衰老動物模型的遴選*

周倩倩，李應東

(甘肅中醫學院，甘肅 蘭州730000)

隨著人類社會的進步和醫療水平的不斷提高，社會老齡人口逐漸增加，由衰老引起的多種疾病如老年癡呆癥等的發病率也明顯升高。延緩衰老的進程成為醫學界普遍關注的研究熱點，因此需要建立相關衰老模型來完善相關研究。本文就衰老動物模型的制備、選擇和評估做一總結。

1 各種衰老動物模型的制備

1.1 D－半乳糖所致的亞急性衰老模型

大劑量D－半乳糖所致的亞急性衰老模型，是目前最為常用的制備衰老動物模型的方法。衰老的代謝學說認為，衰老是由于機體代謝性障礙造成的，而糖代謝紊亂必然會引起心、肝、腎、腦等重要器官代謝異常，最終出現衰老［1］。在一定的時間內，連續給動物注射大劑量的D－半乳糖，短時間內，機體細胞內半乳糖濃度急劇增高，在醛糖還原酶的催化下還原成半乳糖醇，該物質不能被細胞進一步代謝，故在細胞內堆積，影響正常的細胞滲透壓，引起細胞腫脹和功能障礙，造成細胞凋亡，最終致使衰老的發生［2］。

1.2 自由基損傷衰老模型

1956 年由英國學者哈曼(D.Harman)提出經典的自由基學說:衰老是由于過多自由基損傷機體造成的?；诖死碚?，有學者研制出了自由基損傷致衰老模型，如γ 射線輻照使大鼠體內產生多種自由基致衰老的模型［3］。本方法操作較簡便，每次設定吸收劑量為3.0 Gy，輻照面積為25 cm ×25 cm ，輻照源距動物高度為80 cm ，輻照4 min 53 s，較D－半乳糖致衰老模型時間短，只需輻照5 d，是一種快速建立衰老動物模型的方法［4－5］。臭氧為強氧化劑，能與有機分子作用產生自由基，損傷機體致衰老［6－7］。

1.3 去除胸腺致衰老模型

研究［8－9］發現，免疫系統的功能狀態與衰老的發生和發展關系密切。由此可見，通過干預免疫系統功能建立衰老動物模型是可行的。胸腺是哺乳動物最重要的中樞免疫器官，它的功能和狀態直接影響機體的免疫功能［10］?；诖擞袑W者提出摘除免疫器官胸腺可以造成衰老模型［11］。

1.4 β－淀粉樣蛋白致衰老模型

研究［12］發現，β－淀粉樣蛋白(β-AP)是在老年癡呆(Alzheimer's disease，AD)患者大腦中的一種特有蛋白，并且其與AD 的形成密切相關。學習記憶是衡量衰老的重要指標之一，而在動物海馬內注射β-AP 可引起測試動物學習記憶功能的下降，故形成了一種新的衰老模型。然而β-AP 對未成熟的神經元卻有營養作用，對那些分化發育成熟的神經元具有毒性作用，基于它的神經營養和神經毒性的雙重作用，用其造衰老模型目前尚存爭議。

1.5 自然衰老模型

自然衰老動物可以完全再現衰老的主要病理、生化、神經遞質及行為等方面的全部特征性變化，且可以作為其他衰老模型造模是否成功的標尺［13－15］，故許多實驗［16－19］用自然衰老動物作為衰老模型來研究。

1.6 其他衰老模型

除了上述衰老模型外，在科研實驗中還有其他衰老模型如衰老加速型小鼠(senescence accelerated mouse，SAM)［20－22］可作為衰老模型。在動物海馬注射氯化鋁(AlCl3)［23］造成的急性衰老模型也得到了大家的認可。另外利用一些動物基因組小、生命周期短等特性來制作衰老模型也是可行的［24－25］。例如有人研究馬齒莧抗衰老的作用，以果蠅作為衰老動物模型［26］。Reznick 等［27］應用虹鳚魚作為衰老模型，來闡述了衰老的機制和過程。

