奧氮平誘導(dǎo)大鼠肥胖及其機(jī)制研究

唐言利，蔡素華，呂俊華

(1.暨南大學(xué)藥學(xué)院藥理教研室，廣州 510632;2.廣州市腦科醫(yī)院，廣州 510370)

奧氮平誘導(dǎo)大鼠肥胖及其機(jī)制研究

唐言利1，蔡素華2，呂俊華1

(1.暨南大學(xué)藥學(xué)院藥理教研室，廣州 510632;2.廣州市腦科醫(yī)院，廣州 510370)

目的 建立奧氮平誘導(dǎo)的肥胖大鼠模型，并探討其誘導(dǎo)肥胖的發(fā)生機(jī)制。方法 SD雌性大鼠20只，隨機(jī)分為對(duì)照組和模型組，模型組大鼠每日黑暗時(shí)相前1h灌胃奧氮平(1.2 mg/kg)，對(duì)照組給予等容量蒸餾水。每周稱體重1次，測飲水飲食量2次。給藥7周時(shí)，利用SMART video－tracking system測定大鼠白天和黑暗時(shí)相的自主活動(dòng)，然后處理大鼠，測體長，計(jì)算Lee’s指數(shù)，稱脂肪濕重，計(jì)算脂肪系數(shù)，采用高效液相色譜－電化學(xué)檢測(HPLC－ECD)法測定大鼠下丘腦神經(jīng)遞質(zhì)，用 ELISA試劑盒測定血清瘦素(leptin)、脂聯(lián)素(adiponectin，ADP)水平。結(jié)果 模型組大鼠造模第2周至第7周時(shí)體重均明顯高于對(duì)照組(P＜0.05或P＜0.01)，飲食量明顯增加(P＜0.01)，黑暗時(shí)相平均速度、路程明顯減少(P＜0.05)，Lee’s指數(shù)、脂肪濕重、脂肪系數(shù)明顯升高(P＜0.05或P＜0.01)，下丘腦5－HT、DA、DOPAC含量明顯升高(P＜0.01或 P＜0.05)，血清 leptin含量明顯升高(P＜0.01)，ADP含量明顯降低(P＜0.01)。結(jié)論 奧氮平(1.2 mg/kg)增加動(dòng)物攝食量，減少活動(dòng)量而引起肥胖，此作用與下丘腦神經(jīng)遞質(zhì)、瘦素和脂聯(lián)素的調(diào)節(jié)有著密切聯(lián)系。

大鼠;奧氮平;肥胖;神經(jīng)遞質(zhì);瘦素

肥胖癥是體內(nèi)脂肪堆積過多和(或)分布異常，表現(xiàn)為體重增加，并與糖尿病、冠心病、腦血管疾病、高血壓、高脂血癥等多種疾病的發(fā)病有關(guān)。目前，建立各種肥胖動(dòng)物模型用于研究肥胖的發(fā)病機(jī)制和減肥新藥，常見的動(dòng)物肥胖模型有食物性(高脂飼料)、下丘腦性(谷氨酸鈉或金硫葡萄糖)、內(nèi)分泌性(去卵巢、注射胰島素)和遺傳性等所誘導(dǎo)形成［1］。目前，國外學(xué)者利用抗精神病藥奧氮平建立了大鼠肥胖模型［2－4］，但國內(nèi)尚未見到類似的研究報(bào)道。因此，本研究擬采用奧氮平(olanzapine，OLAN)建立大鼠藥源性肥胖模型，并探討其誘導(dǎo)肥胖的可能機(jī)制。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

SPF級(jí)SD雌性大鼠20只，體質(zhì)量(200±20)g，來源于廣東省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心【SCXK(粵)2008－0002】。

1.2 主要儀器

LAC－110.4型電子分析天平(德國賽多利斯股份公 司);Version 2.5 SMART video－tracking system(Panlab公司);1－15K型離心機(jī)(Sigma公司);Ultra－Turrax T8型組織勻漿機(jī)(德國 IKA公司);Model 680型酶標(biāo)儀(Bio－Rad公司);高效液相庫侖陣列電化學(xué)檢測系統(tǒng)(美國ESA公司)。

1.3 主要藥物與試劑

奧氮平(美國禮來藥業(yè)有限責(zé)任公司);去甲腎上腺素(NA)、多巴胺(DA)、多巴酸(DOPAC)、高香草酸(HVA)、5－羥色胺(5－HT)、5－羥吲哚乙酸 (5－HIAA)標(biāo)準(zhǔn)品均為 Sigma產(chǎn)品;甲醇(Merck公司);大鼠瘦素、脂聯(lián)素酶聯(lián)免疫分析ELISA試劑盒(上海晶天生物科技有限公司)。

