2种高尿酸血症及相关并发症动物模型的建立与比较研究

林志健，王雪洁，朱春胜，牛红娟，王 雨，张 冰

·代谢性疾病·

2种高尿酸血症及相关并发症动物模型的建立与比较研究

林志健，王雪洁，朱春胜，牛红娟，王 雨，张 冰

目的 采用饮食诱导法分别建立鹌鹑及大鼠高尿酸血症模型，观察模型的发病过程，比较2种模型的病理特征。方法 20只雄性迪法克鹌鹑随机分为正常组鹌鹑、模型组鹌鹑，正常组给予普通鹌鹑饲料，模型组鹌鹑给予高嘌呤饲料；20只雄性SD大鼠随机分为正常组大鼠、模型组大鼠，正常组大鼠给予普通大鼠饲料，模型组大鼠给予高果糖饲料：检测各组动物的血清尿酸、三酰甘油、血糖水平及相关代谢酶活性。结果 各组动物体质量呈自然增长趋势。模型组鹌鹑血清尿酸水平显著升高，造模后期血清三酰甘油水平显著升高(P＜0.05)，血清黄嘌呤氧化酶活性显著升高(P＜0.05)。模型组大鼠血清三酰甘油水平显著升高，造模后期血清尿酸水平显著升高(P＜0.05)。结论 高嘌呤及高果糖饲料可成功建立高尿酸血症并高甘油三酯血症动物模型。鹌鹑及大鼠高尿酸并高甘油三酯血症模型的病理表现及相关代谢酶变化不尽相同，可根据研究需要选择动物模型。

高尿酸血症；高甘油三酯血症；高嘌呤饲料；高果糖饲料；鹌鹑；大鼠

随着我国人民生活水平的不断提高和高蛋白的摄入量增加，高尿酸血症(hyperuricemia，HUA)的患病率呈逐年上升趋势。近年来流行病学研究发现HUA不仅是痛风发生的病理基础，而且与多种代谢性疾病密切相关。目前HUA模型的造模方法多样，根据HUA的发病机制主要采用补充尿酸前体物质、补充外源性尿酸、使用氧嗪酸抑制尿酸氧化酶活性、腺嘌呤抑制尿酸排泄，使血尿酸水平升高，但HUA动物模型尚缺乏公认的评价标准。常用的实验动物涉及啮齿类和禽类。啮齿类动物大、小鼠模型广泛应用于HUA或痛风性关节炎、痛风性肾病的病理研究及药理研究。由于啮齿类动物体内存在尿酸氧化酶，能将尿酸转化成更易溶于水的尿囊素排出体外，造模较为困难。禽类与人类的嘌呤核苷酸代谢途径相似，体内都缺乏尿酸氧化酶，尿酸作为嘌呤代谢的终产物排出体外，其体内尿酸浓度能较确切地反映体内嘌呤核苷酸代谢水平。作者选择鹌鹑和大鼠，分别建立HUA模型，观察模型的发病过程，比较2种模型的病理特征。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 动物 雄性迪法克鹌鹑(动物检疫合格证号：1100546039)，20只，(180±20)g，由北京市种禽公司德岭鹌鹑场提供；雄性SD大鼠(实验动物质量合格证号：11401500006654)，20只，(220±20)g，由北京维通利华实验动物技术有限公司提供。

1.1.2 试剂 酵母浸膏粉购自英国OXOID公司(批号：1267856-03)；D-果糖购自美国AMRSESCO公司(批号：1744C467)；尿酸(uric acid，UA)试剂盒(批号：141131)，三酰甘油(triglyceride，TG)试剂盒(批号：404161C)，葡萄糖(glucose，GLU)试剂盒(批号：312032K)，均购自北京利德曼生物技术有限公司；黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase，XOD)试剂盒(批号：20150605)，肝脂酶(hepatic lipase，HL)试剂盒(批号：20150612)，脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase，LPL，批号：20150612)，均购自南京建成生物技术有限公司。

1.1.3 仪器 贝克曼CX4型全自动生化分析仪(美国贝克曼有限公司)，LXJ-Ⅱ型恒温高速离心机(上海医用仪器分析厂)，UV2000紫外可见分光光度计(上海光谱仪器有限责任公司)，SHZ88-1型恒温水浴箱(太仓市光明实验分析仪器厂)。

1.2 方法

1.2.1 实验分组与饲料 雄性迪法克鹌鹑、雄性SD大鼠，在实验室适应性饲养3～5 d，按体质量随机分为正常组、模型组各2组，每组10只；正常组鹌鹑自由摄取普通鹌鹑饲料，模型组鹌鹑每天早晨给予高嘌呤饲料每只15 g(高嘌呤造模饲料按鹌鹑体质量计算在普通饲料中添加15 g/kg酵母浸膏粉)，食后补充普通饲料，各组自由饮水。正常组大鼠自由摄取普通大鼠饲料，模型组大鼠自由摄取含果糖41%的高果糖饲料，各组自由饮水。实验周期35 d。

