺基因敲除小鼠:多巴胺能夠影響攝食行為,多巴胺基因敲除小鼠在生長過程中由于缺乏多巴胺食欲逐漸減退,活動力下降,不能攝入維持機體生存必需的食物量。多巴胺基因敲除純合子小鼠的腦部對多巴胺尤為敏感,可作為藥理干預或者基因治療的良好模型。M3受體敲除小鼠:乙酰膽堿受體在外周神經刺激胃部收縮和腺體分泌有重要作用。M3受體敲除小鼠表現出明顯的食物攝入量減少、體質量減輕[10]。
目前多采用脾虛模型及病因模擬模型。亦有研究將以上兩種模型合并運用,創(chuàng)建脾虛失健型幼齡大鼠模型[13]。近年來有學者研制出中樞性厭食動物模型,并將其成功應用于中藥藥理研究[14]。
3.1 脾虛證動物模型 脾虛證動物模型是較早開展研究的中醫(yī)動物模型之一,常用方法為單因素造模、復合因素造模及病證結合造模。單因素造模:用苦寒瀉下的藥物或方劑,如大黃、番瀉葉、大承氣湯等灌胃,研制出脾氣虛或脾陽虛小鼠模型;為避免此法傷陽、傷陰、造模時間過短,可用青皮灌胃,造成脾氣虛或氣虛證模型。復合因素造模:因考慮到臨床脾虛患者發(fā)病的復雜性,亦可用復合因素造模,如苦寒瀉下加饑飽失常脾虛證動物模型、苦寒瀉下加勞倦過度脾虛證動物模型等。病證結合造模:如選大鼠為實驗對象,首先以耗氣破氣加饑飽失常法致脾氣虛,在脾虛造模第10天用醋酸法建立胃潰瘍模型,從而研制成脾虛型胃潰瘍模型[15]。
基于小兒厭食癥多由脾胃虛弱所致,還有以利血平建立脾虛小鼠模型[16]。然而厭食癥的發(fā)病規(guī)律復雜,臨床分型較多。隨著獨生子女的增加,脾虛肝旺證日趨增多,漸成本病主因[2],以脾虛模型代替小兒厭食證模型難免以偏概全。且以同一因素建立脾虛證模型,對最終模型呈現出的證候歸屬,學者們卻各持己見,如用利血平行小鼠腹腔注射,使副交感神經功能亢進,造成脾陽虛證動物模型,但有學者認為,此模型應屬脾陰虛證[15]。故而基于脾虛證動物模型,來探索小兒厭食的發(fā)病機制或進行藥理研究,有不合理之處。
3.2 病因模擬動物模型 特制飼料喂養(yǎng)幼齡大鼠建立小兒厭食癥模型的方法,是目前厭食癥研究中多數采用的造模方式。喂養(yǎng)不當是導致小兒厭食癥主要病因,表現為家長缺乏科學的喂養(yǎng)觀念,致小兒膳食結構不合理,過食肥甘厚膩。故可在此臨床基礎上模擬小兒厭食癥的主要病因,采用特制高蛋白、高脂飼料,喂養(yǎng)幼齡大鼠,從而建立小兒厭食癥動物模型[17]。之后利用此模型觀察了對大鼠攝食量、體質量及下丘腦和血漿八肽膽囊收縮素濃度的影響,同時對特制飼料與常規(guī)鼠飼料的主要營養(yǎng)成分進行對比,發(fā)現模型大鼠日攝食量明顯低于對照組,體質量增長緩慢,下丘腦和血漿八肽膽囊收縮素水平顯著升高,特制飼料多種礦物質及多種維生素含量低下,符合小兒厭食癥的自然病因[18]。隨后利用放射免疫分析法和免疫組化法,測定了該模型中樞和外周β-內啡肽的含量,對模型產生厭食的神經化學機制作了進一步研究。結果表明,β-內啡肽在中樞和外周的含量減少可能是導致該動物模型攝食量長期低于正常動物的因素之一[19]。其后的研究以攝食量、體質量、影響食欲的Ghrelin水平變化及一般情況,對模型進行了評價[20]。
病因模擬法建立小兒厭食動物模型,優(yōu)點在于其方法成熟、易于操作。然而有學者對此造模方法提出質疑,即:起初用特制飼料喂養(yǎng)幼齡大鼠,大鼠進食量很少,體質量增長緩慢;28 d后恢復正常飼料喂養(yǎng),大鼠進食量和體質量都迅速增加。實驗過程中發(fā)現,任何時候撤去特制飼料,給予正常飼料,大鼠會迅速開始進食,且進食量與正常組大鼠基本相同。所以此研究認為,給大鼠高營養(yǎng)飼料所造成的進食量減少、體質量降低,并不是大鼠厭食所致,而是由于大鼠和人的種屬差異較大,特制的高蛋白營養(yǎng)飼料不符合大鼠進食習慣,大鼠拒絕進食[14]。
