地塞米松致小鼠肌肉衰减综合征模型建立

鲁飞翔 李 军 周仙杰 朱德生 刘庆春

(锦州医科大学武警总医院联合培养基地，北京 100039)



地塞米松致小鼠肌肉衰减综合征模型建立

鲁飞翔 李 军1周仙杰 朱德生1刘庆春

(锦州医科大学武警总医院联合培养基地，北京 100039)

目的 通过研究地塞米松(DXM)对C57BL/6小鼠肌肉质量和肌肉功能的影响，探究理想的肌肉衰减综合征小鼠的建模方法。方法 将23只6～7个月龄C57BL/6小鼠分为2组：对照组(0.9%生理盐水)、实验组(5 mg/kg DXM)，连续皮下注射6 w。前2 w每3 d及后4 w每7 d测量小鼠摄食量、体重和体成分。最后一次给药24 h后，利用水迷宫测量游泳速度和轮式跑台测量掉落次数。结果 实验组肌肉质量和肌肉功能较对照组显著降低(P<0.05)，实验组摄食量与体重较对照组显著增加(P<0.05)。结论 OXM能够建立理想且可靠的肌肉衰减综合征小鼠模型。

地塞米松；肌肉衰减综合征；肌肉质量；肌肉功能

肌肉衰减综合征最早由Rosenberg于1989年提出，泛指增龄性肌量减少和肌力下降〔1〕。2010年，欧洲老年人肌肉衰减综合征工作组(EWGSOP)提出了目前广泛使用的肌肉衰减综合征的定义，即老年人骨骼肌质量、力量及功能下降的一种病症〔2〕。构建肌肉衰减综合征动物模型对进一步进行营养与运动干预及临床研究具有重要意义。地塞米松(DXM)属于糖皮质激素，具有抗炎、抗过敏和抗休克的功效，但长期注射会导致体重增加、肌肉萎缩、脂肪向心性堆积等副作用〔3〕。目前最精确的活体动物体成分测量仪器——Echo MRITM，准确监测肌肉量的变化情况，评价模型的建立效果。该仪器利用磁共振成像的原理，能够测量活体实验动物的脂肪、筋肉、自由水及总水含量，具有快速、精准、无需对动物进行麻醉等优点〔4〕。很少有关DXM建肌肉衰减综合征鼠模型的研究，而且这些研究用的都是幼龄鼠，DXM作用于幼龄鼠不仅会使肌肉含量下降，也会造成体重下降〔5～8〕。DXM用于幼龄鼠的造模方法可能不符合很大一部分肌肉衰减综合征老年人的体重反而高于健康老年人群的现象〔9〕，而且并没有对肌肉力量和功能方面做出评价。本文探讨皮下注射DXM诱导成年C57BL/6小鼠模型的效果，以期为构建理想的肌肉衰减综合征小鼠模型提供实验指导。

1 材料与方法

1.1 实验动物 C57BL/6小鼠，雄性，23只，SPF级，6～7个月龄，体重(31.01±3.25)g，购自北京维通利华实验动物技术有限公司，合格证号：SCXK(京)2012-0001。小鼠饲养于通风良好、清洁的动物房中，室温(23±2)℃，相对湿度(50±5)%，12 h昼夜照明节律，所有小鼠均自由摄食、饮水。动物实验经过动物福利委员会审批。

1.2 药物 DXM磷酸钠注射液(国药集团荣生制药有限公司，国药准字H41020036)购自武警总医院。仪器：Echo MRITM小动物体成分分析仪购自汇佳生物股份(中国)有限公司，Morris水迷宫和YLS-4C转棒式疲劳仪均购自北京众实迪创科技发展有限责任公司。

1.3 试剂配制 DXM磷酸钠注射液规格(1 ml∶5 mg)，DXM的配置：将1 ml DXM磷酸钠注射液与9 ml 0.9%的生理盐水混匀配成浓度为0.5 mg/ml的新鲜DXM。

1.4 动物分组与处理 购买的C57BL/6小鼠在实验室适应性饲养1 w后进行称重和排序，按随机数字表分成2组，对照组11只，实验组12只，每只小鼠分笼饲养，造模终止取材前禁食12 h，造模期间自由饮食饮水。造模期间每天分别对实验组和对照组小鼠进行皮下注射0.9%生理盐水和5 mg/kg DXM，皮下给药体积均为0.1 ml/10 g，连续6 w。

