奥氮平诱导大鼠肥胖及其机制研究

唐言利，蔡素华，吕俊华

(1.暨南大学药学院药理教研室，广州 510632;2.广州市脑科医院，广州 510370)

奥氮平诱导大鼠肥胖及其机制研究

唐言利1，蔡素华2，吕俊华1

(1.暨南大学药学院药理教研室，广州 510632;2.广州市脑科医院，广州 510370)

目的 建立奥氮平诱导的肥胖大鼠模型，并探讨其诱导肥胖的发生机制。方法 SD雌性大鼠20只，随机分为对照组和模型组，模型组大鼠每日黑暗时相前1h灌胃奥氮平(1.2 mg/kg)，对照组给予等容量蒸馏水。每周称体重1次，测饮水饮食量2次。给药7周时，利用SMART video－tracking system测定大鼠白天和黑暗时相的自主活动，然后处理大鼠，测体长，计算Lee’s指数，称脂肪湿重，计算脂肪系数，采用高效液相色谱－电化学检测(HPLC－ECD)法测定大鼠下丘脑神经递质，用 ELISA试剂盒测定血清瘦素(leptin)、脂联素(adiponectin，ADP)水平。结果 模型组大鼠造模第2周至第7周时体重均明显高于对照组(P＜0.05或P＜0.01)，饮食量明显增加(P＜0.01)，黑暗时相平均速度、路程明显减少(P＜0.05)，Lee’s指数、脂肪湿重、脂肪系数明显升高(P＜0.05或P＜0.01)，下丘脑5－HT、DA、DOPAC含量明显升高(P＜0.01或 P＜0.05)，血清 leptin含量明显升高(P＜0.01)，ADP含量明显降低(P＜0.01)。结论 奥氮平(1.2 mg/kg)增加动物摄食量，减少活动量而引起肥胖，此作用与下丘脑神经递质、瘦素和脂联素的调节有着密切联系。

大鼠;奥氮平;肥胖;神经递质;瘦素

肥胖症是体内脂肪堆积过多和(或)分布异常，表现为体重增加，并与糖尿病、冠心病、脑血管疾病、高血压、高脂血症等多种疾病的发病有关。目前，建立各种肥胖动物模型用于研究肥胖的发病机制和减肥新药，常见的动物肥胖模型有食物性(高脂饲料)、下丘脑性(谷氨酸钠或金硫葡萄糖)、内分泌性(去卵巢、注射胰岛素)和遗传性等所诱导形成［1］。目前，国外学者利用抗精神病药奥氮平建立了大鼠肥胖模型［2－4］，但国内尚未见到类似的研究报道。因此，本研究拟采用奥氮平(olanzapine，OLAN)建立大鼠药源性肥胖模型，并探讨其诱导肥胖的可能机制。

1 材料和方法

1.1 实验动物

SPF级SD雌性大鼠20只，体质量(200±20)g，来源于广东省实验动物中心【SCXK(粤)2008－0002】。

1.2 主要仪器

LAC－110.4型电子分析天平(德国赛多利斯股份公 司);Version 2.5 SMART video－tracking system(Panlab公司);1－15K型离心机(Sigma公司);Ultra－Turrax T8型组织匀浆机(德国 IKA公司);Model 680型酶标仪(Bio－Rad公司);高效液相库仑阵列电化学检测系统(美国ESA公司)。

1.3 主要药物与试剂

奥氮平(美国礼来药业有限责任公司);去甲肾上腺素(NA)、多巴胺(DA)、多巴酸(DOPAC)、高香草酸(HVA)、5－羟色胺(5－HT)、5－羟吲哚乙酸 (5－HIAA)标准品均为 Sigma产品;甲醇(Merck公司);大鼠瘦素、脂联素酶联免疫分析ELISA试剂盒(上海晶天生物科技有限公司)。

1.4 动物分组及给药

SPF级SD雌性大鼠20只，体质量(200±20)g，置于人造12:00h光照/12:00 h黑暗的环境中适应性饲养，待体重增至(250±20)g，按体重随机分为两组，第1组10只，为对照组;第2组10只，为模型组。造模期间于黑暗时相前1h，模型组灌胃奥氮平(1.2 mg/kg［2］)，对照组给予等容量蒸馏水，所有大鼠自由摄取食物及饮水。每周末称取体重，连续喂养7周。

