高尿酸血症动物模型研究进展

王 晗，张敏，路腾飞，于春泉

（天津中医药大学，天津 300193）

高尿酸血症动物模型研究进展

王 晗，张敏，路腾飞，于春泉

（天津中医药大学，天津 300193）

高尿酸血症，动物模型，研究进展

高尿酸血症（HUA）是嘌呤饮食状态下，非同日两次空腹血尿酸水平男性＞420 μmol/L（7 mg/dL），女性＞357 μmol/L（6 mg/dL），即可诊断为高尿酸血症。中医学中历代医家均认为饮食不节，湿浊内生；外邪侵袭，风、寒、湿、热、痰、瘀沉积；素禀失调，脏腑禀赋不足是高尿酸血症产生的主要原因[2]。近年来，随着人们饮食结构和生活习惯的改变，临床上高尿酸血症的发病率逐年递增，并与肥胖症、高血脂、高血压、心脏病、胰岛素抵抗的发生紧密关联，已经成为代谢综合征的早期标志[3]。因此，为研究高尿酸血症的病因、病机以及开发降尿酸药物的需要，医学工作者多年来一直在探寻一种最接近人类高尿酸血症的科学、合理、有效、稳定的动物模型。现将复制高尿酸血症动物模型的研究进行概述。

1 复制高尿酸血症动物模型的机理

1.1尿酸的形成与代谢 尿酸（C5H4N4O3）是高尿酸血症发病的源头，化学名为7，9-二氢-2，6，8（3H）三酮-1H-嘌呤，为含碳、氢、氧、氮的杂环化合物。当血液中的尿酸浓度大于7 g/L时，致使人体内体液变酸，进而影响到人体细胞的正常功能，长时间不予治疗将会使高尿酸血症进一步发展为痛风。

1.2复制动物模型的原理 基于对尿酸在生理学上形成与代谢的分析，实验中常用的造模原理可大致分为以下4个方面。1）增加体内尿酸的来源：动物直接给予尿酸、高嘌呤的食物或尿酸的前体物质，来增加黄嘌呤氧化酶的活性，进而促进尿酸的生成，以获得高尿酸血症模型[4]。2）抑制尿酸的排泄途径：体内的尿酸主要是经由肾脏排出体外，用腺嘌呤、烟酸、乙胺丁醇等抑制肾脏对尿酸的排泄，进而增加血尿酸浓度，形成高尿酸血症。3）抑制尿酸酶活性:造模实验中常用的啮齿类动物体内存在尿酸酶，尿酸酶可催化尿酸氧化成过氧化氢和尿囊素等物质，若抑制或消除尿酸酶的活性则可以引起动物体内尿酸的升高，如氧嗪酸钾是尿酸酶的抑制剂，其结构和尿酸的嘌呤环相类似，其竞争性地与尿酸酶相结合，部分可抑制尿酸酶的活性[5]。4)基因敲除、改造模型：1994年曾报道出通过胚胎干细胞的同源性重组，来破坏小鼠的尿酸酶基因，以获得尿酸酶缺乏的变异小鼠，形成的高尿酸血症模型[6]。

2 复制高尿酸血症动物模型的方法

2.1增加尿酸来源 酵母中富含丰富的核苷酸，蛋白质，维生素以及酶等多种生理活性物质。在机体内可以水解生成含氮的有机碱（包括嘌呤碱类、嘧啶碱类等）较大剂量的酵母被摄入机体后，干扰体内正常的嘌呤代谢，致使机体内嘌呤代谢紊乱，主要表现为黄嘌呤氧化酶的活性增加使得尿酸产生[7]。次黄嘌呤，又称6-羟基嘌呤，是尿酸生成的前体物质。

郭淑云等[8]使用昆明种雄性小鼠40只，体质量（20±2）g，以酵母30 g/kg灌胃，连续1周，后采用眼眶后静脉丛取血，检测血清尿酸（UA）、血清肌酐（Cr）、尿素氮（BUN）、黄嘌呤氧化酶（XOD）。可见模型组动物UA、XOD水平均明显升高，表明模型塑造成功，且Cr、BUN水平只轻微浮动，说明小鼠肾功能未明显受损。吴安康等[9]同样选用昆明种雄性小鼠以酵母30g/kg灌胃，连续1周，动物眼眶后静脉丛取血，测定小鼠血清UA和XOD，结果与正常组对比，模型组小鼠UA及XOD水平均显著升高。徐慧静等[10]用雄性昆明鼠24只，体质量（20～22）g，动物自由摄食和饮水，室温23℃，12∶12 h明暗交替，每天记录食量连续喂养2周，其中喂养9 d时，尾静脉取血检测尿酸；喂养2周后眼球取血致死，说明使用酵母粉致小鼠高尿酸血症模型并不损害小鼠的肾功能。