2 衰老模型的評估

自然衰老動物模型能夠真實反應衰老的病理生理狀態。但其存在費用高，自然周期長，難以得到，即使得到又難是同一批次，故在健康狀況、藥物吸收及代謝上的變異性大，會對最終的試驗結果產生影響。人工致動物衰老模型卻可以在短時間內近似模擬動物較長時間才能發生的衰老過程，故在科研試驗中被大量使用。但上述方法造成的動物衰老模型在真正意義上是否與自然衰老過程等同，這是一個有待考證的問題。劉克明等［28］采用昆明小鼠作為受試動物:1.5 月齡鼠給予D－半乳糖45 d，作為衰老模型組;15 月齡鼠作為自然衰老組;3 月齡鼠作為正常對照組。對3 組動物分別進行了多項指標的測定和分析。結果發現自然衰老組半數溶血值與正常對照組比較明顯降低(P＜0.05)，但D－半乳糖模型組與對照組比較無明顯差異。自然衰老組與D－半乳糖模型組SOD 活性均低于對照組(P＜0.01)、MDA 含量均高于對照組(P＜0. 05 或P＜0.01)，但2組間對比，差別無統計學意義(P＞0.05)。行為學試驗顯示，自然衰老組與正常對照組相比不同測試階段游泳時間延長，D－半乳糖衰老模型組與正常對照組相比差別無統計學意義(P＞0.05);自然衰老組腦組織腎上腺素(E)和組織多巴胺(DA)均降低(P＜0.05 或P＜0.01)，D－半乳糖模型組腦組織E 和DA 降低不明顯，行為試驗結果與神經遞質的改變一致;自然衰老組和D－半乳糖模型SOD 基因表達均低于正常對照組(P＜0.05)，其SOD mRNA 含量降低與SOD 活性、SOD蛋白表達水平降低一致。朱慶磊等［29］用20 只2 月齡NIH 雄性小鼠，隨機分為致衰老模型組和正常對照組;致衰老模型組每日皮下注射D－ 半乳糖100 μg/g，正常對照組每日皮下注射等量生理鹽水，持續42 d;自然衰老組為15 月齡小鼠。對比研究發現與正常對照組相比，D－半乳糖致衰老和自然衰老組小鼠血清、心、腦、肝、肺、腎等組織的MDA 含量增加，血清GSH-Px 活性以及血清、腦、肝、肺、腎等臟器的SOD 活性降低;自然衰老組小鼠血清NO含量、NOS 活性以及心臟SOD 活性降低，而致衰老組血清NO 含量以及NOS 和心臟SOD 活性無明顯變化。尹彤等［30］用2 月齡NIH 雄性小鼠18 只，隨機分為致衰老模型組和正常對照組;致衰老模型組每日皮下注射D－半乳糖100 μg/g，正常對照組每日皮下注射等量生理鹽水，自然衰老組為15 月齡小鼠。持續42 d 后分別將上述各組小鼠斷頭處死后解剖，取心、肝、腎、肺、腦等臟器，常規病理取材，光鏡下觀察各主要臟器的病理形態學改變。結果表明心、肝、腦的病理組織學改變在自然衰老組和半乳糖催老組之間無統計學意義。肺和腎臟老化的病理組織學改變在自然衰老組和半乳糖催老組小鼠之間存在差異。由此可見，D－半乳糖致衰老鼠雖然某些指標接近自然衰老鼠，但免疫、行為、生化等方面與自然衰老鼠相比尚存在較大差異。

3 小 結

綜上所述，衰老動物模型的種類雖繁多，但目前尚無一種模型可以完全再現衰老的主要病理、生化、神經遞質及行為等方面的全部特征性變化。因此，在試驗中我們只能依據不同的研究要求來選擇不同的衰老模型，以求反映機體衰老的真實情況。如研究是以自由基損傷致衰老為主，可以選擇γ 射線輻照或臭氧致衰老模型;如果進行衰老免疫學方面的研究，可以選擇摘除胸腺的方法復制衰老模型。

［1］董曉華，張丹參，武海霞.衰老動物模型的研究進展及評價［J］.河北北方學院學報，2004，21(6):41－43.

［2］Song X，Bao M，Li D，et al. Advanced glycation in D-galactose induced mouse aging model［J］.Mechanisms of Ageing and Development，1999，108(3):239－251.

［3］梁欣，李文麗，海春旭，等.γ 射線照射引起氧化損傷促進衰老［J］.癌變·畸變·突變，2010，22(5):335－338.

［4］Numata T，Saito T，Maekawa K，et al. Bcl-2-linkedapoptosis due to increase in NO synthase in brain of SAMP10［J］.Biochemical and Biophysical Research Communications，2002，297(3):517－522.

［5］李云，楊素青.急性致衰老動物模型的探討［J］.衛生研究，2002，31(4):290－291.