1.5 观测指标及检测方法

1.5.1 体重和饮水饮食量的测定:体重增加是肥胖的客观指标，每周末称体重1次，测饮水饮食量2次。

1.5.2 自主活动的测定:利用 SMART videotracking system测定大鼠白天和黑暗时相的自主活动，实验装置为一个有底正方形铁制箱体，高度50 cm，底面边长100 cm。给药后45 min，将大鼠置于中心区，选择系统默认的适应时间10s、测试时间3 min。根据买文丽等［5］研究，选择平均速度、路程、休息时间、慢运动时间、快运动时间为大鼠自主活动客观灵敏的有效指标。

1.5.3 Lee′s指数和肥胖系数:大鼠在麻醉状态下准确测量体长(从鼻至肛门的长度)，根据公式［6］计算 Lee′s指数。大鼠麻醉取血后，取肾和子宫周围脂肪垫组织，称重，计算脂肪系数:脂肪系数(%)=(脂肪湿重/体重)×100%。

1.5.4 下丘脑神经递质的检测:大鼠麻醉取血后，即刻断头并迅速在冰盘上取出全脑，分离出下丘脑，然后用预冷生理盐水漂洗除去血液，吸干后称重，置于2 mL圆底离心管中，加入300 μL生理盐水，冰浴中组织匀浆机研磨成匀浆，4℃ 12 000 r/min离心15 min，取上清液，再加入 300 μL 0.1 mol/L高氯酸去蛋白液，4℃ 12 000 r/min离心15 min，上清液经0.2 μm 滤膜过滤。进样量 20 μL，柱温 38℃，流速0.8 mL/min。库仑阵列电化学检测器设定两个通道电极电势:①通道1:－150 mV(还原电势);②通道2:+450 mV(检测通道)。

1.5.5 血清瘦素、脂联素的检测:大鼠麻醉后腹主动脉取血 10 mL，室温放置 2h，在 4℃下，3000 r/min，离心15 min，取上清液。瘦素和脂联素检测均采用双抗体夹心法，按照试剂盒说明书操作。

1.6 统计学分析

2 结果

2.1 一般情况

对照组大鼠毛发有光泽，体态活泼，反应敏捷，饮食量、排泄物均正常;模型组大鼠灌胃奥氮平后活动减少，嗜睡，饮食量增加，排泄物正常。实验中模型组有1只动物患肺部感染，且体重变化波动大，故淘汰。

2.2 奥氮平对大鼠体重的影响

对照组和模型组大鼠体重均有增长，其中模型组增长更快，模型组大鼠造模第2周到实验末第7周体重均明显高于对照组(P＜0.05或P＜0.01)。见图1。

图1 奥氮平对大鼠体重的影响(#P＜0.05，##P＜0.01与对照组比较)Fig.1 The effect of OLAN on body weight of the rats(#P＜0.05，##P＜0.01，vs.control)

2.3 奥氮平对大鼠饮水饮食量的影响

与对照组相比，模型组摄食量明显增加(P＜0.05)，饮水量无明显变化(P＞0.05)。见表1。

表1 奥氮平对大鼠饮水饮食量的影响(±s)Tab.1 The effect of OLAN on water and food intake of the rats(±s)

表1 奥氮平对大鼠饮水饮食量的影响(±s)Tab.1 The effect of OLAN on water and food intake of the rats(±s)

注:与对照组比较:#P＜0.05。Note:vs.control:#P＜0.05

组别(Group) n 摄水量Water intake(mL/d)摄食量Food intake(g/d)对照组(Control)10 31.3±5.3 19.1±1.1模型组(Model) 9 31.8±5.1 22.5±4.9#