徐立等[11-13]在研究次黄嘌呤（HX）和尿酸酶的抑制剂氧嗪酸钾（OAPS），通过不同的溶剂以及不同的给药途径来复制大鼠急性高尿酸血症模型。其结果显示，采用灌胃方式给予HX，同时注射OAPS，可使大鼠血清中的尿酸水平升高。当使用HX 500mg/kg和OAPS 100 mg/kg时可使大鼠血清中尿酸水平在造模后3 h内升高至600 μmol/L，并且可以持续12 h左右，血清中尿酸值最高可达到900 μmol/L，但如果增加HX或OAPS的给药剂量，则使大鼠血清张尿酸水平超过1 000 μmol/L，由于肾脏等器官的损伤程度明显加重而导致模型动物出现死亡。此外徐立等[14]通过实验检测大鼠血清中尿酸水平时还发现用HX 500 mg/kg，尿酸酶抑制剂（UI）100 mg/kg联合给药，高尿酸水平仅可以维持在12 h左右。此模型血清中高尿酸水平维持时间较短，所以仅用于筛选抗高尿酸血症类药物的实验。改变HX的给药次数后，每日间隔12 h分别补充给予HX 500 mg/kg，每日1次给予UI 200 mg/kg，此方法可以使动物的高尿酸水平维持在24 h左右，如果需要连续造模给药，血清中尿酸水平可继续升高并维持在饱和浓度以上。最终得出结论，每次以灌胃方式给予HX500 mg/kg，2次每天，同时皮下注射UI 100 mg/kg，连续给药，是复制持续性大鼠高尿酸血症模型的最佳组合。

2.2抑制尿酸的排泄 腺嘌呤（Adenine）是一种含氮杂环类嘌呤，机体摄入大剂量的腺嘌呤后，磷酸核糖焦磷酸与谷酰胺的水平显著增加，体内的黄嘌呤氧化酶活性增加，加快尿酸的合成，从而提高血尿酸含量。乙胺丁醇可以抑制尿酸排泄，增加尿酸在体内的蓄积，从而增加体内血尿酸水平。乙胺丁醇可以抑制尿酸排泄，增加尿酸在体内的蓄积，从而增加体内血尿酸水平。

杨崇青[15]选用雄性Wister大鼠予含腺嘌呤2g/（kg·d）的饲料饲喂，于实验前、实验第3天、实验第7天取血，模型组第3天开始血尿酸水平升高与对照组相比经统计学有非常显著性差异（P＜0.01）。奚九一等[16]以酵母（10 g/kg）、腺嘌呤（100 mg/kg）饲料喂养SD大鼠，观察大鼠血清中UA、BUN、Cr含量的动态变化以及停用该饲料后大鼠自然恢复情况，同时观察大鼠肾脏病理改变。19 d时大鼠血清中UA、BUN、Cr明显升高（P＜0.01），肾脏出现与临床痛风性肾病相类似的病理改变。商学征等[17]用健康雄性SD大鼠，将腺嘌呤溶于0.5%羧甲基纤维素钠（CMC-Na）溶液中，以每天100 mg/kg剂量灌胃，同时伴酵母饲料喂养，连续18 d。检测尿蛋白浓度。取血并测定SUA、BUN、SCr等生化指标，模型组较空白组均有所升高，造成了肾脏损害。刘睿等[18]雄性大鼠以酵母（10 g/kg）、腺嘌呤（100 mg/kg）饲料喂养造模19 d。心脏采血检测大鼠血中BUN、Cr、UA。取肾脏组织做HE染色。造模成功后模型组HE染色见肾脏组织可见尿酸盐结晶，伴有大量炎性细胞浸润，出现肾脏损伤。王天等[19]人选用昆明种雄性小鼠，采取腺嘌呤配合97%氧嗪酸钾，灌胃，建立小鼠高尿酸血症肾病模型，腺嘌呤100 mg/（kg·d），97%氧嗪酸钾盐1 g/（kg·d），溶于蒸馏水中，按每只小鼠0.4 mL/d，灌胃。实验第22 d摘眼球取血、取肾脏。取小鼠上层血清检测UA、BUN、Cr。结论模型组小鼠UA、BUN、Cr水平较空白对照组明显升高（P＜0.01），造模成功。陈光亮[7]通过预实验得出以腺嘌呤100～300 mg/kg灌胃给药小鼠或大鼠，能成功复制出高尿酸血症的动物模型，但如果再增大剂量则会出现动物的死亡。陈丽川等[20]取用成年雄性SD大鼠，以腺嘌呤100mg/kg、盐酸乙胺丁醇250 mg/kg溶于10 mL蒸馏水中制成混悬液，按10 mL/kg造模剂灌胃。21 d处死，取左侧肾脏，模型组肾质量增加，体质量减小，可见局灶性间质纤维化，伴大量淋巴和单核细胞的浸润，间质可见少量棕黄色尿酸盐结晶，部分肾小球萎缩及硬化，另有部分肾小管呈囊性扩张，上皮细胞水肿、萎缩。林宇星等[21]用雄性昆明小鼠，称质量分别给予不同剂量的腺嘌呤和乙胺丁醇连续灌胃15 d，空白组给予同体积的生理盐水，第16天各组小鼠断头取血。选用腺嘌呤50 mg/kg，乙胺丁醇100 mg/kg作为高尿酸血症动物模型的最佳给药剂量。

