奥氮平诱导性肥胖大鼠模型的建立及TNF-α水平变化观察*

马晓洁　陈　杨　郭建玲　王彩丽　买买提热夏提·吐尔逊

作者单位:830002，新疆乌鲁木齐市第四人民医院

奥氮平诱导性肥胖大鼠模型的建立及TNF-α水平变化观察*

马晓洁陈杨郭建玲王彩丽买买提热夏提·吐尔逊

作者单位:830002，新疆乌鲁木齐市第四人民医院

【摘要】目的建立奥氮平诱导性肥胖大鼠模型并观察奥氮平诱导所致肥胖大鼠脂肪组织中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平变化。方法40只大鼠随机分为两组，研究组在普通饲料喂养基础上灌胃奥氮平(1.2 mg/kg·d)，持续喂养4周建立奥氮平诱导肥胖大鼠模型(20只)，对照组普通饲料持续喂养4周(20只)。采用酶联免疫测定法测定各组大鼠血清中胰岛素(INS)和TNF-α的含量，放射免疫法检测脂肪组织中TNF-α的含量，生化比色法测定血清葡萄糖(FBS)含量。结果灌胃2、3、4周研究组大鼠体质量、血清细胞因子TNF-α较灌胃1周增加(P＜0.05);灌胃4周研究组大鼠脂肪组织TNF-α较灌胃1周增加(P＜0.05)。灌胃4周研究组大鼠体质量、血糠、血清胰岛素、血清甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白、血清及脂肪组织TNF-α含量高于对照组(P＜0.05)，高密度脂蛋白水平低于对照组(P＜0.05)。结论奥氮平可以导致大鼠肥胖，血脂、胰岛素和糖代谢紊乱，升高脂肪组织和血清TNF-α水平。

【关键词】奥氮平肥胖大鼠肿瘤坏死因子-α

体质量增加是抗精神病药治疗过程中常见的不良反应，抗精神病药治疗与肥胖具有内在联系，但抗精神病药造成肥胖的机制目前仍不明了。抗精神病药对体质量的影响程度可反映引起血脂异常、胰岛素抵抗和糖代谢紊乱危险程度［1，2］。奥氮平对多巴胺(DA)受体和五羟色胺(5-HT)受体具有阻断作用，临床用于精神分裂症的治疗。长期服用奥氮平的患者临床资料显示体质量增加甚至肥胖。肥胖脂代谢紊乱，会出现高胆固醇血症和低高密度脂蛋白胆固醇血症等。糖代谢紊乱表现为糖耐量异常以及临床糖尿病。本研究利用奥氮平诱导大鼠肥胖，建立抗精神病药物诱导的肥胖大鼠模型，探讨抗精神病药物对血脂、血糖和胰岛素代谢和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor α，TNF-α)的影响。

1　材料与方法

1.1实验动物健康清洁型SD雄性大鼠(新疆医科大学实验动物中心提供，实验动物合格证号: SYXK(新)2011-0001)40只，体质量270～300 g。大鼠分笼饲养，正常光照，自由饮水和摄食，温度22℃，相对湿度50%～70%。将SD大鼠随机分为两组:研究组和对照组，各20只。

1.2药品和试剂奥氮平片(10 mg/片，批号20061821)。电子分析天平，TNF-α ELISA试剂盒(批号: ADL原装96TElisa)，血清葡萄糖试剂盒，酶联免疫检测仪。

1.3方法

1.3.1奥氮平诱导性肥胖大鼠造模和肥胖标准40只大鼠适应饲养1周后，随机分组，每组20只。研究组灌胃奥氮平1.2 mg/kg，每天1次，每隔2 d称重，连续喂养4周，研究组大鼠体质量超过对照组平均体质量20%为模型建立成功［3］。

1.3.2血脂测定动物禁食12 h，3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后尾静脉取血2 ml，置抗凝管离心后分离血清，用全自动生化分析仪(BECMAN CX5)分别测定总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDLC)、高密度脂蛋白(HDL-C)。

1.3.3血糖(FBS)测定动物禁食12 h，3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后尾静脉取血2 ml，用生化比色法测定，所有测定方法按照试剂盒说明书操作。

1.3.4胰岛素(INS)及TNF-α测定禁食12 h，3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后尾静脉取血2 ml，用酶联免疫法采用450 nm波长依序测量各孔的吸光度(OD 值)。所有测定方法按照试剂盒说明书操作。根据标准曲线计算出胰岛素与TNF-α的浓度。

1.3.5脂肪组织TNF-α的测定动物处死后迅速开腹摘取生殖器周围的脂肪组织500 mg，加入冷生理盐水冰浴匀浆，低温离心，取上清液，－20℃冻存，TNF-α采用酶联免疫法测定。所有测定步骤和计算公式均严格按照试剂盒说明书操作。

