C57BL/6J小鼠構建肥胖動物模型評價

張晶晶 趙文欣 李佳潞 項戀 張遠帆 楊丹 馬玲

【摘要】目的：以高脂飲食誘導C57BL/6J小鼠建立肥胖動物模型、觀察模型穩(wěn)定情況，為探討單純性肥胖癥發(fā)生發(fā)展機制提供基礎實驗依據。方法：采用5周齡雄性C57BL/6J小鼠126只，隨機分為普通膳食組（CON，n=18）和高脂模型組（HFD，n=108），造模10周后、HFD組篩選出體重高于CON組小鼠平均體重20%的小鼠視為肥胖造模成功，將2組小鼠繼續(xù)喂養(yǎng)8周、觀察成年肥胖小鼠模型穩(wěn)定性。實驗全程測量小鼠每周體重，每日食量、計算各組小鼠每周攝入能量變化；實驗結束后，測量小鼠體長、計算Lees指數；稱取腹股溝、附睪、腎周、肩胛部脂肪組織質量，計算體脂率；取血測定血液總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）。結果：造模10周后肥胖小鼠成模率為77.57%，體重差異為26.5%；實驗結束后HFD組與CON組體重差異為26.91%，HFD組體重、攝入能量、體脂量、體脂率、Lees指數、血TC、TG、HDL水平高于CON組（P<0.05）。結論：C57BL/6J小鼠行肥胖造模10周為適宜時長，造模成功后肥胖小鼠在8周內的體重差異較穩(wěn)定，C57BL/6J小鼠可視為穩(wěn)定的單純性肥胖癥造模物種。

【關鍵詞】C57BL/6J小鼠；肥胖；動物模型

[中圖分類號]R-332 [文獻標識碼]A [文章編號]2096-5249（2021）09-0007-02

肥胖癥不僅與多種慢性非傳染性疾病及癌癥的發(fā)生發(fā)展密切相關，也為患病人群帶來較大的經濟負擔與死亡風險[1-2]。面對該流行趨勢，迫切需要研究人員對其致病機制進行深入研究，動物模型就成為了研究發(fā)病機制及治療靶點的主要工具，為研究人員在整體水平系統研究肥胖癥提供了可行性、從而彌補在細胞實驗水平缺乏的整體影響效應。小型嚙齒類動物，尤其是小鼠廣泛用于研究代謝紊亂疾病動物模型，小鼠和大鼠的生理機能比非哺乳動物物種更接近人類[2]。近交系C57BL/6J小鼠因易發(fā)生嚴重肥胖、脂肪堆積、葡萄糖不耐受和中度胰島素抵抗而被廣泛用作肥胖模型；雄性小鼠更容易受到高脂飼料的影響，因此它們比雌性小鼠可更快、更大程度地形成肥胖[3-5]。本研究旨在通過高脂飲食誘導雄性C57BL/6J小鼠建立肥胖動物模型，篩選肥胖動物建模關鍵指標、并評價C57BL/6J小鼠肥胖成模穩(wěn)定性，為單純性肥胖癥動物實驗研究模型選擇提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1實驗對象 5周齡SPF級雄性C57BL/6J小鼠，由北京華阜康生物科技股份有限公司提供（生產許可證號：SCXK（京）2019-0008），于西南醫(yī)科大學實驗動物中心屏障環(huán)境飼養(yǎng)：飼養(yǎng)溫度19℃～26℃，相對濕度40%～70%，12～12h明暗交替，自由進食、飲水，每3 d更換一次墊料。動物實驗方案得到了西南醫(yī)科大學動物倫理委員會的批準許可。

1.2建立肥胖小鼠模型 5周齡雄性SPF級C57BL/6J小鼠126只，適應性喂養(yǎng)5日后，按體重隨機分為正常對照組18只、高脂模型組108只，每籠6只。HFD組以高脂飼料喂養(yǎng)行肥胖造模（TP23300：脂肪60.0%，蛋白質19.4%，碳水化合物20.6%；熱量5.0 kCal/g），CON組以普通飼料喂養(yǎng)（TP23302：脂肪10.0%，蛋白質19.0%，碳水化合物71.0%；熱量3.6 kCal/g），每日稱飼料剩余量、按需供給，每周稱量體重。

1.3實驗取材與保存 實驗結束后，小鼠禁食不禁水12h，次日戊巴比妥鈉麻醉（麻醉劑量取50 mg/Kg·BW[6-7]）后心臟采血，解剖取臟器，稱量腹股溝皮下脂肪、附睪脂肪、腎周脂肪、肩胛部棕色脂肪濕重并記錄；所有樣本血清離心取上清于-80℃保存。

