本發(fā)明屬于實(shí)驗(yàn)?zāi)P蜆?gòu)建技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種能夠快速構(gòu)建長期穩(wěn)定的高尿酸血癥模型的方法,特別是一種以大鼠為試樣的高尿酸血癥模型的構(gòu)建方法。
背景技術(shù):
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近年來,隨著人們生活水平的提高和飲食方式的改變,高尿酸血癥的發(fā)生率逐年升高;多項(xiàng)流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示,高尿酸血癥是心血管疾病、腎臟疾病和糖尿病等代謝綜合征的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,已經(jīng)成為全世界威脅人類生存質(zhì)量的健康問題。高尿酸血癥在臨床上通常作為痛風(fēng)的標(biāo)志,在高尿酸血癥的患病人群中,有5%~12%的人最終發(fā)展為痛風(fēng);目前對于痛風(fēng)的治療,臨床常用藥有別嘌呤醇和苯溴馬隆等,但這些藥物均有一定的毒副作用,如導(dǎo)致體內(nèi)脂質(zhì)過氧化損傷,對皮膚黏膜、造血系統(tǒng)、腎臟和肝臟等都有較大的損害;因此,治療痛風(fēng)新藥物的研究得到了很高的關(guān)注,而建立穩(wěn)定持續(xù)的高尿酸血癥模型是對高尿酸血癥與痛風(fēng)研究的重要前提。
目前,常用的高尿酸血癥模型構(gòu)建方法的機(jī)制一般涉及補(bǔ)充外源性尿酸、補(bǔ)充尿酸前體物質(zhì)、抑制尿酸酶活性以及抑制腎臟尿酸排泄等,如利用酵母以及腺嘌呤和次黃嘌呤等嘌呤類物質(zhì),或直接給予外源性尿酸構(gòu)建模型;但由于大鼠、小鼠等常用作實(shí)驗(yàn)對象的哺乳動物體內(nèi)存在人類缺乏的尿酸酶,在中長期試驗(yàn)中,尿酸酶活性被激活,使血尿酸水平不能維持在較高的水平上;近年來,國內(nèi)外最常用的高尿酸血癥模型構(gòu)建藥物氧嗪酸鉀可競爭性地與尿酸酶結(jié)合,抑制尿酸酶的活性,使體內(nèi)血尿酸水平在短時(shí)間內(nèi)增高,并可維持較長時(shí)間;但由于其競爭性抑制的機(jī)制需長期給藥,可對實(shí)驗(yàn)動物腎臟造成較強(qiáng)炎癥反應(yīng)等不良效果;目前較常用的抑制尿酸排泄的藥物主要為抗結(jié)核藥物乙胺丁醇和煙酸,該模型構(gòu)建方法的缺點(diǎn)是乙胺丁醇和煙酸等物質(zhì)可造成肝功損害。
有流行病學(xué)調(diào)查顯示,果糖的攝入量正逐年增長,果糖消費(fèi)量的增長與人群血尿酸平均水平的升高存在一定的關(guān)聯(lián)性,另外,高果糖飲食與高血壓、糖尿病、動脈粥樣硬化、腹型肥胖等代謝性疾病的發(fā)生均存在一定關(guān)系;有研究表明10%果糖水可使大鼠血尿酸水平升高,但是形成的高尿酸水平極不穩(wěn)定,因此,很難作為理想的高尿酸血癥動物模型被廣泛應(yīng)用;而且采用單一藥物構(gòu)建模型的方法因其作用機(jī)制單一,往往不能取得很好的效果,故目前大多數(shù)研究采用聯(lián)合構(gòu)建模型的方式,聯(lián)合構(gòu)建模型不僅能使高尿酸血癥模型維持時(shí)間更長,血尿酸升高更明顯,而且也更接近人類高尿酸血癥的發(fā)生機(jī)制和實(shí)際情況;故采用含嘌呤較高的酵母聯(lián)合高果糖飲食的方法誘導(dǎo)高尿酸血癥,形成穩(wěn)定的動物模型,為開展尿酸代謝、干預(yù)效果及其機(jī)制研究能夠提供良好的技術(shù)支持,也是當(dāng)前學(xué)術(shù)界探討的主題任務(wù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn),尋求設(shè)計(jì)一種以動物為試樣的利用酵母聯(lián)合果糖飲食誘導(dǎo)高尿酸血癥,再建立穩(wěn)定的高尿酸血癥模型的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明所述的高尿酸血癥模型的構(gòu)建方法,其工藝過程包括以下步驟:
(1)試樣選取:選取體重為180~220g,年齡為6~8周齡雄性清潔級Wistar大鼠,飼養(yǎng)于無特定病原體級(Specific Pathogen Free,SPF)的動物飼養(yǎng)室;
(2)適應(yīng)性喂養(yǎng):將步驟(1)中選取的Wistar大鼠于SPF級動物飼養(yǎng)室中進(jìn)行適應(yīng)性喂養(yǎng)3~7天,適應(yīng)性喂養(yǎng)期間觀察大鼠的體表特征和行為活動,將體表特征或行為活動異常的大鼠挑選出并隔離,保留合格試樣大鼠;適應(yīng)性喂養(yǎng)的環(huán)境為:溫度為20~24攝氏度,相對濕度為50%~70%,光照節(jié)律為12D:12L,工作照度為150~300lx,氣流或風(fēng)速0.1~0.2m/s,噪聲≤60dB;所述適應(yīng)性喂養(yǎng)的飼料中粗蛋白重量百分比含量為20.50%,粗脂肪含量為4.62%,粗纖維含量為4.35%,粗灰分含量為6.2%,鈣含量為1.23%,磷含量為0.91%,能量為345kcal/kg;
(3)模型構(gòu)建:對步驟(2)中經(jīng)過適應(yīng)性喂養(yǎng)后體表特征和行為活動均無異常的合格試樣大鼠,于SPF級動物飼養(yǎng)室中喂養(yǎng)質(zhì)量百分比為20%的酵母飼料和質(zhì)量百分比為10%的果糖水溶液或?qū)?yīng)比例的鮮水果汁,合格試樣大鼠進(jìn)食與飲水自由進(jìn)行5~10天后,得到試樣大鼠高尿酸血癥模型;質(zhì)量百分比為20%的酵母飼料制作方法是:先將步驟(2)中所述對大鼠進(jìn)行適應(yīng)性喂養(yǎng)的普通大鼠顆粒飼料粉碎成粒徑為0.1~1mm的粉末,然后在其中均勻加入重量百分比為20%的酵母膏,再將飼料重新制作成直徑為2~6mm的顆粒;
(4)模型應(yīng)用:對步驟(3)中構(gòu)建的大鼠高尿酸血癥模型進(jìn)行隔周斷尾取血,經(jīng)3000r/min離心5min,取300μl血清,用全自動生化分析儀測定血清尿酸(SUA)、血清尿素氮(BUN)和血清肌酐(SCr);處死大鼠后,摘取各組大鼠右側(cè)腎臟,4%多聚甲醛固定,常規(guī)石蠟包埋后制成3μl厚切片,HE染色,光鏡(×400)下觀察腎臟組織學(xué)變化,利用酵母聯(lián)合果糖誘導(dǎo)大鼠高尿酸血癥,得到的模型具有典型的疾病表征,血清尿酸指標(biāo)長期維持較高水平,不造成腎臟嚴(yán)重器質(zhì)性損傷,符合高尿酸血癥大鼠腎臟病理損傷機(jī)制,為高尿酸血癥的研究提供穩(wěn)定模型。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,采用飼料與飲水結(jié)合的方法造模,其操作簡單,易于掌握,避免長期灌胃或注射造成動物損傷,方法安全可靠,具有良好的應(yīng)用前景。
附圖說明:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例2中空白對照組C、酵母對照組Y、酵母氧嗪酸鉀組YO和酵母果糖組YF的血清中XOD活性和ADA活性以及10%肝勻漿中XOD活性和ADA活性。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例3中空白對照組a、酵母對照組b、酵母氧嗪酸鉀組c和酵母果糖組d光鏡下腎臟結(jié)構(gòu)。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例4中空白對照組C、酵母對照組Y、酵母氧嗪酸鉀組YO和酵母果糖組YF的尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)水平。
具體實(shí)施方式:
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述,實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法,如無說明,均為常規(guī)方法;實(shí)施例中所使用的材料試劑,如無說明,均為商業(yè)途徑得到。