2.4 奥氮平对大鼠自主活动的影响

模型组大鼠白天平均速度、路程、休息时间、慢运动时间、快运动时间与对照组相比均无明显变化(P＞0.05)，而在黑暗时相平均速度、路程与对照组相比明显减少(P＜0.05)，休息时间、慢运动时间、快运动时间均无明显变化(P＞0.05)，见表2。

2.5 奥氮平对大鼠 Lee′s指数、脂肪系数、血清瘦素、脂联素的影响

模型组大鼠 Lee′s指数、脂肪湿重、脂肪系数、血清leptin含量与对照组相比均明显升高(P＜0.05或P＜0.01)，而血清 ADP含量明显降低(P＜0.01)，见表 3。

表2 奥氮平对大鼠自主活动的影响(±s)Tab.2The effect of OLAN on spontaneous activity of the rats(±s)

表2 奥氮平对大鼠自主活动的影响(±s)Tab.2The effect of OLAN on spontaneous activity of the rats(±s)

注:与对照组比较:#P ＜0.05。Note:vs.control，:#P ＜0.05

组别Group平均速度Average speed(cm/s)距离Distance(cm)休息时间Rest time(s)慢运动时间Slow movement time(s)快运动时间Fast movement time(s)对照组(10只)(Control)模型组(9只)(Model)白天Light phase 14.07±5.36 14.08±6.11 2669.74±1017.87 2673.55±1159.70 61.62±20.37 58.93±24.22 43.78±6.81 41.73±9.57 84.40±24.97 120.78±20.27 107.22±18.40 89.18±31.55对照组(10只)(Control)模型组(9只)(Model)黑暗Dark phase 22.96±5.26 17.19±4.12#4359.27±999.67 3263.64±782.81#30.92±13.02 38.78±9.27 38.12±7.68 43.84±10.00

表3 奥氮平对大鼠Lee’s指数、脂肪湿重、脂肪系数、血清瘦素和脂联素的影响(x¯±s)Tab.3The effect of OLAN on Lee′s index，fat weight，coefficient of fat，serum leptin and ADP contents of the rats(x¯±s)

2.6 奥氮平对大鼠下丘脑神经递质含量的影响

模型组大鼠下丘脑 5－HT、DA、DOPAC 含量与对照组比较均明显升高(P＜0.05或 P＜0.01)，见表4。

表4 奥氮平对大鼠下丘脑5－HT、DA、NA、5－HIAA和DOPAC含量的影响(±s，ng/g)Tab.4The effect of OLAN on the levels of 5－HT，DA，NA，5－HIAA and DOPAC in hypothalamus of the rats(±s)

表4 奥氮平对大鼠下丘脑5－HT、DA、NA、5－HIAA和DOPAC含量的影响(±s，ng/g)Tab.4The effect of OLAN on the levels of 5－HT，DA，NA，5－HIAA and DOPAC in hypothalamus of the rats(±s)

注:与对照组比较:#P＜0.05，##P＜0.01.Note:vs.control:#P＜0.05，##P＜0.01

5－HT DA NA 5－HIAA DOPAC组别对照组(Control) 10 5.34±3.60 37.85±7.86 160.92±16.26 96.14±22.95 27.59±6.94模型组(Model) 9 18.34±7.92## 75.64±22.09## 156.54±22.11 78.74±18.73 39.79±14.46#(Group)n