3.3 中樞性厭食動物模型 近年來在進行健脾消食方藥藥理學研究時,學者創(chuàng)造性地在動物側腦室預置套管注射瘦素,以此作為中樞性厭食動物的模型。該模型建立的理論依據為:腦腸肽在機體食欲調節(jié)過程中起信號傳導作用,食欲的改變和腦腸肽的含量直接相關,而瘦素則是抑制進食的一種重要腦腸肽。瘦素可與下丘腦進食中樞的瘦素受體結合,抑制饑餓信號神經肽Y的表達,抑制食欲;也可與飽食中樞的瘦素受體結合,促使前鴉片黑皮質素原神經元分泌前鴉片黑皮質素原,代謝為鴉片黑皮質素,作用于相應受體,引起食欲降低及機體能量消耗增加。考慮瘦素抑制食欲主要作用于中樞神經系統(tǒng),側腦室的下方靠近丘腦,而食欲中樞在下丘腦部位,故在大鼠側腦室內預置套管注射瘦素建立厭食癥動物模型[14]。該模型符合厭食癥的發(fā)病機制,為厭食癥的研究提供了新的思路??赡芤驗槟X室內置管大鼠死亡率高、實驗操作復雜,故此模型的復制與應用較少。
由此可見,目前國內厭食癥動物模型的3種造模方法各有千秋,亦或多或少存在不足。首先分析脾虛證動物模型,此模型的研制由來已久,方法簡單。且從中醫(yī)認識疾病的根本出發(fā),建立“證”的模型,更能從中醫(yī)學的視角闡述人體生理病理特點。然而單純用脾虛證模型來代替厭食癥動物模型進行各種研究,有其不合理之處。因厭食病因復雜,不僅有脾虛一種,如有醫(yī)家從腎論治[21]、從瘀論治[22]等。此外,對模型的證候探討,亦缺乏統(tǒng)一認識。
其次在病因模擬模型方面,此造模方法目前在國內使用得最多。其模擬小兒厭食癥的主要病因,采用特制高蛋白、高脂飼料喂養(yǎng)幼齡大鼠。建模方式簡單,狀態(tài)穩(wěn)定。然而有研究質疑此方法的合理性,且通過實驗認為:給大鼠高營養(yǎng)飼料造成其進食量減少、體質量降低的原因,是特制飼料不符合大鼠進食習慣,大鼠拒絕進食,并不是大鼠厭食所致。此厭食癥模型設計的科學性,還需要進行客觀評價和驗證。
最后中樞性厭食癥動物模型,其從厭食癥西醫(yī)發(fā)病機制角度造模,方法獨特,思路新穎。然此方式囿于操作復雜以及腦室內置管大鼠死亡率高等因素,目前還缺少對此新模型的重復性實驗。
厭食癥的產生受多種因素影響,故動物模型的建立比較困難,且還缺乏對模型的客觀評價。這些現象不僅僅局限于厭食癥的研究,而是在中醫(yī)動物模型的建立與評價過程中存在的共性問題。
4.1 中醫(yī)動物證候研制 在動物模型方面,現代醫(yī)學主要采用疾病動物模型[10]。中醫(yī)動物模型大致分為:疾病動物模型、證候動物模型及病證結合動物模型[23]。
病證結合動物模型,是近年來醫(yī)學界較為認可和推崇的動物模型。其是在中醫(yī)藥理論指導下,適當結合現代醫(yī)學理論與實驗動物科學知識,分別或同時采用傳統(tǒng)中醫(yī)學病因復制證候動物模型和采用現代醫(yī)學病因復制疾病動物模型,令動物模型同時具有疾病與證候特征。此模型用中西結合綜合因素研制動物模型,既與中醫(yī)理論相聯系,又與現代醫(yī)學的某些疾病較相一致,能更好地體現疾病的特點及選擇模型的病理監(jiān)測指標,同時模型具有中醫(yī)的證候表現,符合中醫(yī)的理論。也許,今后厭食癥模型的研制可以從此方面開展。但是病證結合模型亦存在諸多問題,模型需要有疾病和證候的多種表現,因此在操作上相對繁瑣,許多條件難以控制,再加上病證結合動物模型的辨證診斷也不明確,所以此模型還需深入研究[23-25]。
