李涵,熊磊,陈柏君,解宇环,周盈青,黄宇程
综 述
厌食症动物模型研究进展
李涵,熊磊,陈柏君,解宇环,周盈青,黄宇程
厌食症是常见的人类摄食行为异常的疾病,建立厌食症动物模型,有助于本病的深入研究。国内对厌食症模型建立方法的相关报道较少,当下运用于本病实验研究的动物模型亦存在不足,这与厌食症致病受遗传、心理、生理、环境等诸多因素影响有关。本文对国内外常用的厌食症造模方法及其优缺点进行了分析综述,指出了目前中医动物模型研制与评价过程中存在的问题。
厌食; 动物模型; 发病机制; 研究进展; 综述
随着社会进步与生活水平提高,自然环境与社会关系的不断变化,厌食症这一由多因素作用的疾病发病率日渐上升。本文就目前厌食症动物模型的建立方法作一综述。
1.1 中医学认识 小儿厌食症主要表现为较长时期食欲不振、见食不贪、食量减少等。本病的发生多与喂养不当、他病伤脾、先天不足、情志失调有关。其中,通过临床观察与文献分析,发现喂养不当为主要病因[1-2]。小儿厌食病在脾胃,病机总属脾运失健。其证候分型多为:脾失健运证、脾胃气虚证、脾胃阴虚证等,临床多见脾失健运型[3-4]。现代中医拓展了对本病发病规律的认识范围,有学者认为,由于饮食结构、社会因素及自然环境的改变,当代小儿厌食多脾阴不足[5]。
1.2 西医学认识 现代研究认为,本病的发生与喂养不当、饮食结构不合理、微量元素缺乏、某些内分泌素不足、全身性疾病、药物、气候以及精神因素等有关[6]。近期研究从婴幼儿的心理发育过程与进食行为关系的角度出发,探讨社会心理因素及气质类型与小儿厌食行为的关系,并制定相应的心理护理措施[7]。在小儿厌食症的病理机制方面,胃动力障碍、幽门螺旋杆菌感染、肠道菌群失调、微量元素缺乏、脑肠肽-食欲中枢轴功能与胃肠激素失调、舌苔细胞凋亡平衡破坏、心理问题等都可导致本病的发生。其中,脑肠肽-食欲中枢轴功能与胃肠激素是厌食症发病机制的研究热点[8]。
基于目前中西医研究可知,厌食症致病因素多,发病机制复杂。动物模型的运用,是认识此病发病机制及进行相关药理研究的重要途径。啮齿类动物,是最常见的用于研究摄食行为的物种[9]。现将国内外厌食症动物模型的研究情况分述如下。
目前国外使用的厌食症动物模型主要分为两大类,即:环境因素模型和遗传模型。环境因素模型包括:饮食限制模型、饮食-运动模型、压力模型、分离模型;遗传模型包括:Crhr2敲除小鼠、多巴胺基因敲除小鼠、M3受体敲除小鼠等[9-10]。
环境因素模型方面,饮食限制模型可复制神经性厌食症关联的核心行为,其通过限制食物摄入使体质量减轻,出现营养不良,发展为饥饿导致的免疫缺陷和脾、胸腺萎缩。饮食-运动模型的研究证明,在限制饮食的条件下加大运动会给小鼠带来极大损伤[9-10]。经典的神经性厌食症动物模型,是运动引发的厌食症[11]。这个模型中动物自由接触转轮,并限制摄食量,导致过度运动,体质量减轻、甚至死亡[12]。分离模型是将小鼠分离饲养,引起压力,导致抑郁,出现饮食下降、体质量减轻和认知改变,这种慢性压力造成的饮食混乱更接近人的厌食状态。压力模型通过刺激使动物丧失饥饿感,压力条件下饮食减少后可引起体质量下降,此模型可能用来研究厌食症的危害因素[9-10]。
国内采用遗传模型来研究摄食行为的方式较少。Crhr2敲除小鼠:Crhr对于压力调节有重要作用。在有压力的情况下,下丘脑释放促肾上腺皮质激素释放激素,通过与其受体结合从而激活促肾上腺皮质激素受体增加血液中糖皮质激素水平来缓解紧张情绪。Crhr2敲除小鼠对压力异常敏感,容易出现焦虑行为。其可为研究缺乏食物压力是否直接改变代谢,或者影响焦虑情绪和食欲提供动物模型。多巴胺基因敲除小鼠:多巴胺能够影响摄食行为,多巴胺基因敲除小鼠在生长过程中由于缺乏多巴胺食欲逐渐减退,活动力下降,不能摄入维持机体生存必需的食物量。多巴胺基因敲除纯合子小鼠的脑部对多巴胺尤为敏感,可作为药理干预或者基因治疗的良好模型。M3受体敲除小鼠:乙酰胆碱受体在外周神经刺激胃部收缩和腺体分泌有重要作用。M3受体敲除小鼠表现出明显的食物摄入量减少、体质量减轻[10]。