實(shí)施例1:本實(shí)施例的具體構(gòu)建高尿酸血癥模型的具體步驟為
(1)動物試樣選取與模型構(gòu)建:選取8周齡雄性清潔級Wistar大鼠,體質(zhì)量(200±20)g,購自山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司,飼于青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院SPF級動物飼養(yǎng)室,實(shí)驗(yàn)開始前用普通大鼠顆粒飼料適應(yīng)性飼養(yǎng)1周,實(shí)驗(yàn)期間觀察大鼠體表特征,行為活動是否有異常變化,對異常大鼠進(jìn)行隔離,最終選出經(jīng)過適應(yīng)性喂養(yǎng)后體表特征和行為活動均無異常的Wistar大鼠40只;適應(yīng)性喂養(yǎng)的環(huán)境為:溫度:20~24℃,相對濕度:50%~70%,光照節(jié)律:12D:12L,工作照度:150~300lx,氣流、風(fēng)速0.1~0.2m/s,噪聲≤60dB;所述適應(yīng)性喂養(yǎng)的飼料為普通大鼠顆粒飼料,其配方中粗蛋白含量為20.50%,粗脂肪含量為4.62%,粗纖維含量為4.35%,粗灰分含量為6.2%,鈣含量為1.23%,磷含量為0.91%,能量為345kcal/kg;
(2)材料與設(shè)備:
氧嗪酸鉀(CAS:2207-75-2)購于上海麥克林生化科技有限公司;酵母膏的嘌呤含量為1.2%,貨號:01-014,購于北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司;D-果糖(CAS:57-48-7),購于北京華邁科生物技術(shù)有限責(zé)任公司;尿酸、肌酐、尿素氮測定試劑盒,購于中生北控生物科技有限公司;黃嘌呤氧化酶、腺苷脫氨酶測定試劑盒,購于南京建成試劑公司;一抗(兔抗):RST、GLUT9、OATl、GAPDH、二抗抗體(羊抗兔),購于北京博奧森生物技術(shù)有限公司;CX4全自動生化分析儀購于貝克曼庫爾特公司;這些大鼠試樣和材料設(shè)備為模型建立所需。
實(shí)施例2:
本實(shí)施例采用隨機(jī)數(shù)字表法將40只雄性Wistar大鼠按體質(zhì)量分組,分別是空白對照、酵母對照、酵母氧嗪酸鉀和酵母果糖4組,每組10只,空白對照組給予普通大鼠顆粒飼料喂養(yǎng),其他三組給予質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2的酵母飼料喂養(yǎng);酵母果糖組大鼠給予質(zhì)量濃度10%果糖飲水,其他三組給予自來水飲水;高酵母氧嗪酸鉀組予以0.5g/(kg·d)氧嗪酸鉀灌胃,其他三組予以蒸餾水灌胃,灌胃體積均為10ml/(kg·d);所有大鼠均自由飲水和進(jìn)食;在喂養(yǎng)分別滿2、4、6和8W的早晨8點(diǎn),大鼠禁食12h后剪尾取血1.0~1.5ml,室溫靜置凝血,3000r/min離心5min,取300μl血清,用全自動生化分析儀測定血清尿酸(SUA)、血清尿素氮(BUN)和血清肌酐(SCr);結(jié)果如表1顯示,在實(shí)驗(yàn)2w后,酵母對照組、酵母氧嗪酸鉀組和酵母果糖組血SUA水平分別達(dá)到262.66、267.44和345.91μmol/L;與空白對照組相比均顯著性上升(P<0.05),分別升高26.49%、28.79%和66.58%;而且酵母果糖組SUA水平比酵母對照組和酵母氧嗪酸鉀組大鼠血尿酸水平分別增加83.25和78.47μmol/L(P值均<0.05);在實(shí)驗(yàn)4w后,酵母對照組、酵母氧嗪酸鉀組和酵母果糖組與空白對照組相比SUA水平顯著升高(p<0.05),分別升高88.38、164.02和101.88μmol/L;在實(shí)驗(yàn)6w后,酵母對照組、酵母氧嗪酸鉀組和酵母果糖組,與空白對照組相比,SUA水平顯著升高(P<0.05);酵母對照組、酵母氧嗪酸鉀組和酵母果糖組三組之間SUA水平無顯著差異;在實(shí)驗(yàn)8w后,酵母對照組SUA水平下降至322.21μmol/L,與空白對照組(265.77μmol/L)相比已無顯著性差異(P>0.05),酵母氧嗪酸鉀組(465.25μmol/L)和酵母果糖組(451.41μmol/L)與空白對照組相比,SUA水平仍然顯著升高(P<0.05)。
