奧氮平誘導性肥胖大鼠模型的建立及TNF-α水平變化觀察*

馬曉潔　陳　楊　郭建玲　王彩麗　買買提熱夏提·吐爾遜

作者單位:830002，新疆烏魯木齊市第四人民醫院

奧氮平誘導性肥胖大鼠模型的建立及TNF-α水平變化觀察*

馬曉潔陳楊郭建玲王彩麗買買提熱夏提·吐爾遜

作者單位:830002，新疆烏魯木齊市第四人民醫院

【摘要】目的建立奧氮平誘導性肥胖大鼠模型并觀察奧氮平誘導所致肥胖大鼠脂肪組織中腫瘤壞死因子-α(TNF-α)水平變化。方法40只大鼠隨機分為兩組，研究組在普通飼料喂養基礎上灌胃奧氮平(1.2 mg/kg·d)，持續喂養4周建立奧氮平誘導肥胖大鼠模型(20只)，對照組普通飼料持續喂養4周(20只)。采用酶聯免疫測定法測定各組大鼠血清中胰島素(INS)和TNF-α的含量，放射免疫法檢測脂肪組織中TNF-α的含量，生化比色法測定血清葡萄糖(FBS)含量。結果灌胃2、3、4周研究組大鼠體質量、血清細胞因子TNF-α較灌胃1周增加(P＜0.05);灌胃4周研究組大鼠脂肪組織TNF-α較灌胃1周增加(P＜0.05)。灌胃4周研究組大鼠體質量、血糠、血清胰島素、血清甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白、血清及脂肪組織TNF-α含量高于對照組(P＜0.05)，高密度脂蛋白水平低于對照組(P＜0.05)。結論奧氮平可以導致大鼠肥胖，血脂、胰島素和糖代謝紊亂，升高脂肪組織和血清TNF-α水平。

【關鍵詞】奧氮平肥胖大鼠腫瘤壞死因子-α

體質量增加是抗精神病藥治療過程中常見的不良反應，抗精神病藥治療與肥胖具有內在聯系，但抗精神病藥造成肥胖的機制目前仍不明了。抗精神病藥對體質量的影響程度可反映引起血脂異常、胰島素抵抗和糖代謝紊亂危險程度［1，2］。奧氮平對多巴胺(DA)受體和五羥色胺(5-HT)受體具有阻斷作用，臨床用于精神分裂癥的治療。長期服用奧氮平的患者臨床資料顯示體質量增加甚至肥胖。肥胖脂代謝紊亂，會出現高膽固醇血癥和低高密度脂蛋白膽固醇血癥等。糖代謝紊亂表現為糖耐量異常以及臨床糖尿病。本研究利用奧氮平誘導大鼠肥胖，建立抗精神病藥物誘導的肥胖大鼠模型，探討抗精神病藥物對血脂、血糖和胰島素代謝和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor α，TNF-α)的影響。

1　材料與方法

1.1實驗動物健康清潔型SD雄性大鼠(新疆醫科大學實驗動物中心提供，實驗動物合格證號: SYXK(新)2011-0001)40只，體質量270～300 g。大鼠分籠飼養，正常光照，自由飲水和攝食，溫度22℃，相對濕度50%～70%。將SD大鼠隨機分為兩組:研究組和對照組，各20只。

1.2藥品和試劑奧氮平片(10 mg/片，批號20061821)。電子分析天平，TNF-α ELISA試劑盒(批號: ADL原裝96TElisa)，血清葡萄糖試劑盒，酶聯免疫檢測儀。

1.3方法

1.3.1奧氮平誘導性肥胖大鼠造模和肥胖標準40只大鼠適應飼養1周后，隨機分組，每組20只。研究組灌胃奧氮平1.2 mg/kg，每天1次，每隔2 d稱重，連續喂養4周，研究組大鼠體質量超過對照組平均體質量20%為模型建立成功［3］。

1.3.2血脂測定動物禁食12 h，3%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉后尾靜脈取血2 ml，置抗凝管離心后分離血清，用全自動生化分析儀(BECMAN CX5)分別測定總膽固醇(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)測定動物禁食12 h，3%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉后尾靜脈取血2 ml，用生化比色法測定，所有測定方法按照試劑盒說明書操作。

1.3.4胰島素(INS)及TNF-α測定禁食12 h，3%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉后尾靜脈取血2 ml，用酶聯免疫法采用450 nm波長依序測量各孔的吸光度(OD 值)。所有測定方法按照試劑盒說明書操作。根據標準曲線計算出胰島素與TNF-α的濃度。