目前多采用脾虚模型及病因模拟模型。亦有研究将以上两种模型合并运用,创建脾虚失健型幼龄大鼠模型[13]。近年来有学者研制出中枢性厌食动物模型,并将其成功应用于中药药理研究[14]。
3.1 脾虚证动物模型 脾虚证动物模型是较早开展研究的中医动物模型之一,常用方法为单因素造模、复合因素造模及病证结合造模。单因素造模:用苦寒泻下的药物或方剂,如大黄、番泻叶、大承气汤等灌胃,研制出脾气虚或脾阳虚小鼠模型;为避免此法伤阳、伤阴、造模时间过短,可用青皮灌胃,造成脾气虚或气虚证模型。复合因素造模:因考虑到临床脾虚患者发病的复杂性,亦可用复合因素造模,如苦寒泻下加饥饱失常脾虚证动物模型、苦寒泻下加劳倦过度脾虚证动物模型等。病证结合造模:如选大鼠为实验对象,首先以耗气破气加饥饱失常法致脾气虚,在脾虚造模第10天用醋酸法建立胃溃疡模型,从而研制成脾虚型胃溃疡模型[15]。
基于小儿厌食症多由脾胃虚弱所致,还有以利血平建立脾虚小鼠模型[16]。然而厌食症的发病规律复杂,临床分型较多。随着独生子女的增加,脾虚肝旺证日趋增多,渐成本病主因[2],以脾虚模型代替小儿厌食证模型难免以偏概全。且以同一因素建立脾虚证模型,对最终模型呈现出的证候归属,学者们却各持己见,如用利血平行小鼠腹腔注射,使副交感神经功能亢进,造成脾阳虚证动物模型,但有学者认为,此模型应属脾阴虚证[15]。故而基于脾虚证动物模型,来探索小儿厌食的发病机制或进行药理研究,有不合理之处。
3.2 病因模拟动物模型 特制饲料喂养幼龄大鼠建立小儿厌食症模型的方法,是目前厌食症研究中多数采用的造模方式。喂养不当是导致小儿厌食症主要病因,表现为家长缺乏科学的喂养观念,致小儿膳食结构不合理,过食肥甘厚腻。故可在此临床基础上模拟小儿厌食症的主要病因,采用特制高蛋白、高脂饲料,喂养幼龄大鼠,从而建立小儿厌食症动物模型[17]。之后利用此模型观察了对大鼠摄食量、体质量及下丘脑和血浆八肽胆囊收缩素浓度的影响,同时对特制饲料与常规鼠饲料的主要营养成分进行对比,发现模型大鼠日摄食量明显低于对照组,体质量增长缓慢,下丘脑和血浆八肽胆囊收缩素水平显著升高,特制饲料多种矿物质及多种维生素含量低下,符合小儿厌食症的自然病因[18]。随后利用放射免疫分析法和免疫组化法,测定了该模型中枢和外周β-内啡肽的含量,对模型产生厌食的神经化学机制作了进一步研究。结果表明,β-内啡肽在中枢和外周的含量减少可能是导致该动物模型摄食量长期低于正常动物的因素之一[19]。其后的研究以摄食量、体质量、影响食欲的Ghrelin水平变化及一般情况,对模型进行了评价[20]。
病因模拟法建立小儿厌食动物模型,优点在于其方法成熟、易于操作。然而有学者对此造模方法提出质疑,即:起初用特制饲料喂养幼龄大鼠,大鼠进食量很少,体质量增长缓慢;28 d后恢复正常饲料喂养,大鼠进食量和体质量都迅速增加。实验过程中发现,任何时候撤去特制饲料,给予正常饲料,大鼠会迅速开始进食,且进食量与正常组大鼠基本相同。所以此研究认为,给大鼠高营养饲料所造成的进食量减少、体质量降低,并不是大鼠厌食所致,而是由于大鼠和人的种属差异较大,特制的高蛋白营养饲料不符合大鼠进食习惯,大鼠拒绝进食[14]。
3.3 中枢性厌食动物模型 近年来在进行健脾消食方药药理学研究时,学者创造性地在动物侧脑室预置套管注射瘦素,以此作为中枢性厌食动物的模型。该模型建立的理论依据为:脑肠肽在机体食欲调节过程中起信号传导作用,食欲的改变和脑肠肽的含量直接相关,而瘦素则是抑制进食的一种重要脑肠肽。瘦素可与下丘脑进食中枢的瘦素受体结合,抑制饥饿信号神经肽Y的表达,抑制食欲;也可与饱食中枢的瘦素受体结合,促使前鸦片黑皮质素原神经元分泌前鸦片黑皮质素原,代谢为鸦片黑皮质素,作用于相应受体,引起食欲降低及机体能量消耗增加。考虑瘦素抑制食欲主要作用于中枢神经系统,侧脑室的下方靠近丘脑,而食欲中枢在下丘脑部位,故在大鼠侧脑室内预置套管注射瘦素建立厌食症动物模型[14]。该模型符合厌食症的发病机制,为厌食症的研究提供了新的思路。可能因为脑室内置管大鼠死亡率高、实验操作复杂,故此模型的复制与应用较少。