1.4统计学处理采用SPSS13.0统计软件数据统计分析。计量资料用x±s表示，两组组间均数比较采用t检验，不同时间点各指标组内比较采用重复测量方差分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1灌胃各时点两组大鼠体质量比较灌胃2、3、4周研究组大鼠体质量较灌胃1周增加(P＜0.05);灌胃2、3、4周对照组大鼠体质量与灌胃1周比较差异无统计学意义(P＞0.05)。灌胃1、2、3周研究组体质量与对照组比较差异无统计学意义(P＞0.05);灌胃4周研究组体质量高于对照组(P＜0.05)。见表1。

表1　灌胃各时点两组大鼠体质量比较［g(±s)］

注:与灌胃1周比较，*P＜0.05;与对照组比较，△P＜0.05

组别　1周　2周　3周　4周研究组(n=20)322.90±5.73　361.33±4.19*　374.22±4.07*　400.44±3.57＊△对照组(n=20)294.22±6.64　310.22±4.99　318.00±4.37　330.78±5.14

2.2灌胃4周后两组大鼠血脂、血糖和胰岛素水平比较研究组大鼠灌胃4周后FBS、INS、血清TG、TC和LDL-C含量高于对照组(P＜0.05); HDL-C水平低于对照组(P＜0.05)。见表2。

表2　灌胃4周后两组大鼠血脂、血糖和胰岛素水平比较［mmol/L(±s)］

注:与对照组比较，*P＜0.05。

组别　血糖(FBS)胰岛素(INS)总胆固醇(TC)甘油三酯(TG)高密度脂蛋白(HDL-C)低密度脂蛋白(LDL-C)研究组(n=20)6.06±0.13*29.58±2.00*2.98±0.09*2.61±0.09*1.68±0.04*　0.96±0.06*对照组(n=20)4.90±0.08　18.73±0.54　1.75±0.04　0.71±0.03　2.57±0.11　0.68±0.04

2.3灌胃各时点两组大鼠血清细胞因子TNF-α比较

灌胃2、3、4周研究组大鼠血清细胞因子TNF-α较灌胃1周增加(P＜0.05);灌胃2、3、4周对照组大鼠血清细胞因子TNF-α与灌胃1周比较差异无统计学意义(P＞0.05)。灌胃1、2、3周研究组血清细胞因子TNF-α与对照组比较差异无统计学意义(P＞0.05);灌胃4周研究组血清细胞因子TNF-α高于对照组(P ＜0.05)。见表3。

表3　两组大鼠血清细胞因子TNF-α比较［ng/ml(±s)］

注:与灌胃1周比较，*P＜0.05;与对照组比较，△P＜0.05

组别　1周　2周　3周　4周研究组(n=20)　0.58±0.04　1.01±0.06*　1.21±0.04*　1.57±0.04＊△对照组(n=20)0.49±0.03　0.53±0.03　0.60±0.05　0.59±0.03

2.4两组大鼠脂肪组织TNF-α比较灌胃4周研究组大鼠脂肪组织TNF-α较灌胃1周增加(P＜0.05);灌胃4周对照组大鼠脂肪组织TNF-α与灌胃1周比较差异无统计学意义(P＞0.05)。灌胃1周大鼠脂肪组织TNF-α研究组与对照组比较差异无统计学意义(P＞0.05)，灌胃4周研究组大鼠脂肪组织TNF-α高于对照组(P＜0.05)。见表4。

表4　两组大鼠脂肪组织TNF-α比较［fmol/g(±s)］

注:与灌胃1周比较，*P＜0.05;与对照组比较，△P＜0.05

组别　1周　4周研究组(n=20)　36.70±9.75　75.40±10.15*△对照组(n=20)35.87±5.25　38.65±8.34

3　讨论

肥胖已成为现代社会最常见的营养障碍性疾病，增加了糖尿病、高血压、高脂血症等多种疾病的发病率。美国国家胆固醇教育计划成人治疗组将肥胖作为治疗代谢综合征的首要目标，减轻体质量能有效降低LDL和TG，提高HDL，降低血压并能改善胰岛素抵抗［4］。Baptista T等［5］报道约50%的患者在长期使用经典和(或)非经典抗精神病药后出现明显的体质量增加，并能影响血浆的细胞因子如TNF-α水平。Zhang ZJ等［6］用磁共振成像对初次接受抗精神病药治疗10周的患者进行皮下和内脏脂肪的测量，研究显示服用抗精神病药患者的皮下和内脏脂肪沉积均有增加。许多研究表明非经典抗精神病药(氯氮平、奥氮平、喹硫平等)比经典的抗精神病药更明显增加患者体质量。有研究对抗精神病药致体质量增加程度的分析显示，氯氮平和奥氮平分列第一、二位。国内临床研究报道，精神分裂症患者长期服用氯氮平可增加肥胖的发生［7］。本研究结果显示，奥氮平灌胃4周大鼠体质量增加20%，成功制作了肥胖大鼠模型，血脂，血糖和胰岛素水平均升高超出正常指标水平，与上述国内外报道的临床和基础研究结果相一致。