1.3.5脂肪組織TNF-α的測定動物處死后迅速開腹摘取生殖器周圍的脂肪組織500 mg，加入冷生理鹽水冰浴勻漿，低溫離心，取上清液，－20℃凍存，TNF-α采用酶聯免疫法測定。所有測定步驟和計算公式均嚴格按照試劑盒說明書操作。

1.4統計學處理采用SPSS13.0統計軟件數據統計分析。計量資料用x±s表示，兩組組間均數比較采用t檢驗，不同時間點各指標組內比較采用重復測量方差分析，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1灌胃各時點兩組大鼠體質量比較灌胃2、3、4周研究組大鼠體質量較灌胃1周增加(P＜0.05);灌胃2、3、4周對照組大鼠體質量與灌胃1周比較差異無統計學意義(P＞0.05)。灌胃1、2、3周研究組體質量與對照組比較差異無統計學意義(P＞0.05);灌胃4周研究組體質量高于對照組(P＜0.05)。見表1。

表1　灌胃各時點兩組大鼠體質量比較［g(±s)］

注:與灌胃1周比較，*P＜0.05;與對照組比較，△P＜0.05

組別　1周　2周　3周　4周研究組(n=20)322.90±5.73　361.33±4.19*　374.22±4.07*　400.44±3.57＊△對照組(n=20)294.22±6.64　310.22±4.99　318.00±4.37　330.78±5.14

2.2灌胃4周后兩組大鼠血脂、血糖和胰島素水平比較研究組大鼠灌胃4周后FBS、INS、血清TG、TC和LDL-C含量高于對照組(P＜0.05); HDL-C水平低于對照組(P＜0.05)。見表2。

表2　灌胃4周后兩組大鼠血脂、血糖和胰島素水平比較［mmol/L(±s)］

注:與對照組比較，*P＜0.05。

組別　血糖(FBS)胰島素(INS)總膽固醇(TC)甘油三酯(TG)高密度脂蛋白(HDL-C)低密度脂蛋白(LDL-C)研究組(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*對照組(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灌胃各時點兩組大鼠血清細胞因子TNF-α比較

灌胃2、3、4周研究組大鼠血清細胞因子TNF-α較灌胃1周增加(P＜0.05);灌胃2、3、4周對照組大鼠血清細胞因子TNF-α與灌胃1周比較差異無統計學意義(P＞0.05)。灌胃1、2、3周研究組血清細胞因子TNF-α與對照組比較差異無統計學意義(P＞0.05);灌胃4周研究組血清細胞因子TNF-α高于對照組(P ＜0.05)。見表3。

表3　兩組大鼠血清細胞因子TNF-α比較［ng/ml(±s)］

注:與灌胃1周比較，*P＜0.05;與對照組比較，△P＜0.05

組別　1周　2周　3周　4周研究組(n=20)　0.58±0.04　1.01±0.06*　1.21±0.04*　1.57±0.04＊△對照組(n=20)0.49±0.03　0.53±0.03　0.60±0.05　0.59±0.03

2.4兩組大鼠脂肪組織TNF-α比較灌胃4周研究組大鼠脂肪組織TNF-α較灌胃1周增加(P＜0.05);灌胃4周對照組大鼠脂肪組織TNF-α與灌胃1周比較差異無統計學意義(P＞0.05)。灌胃1周大鼠脂肪組織TNF-α研究組與對照組比較差異無統計學意義(P＞0.05)，灌胃4周研究組大鼠脂肪組織TNF-α高于對照組(P＜0.05)。見表4。