1.2.2 检测指标 实验期间，动物每7 d取血1次，取血前12 h禁食、不禁水。次日大鼠尾尖取血，鹌鹑颈静脉取血，取血量均为1 mL。离心分离血清，贝克曼CX4型全自动生化分析仪测血清UA(酶比色法)、TG(终点法)、GLU(氧化酶终点法)含量。化学比色法测定血清XOD活性，比色法测定血清HL、LPL活性。每次取血前称动物体质量。

1.3 统计学处理 应用SPSS 19.0软件，计量资料用均数±标准差(±s)表示，组间比较采用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

实验期间动物整体状态良好，体质量呈自然增长趋势，与各自正常组比较，模型组动物体质量差异无统计学意义(P＞0.05)。

2.1 血清UA、TG、GLU水平 与正常组鹌鹑比，模型组鹌鹑在造模第14、21、35天血清UA水平显著升高(t14＝2.163、P14＝0.044，t21＝2.487、P21＝0.023，t35＝3.030、P35＝0.007)。与正常组大鼠比，模型组大鼠在造模第14、21、35天血清UA水平显著升高(t14＝2.244、P14＝0.038，t21＝4.975、P21＝0.000，t35＝2.470、P35＝0.024)。见表1。

与正常组鹌鹑比，模型组鹌鹑造模第28天血清TG显著升高(t28＝3.025、P28＝0.007)，第35天有升高趋势。与正常组大鼠比，模型组大鼠第7、14、21、35天血清TG水平显著升高(t7＝4.097、P7＝0.001，t14＝3.968、P14＝0.001，t21＝5.411、P21＝0.000，t35＝6.068、P35＝0.000)。见表1。

与正常组鹌鹑比，造模第7、35天模型组鹌鹑GLU水平显著升高(t7＝3.232、P7＝0.005，t35＝6.261、P35＝0.000)，其他时间点差异无统计学意义(P＞0.05)。与正常组大鼠比，模型组大鼠第7天GLU水平一过性升高(t7＝3.951、P7＝0.001)，其他时间点差异无统计学意义(P＞0.05)。见表1。

2.2 血清尿酸代谢酶XOD活性 与正常组鹌鹑比，造模第14、28、35天模型组鹌鹑血清XOD活性显著升高(t14＝2.474、P14＝0.024，t28＝2.340、P28＝0.031，t35＝2.184、P35＝0.043)。与正常组大鼠比，造模第35天模型组大鼠血清XOD活性显著升高(t35＝5.445、P35＝0.000)。见表1。

2.3 血清脂代谢酶HL、LPL活性 与正常组鹌鹑比，模型组鹌鹑血清HL活性有下降趋势，但差异无统计学意义(P＞0.05)。与正常组大鼠比，造模第7、14、35天模型组大鼠血清HL活性显著降低(t7＝2.360、P7＝0.030，t14＝2.635、P14＝0.017，t35＝7.857、P35＝0.000)，其余时间点有降低趋势但差异无统计学意义(P＞0.05)。与正常组鹌鹑比，模型组鹌鹑血清LPL活性变化差异无统计学意义(P＞0.05)。与正常组大鼠比，造模第7、14天模型组大鼠血清LPL活性显著升高(t7＝3.379、P7＝0.003，t14＝5.206、P14＝0.000)。见表1。

表1 各组动物血清UA、TG、GLU、XOD、HL和LPL水平(±s，n＝10)

表1 各组动物血清UA、TG、GLU、XOD、HL和LPL水平(±s，n＝10)