表2結(jié)果顯示,在實(shí)驗(yàn)分別滿2、4、6和8W時(shí),酵母果糖組BUN水平降至6.01、4.62、4.71、3.65mmol/L,與空白對照組相比BUN水平均顯著降低(p<0.05),分別下降27.32%、37.48%、35.12%、50.14%,因此在實(shí)驗(yàn)第2w末到第8w末,酵母果糖組的BUN表現(xiàn)為下降趨勢,大鼠體內(nèi)BUN濃度逐漸降低;在實(shí)驗(yàn)第4w末,酵母氧嗪酸鉀組BUN水平與酵母對照組相比顯著降低(p<0.05);表3結(jié)果顯示所示,除第6w末酵母對照組與空白對照組相比,SCr水平顯著降低(p<0.05),其他各時(shí)間段各組SCr水平無顯著差異;BUN是機(jī)體蛋白質(zhì)代謝的終產(chǎn)物,BUN水平的高低可反映腎臟功能,當(dāng)BUN水平升高時(shí)可提示腎功能損壞、腎小球?yàn)V過率較低,但腎臟具有較強(qiáng)代償能力,當(dāng)腎臟損傷較輕時(shí),BUN水平可不表現(xiàn)為升高;當(dāng)腎小球?yàn)V過率下降至50%以下時(shí),BUN水平才能升高,同時(shí)可伴隨SCr水平升高,本實(shí)施例中各組大鼠均未出現(xiàn)BUN與SCr水平升高現(xiàn)象,說明并未出現(xiàn)腎臟功能的嚴(yán)重?fù)p害;
綜合結(jié)論:酵母聯(lián)合果糖干預(yù)能使大鼠SUA水平長期穩(wěn)定維持在一個(gè)較高的水平上,在第2、4、6、8周末分別達(dá)到345.91、403.71、447.21、451.41μmol/L,與空白對照組相比分別升高了66.5%、33.8%、37.5%和69.8%。
表1:各組大鼠血清尿酸水平(x±S,μmol/L)
注:a:與空白對照組相比,p<0.05,b:與酵母對照組相比,p<0.05,c:與酵母氧嗪酸鉀組相比,p<0.05;
表2:各組大鼠血清尿素氮水平(x±S,mmol/L)
注:a:與空白對照組相比,p<0.05,b:與酵母對照組相比,p<0.05,c:與酵母氧嗪酸鉀組相比,p<0.05;
表3:各組大鼠血清肌酐水平(x±S,mmol/L)
注:a:與空白對照組相比,p<0.05。
實(shí)施例2:
本實(shí)施例采用實(shí)施例1的動物干預(yù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):在動物實(shí)驗(yàn)第8w末,大鼠禁食12h后,腹腔注射戊巴比妥鈉麻醉,腹主動脈取血,室溫靜置凝血,3000r/min離心10min,取100μl血清測定黃嘌呤氧化酶(XOD)活性,取50μL血清,測定腺苷脫氨酶(ADA)活性;然后摘取各組大鼠肝臟,取1g肝臟組織與9ml生理鹽水用組織搗碎機(jī)10000~15000r/min上下研磨制成10%肝勻漿,取100μl10%肝勻漿測定XOD活性,取50μl 10%肝均漿測定ADA活性;結(jié)果如附圖1所示,酵母果糖組與空白對照組相比,血清中XOD活性和ADA活性(圖1(a))均顯著上升(P<0.05),達(dá)到了46.30和26.83U/L,分別升高21.33%和37.30%;10%肝勻漿中XOD活性和ADA活性(圖1(b))均顯著上升(P<0.05),達(dá)到了10.44和15.31U/L,分別升高36.11%和38.05%;酵母氧嗪酸鉀組與空白對照組相比,血清中XOD活性升高21.75%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);10%肝勻漿中ADA活性和XOD活性均顯著升高(P<0.05);綜合結(jié)論:酵母聯(lián)合果糖干預(yù)能使大鼠SUA水平升高,其機(jī)制可能與大鼠體內(nèi)XOD與ADA被激活有關(guān)。
實(shí)施例3:
本實(shí)施例采用實(shí)施例1的動物干預(yù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):在動物實(shí)驗(yàn)第8w末,大鼠禁食12h后,處死大鼠,摘取各組大鼠右側(cè)腎臟,4%多聚甲醛固定,常規(guī)石蠟包埋后制成3μl厚切片,HE染色,光鏡(×400)下觀察;結(jié)果如附圖2所示,空白對照組與酵母對照組大鼠腎臟結(jié)構(gòu)正常,腎皮質(zhì)中腎小球分布均勻,大小正常,腎小管無腫脹變性;酵母氧嗪酸鉀組大鼠腎臟偶見間質(zhì)片灶狀單核淋巴細(xì)胞浸潤,無明顯纖維化;酵母果糖組大鼠腎小管管腔間質(zhì)偶見結(jié)晶物沉積,無明顯纖維化;綜合結(jié)論:酵母果糖組大鼠腎小管偶見結(jié)晶物沉積,病理損傷較輕,符合高尿酸血癥大鼠腎臟病理損傷機(jī)制。
實(shí)施例4:
本實(shí)施例采用實(shí)施例1的動物干預(yù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):在實(shí)驗(yàn)第54日時(shí),用代謝籠法收集各組大鼠24h尿液,并測量尿液體積,于離心機(jī)中3000r/min離心10min,取上清液測定尿液尿酸(UUA)、尿液肌酐(UCr),計(jì)算尿酸清除率(CUA)和肌酐清除率(CCR),CUA計(jì)算公式為:UUA/SUA×每分鐘尿量(ml/min),CCR計(jì)算公式為:UCr/SCr×每分鐘尿量(ml/min);在動物實(shí)驗(yàn)第8w末,大鼠禁食12h后,處死大鼠,摘取各組大鼠左側(cè)腎臟,提取大鼠腎組織中腎臟皮質(zhì)刷狀緣膜(BBMV)蛋白及腎臟皮層蛋白,采用考馬斯亮藍(lán)法測定BBMV和腎皮質(zhì)上清中的蛋白含量,以牛血清蛋白為標(biāo)準(zhǔn)品;將蛋白統(tǒng)一稀釋后,沸水浴煮5min,經(jīng)10%十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳后,濕轉(zhuǎn)移至聚偏二氟乙稀(PVDF)膜,配置5%脫脂奶于室溫封閉1h,一抗4℃孵育過夜,二抗室溫孵育1~2h,化學(xué)發(fā)光劑X光片上曝光,底片經(jīng)掃描儀透掃后轉(zhuǎn)化為圖片,用Quantity one軟件定量分析,確定雜交條帶的相對吸光度值;結(jié)果顯示(表4),酵母果糖組大鼠24h尿量與空白對照組相比明顯升高(P<0.05),酵母果糖組與酵母氧嗪酸鉀組大鼠CUA與空白對照組相比明顯降低(P均<0.05),各組大鼠CCR值無顯著性變化;Western Blotting的結(jié)果表明(圖3):與空白對照組相比,酵母果糖組與酵母氧嗪酸鉀組大鼠腎臟皮質(zhì)有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)子1(OAT1)蛋白表達(dá)顯著降低(P均<0.05);酵母果糖組大鼠腎臟BBMV中腎臟尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體(RST)蛋白表達(dá)與空白對照組相比顯著升高(P<0.05),同時(shí),酵母氧嗪酸鉀組大鼠腎臟RST蛋白表達(dá)與空白對照組相比有升高趨勢,但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;與空白對照組相比,酵母果糖組與酵母氧嗪酸鉀組大鼠腎臟BBWV中葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白9(GLUT9)蛋白有升高趨勢,但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;綜合結(jié)論:本實(shí)施例中酵母果糖組大鼠尿酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)紊亂,這是酵母果糖組大鼠血尿酸升高的重要原因;
表4:各組大鼠尿酸清除率與肌酐清除率情況(x±S)
注:a:與空白對照組相比,p<0.05,b:與酵母對照組相比,p<0.05。