3 讨论

肥胖与饮食过多或(和)活动减少有关，下丘脑是饮食及能量代谢平衡的调节中枢，主要受5－HT和DA等神经递质的调节，5－HT能系统功能增强，可产生降低食欲和体重的效应［7］，DA拮抗剂能增加食欲，从而增加体重［8］。此外，瘦素和脂联素对脂肪代谢和肥胖的形成具有调节作用。瘦素具有降低食欲，减少饮食量，减轻体重，并可增加交感神经活动和外周去甲肾上腺素的释放，消耗能量，降低体脂［9］。但人体营养过剩，就会导致“瘦素抵抗”，即瘦素信号转导能力的衰损，从而引起肥胖［10］。脂联素具有增加脂肪酸氧化、提高葡萄糖摄取量、改善胰岛素抵抗、抗动脉粥样硬化和抗炎的作用，在临床上脂联素与肥胖、胰岛素抵抗、2型糖尿病及心血管疾病密切相关［11］。奥氮平属于非典型抗精神病药物，对5－HT受体和DA受体具有阻断作用而用于治疗精神分裂症。在长期服用奥氮平过程中，患者出现体重增加甚至肥胖［12］。国外学者 Arjona等［2］已经成功建立奥氮平诱导的大鼠肥胖模型，并揭示肥胖产生的原因与饮食量增加、总活动量减少和饲料转化效率提高有关。本实验中，参考上述国外文献的给药剂量，正常大鼠给予奥氮平处理后，第2周至第7周末时体重明显增加，并伴饮食量增加，黑暗时相平均速度、路程减少，Lee’s指数、脂肪湿重、脂肪系数明显升高，说明奥氮平明显增加食欲，减少活动，诱导肥胖，这和国外的报道是一致的。同时，本实验中可见肥胖大鼠血清瘦素含量明显增加，而脂联素含量减少，说明该肥胖大鼠体内可能出现瘦素抵抗，即瘦素信号转导能力的衰损，以及出现脂联素的负反馈调节机制，从而引起大鼠肥胖。下丘脑组织内DA、5－HT和DOPAC含量明显增加，提示奥氮平可能阻断DA和5－HT受体，减弱 DA和 5－HT的作用而代偿性增加DA和5－HT的释放量，并引起动物活动减少，能量消耗减少，同时增加饮食量，产生增食欲(肥胖)效应。

奥氮平具有增加动物摄食量，减少动物活动，增加体重，诱导肥胖的作用，此作用与其影响下丘脑5－HT和 DA递质的变化和瘦素、脂联素的调节有关。

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Establishment of a Rat Model of Obesity Induced by Olanzapine and Its Development Mechanism

TANG Yan－li1，CAI Su－hua2，LV Jun－hua1
(1.Department of Pharmacology，Pharmacy College，Jinan University，Guangzhou 510632，China;2.Guangzhou Brain Hospitol，Guangzhou 510370，China)

ObjectiveTo establish an obesity model induced by olanzapine in rats and to investigate its development mechanism.MethodsTwenty female Sprague－Dawley rats were randomly divided into two groups:control group and model group.The model group was given olanzapine(OLAN，1.2 mg/kg，q.d.)via gavage 1 h before the beginning of the dark－phase.Body weight was recorded each week and the amount of food and water intake was checked twice a week.After 7 weeks′administration of OLAN，spontaneous activity was monitored continuously using the SMART video－tracking system during the light and dark phases.The naso－anal length and the fat weight of each rat were recorded.Lee′s index and coefficient of fat were calculated.Hypothalamic neurotransmitters were measured by high performance liqiud chromatography coupled with electrochemical detector(HPLC－ECD).The levels of serum leptin and ADP were determined with an ELISA kit.ResultsCompared with the control rats，the body weight of model rats was significantly increased during the second week to the seventh week of OLAN treatment(P＜0.05 or P＜0.01)，the average speed and distance of movement during the dark phase were decreased significantly(P ＜0.05)，food intake，Lee’s index，fat weight and coefficient of fat were increased significantly(P ＜ 0.05 or P ＜ 0.01)，the contents of 5－HT，DA，DOPAC in hypothalamus were increased significantly(P＜0.05 or P＜0.01)，the level of serum leptin was increased and the content of serum ADP was decreased significantly(P＜0.01).ConclusionsA rat model of obesity is successfully established with OLAN(1.2 mg/kg)administration.It seems that the obesity is developed through increasing food intake and reducingspontaneous activity，and may be closely ralated with regulations of leptin，ADP and neurotransmitters in the hypothalamus.

Rat;Olanzapine;Obesity;Neurotransmitter;Leptin

R331;Q95－3

A

1005－4847(2010)05－0421－04

10.3969/j.issn.1005－4847.2010.05.014

2010－04－23

唐言利(1986年－)，女，硕士研究生。

吕俊华，男，教授，硕士生导师，研究方向:神经药理学。Tel:(020)85223764，E－mail:yaolilv@163.com