注：与各自正常组比较，∗P＜0.05，∗∗P＜0.01

组别UA(μmol/L)第7天 第14天 第21天 第28天 第35天TG(mmol/L)第7天 第14天 第21天 第28天 第35天正常组鹌鹑 250.96±93.14 197.12±87.36 253.84±72.67 215.69±80.29 187.20±66.54 0.95±0.18 1.13±0.37 0.94±0.16 0.92±0.17 1.01±0.22模型组鹌鹑 262.55±86.69 275.03±73.11∗327.53±59.14∗279.53±79.62 277.59±66.87∗∗ 1.05±0.27 1.25±0.20 0.96±0.25 1.15±0.17∗∗1.22±0.29正常组大鼠 102.34±41.10 133.99±20.46 101.28±23.52 136.45±35.43 119.11±25.90 1.15±0.21 0.98±0.29 1.00±0.17 1.35±0.24 1.10±0.21模型组大鼠 133.78±58.02 177.03±57.10∗156.55±26.40∗∗143.66±21.72 150.93±31.44∗ 1.69±0.36∗∗1.60±0.40∗∗1.62±0.32∗∗1.56±0.23 1.95±0.39∗∗GLU(mmol/L)第7天 第14天 第21天 第28天 第35天XOD(U/L)第7天 第14天 第21天 第28天 第35天10.82±1.64 13.70±1.49 12.34±2.09 15.02±1.94 14.10±1.29 4.04±0.99 5.45±0.47 3.32±0.56 6.93±1.97 6.74±1.14 12.81±1.05∗ 15.39±1.73 13.53±3.26 15.33±2.53 19.13±2.21∗∗ 3.96±0.98 6.21±0.85∗ 3.39±0.66 9.53±2.91∗ 8.27±1.90∗2.12±0.20 4.29±0.36 3.94±0.27 4.45±0.37 3.91±0.25 35.58±2.86 66.85±7.99 54.71±4.28 46.33±4.01 50.77±5.50 2.44±0.16∗ 4.67±0.85 3.74±0.17 4.58±0.47 3.77±0.30 36.47±4.73 62.43±4.83 58.19±6.04 48.97±6.18 63.05±4.54∗∗HL(U/L)第7天 第14天 第21天 第28天 第35天LPL(U/L)第7天 第14天 第21天 第28天 第35天2.03±0.56 1.43±0.46 2.19±0.61 3.49±1.47 2.39±0.47 2.31±0.99 2.11±1.03 3.14±1.02 2.14±0.67 2.19±0.97 1.96±0.79 1.96±0.97 2.01±0.79 3.14±1.16 2.05±1.02 2.49±0.88 2.24±0.87 2.91±0.91 1.98±0.83 2.08±1.12 12.47±1.97 13.45±2.33 12.78±2.48 15.13±1.66 15.69±1.06 5.81±2.22 6.95±1.36 8.56±1.90 4.07±0.51 8.78±2.03 10.79±1.09∗ 10.05±3.35∗ 11.98±1.24 13.81±2.60 11.58±1.27∗ 9.01±2.01∗∗ 10.81±1.91∗∗ 8.45±2.07 4.24±0.49 10.80±3.65

3 讨论

3.1 模型动物 鹌鹑，属鸟纲鸡形目雉科鹑属(Coturnix)，动物学名为Coturnix joponica，常作为实验动物进行科学研究，在日本及我国有很多的应用群体[1]。鹌鹑在尿酸代谢及脂质构成方面与人类有较高的相似性。其一，鹌鹑与人类一样缺乏尿酸氧化酶，摄入的核酸类物质在体内降解后产生的尿酸无法进一步分解，尿酸作为嘌呤代谢的终产物直接排出体外，鹌鹑体内尿酸浓度能较确切反应体内嘌呤核苷酸代谢水平。其二，禽类血浆TG、胆固醇以及游离脂肪酸水平与人类接近，低密度脂蛋白和极低密度脂蛋白的脂质构成与人类十分相似[2]。

SD大鼠生长快，繁育性能好，对营养、维生素、氨基酸等物质摄入较敏感，广泛用于药理、毒理及药效等实验，尤其是安全性试验及营养与生长发育有关的研究。由于SD大鼠体内存在尿酸氧化酶，嘌呤代谢产物尿酸可在体内进一步分解为尿囊素排出体外[3]。

有研究显示，人类、灵长类动物及禽类由于体内缺乏尿酸氧化酶，不能将尿酸进一步水解成尿囊素，尿酸是其体内嘌呤代谢的终产物，导致体内尿酸水平高于其他物种[4-5]。本实验也观察到正常鹌鹑体内尿酸水平高于正常大鼠的尿酸水平。

3.2 造模饲料 近年来临床流行病学调查发现，高蛋白、高嘌呤及高果糖食物摄入是HUA及其并发症的危险因素，高嘌呤、高果糖食物与血尿酸升高、高血压、白蛋白尿、代谢综合征、胰岛素抵抗和糖尿病的产生相关[6-9]。

有研究显示，酵母浸膏粉中核酸类物质高达8%～10%，是一种嘌呤含量非常高的添加剂。酵母浸膏粉摄入，增加尿酸合成的前体物质，可升高体内尿酸水平[10]。果糖是一种己酮糖，其代谢途径中关键酶果糖激酶无负性反馈抑制，所有进入细胞的果糖迅速被磷酸化，从而使细胞内磷酸化减弱和三磷酸腺苷耗竭，导致短暂蛋白质合成障碍和形成多量一磷酸腺苷。三磷酸腺苷耗竭活化嘌呤代谢酶的活性，一磷酸腺苷经脱氨酶形成次黄嘌呤核苷酸，后经黄嘌呤氧化酶作用生成次黄嘌呤、黄嘌呤，可导致尿酸前体物质增加[11]。同时，果糖在特异性果糖激酶及1-磷酸果糖醛缩酶的催化下生成磷酸二羟丙酮和甘油醛。磷酸二羟丙酮在肝脏经磷酸甘油脱氢酶作用下可产生3-磷酸甘油，最终可形成TG[12]。