1.5 体成分测量 准确称量体重后，直接把未麻醉的小鼠放置在一定大小的透明塑料动物舱内(仪器配备，分40 g和80 g两个型号，本实验选用40 g型号的动物舱)，然后将动物舱插入Echo MRITM侧面的管状空间，通过仪器专用的控制和分析软件进行扫描，测量得到小鼠的筋肉、脂肪、自由水和总水含量。其中测量得到的筋肉含量能直接反映小鼠的整体肌肉量。

1.6 肌肉功能测试 Ⅰ水迷宫去平台，加入适量牛奶，混匀直至水变成乳白色。将小鼠放入水中，水迷宫视频分析系统记录小鼠的游泳轨迹，计算小鼠90 s内游泳平均速度。Ⅱ参照并改进轮式跑台造小鼠疲劳模型的方法，经摸索确定测试小鼠肌肉功能的转速为25 r/min，每次10 min，共3次，每跑10 min休息1 min，计算小鼠在30 min内掉落的次数。

1.7 模型评鉴指标 造模期间每天观察小鼠的一般状态，主要包括精神状态、毛发颜色、活动情况等；前2 w每3 d及后4 w每7 d测量体重和体成分，6 w后测量游泳速度和从轮式跑台上掉落次数。实验组肌肉质量和功能相比对照组降低显著为造模成功。

1.8 统计学方法 采用SPSS17.0统计软件进行单因素方差分析。

2 结 果

2.1 外观形态观察 注射生理盐水和DXM后，各组给予充足的饲料和水，垫料每周换一次，保持干燥。对照组皮毛顺滑且有光泽，精神状态良好，较为活泼；而实验组体型明显肥胖，毛色光泽度较差，中间夹杂的白毛较多，反应迟缓，活动较少。

2.2 DXM对小鼠摄食量的影响 实验组与对照组相比，每日摄食量显著增加(P<0.01)。见表1。

2.3 DXM对小鼠体重的影响 造模第9天后，实验组体重较对照组明显增加(P<0.05)。21 d后，极显著增加(P<0.01)。DXM诱导的肌肉衰减综合征小鼠模型出现了明显的体重增长。见表2。

2.4 DXM对小鼠体成分的影响 造模前各组筋肉含量差异无统计学意义，而在第3天实验组筋肉含量相比对照组显著降低(P<0.01)，在第21天以后相比对照组明显降低(P<0.05)。DXM能够明显降低小鼠肌肉量。见表3。从造模第6天开始，实验组脂肪含量相比对照组显著增加(P<0.01)。DXM能够显著增加小鼠脂肪含量。见表4。

2.5 DXM对小鼠肌肉功能的影响 造模6 w后，实验组游泳速度〔(8.84±1.45)cm/s〕比对照组〔(10.70±0.91)cm/s〕显著下降(P<0.01)。实验组轮式跑台掉落次数〔(21.70±6.54)次〕比对照组〔(3.73±1.83)次〕显著增加(P<0.01)。DXM诱导的肌肉衰减综合征小鼠模型肌肉功能显著下降。

表1 各组造模后不同时间点每日摄食量情况±s，g)

与对照组比较：1)P<0.05，2)P<0.01；下表同

表2 各组造模前后体重变化±s，g)

表3 各组造模前后筋肉含量变化±s，g)

表4 各组造模前后脂肪含量变化±s，g)