4.2 中醫(yī)動物模型客觀評價 中醫(yī)動物模型客觀化、標準化評價體系的建立仍在探索之中。在實際操作中,實驗室檢查指標雖然較多,但客觀性、特異性較差,沒有公認的、規(guī)范化的標準[25]。且若僅以實驗室指標為依據,這不符合中醫(yī)理論。評價中醫(yī)動物模型,其方法符合中醫(yī)固有理論,對建立完整、規(guī)范的動物模型評價體系十分重要?;谌伺c動物種屬的差異,評判動物證候模型的標準,應建立在動物的證候診斷標準基礎上,如此才能對動物模型進行恰當地辨證診斷[26]。近年來,有學者創(chuàng)建了實驗小鼠四診方法學,并建立了小鼠四診工作站,采集的信息可以用于辨證論治。該方法學的創(chuàng)建,為證候模型和實驗室指標與證候聯系的判斷奠定了基礎[27]。對中醫(yī)動物模型評價體系的建立,也具有推動作用。
綜上,目前國內尚缺乏公認的、成熟的、易于復制成功的厭食癥動物模型,且缺少客觀的、標準的相應動物模型評價方法。這一現象的產生,不僅僅是因為有關厭食癥模型的研究較少,或是厭食癥致病因素多、發(fā)病機制不明確,從而難以研制動物模型等,更重要的原因是,目前中醫(yī)動物模型的建立與評價依然處于探索階段。病證結合動物模型作為當下研究的熱點,對厭食癥模型的研制提供了借鑒。
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(本文編輯:劉穎)
Research progress of animal model of anorexia
LIHan,XIONGLei,CHENBojun,XIEYuhuan,ZHOUYingqing,HUANGYucheng.
YunnanUniversityofTraditionalChineseMedicine,Kunming650500,China
Anorexia is a common disease of unusual ingestive behavior of human, and building animal model is helpful to the intensive study of this disease. The related report on anorexia modeling method is little in China, and there is insufficiency of animal model which is used in anorexia experimental study, which is related to heredity, mentality, physiology, environment and other factors. This paper makes an analysis on the common anorexia modeling method both at home and abroad and its advantage and disadvantage, and points out the current problems which exist in the process of developing and evaluating the TCM animal model.
Anorexia; Animal model; Pathogenesis; Research progress; Summary
課題項目:云南省南藥研究協同創(chuàng)新中心項目;國家中醫(yī)藥管理局“十二五”重點建設學科“中醫(yī)兒科學”項目
650500 云南 昆明,云南中醫(yī)學院2014級碩士研究生(李涵,周盈青,黃宇程);云南中醫(yī)學院學院辦公室(熊磊),科技處(陳柏君),機能實驗室(解宇環(huán))
李涵(1990-),女,云南中醫(yī)學院2014級碩士研究生在讀。研究方向:小兒常見疾病的中醫(yī)治療
熊磊,E-mail:xlluck@sina.com
10.3969/j.issn.1674-3865.2017.01.004
R725.7
A
1674-3865(2017)01-0015-04
2016-07-17)