1.4 動(dòng)物分組及給藥

SPF級(jí)SD雌性大鼠20只，體質(zhì)量(200±20)g，置于人造12:00h光照/12:00 h黑暗的環(huán)境中適應(yīng)性飼養(yǎng)，待體重增至(250±20)g，按體重隨機(jī)分為兩組，第1組10只，為對(duì)照組;第2組10只，為模型組。造模期間于黑暗時(shí)相前1h，模型組灌胃奧氮平(1.2 mg/kg［2］)，對(duì)照組給予等容量蒸餾水，所有大鼠自由攝取食物及飲水。每周末稱取體重，連續(xù)喂養(yǎng)7周。

1.5 觀測指標(biāo)及檢測方法

1.5.1 體重和飲水飲食量的測定:體重增加是肥胖的客觀指標(biāo)，每周末稱體重1次，測飲水飲食量2次。

1.5.2 自主活動(dòng)的測定:利用 SMART videotracking system測定大鼠白天和黑暗時(shí)相的自主活動(dòng)，實(shí)驗(yàn)裝置為一個(gè)有底正方形鐵制箱體，高度50 cm，底面邊長100 cm。給藥后45 min，將大鼠置于中心區(qū)，選擇系統(tǒng)默認(rèn)的適應(yīng)時(shí)間10s、測試時(shí)間3 min。根據(jù)買文麗等［5］研究，選擇平均速度、路程、休息時(shí)間、慢運(yùn)動(dòng)時(shí)間、快運(yùn)動(dòng)時(shí)間為大鼠自主活動(dòng)客觀靈敏的有效指標(biāo)。

1.5.3 Lee′s指數(shù)和肥胖系數(shù):大鼠在麻醉狀態(tài)下準(zhǔn)確測量體長(從鼻至肛門的長度)，根據(jù)公式［6］計(jì)算 Lee′s指數(shù)。大鼠麻醉取血后，取腎和子宮周圍脂肪墊組織，稱重，計(jì)算脂肪系數(shù):脂肪系數(shù)(%)=(脂肪濕重/體重)×100%。

1.5.4 下丘腦神經(jīng)遞質(zhì)的檢測:大鼠麻醉取血后，即刻斷頭并迅速在冰盤上取出全腦，分離出下丘腦，然后用預(yù)冷生理鹽水漂洗除去血液，吸干后稱重，置于2 mL圓底離心管中，加入300 μL生理鹽水，冰浴中組織勻漿機(jī)研磨成勻漿，4℃ 12 000 r/min離心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離心15 min，上清液經(jīng)0.2 μm 濾膜過濾。進(jìn)樣量 20 μL，柱溫 38℃，流速0.8 mL/min。庫侖陣列電化學(xué)檢測器設(shè)定兩個(gè)通道電極電勢(shì):①通道1:－150 mV(還原電勢(shì));②通道2:+450 mV(檢測通道)。

1.5.5 血清瘦素、脂聯(lián)素的檢測:大鼠麻醉后腹主動(dòng)脈取血 10 mL，室溫放置 2h，在 4℃下，3000 r/min，離心15 min，取上清液。瘦素和脂聯(lián)素檢測均采用雙抗體夾心法，按照試劑盒說明書操作。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 一般情況

對(duì)照組大鼠毛發(fā)有光澤，體態(tài)活潑，反應(yīng)敏捷，飲食量、排泄物均正常;模型組大鼠灌胃奧氮平后活動(dòng)減少，嗜睡，飲食量增加，排泄物正常。實(shí)驗(yàn)中模型組有1只動(dòng)物患肺部感染，且體重變化波動(dòng)大，故淘汰。

2.2 奧氮平對(duì)大鼠體重的影響

對(duì)照組和模型組大鼠體重均有增長，其中模型組增長更快，模型組大鼠造模第2周到實(shí)驗(yàn)?zāi)┑?周體重均明顯高于對(duì)照組(P＜0.05或P＜0.01)。見圖1。

圖1 奧氮平對(duì)大鼠體重的影響(#P＜0.05，##P＜0.01與對(duì)照組比較)Fig.1 The effect of OLAN on body weight of the rats(#P＜0.05，##P＜0.01，vs.control)

2.3 奧氮平對(duì)大鼠飲水飲食量的影響

與對(duì)照組相比，模型組攝食量明顯增加(P＜0.05)，飲水量無明顯變化(P＞0.05)。見表1。

表1 奧氮平對(duì)大鼠飲水飲食量的影響(±s)Tab.1 The effect of OLAN on water and food intake of the rats(±s)

表1 奧氮平對(duì)大鼠飲水飲食量的影響(±s)Tab.1 The effect of OLAN on water and food intake of the rats(±s)