2.3抑制尿酸酶的活性 尿酸酶抑制剂氧嗪酸钾可以抑制尿酸酶的活性，减少体内尿酸的代谢，可复制动物高尿酸血症模型。Johnson等[22]成功地用氧嗪酸钾盐（OA）诱导出大鼠高尿酸血症动物模型，这种方法成为国外高尿酸血症造模的主流方法，并且因灵敏、简便、重复性好等特点，在国际上已普遍得到采用[23]。

彭雨轩等[24]用昆明种雄性小鼠在饲喂环境为温度20℃，湿度50%，光照12 h/d下适应性喂养6 d后禁食12 h，为小鼠腹腔注射氧嗪酸钾300 mg/kg，空白组注射等量蒸馏水，给药1h后摘眼球取血，解剖小鼠，取适量肝脏组织。腹腔注射氧嗪酸钾造模后，模型组与空白组相比血尿酸浓度显著升高（P＜0.05），说明模型组小鼠已形成高尿酸血症。胡庆华等[25]对雄性昆明种小鼠用灌胃方式给予模型组氧嗪酸钾，周期为7 d，后取尿液，眼球后静脉血，肝脏、肾脏组织，检测结果显示模型组与对照组相比，小鼠的血清尿酸水平明显增加；24 h尿液的尿酸含量显著减少，最终导致尿酸排泄量下降，引发高尿酸血症。夏道宗等[26]用雄性ICR小鼠，给予受试物前1.5 h禁食不禁水，正常对照组、模型组灌胃给予蒸馏水，小鼠每天称质量，连续7d，除正常对照组外，其余各组动物在最后给药前30 min腹腔注射氧嗪酸钾280 mg/kg，各组动物在灌胃30 min后，摘眼球取血，取肝脏。结果氧嗪酸钾诱导的小鼠高尿酸血症可引起血清肌酐、尿素氮水平显著升。

迪丽达尔·希力甫等[27]用8周龄雄性SD大鼠，体质量（218±53）g，以酵母膏21 g/kg或酵母膏联合不同剂量氧嗪酸钾（50～200）mg/kg持续灌胃或腹腔注射28 d建立高尿酸血症大鼠模型。经眼球采集大鼠血（非抗凝血）1 mL，开腹取出大鼠肾脏、心脏、胸主动脉；腹股沟区展开皮肤取出股动脉测得，酵母膏联合200 mg/kg氧嗪酸钾腹腔注射是复制出长效、稳定高尿酸血症动物模型的最适配伍剂量。张娴娴等[28]以昆明种雄性小鼠60只，体质量（28±2）g造模，模型组用酵母膏按30 g/（kg·d），97%氧嗪酸钾盐按0.5 g/（kg·d）剂量灌胃，空白对照组用等体积生理盐水灌胃，每日1次造模周期21 d。摘除小鼠眼球采血测得，造模组小鼠血尿酸（330.00±16.481）μmol/L，空白组小鼠血尿酸（207.30±20.90）μmol/L，可见模型组动物血尿酸含量升高。