1.4檢測指標及方法 ①基礎生理指標：體重：每周固定時間點電子天平稱量一次（g）；Lees指數：（體重g）1/3/體長cm×1000；體脂率：（腹股溝皮下脂肪+附睪脂肪+腎周脂肪+棕色脂肪）g/體重g ×100%；攝入能量：每日固定時間點電子天平稱量小鼠食量（g）*飼料熱量，計算每組每周攝入能量變化。②血清學指標：按試劑盒提供的方法用全自動生化分析儀（BS-240vet）（深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司）測定，TG、TC測定采用氧化酶法，HDL-C、LDL-C測定采用直接法。

1.5數據統計與分析 采用SPSS 25.0進行數據統計分析，數據以均數±標準差（x±s）描述。兩組間差異性分析采用兩獨立樣本t檢驗，P<0.05表示差異有統計學意義；數據作圖采用GraphPad Prism 6.07軟件進行數據作圖。

2 結果

2.1高脂飼養(yǎng)小鼠體重變化 飼養(yǎng)全程記錄小鼠體重變化，兩組小鼠起始體重（第0周）無差異，飼養(yǎng)第2周起HFD組體重高于CON組（P<0.05）。造模10周后，107只小鼠中有83只小鼠體重超過對照組平均體重的20%，成模率為83/107*100%=77.57%，初始2周體重增加最快，第10周時體重差異達26.5%、18周時差異為26.91%，建模成功后（11-18周）肥胖模型較穩(wěn)定。詳見圖1。

2.2高脂飼養(yǎng)后小鼠能量攝入變化 HFD組小鼠飼養(yǎng)期間攝入能量在第6、8、14、16、18周高于CON組（P<0.05），在第2、4、10、12周與CON組沒有差異。詳見圖2。

2.3高脂飼養(yǎng)后小鼠脂肪組織質量變化 高脂飼養(yǎng)18周后，HFD組體脂總重、體脂率、Lees指數高于CON組（P<0.05）。HFD組小鼠體脂總重約為CON組6倍，體脂率約為CON組5倍；HFD組小鼠Lees指數達313、該指數大于310被視為肥胖成模指標之一[8]。詳見圖3。

2.4高脂飼養(yǎng)后小鼠血脂變化

高脂飼養(yǎng)18周后，HFD組小鼠血液中TG、TC、HDL均高于CON組（P<0.05），LDL兩組間沒有差異。詳見圖4。

3 討論

研究人員對以往肥胖動物造模進行系統評價發(fā)現，對于飲食誘導的肥胖動物模型關鍵在于高脂飼料中脂肪占比，嚙齒類動物造模飼料最常用45%與60%脂肪占比飼料，而60%高脂飼料可使C57BL/6J小鼠更快且更易形成肥胖，選擇8周齡前小鼠造?？墒狗逝址€(wěn)定期處于小鼠成年階段，接近成年人體狀態(tài)，而造模時長選擇在12周左右可達到肥胖維持階段[9-10]。本研究使用60%高脂飼料飼喂5周齡雄性C57BL/6J小鼠，在10周時篩選出肥胖鼠，有研究人員用3周齡C57小鼠系統探討肥胖造模效果[11]，造模時長相同的情況下，與之造模率比（88.75%），本研究造模率（77.57%）相對低，由于該研究小鼠起始周齡較小，對高脂飲食誘導肥胖更敏感，周齡越小、小鼠的體脂增加在前期更易通過增加脂肪細胞數量實現，成年后則是通過脂肪細胞體積變大實現。其余造模評價指標如血脂、體脂率等本研究在18周后差異依舊明顯、肥胖模型較穩(wěn)定，與成人單純型肥胖癥出現的高脂血癥、以及體脂量增加相對應?？傮w而言小鼠周齡對成模率影響較大，且成模越早、后期小鼠處于成年穩(wěn)定階段進行干預可排除年齡影響因素、更容易反應干預效果。故本研究提示體重可視為肥胖小鼠造模成功的關鍵指標，體脂率、血脂四項可反映機體單純性肥胖癥的脂質代謝負擔狀況；選擇C57BL/6J小鼠建立肥胖模型、在成年階段肥胖模型依舊穩(wěn)定、可作為人類單純性肥胖癥良好的研究模型。

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基金項目：四川省2019年科技計劃項目（編號：2019YJ0483）；瀘州市2018年重點研發(fā)科技計劃（編號：2018-SYF-20）

作者簡介：張晶晶（1994-），女，西南醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院，碩士在讀，研究方向：營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學；

*通信作者：馬玲：教授，西南醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院。