注:與對(duì)照組比較:#P＜0.05。Note:vs.control:#P＜0.05

組別(Group) n 攝水量Water intake(mL/d)攝食量Food intake(g/d)對(duì)照組(Control)10 31.3±5.3 19.1±1.1模型組(Model) 9 31.8±5.1 22.5±4.9#

2.4 奧氮平對(duì)大鼠自主活動(dòng)的影響

模型組大鼠白天平均速度、路程、休息時(shí)間、慢運(yùn)動(dòng)時(shí)間、快運(yùn)動(dòng)時(shí)間與對(duì)照組相比均無明顯變化(P＞0.05)，而在黑暗時(shí)相平均速度、路程與對(duì)照組相比明顯減少(P＜0.05)，休息時(shí)間、慢運(yùn)動(dòng)時(shí)間、快運(yùn)動(dòng)時(shí)間均無明顯變化(P＞0.05)，見表2。

2.5 奧氮平對(duì)大鼠 Lee′s指數(shù)、脂肪系數(shù)、血清瘦素、脂聯(lián)素的影響

模型組大鼠 Lee′s指數(shù)、脂肪濕重、脂肪系數(shù)、血清leptin含量與對(duì)照組相比均明顯升高(P＜0.05或P＜0.01)，而血清 ADP含量明顯降低(P＜0.01)，見表 3。

表2 奧氮平對(duì)大鼠自主活動(dòng)的影響(±s)Tab.2The effect of OLAN on spontaneous activity of the rats(±s)

表2 奧氮平對(duì)大鼠自主活動(dòng)的影響(±s)Tab.2The effect of OLAN on spontaneous activity of the rats(±s)

注:與對(duì)照組比較:#P ＜0.05。Note:vs.control，:#P ＜0.05

組別Group平均速度Average speed(cm/s)距離Distance(cm)休息時(shí)間Rest time(s)慢運(yùn)動(dòng)時(shí)間Slow movement time(s)快運(yùn)動(dòng)時(shí)間Fast movement time(s)對(duì)照組(10只)(Control)模型組(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對(duì)照組(10只)(Control)模型組(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 奧氮平對(duì)大鼠Lee’s指數(shù)、脂肪濕重、脂肪系數(shù)、血清瘦素和脂聯(lián)素的影響(xˉ±s)Tab.3The effect of OLAN on Lee′s index，fat weight，coefficient of fat，serum leptin and ADP contents of the rats(xˉ±s)

2.6 奧氮平對(duì)大鼠下丘腦神經(jīng)遞質(zhì)含量的影響

模型組大鼠下丘腦 5－HT、DA、DOPAC 含量與對(duì)照組比較均明顯升高(P＜0.05或 P＜0.01)，見表4。

表4 奧氮平對(duì)大鼠下丘腦5－HT、DA、NA、5－HIAA和DOPAC含量的影響(±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 奧氮平對(duì)大鼠下丘腦5－HT、DA、NA、5－HIAA和DOPAC含量的影響(±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:與對(duì)照組比較:#P＜0.05，##P＜0.01.Note:vs.control:#P＜0.05，##P＜0.01

5－HT DA NA 5－HIAA DOPAC組別對(duì)照組(Control) 10 5.34±3.60 37.85±7.86 160.92±16.26 96.14±22.95 27.59±6.94模型組(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 討論