因此，无论是酵母浸膏粉还是果糖，在代谢过程中均导致了体内尿酸前体物质含量增加，进一步氧化为尿酸，可引起HUA，并可引起脂质代谢紊乱。本研究分别采用酵母浸膏粉及果糖进行造模，实验观察到含酵母浸膏粉的高嘌呤饲料和高果糖饲料均可引起模型动物出现HUA及高甘油三酯血症，但2个模型UA与TG水平的变化不尽相同。

3.3 模型的病理变化 高嘌呤饲料可导致鹌鹑UA水平持续升高；实验第28天血清TG水平显著升高；造模第35天模型组鹌鹑血糖一过性升高。高果糖饲料造模第7、14、21、35天模型组大鼠血清TG水平显著升高，造模第14、21、35天血清UA水平显著升高，造模期间血糖未见明显变化。

黄嘌呤氧化酶是包括人类在内的多种生物尿酸代谢的关键酶。实验观察到鹌鹑模型血清XOD活性显著升高；而大鼠模型血清XOD活性在后期有升高趋势，但差异无统计学意义(P＞0.05)。提示以嘌呤饲料作为尿酸前体物质，可显著升高XOD活性，导致尿酸生成增多；而果糖摄入并未见到XOD活性的显著变化。HL和LPL是体内参与内源性TG代谢有关的催化酶。HL的生理功能是水解各种脂蛋白中的TG和磷脂。LPL生理功能是催化TG分解为脂肪酸和单酸甘油酯，以供组织氧化供能或贮存。实验观察到果糖饲料诱导的大鼠模型血清HL的活性下降，水解脂蛋白中的TG减少，可能引起高甘油三酯血症，而高嘌呤饲料并未引起HL活性的改变。实验期间，仅观察到高果糖饲料造模在第7、14天时血清LPL活性一过性升高。

有研究显示，HUA并高甘油三酯血症的机制是：一方面，体内尿酸水平的增高可导致LPL活性降低，TG分解减少，使血中TG水平升高；另一方面，脂代谢紊乱时血清中升高的LPL可能导致血尿酸的清除障碍，从而使尿酸水平升高。两者互为因果，导致HUA与高甘油三酯血症同时在一个个体上出现[13]。

综上，高嘌呤饲料诱导的鹌鹑模型首先出现HUA，随着造模时间延长可出现高甘油三酯血症。高果糖饲料诱导的大鼠模型首先出现高甘油三酯血症，随着造模时间延长可出现HUA。2种模型在HUA和高甘油三酯血症的病理表现上稍有不同。这样的病理表现与研究前期采用高嘌呤或高果糖饲料诱发模型动物出现尿酸、高甘油三酯及血糖代谢紊乱的表现基本一致[14]。

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Comparison of two animal models of hyperuricemia and its complications

LIN Zhijian，WANG Xuejie，ZHU Chunsheng，NIU Hongjuan，WANG Yu，ZHANG Bing
(School of Chinese Medicine，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100029，China)

Objective To compare the pathological differences of quail and rat hyperuricemia and complication models.Methods Model quails were fed with purine-rich diet.Model rats were fed with high fructose diet.Serum uric acid，triglyceride，glucose and metabolic enzymes including xanthine oxidase，hepaticlipase and lipoprotein lipase were detected.Results There was no difference of body weight between groups(P＜0.05).Serum uric acid levels were increased in purine-rich diet induced quail model，and triglyceride levels were increased in later period(P＜0.05).Serum triglyceride levels were increased in high fructose diet induced rat model，uric acid levels were increased in later period(P＜0.05).Serum xanthine oxidase activities were increased in quail model. Serum hepatic lipase activities were decreased in rat model.Conclusion Purine-rich diet and high fructose diet can induce quail or rat hyperurcemia combined with hypertriglyceridimia.There are some differences of the pathological features between the two animal models.

Hyperuricemia；Hypertriglyceridimia；Purine-rich diet；High fructose diet；Quail；Rat

R589.7；R-332

A

2095-3097(2015)06-0347-04

10.3969/j.issn.2095-3097.2015.06.008

2015-08-12 本文编辑：徐海琴)

国家自然科学基金(81274153)；教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20130013120001，20120013130002)；北京中医药大学“重点学科”开放课题(2013-ZDXKKF-19)

100029北京，北京中医药大学中药学院(林志健，王雪洁，朱春胜，牛红娟，王 雨，张 冰)

张 冰，E-mail：zhangbing6＠263.net