3 复制动物模型方法的评价

酵母膏造模采用饲喂或灌胃的给药方式，选用啮齿类动物昆明种小鼠等进行试验，以15～30 g/（kg·d），连续给药1～2周效果较好。选用酵母膏造模周期较短，采集检测指标样品方便，且不对小鼠的肾功能造成明显损害。所以单纯酵母诱发的高尿酸血症模型是一种较理想的原发性高尿酸血症的动物模型。直接注射生成尿酸的前体物质可以复制较稳定的高尿酸血症模型，但还不能构成长效、稳定的高尿酸血症动物模型系统，不利于观察药物对高尿酸血症的治疗效果，也不利于对于高尿酸血症发病机制的进一步探讨。

腺嘌呤联合酵母膏适宜灌胃给药，用SD大鼠Wister大鼠等作为研究对象，腺嘌呤在100 mg/kg左右效果较好。此模型具有与人类高尿酸血症相符、模型稳定、重复性好等优点，可望成为研究高尿酸血症的理想动物模型。但是腺嘌呤及其联合用药造模容易导致动物肾功能出现损伤，再增大剂量则会导致动物死亡，腺嘌呤的给药剂量在不同的参考文献中存在较大差别，这可能与腺嘌呤的来源，模型动物的种类，给药途径的不同等相关，也可能与剂量计算时存在误差相关。使用腺嘌呤联合乙胺丁醇造模，虽然血尿酸升高很明显，但是对于动物肾脏损害较大，且与临床上的原发性高尿酸血症有较大的差异。

氧嗪酸钾多以腹腔注射给药，多见于昆明种小鼠或ICR小鼠中，一般均先用高嘌呤食物喂养，周期最后1天腹腔注射氧嗪酸钾，1～2 h后取血检测指标，造模周期较短，但直接使用尿酸酶的抑制剂来阻断尿酸的代谢进而致使血清中尿酸的水平升高，此方法同临床上的高尿酸血症发病的病因有较大区别，并不具有很好的代表性。而改进用酵母膏与氧嗪酸钾联合给药造模，大鼠以饲喂、灌胃酵母膏10～20 g/kg，以腹腔注射氧嗪酸钾混悬剂200、250 mg/kg为宜；小鼠以灌胃酵母膏20～30 g/kg与腹腔注射0.5 g/kg氧嗪酸钾为宜，周期为3～6周。联合给药造模具有血清尿酸水平升高迅速、维持时间长，肾功能损伤程度较轻的优点，同时影响到一些组织器官由高尿酸引发的继发性病理改变。

4 小结

高尿酸血症是由于血液中尿酸浓度过高引起的代谢性疾病。近年来发病趋势递增，并呈现向低龄化发展，严重危害人类的生命健康与生活水平。曹克光教授曾提出运用合理的养生和适度的体育锻炼等措施，调摄精神，顺应四时；养成良好的生活习惯，戒劳戒燥，保证充足睡眠；禁烟禁酒，少荤多素，以此来减轻尿酸盐在体内的堆积[29]。但由于高尿酸血症致病原因繁多，发病机理复杂，并发症难以治愈，因此迫切需要我们医学工作者加速对其进行深入的研究。探寻适合的动物模型是我们深入研究的工具，通过对相关文献收集梳理分析，发现目前常用的高尿酸血症动物模型尚存有科学化、合理化、有效化、稳定化的标准规范的漏洞。并且现在被大家广泛使用的一些动物模型也存在一些问题，首先，大多数动物体内存在尿酸酶，可以将体内尿酸进一步分解为尿囊素，易随尿排出体外，极少在体内蓄积，但是人类自身缺少尿酸酶，故在选择动物时应尽可能选择与人类生理相似的；其次，在选择饲喂方式给药时，由于动物个体间存在差异，进食量也会有所不同，会影响造模质量，从而导致测得的各项试验指标存在一定量的误差；最后，应考虑到大鼠、小鼠的肾脏具有很强的尿酸排泄能力，在出现高尿酸情况时继续造模反而会使尿酸水平下降，所以应认真考虑制定最合理的造模时间周期。总之要复制出与人类体内尿酸排泄途径，嘌呤代谢途径以及尿酸酶活性最为接近的模型仍需要更加深入的研究。

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R285.6

：A

：1673－9043（2014）04－0253-04

2014-04-21）

10.11656/j.issn.1673-9043.2014.04.18

王 晗（1993-），女，现为天津中医药大学中药学院药学专业学生。

于春泉，E-mail:ycq-4@163.com。