肥胖與飲食過多或(和)活動(dòng)減少有關(guān)，下丘腦是飲食及能量代謝平衡的調(diào)節(jié)中樞，主要受5－HT和DA等神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)節(jié)，5－HT能系統(tǒng)功能增強(qiáng)，可產(chǎn)生降低食欲和體重的效應(yīng)［7］，DA拮抗劑能增加食欲，從而增加體重［8］。此外，瘦素和脂聯(lián)素對(duì)脂肪代謝和肥胖的形成具有調(diào)節(jié)作用。瘦素具有降低食欲，減少飲食量，減輕體重，并可增加交感神經(jīng)活動(dòng)和外周去甲腎上腺素的釋放，消耗能量，降低體脂［9］。但人體營養(yǎng)過剩，就會(huì)導(dǎo)致“瘦素抵抗”，即瘦素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)能力的衰損，從而引起肥胖［10］。脂聯(lián)素具有增加脂肪酸氧化、提高葡萄糖攝取量、改善胰島素抵抗、抗動(dòng)脈粥樣硬化和抗炎的作用，在臨床上脂聯(lián)素與肥胖、胰島素抵抗、2型糖尿病及心血管疾病密切相關(guān)［11］。奧氮平屬于非典型抗精神病藥物，對(duì)5－HT受體和DA受體具有阻斷作用而用于治療精神分裂癥。在長期服用奧氮平過程中，患者出現(xiàn)體重增加甚至肥胖［12］。國外學(xué)者 Arjona等［2］已經(jīng)成功建立奧氮平誘導(dǎo)的大鼠肥胖模型，并揭示肥胖產(chǎn)生的原因與飲食量增加、總活動(dòng)量減少和飼料轉(zhuǎn)化效率提高有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)中，參考上述國外文獻(xiàn)的給藥劑量，正常大鼠給予奧氮平處理后，第2周至第7周末時(shí)體重明顯增加，并伴飲食量增加，黑暗時(shí)相平均速度、路程減少，Lee’s指數(shù)、脂肪濕重、脂肪系數(shù)明顯升高，說明奧氮平明顯增加食欲，減少活動(dòng)，誘導(dǎo)肥胖，這和國外的報(bào)道是一致的。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)中可見肥胖大鼠血清瘦素含量明顯增加，而脂聯(lián)素含量減少，說明該肥胖大鼠體內(nèi)可能出現(xiàn)瘦素抵抗，即瘦素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)能力的衰損，以及出現(xiàn)脂聯(lián)素的負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，從而引起大鼠肥胖。下丘腦組織內(nèi)DA、5－HT和DOPAC含量明顯增加，提示奧氮平可能阻斷DA和5－HT受體，減弱 DA和 5－HT的作用而代償性增加DA和5－HT的釋放量，并引起動(dòng)物活動(dòng)減少，能量消耗減少，同時(shí)增加飲食量，產(chǎn)生增食欲(肥胖)效應(yīng)。

奧氮平具有增加動(dòng)物攝食量，減少動(dòng)物活動(dòng)，增加體重，誘導(dǎo)肥胖的作用，此作用與其影響下丘腦5－HT和 DA遞質(zhì)的變化和瘦素、脂聯(lián)素的調(diào)節(jié)有關(guān)。

［1］ 錢伯初，史紅，呂燕萍.肥胖動(dòng)物模型的研究進(jìn)展［J］.中國新藥雜志，2007，16(15):1159－1162.

［2］ Arjona AA，Zhang XS，Adamson B，et al.An animal model of antipsychotic－induced weight gain［J］.Behav Brain Res，2004，152(1):121－127.

［3］ Minet－Rinquet J，Even PC，Lacroix M，et al.A model for antipsychotic－induced obesity in the male rat ［ J］.Psychopharmacology，2006，187(4):447－ 454.

［4］ Choi SJ，DiSilvio B，Unangst JL，et al. Effect of chronic infusion of olanzapine and clozapine on food intake and body weight gain in male and female rats［J］.Life Sci，2007，81(12):1024－1030.

［5］ 買文麗，王瓊，劉新民.小鼠自主活動(dòng)實(shí)驗(yàn)中的評(píng)價(jià)指標(biāo)［J］.中國實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)報(bào)，2008，16(3):172－175.

［6］ 何明，涂長春，黃起壬，等.Lee′s指數(shù)用于評(píng)價(jià)成年大鼠肥胖程度的探討［J］.中國臨床藥理學(xué)與治療學(xué)雜志，1997，2(3):177－179.

［7］ 韓濟(jì)生，蒲慕明，饒毅，等.神經(jīng)科學(xué)［M］.第三版.北京:北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社，2009，400.

［8］ Hillebrand JJ，van ElburgAA，KasMJetal. Dopamine antagonism inhibits anorectic behavior in an animal model for anorexia nervosa［J］.Eur Neuropsychopharmacol，2009，19(3):153－160.

［9］ 劉正娟，劉金.瘦素及其受體的生物學(xué)特性［J］.國際兒科學(xué)雜志，2006，33(5):341－343.

［10］ Jia Y，Yue Y，Lei J，et al.Signaling through Tyr985of leptin receptor as an age/diet－dependent switch in the regulation of energy balance［J］.Molec Cellular Biol，2010，30(7):1650－1659.

［11］ 趙愛華，脂聯(lián)素的分子生物學(xué)特性及其作用［J］.中國現(xiàn)代醫(yī)藥雜志，2009，11(10):136－138.

［12］ Gavin P Reynolds，Shona L.Kirk.Metabolic side effects of antipsychotic drug treatment－pharmacological mechanisms ［J］.Pharmacol Therapeutics，2010，125(1):169－179.

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

TANG Yan－li1，CAI Su－h(huán)ua2，LV Jun－h(huán)ua1
(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，碩士研究生。

呂俊華，男，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向:神經(jīng)藥理學(xué)。Tel:(020)85223764，E－mail:yaolilv@163.com