［6］周惠嘉.制備衰老動物模型的一種可控臭氧裝置［J］.中國藥理學通報，1996，12 (3):285－286.

［7］幸浩洋，胡新珉，劉鴻蓮，等.衰老小鼠模型的DNA 損傷研究［J］.華西醫科大學學報，2001，32(2):229－231.

［8］彭宗根，陳紫榕. 胸腺素在神經內分泌系統中的延緩衰老作用［J］. 國外醫學:老年醫學分冊，2003，24(4):178－180.

［9］軒小燕，李敏. T 細胞的免疫衰老［J］. 河南醫學研究，2002，11(4):377－379.

［10］Chidgey AP，Boyd RL. Stemming the tide of thymic aging［J］.Nat Immunol，2006，7(10):1013－1016.

［11］Straub RH，Cutolo M，Zietz B，et al.The process of aging changesthe int erplay of the immune，endocine and nervous systems［J］. Mech Ageing Dev，2001，122(14):1591－1611.

［12］盛樹力.老年癡呆發病機理與藥物研究［M］. 北京:科學技術文獻出版社，2003:123－142.

［13］彭宗根，陳紫榕.衰老動物模型的建立及評價［J］.中國比較醫學雜志，2006，16(2):118－121.

［14］王少康，孫桂菊，張建新，等.亞急性衰老動物模型的建立及評價［J］.東南大學學報，2002，21(3):217－219.

［15］趙彩紅.小鼠自然衰老模型的血脂水平及抗氧化能力的評價［J］.醫學理論與實踐，2007，20(7):745－746.

［16］靳會卿，姜斐，鄧冬梅，等.補腎方對自然衰老大鼠睪酮調節作用及機制研究［J］. 中華男科學雜志，2011，17(8):758－762.

［17］劉青青，吳景東.絞股藍提取液對自然衰老影響的實驗研究［J］.遼寧中醫藥大學學報，2008，10(6):203－205.

［18］王樹鵬，劉書宇.龜鹿二仙膠顆粒對自然衰老小鼠學習記憶能力的影響［J］. 中國實驗方劑學雜志，2010，16(18):142－145.

［19］蘭鴻，杜士明.菟絲子提取物對自然衰老小鼠的抗衰老作用研究［J］.中國藥房，2010，21(39):3667－3669.

［20］Minako K，Noboru M，Kohji K，et al. Abnormal accumulation of luteal bodies in ovaries of t he senescence accelerated mouse(SAM)［J］.The Journal of Reproduction and Development，2001，47(3):153－164.

［21］劉慶忠，劉碌，董承超，等.快速老化模型小鼠SAMP6 骨組織形態計量學觀察［J］. 實驗動物科學與管理，2004，21(4):20－21.

［22］辛保玉，李學武，石學敏，等.天灸對SAM-P10 小鼠血清睪酮、雌二醇含量的影響［J］. 北京:中醫藥大學學報，2000，23(4):50－51.

［23］魏小龍，張永祥.老年性癡呆動物模型研究進展［J］.中國藥理學通報，2000，16(4):372－376.

［24］Magwere T，West M，Riyahi K，et al. The effects of exogenous an tioxidants on lifespanand oxidative stress resistance in Drosophila melanogaster［J］. Mech Ageing Dev，2006，127(4):356－370.

［25］Gerhard GS. Small laboratory fish asmodels for aging research［J］.Ageing Res Rev，2007，6(1):64－72.

［26］劉浩，李麗華，崔美芝. 馬齒莧粉延緩衰老的實驗研究［J］.中國臨床康復，2005，9(3):170－171.

［27］Reznick D，Bryant M，Holmes D. The evolution of senescence and post-rep roductive lifespan in guppies (Poecilia reticulata)［J］.Plos Biol，2006，4 (1):136－143.

［28］劉克明，王春花，李國星，等.D－半乳糖模型鼠與自然衰老鼠的比較研究［J］. 衛生研究，2007，36(6):685－688.

［29］朱慶磊，楊薛橋，王士雯. 人工致衰老和自然衰老小鼠抗氧化能力改變的對比研究［J］. 中國老年學雜志，2003，7(23):448－450.

［30］尹彤，徐斌，朱慶磊，等.自然衰老與半乳糖催老小鼠重要臟器的形態學差異［J］. 中國臨床康復，2004，8(36):8248－8249.