肥胖的脂代谢主要表现在两方面:甘油三酯和胆固醇的代谢紊乱。胆固醇代谢紊乱多表现血浆TC含量的增高和HDL含量的降低，TG含量偏高则主要因为其中间代谢的失常［8］。本研究亦发现奥氮平诱导所致肥胖大鼠出现空腹血糖和血胰岛素异常升高，同时脂代谢紊乱。本研究表明，研究组大鼠体内存在高胰岛素血症和高脂血症，说明在大鼠体内可能存在脂肪－胰岛素轴被破坏，而导致了高胰岛素血症。总之，奥氮平将诱导机体一系列病理生理变化之后引起肥胖，导致血糖、胰岛素水平及血脂升高。目前临床上所用的大多数抗精神病药物在治疗精神疾病的同时，又具有很多不良反应，包括:体质量增加、糖耐量减低、高脂蛋白血症等，并可导致心血管疾病、脑血管疾病，继而影响抗精神病治疗的依从性以及疾病的转归。研究抗精神病药的不良反应有重要的临床意义，而有效的抗精神病药导致药源性肥胖动物模型建立是研究抗精神病药物不良反应的前提。为了更好地研究其不良反应及评价干预措施的疗效，建立简捷、安全地制备稳定、可靠的药源性肥胖动物模型具有重要意义。本研究成功建立了奥氮平诱导性肥胖大鼠模型，并根据血糖、血脂水平变化明确了模型大鼠的糖脂代谢紊乱、胰岛素分泌紊乱和体质量增加，此结果同临床上抗精神病药物治疗患者的不良反应相似，可以较好的模拟临床上抗精神病药物对患者不良反应的影响，进而了解其发生机制。并根据药物使用剂量和时间评估不良反应的严重程度。

脂肪组织是内源性TNF-α的一个重要来源。有研究显示，随着脂肪细胞体积增加，TNF-α含量表达增多［9］。目前国内外研究结果显示，药物相关性肥胖与血浆瘦素、TNF-α水平增高有关。其机制可能是一定生理范围内瘦素、TNF-α的升高可促进合成代谢，引起体质量增加。但超出此范围则反而增强分解代谢而导致体质量减轻。Kraus T等［10］研究显示，抗精神病药可在出现显著的体质量增加之前影响TNF系统。因此TNF系统变化的检测可能对药物诱导肥胖具有预测作用。TNF-α可能通过自分泌和旁分泌途径调节脂质代谢，有研究表明TNF-α限制脂肪量增长，可能是一种保护性反应机制，在某种程度上限制体质量进一步增长。肥胖时脂肪细胞合成并分泌较多的TNF-α是为了防止脂肪组织的聚积，降低脂肪细胞的体积和数量［8］。近年来的研究发现，TNF-α与血浆胰岛素水平相关，TNF-α浓度高时可以抑制胰岛素的功能，诱导高胰岛素血症，强化胰岛素抵抗［11］。一些动物实验表明: TNF-α敲除基因鼠与野生鼠相比其脂肪累积少、体质量增加少，结果显示TNF-α与肥胖和糖尿病的胰岛素抵抗有关［12］。肥胖以脂肪细胞肥大为特征，是胰岛素抵抗、高血糖、血脂紊乱集结发生的重要因素［13～15］。有研究显示，TNF-α的表达与脂肪细胞大小呈明显相关性。肥大脂肪细胞可产生更多的脂肪细胞因子，在胰岛素抵抗、血脂异常症等相关疾病的发生中起到了中心介质的作用［16］。本研究显示，奥氮平诱导的肥胖大鼠模型血清中和脂肪组织的TNF-α明显升高且与肥胖关系密切，提示奥氮平诱导机体肥胖是一个慢性炎症反应。

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(修回日期:2014－12－01)

(收稿日期:2014－01－04)

通讯作者:买买提热夏提·吐尔逊，维吾尔族，精神科主任医师，E-mail: xiaojiema@sina.cn

*基金项目:新疆乌鲁木齐市科技局科技攻关计划项目(编号: G111310003)

doi:10.3969/j.issn.2095－9346.2015.02.016

【中图分类号】R964

【文献标识码】A

【文章编号】2095－9346(2015)－02－0135－03