表4　兩組大鼠脂肪組織TNF-α比較［fmol/g(±s)］

注:與灌胃1周比較，*P＜0.05;與對照組比較，△P＜0.05

組別　1周　4周研究組(n=20)　36.70±9.75　75.40±10.15*△對照組(n=20)35.87±5.25　38.65±8.34

3　討論

肥胖已成為現代社會最常見的營養障礙性疾病，增加了糖尿病、高血壓、高脂血癥等多種疾病的發病率。美國國家膽固醇教育計劃成人治療組將肥胖作為治療代謝綜合征的首要目標，減輕體質量能有效降低LDL和TG，提高HDL，降低血壓并能改善胰島素抵抗［4］。Baptista T等［5］報道約50%的患者在長期使用經典和(或)非經典抗精神病藥后出現明顯的體質量增加，并能影響血漿的細胞因子如TNF-α水平。Zhang ZJ等［6］用磁共振成像對初次接受抗精神病藥治療10周的患者進行皮下和內臟脂肪的測量，研究顯示服用抗精神病藥患者的皮下和內臟脂肪沉積均有增加。許多研究表明非經典抗精神病藥(氯氮平、奧氮平、喹硫平等)比經典的抗精神病藥更明顯增加患者體質量。有研究對抗精神病藥致體質量增加程度的分析顯示，氯氮平和奧氮平分列第一、二位。國內臨床研究報道，精神分裂癥患者長期服用氯氮平可增加肥胖的發生［7］。本研究結果顯示，奧氮平灌胃4周大鼠體質量增加20%，成功制作了肥胖大鼠模型，血脂，血糖和胰島素水平均升高超出正常指標水平，與上述國內外報道的臨床和基礎研究結果相一致。

肥胖的脂代謝主要表現在兩方面:甘油三酯和膽固醇的代謝紊亂。膽固醇代謝紊亂多表現血漿TC含量的增高和HDL含量的降低，TG含量偏高則主要因為其中間代謝的失常［8］。本研究亦發現奧氮平誘導所致肥胖大鼠出現空腹血糖和血胰島素異常升高，同時脂代謝紊亂。本研究表明，研究組大鼠體內存在高胰島素血癥和高脂血癥，說明在大鼠體內可能存在脂肪－胰島素軸被破壞，而導致了高胰島素血癥。總之，奧氮平將誘導機體一系列病理生理變化之后引起肥胖，導致血糖、胰島素水平及血脂升高。目前臨床上所用的大多數抗精神病藥物在治療精神疾病的同時，又具有很多不良反應，包括:體質量增加、糖耐量減低、高脂蛋白血癥等，并可導致心血管疾病、腦血管疾病，繼而影響抗精神病治療的依從性以及疾病的轉歸。研究抗精神病藥的不良反應有重要的臨床意義，而有效的抗精神病藥導致藥源性肥胖動物模型建立是研究抗精神病藥物不良反應的前提。為了更好地研究其不良反應及評價干預措施的療效，建立簡捷、安全地制備穩定、可靠的藥源性肥胖動物模型具有重要意義。本研究成功建立了奧氮平誘導性肥胖大鼠模型，并根據血糖、血脂水平變化明確了模型大鼠的糖脂代謝紊亂、胰島素分泌紊亂和體質量增加，此結果同臨床上抗精神病藥物治療患者的不良反應相似，可以較好的模擬臨床上抗精神病藥物對患者不良反應的影響，進而了解其發生機制。并根據藥物使用劑量和時間評估不良反應的嚴重程度。

脂肪組織是內源性TNF-α的一個重要來源。有研究顯示，隨著脂肪細胞體積增加，TNF-α含量表達增多［9］。目前國內外研究結果顯示，藥物相關性肥胖與血漿瘦素、TNF-α水平增高有關。其機制可能是一定生理范圍內瘦素、TNF-α的升高可促進合成代謝，引起體質量增加。但超出此范圍則反而增強分解代謝而導致體質量減輕。Kraus T等［10］研究顯示，抗精神病藥可在出現顯著的體質量增加之前影響TNF系統。因此TNF系統變化的檢測可能對藥物誘導肥胖具有預測作用。TNF-α可能通過自分泌和旁分泌途徑調節脂質代謝，有研究表明TNF-α限制脂肪量增長，可能是一種保護性反應機制，在某種程度上限制體質量進一步增長。肥胖時脂肪細胞合成并分泌較多的TNF-α是為了防止脂肪組織的聚積，降低脂肪細胞的體積和數量［8］。近年來的研究發現，TNF-α與血漿胰島素水平相關，TNF-α濃度高時可以抑制胰島素的功能，誘導高胰島素血癥，強化胰島素抵抗［11］。一些動物實驗表明: TNF-α敲除基因鼠與野生鼠相比其脂肪累積少、體質量增加少，結果顯示TNF-α與肥胖和糖尿病的胰島素抵抗有關［12］。肥胖以脂肪細胞肥大為特征，是胰島素抵抗、高血糖、血脂紊亂集結發生的重要因素［13～15］。有研究顯示，TNF-α的表達與脂肪細胞大小呈明顯相關性。肥大脂肪細胞可產生更多的脂肪細胞因子，在胰島素抵抗、血脂異常癥等相關疾病的發生中起到了中心介質的作用［16］。本研究顯示，奧氮平誘導的肥胖大鼠模型血清中和脂肪組織的TNF-α明顯升高且與肥胖關系密切，提示奧氮平誘導機體肥胖是一個慢性炎癥反應。