由此可见,目前国内厌食症动物模型的3种造模方法各有千秋,亦或多或少存在不足。首先分析脾虚证动物模型,此模型的研制由来已久,方法简单。且从中医认识疾病的根本出发,建立“证”的模型,更能从中医学的视角阐述人体生理病理特点。然而单纯用脾虚证模型来代替厌食症动物模型进行各种研究,有其不合理之处。因厌食病因复杂,不仅有脾虚一种,如有医家从肾论治[21]、从瘀论治[22]等。此外,对模型的证候探讨,亦缺乏统一认识。
其次在病因模拟模型方面,此造模方法目前在国内使用得最多。其模拟小儿厌食症的主要病因,采用特制高蛋白、高脂饲料喂养幼龄大鼠。建模方式简单,状态稳定。然而有研究质疑此方法的合理性,且通过实验认为:给大鼠高营养饲料造成其进食量减少、体质量降低的原因,是特制饲料不符合大鼠进食习惯,大鼠拒绝进食,并不是大鼠厌食所致。此厌食症模型设计的科学性,还需要进行客观评价和验证。
最后中枢性厌食症动物模型,其从厌食症西医发病机制角度造模,方法独特,思路新颖。然此方式囿于操作复杂以及脑室内置管大鼠死亡率高等因素,目前还缺少对此新模型的重复性实验。
厌食症的产生受多种因素影响,故动物模型的建立比较困难,且还缺乏对模型的客观评价。这些现象不仅仅局限于厌食症的研究,而是在中医动物模型的建立与评价过程中存在的共性问题。
4.1 中医动物证候研制 在动物模型方面,现代医学主要采用疾病动物模型[10]。中医动物模型大致分为:疾病动物模型、证候动物模型及病证结合动物模型[23]。
病证结合动物模型,是近年来医学界较为认可和推崇的动物模型。其是在中医药理论指导下,适当结合现代医学理论与实验动物科学知识,分别或同时采用传统中医学病因复制证候动物模型和采用现代医学病因复制疾病动物模型,令动物模型同时具有疾病与证候特征。此模型用中西结合综合因素研制动物模型,既与中医理论相联系,又与现代医学的某些疾病较相一致,能更好地体现疾病的特点及选择模型的病理监测指标,同时模型具有中医的证候表现,符合中医的理论。也许,今后厌食症模型的研制可以从此方面开展。但是病证结合模型亦存在诸多问题,模型需要有疾病和证候的多种表现,因此在操作上相对繁琐,许多条件难以控制,再加上病证结合动物模型的辨证诊断也不明确,所以此模型还需深入研究[23-25]。
4.2 中医动物模型客观评价 中医动物模型客观化、标准化评价体系的建立仍在探索之中。在实际操作中,实验室检查指标虽然较多,但客观性、特异性较差,没有公认的、规范化的标准[25]。且若仅以实验室指标为依据,这不符合中医理论。评价中医动物模型,其方法符合中医固有理论,对建立完整、规范的动物模型评价体系十分重要。基于人与动物种属的差异,评判动物证候模型的标准,应建立在动物的证候诊断标准基础上,如此才能对动物模型进行恰当地辨证诊断[26]。近年来,有学者创建了实验小鼠四诊方法学,并建立了小鼠四诊工作站,采集的信息可以用于辨证论治。该方法学的创建,为证候模型和实验室指标与证候联系的判断奠定了基础[27]。对中医动物模型评价体系的建立,也具有推动作用。
综上,目前国内尚缺乏公认的、成熟的、易于复制成功的厌食症动物模型,且缺少客观的、标准的相应动物模型评价方法。这一现象的产生,不仅仅是因为有关厌食症模型的研究较少,或是厌食症致病因素多、发病机制不明确,从而难以研制动物模型等,更重要的原因是,目前中医动物模型的建立与评价依然处于探索阶段。病证结合动物模型作为当下研究的热点,对厌食症模型的研制提供了借鉴。
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(本文编辑:刘颖)
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
课题项目:云南省南药研究协同创新中心项目;国家中医药管理局“十二五”重点建设学科“中医儿科学”项目
650500 云南 昆明,云南中医学院2014级硕士研究生(李涵,周盈青,黄宇程);云南中医学院学院办公室(熊磊),科技处(陈柏君),机能实验室(解宇环)
李涵(1990-),女,云南中医学院2014级硕士研究生在读。研究方向:小儿常见疾病的中医治疗
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)