3 讨 论

肌肉衰减综合征是与增龄相关的进行性骨骼肌质量下降，伴有肌肉质量和(或)肌肉功能减退的综合征。肌肉衰减综合征不但降低了老年人的活动能力和生活质量，也增加了跌倒及骨折风险〔10〕。糖皮质激素促进多种组织中的蛋白质分解，如肌肉、皮肤、淋巴和骨组织等。同时它抑制蛋白质的合成，使同化作用降低，因而出现负氮平衡，使肌肉和淋巴组织萎缩，伤口愈合缓慢等〔3〕。临床研究证实，经糖皮质激素治疗的患者，其肌肉含量明显减少〔11〕。DXM是糖皮质激素中效价最高且作用持续时间最长的一种激素类药物，因此利用DXM建立肌肉衰减综合征模型具有周期较短且效果明显等优点。DXM对成年鼠主要通过促进蛋白质降解而诱发肌肉衰退〔12〕。糖皮质激素刺激胃产生胃酸和胃蛋白〔13〕。DXM引起小鼠脂肪量增多可能是小鼠体重增加的主要原因。糖皮质激素通过促进肝脏脂肪从头合成，增加循环中的脂肪流量，促进脂肪组织中脂肪的沉积〔14〕。本研究不仅采用了国际最先进的Echo MRITM精准地检测小鼠的筋肉含量变化，还通过改进现有的行为学实验设备及方法，采用两种不同的方法探究DXM对小鼠肌肉功能的影响，实现了动物模型评价指标与临床诊断标准的高度一致性。综上，DXM不仅能够明显降低小鼠的肌肉质量，还能显著降低小鼠的肌肉功能。DXM能够建立理想且可靠的肌肉衰减综合征小鼠模型。

1 Fielding RA，Vellas B，Evans WJ，etal.Sarcopenia：an undiagnosed condition in older adults.current consensus definition：prevalence，etiology and consequences.international working group on sarcopenia〔J〕.J Am Med Directors Assoc，2011；12(4)：249-56.

2 Cruz-Jentoft AJ，Baeyens JP，Bauer JM，etal.Sarcopenia：European consensus on definition and diagnosis：report of the european working group on sarcopenia in older people〔J〕.Age Ageing，2010；39(4)：412-23.

3 张海英，李玉珍.糖皮质激素类药物的药理特性及合理应用〔J〕.临床药物治疗杂志，2004；2(3)：36-42.

4 Galgani JE，Smith SR，Ravussin E.Assessment of EchoMRI-AH versus dual-energy X-ray absorptiometry to measure human body composition.〔J〕.Int J Obesity，2011；35(9)：1241-6.

5 Nakao R，Yamamoto S，Yasumoto Y，etal.Dosing schedule-dependent attenuation of dexamethasone-induced muscle atrophy in mice〔J〕.Chronobiol Int J Biol Med Rhythm Res，2014；31(4)：506-14.

6 Chiu CS，Weber H，Adamski S，etal.Non-invasive muscle contraction assay to study rodent models of sarcopenia〔J〕.BMC Musculosk Disord，2011；12(11)：2060-0.

7 Troncoso R，Paredes F，Parra V，etal.Dexamethasone-induced autophagy mediates muscle atrophy through mitochondrial clearance〔J〕.Cell Cycle，2014；13(14)：2281-95.

8 Macedo AG，Krug AL，Souza LM，etal.Time-course changes of catabolic proteins following muscle atrophy induced by dexamethasone〔J〕.Steroids，2015；107：30-6.

9 Orgel E，Mueske NM，Sposto R，etal.Limitations of body mass index to assess body composition due to sarcopenic obesity during leukemia therapy〔J〕.Leuk Lymph，2016：1-8.

10 Tanimoto Y，Watanabe M，Sun W，etal.Association of sarcopenia with functional decline in community-dwelling elderly subjects in Japan〔J〕.Geriat Gerontol Int，2013；13(4)：958-63.

12 Thissen JP，Schakman O，Gilson H.Mechanisms of glucocorticoid-induced myopathy〔J〕.Bone，2009；45(4)：S123-4.

13 仇洪影.糖皮质激素类药物的作用机制和临床应用〔J〕.中国中医药现代远程教育，2010；8(4)：90-1.

14 Cai Y，Song Z，Zhang X，etal.Increased de novo lipogenesis in liver contributes to the augmented fat deposition indexamethasone exposed broiler chickens (Gallus gallus domesticus)〔J〕.Comp Biochem Physiol Toxicol Pharmacol，2009；150(2)：164-9.

〔2015-03-19修回〕

(编辑 苑云杰)

鲁飞翔(1991-)，男，硕士，主要从事肌肉衰减综合征研究。

R332

A

1005-9202(2016)22-5542-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.22.021

1 北京大学实验动物中心