參考文獻

［1］Newcomer JW.Second-generation (atypical)antipsychotics and metabolic effects: a comprehensive literature review［J］.CNS Drugs，2005，19: 1－93

［2］American Diabetes Association，American Psychiatric Association，American Association of Clinical Endocrinologists，et al.Consensus development conference on antipsychotic drugs and obesity and diabetes［J］.J Clin Psychiatry，2004，65 (2): 267－272

［3］Chandler PC，Viana JB，Oswald KD，et al.Feeding response tomelanocortin agonistpredicts preference for and obesity from a highfat diet［J］.Physiol Behav，2005，85(2):221－230

［4］Expert panel on detection，evaluation，and treatment of high blood cholesterol in adults.Executive summary of the third report of the national cholesterol education program (NCEP)expert panel on detection，evaluation，and treatment of high blood cholesterol in adults (adult treatment panel III)［J］.JAMA，2001，285(19): 2486－2497

［5］Baptista T，Kin NM，Beaulieu S，et al.Obesity and related metabolic abnormalities during antipsychotic drug administration: mechanisms，management and research perspectives［J］.Pharmacopsychiatry，2002，35(6): 205－219

［6］Zhang ZJ，Yao ZJ，Liu W，et al.Effects of antipsychotics on fat deposition and changes in leptin and insulin levels.Magnetic resonance imaging study of previously untreated people with schizophrenia［J］.Br J Psychiatry，2004，184:58－62

［7］王從杰，張志裙，孫靜，等.氯氮平和經典抗精神病藥的長期治療對患者體質量、糖代謝及血脂的影響［J］.中國神經精神疾病雜志，2008，34(2): 65－68

［8］楊春壯，徐永良，劉春玲，等.針刺對肥胖大鼠血脂及腫瘤壞死因子-α的影響［J］.中華中醫藥學刊，2010，28 (7): 1437－1440

［9］Constantine T，Sigo S，Loannis Kyrou，et al.Circulating Tumor Necrosis Factor Alpha Concentrations Are Higher in Abdominal Versus Peripheral Obesity［J］.Metabolism，1999，48 (10):1332－1335

［10］Kraus T，Zimmermann U，Schuld A，et al.The physiopathology of weight regulation during treatment with psychotropic drugs ［J］.Fortschr Neurol Psychiatr，2001，69:116－137

［11］徐炯，李曉惠，顧繼安.腫瘤壞死因子-α與2型糖尿病關系的探討［J］.上海醫學，2001，24(4): 227－229

［12］Uysal KT，Wiesbrock SM，Marino MW，et al.Protection from obesity-induced insulin resistance in mice lacking TNF-alpha function［J］.Nature，1997，389(6651): 610－614

［13］Neeland IJ，Turer AT，Ayers CR，et al.Dysfunctional adiposity and the risk of prediabetes and type 2 diabetes in obese adults［J］.JAMA，2012，308(11):1150－1159

［14］Juonala M，Magnussen CG，Berenson GS，et al.Childhood adiposity，adult adiposity，and cardiovascular risk factors［J］.N Engl J Med，2011，365(20):1876－1885

［15］Wasniewska M，Valenzise M，Manganaro A，et al.Increased intima media thickness at many arterial sites in obese adolescents with abdominal adiposity，insulin resistance，and high LDL-cholesterol［J］.J Endocrinol Inest，2011，34 (8):647－649

［16］曹艷麗，谷劍秋，王滌非，等.肥胖者脂肪組織中TNF-a表達與脂肪細胞大小的相關性分析［J］.中國組織化學與細胞化學雜志，2013，22(4): 282－285

(修回日期:2014－12－01)

(收稿日期:2014－01－04)

通訊作者:買買提熱夏提·吐爾遜，維吾爾族，精神科主任醫師，E-mail: xiaojiema@sina.cn

*基金項目:新疆烏魯木齊市科技局科技攻關計劃項目(編號: G111310003)

doi:10.3969/j.issn.2095－9346.2015.02.016

【中圖分類號】R964

【文獻標識碼】A

【文章編號】2095－9346(2015)－02－0135－03