不同配方高脂飼料建立Wistar大鼠肥胖模型的比較*

羅先慧 彭真 向希雄 張菁華 張明 吳晶

(1.湖北中醫藥大學，湖北 武漢 430061；2.湖北省中醫院，湖北 武漢 430065)

全球的肥胖率正以驚人的速度增長，據《中國居民營養與慢性病狀況報告(2015年)》顯示，我國成人肥胖率為11.9%，同比2002年上升了4.8%，形勢十分嚴峻[1-2]。目前肥胖的動物模型有高脂飲食誘導肥胖模型、遺傳性肥胖的轉基因動物模型、下丘腦性肥胖模型、內分泌性肥胖模型等，由于人類肥胖的原因多數是能量攝入過多導致脂肪堆積，故高脂飼料喂養是建模最常用的方式[3-5]。實驗研究較常用的大鼠品種主要是SD和Wistar大鼠[6]。張曉林等[7]分析認為在大鼠肥胖模型建立時Wistar大鼠和SD大鼠并沒有明顯種異性，SD大鼠的性情較為暴戾，而Wistar大鼠性情溫順容易飼養，所以建立大鼠肥胖模型時Wistar大鼠相對SD大鼠更為方便。并且相關研究表明[7]長期的高脂飼料喂養后Wistar大鼠的肥胖效果要優于SD大鼠，然而目前國內報道的構建肥胖大鼠模型以SD大鼠居多，Wistar大鼠的相關數據缺乏。本研究通過比較不同配方高脂飼料對Wistar大鼠建模效果的影響，以期為提高構建Wistar大鼠肥胖模型成功率提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 SPF級雄性Wistar大鼠40只，4周齡，體質量(89.61±6.68)g，由湖北省實驗動物研究中心提供(SCXK(鄂)2015-0018)，飼養于湖北中醫藥大學動物實驗中心SPF級屏障系統內(SYXK(鄂)2012-0068)，每個鼠籠飼養5只大鼠，自由飲食，室溫(22±1)℃，濕度55%±2%，動物房裝有晝夜明暗交替照明系統，每12小時輪轉照明。

1.2 飼料配方 [大鼠飼料均委托武漢萬千佳興生物科技有限公司生產，(SCXK(鄂)2016-0011)]

1.2.1 大鼠繁殖飼料 玉米40%、豆粕20%、進口魚粉7%、面粉23%、進口酵母3.5%、復合礦物鹽4%、復合維生素0.2%、復合氨基酸0.8%、油1.5%

1.2.2 17%脂供能高脂飼料 (植物蛋白、動物蛋白、玉米淀粉、麥芽糊精、纖維素、油、復合礦物質、膽堿)78.8%、蛋黃粉10%、豬油10%、膽固醇1%、膽酸鈉0.2%

1.2.3 45%脂供能高脂飼料 (玉米、小麥、豆粕、進口魚粉、礦物質及復合維生素、油、復合氨基酸)51.16%、蔗糖13.95%、豬油11.16%、蛋黃粉18.61%、膽固醇0.19%、膽堿鈉0.28%、進口魚粉4.65%

1.3 實驗血生化儀器 由美國貝克曼公司提供的全自動生化分析儀(型號：AU5800)。

1.4 實驗方法 40只大鼠均采用普通繁殖飼料適應性喂養1周，1周后隨機分為4組，其中對照組10只，高脂飼料A組10只，高脂飼料B組10只，高脂飼料C組10只。對照組繼續使用大鼠繁殖飼料喂養，高脂飼料A組給予17%脂供能高脂飼料喂養，高脂飼料B組給予45%脂供能高脂飼料喂養，高脂飼料C組給予大鼠繁殖飼料和45%脂供能高脂飼料1:1混合喂養，每日觀察并記錄大鼠精神狀態、活動欲、飲水量和攝食量，每周定時測量并記錄大鼠體質量(g)。喂飼至12周所有大鼠統一取材。取材前12小時禁食禁水。測量大鼠鼻尖至肛門長度(身長)、測量大鼠體質量，腹腔注射10%水合氯醛(3.5mL/kg)麻醉后腹主動脈留取血標本2mL，3500r/min離心5 min后取血清。大鼠開腹后分離腎周脂肪、附睪脂肪組織，先用0.9% 氯化鈉溶液沖洗干凈，用濾紙吸干稱重。根據公式計算BMI、Lee’s指數、脂體比。

BMI=體質量(kg)/身長(m)2

Lee’s指數=體質量(g)^(1/3)/體長(cm)×103

脂體比=(腎周脂肪+附睪周圍脂肪質量)/體質量×100%

成模標準：個體體質量超過對照組平均體質量20%的比例[8]。

由美國貝克曼公司提供的全自動生化分析儀檢測各血清標本的ALT、AST、TC、TG、HLD、LLD及Glu指標。

2 結果

2.1 不同配方高脂飼料對大鼠每日攝食量的影響 在12周的飼養過程中，高脂飼料各組與對照組呈現出相似的變化趨勢，B組的每日平均攝食量較其他各組偏低，與對照組相比差異有統計學意義(P<0.05)，見圖1。

圖1 各組大鼠平均攝食量Figure 1 Average food intake of rats in each group

2.2 不同配方高脂飼料對大鼠體質量的影響 本實驗每周對各組大鼠的體質量進行了階段性監測，各組大鼠經過1周的適應性喂養分組后，體質量無顯著差異(P>0.05)，喂養至第9周A組和B組大鼠的體質量顯著高于對照組(P<0.05)。喂養至第11周，C組大鼠體質量顯著高于對照組(P<0.05)，見表1。

表1 不同配方高脂飼料對大鼠體質量的影響Table 1 The effect of high-fat diets with different formulas on rat body mass

2.3 不同配方高脂飼料對Wistar大鼠建模成功率的影響 第12周測量大鼠體質量前進行了禁食、禁水12小時的處理，其測量值不可作為評判各組大鼠成模率的指標，故選用前11周的大鼠體質量數據來評判建模效果。結果發現，經過11周的高脂飼料喂養，以高出對照組大鼠平均體質量的20%作為評判大鼠肥胖模型成模率的指標，A組大鼠的成模率在第11周的成模率為50%，而B組的成模率為40%，C組為10%。四組間成模率的差異具有統計學意義(P<0.05),高脂飼料A組、B組的成模率顯著高于對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)。高脂飼料C組與對照組的差異均無統計學意義(P>0.05)，高脂飼料A組與高脂飼料B組的成模率無統計學差異(P>0.05)，與C組比較差異具有統計學差異(P<0.05)。

2.4 不同配方高脂飼料對大鼠形態學指標的影響 經過11周的高脂飼料喂養，各組大鼠的身長較對照組均無顯著性差異(P>0.05)。A組、B組的大鼠的BMI指數、Lee’s指數顯著高于對照組(P<0.05)。B組大鼠腎周脂肪重量、附睪脂肪重量和脂體比均顯著高于對照組(P<0.05)。A組大鼠僅有附睪脂肪重量顯著高于對照組(P<0.05)，腎周脂肪重量、脂體比與對照組無顯著性差異(P>0.05)，見表2。

表2 不同配方高脂飼料對各組大鼠形態學指標的影響Table 2 The effect of high-fat diets with different formulas on the morphological indexes of rats in each group

2.5 不同配方高脂飼料對大鼠血清相關生物化學指標的影響 B組大鼠血清TC、TG、LDL-C濃度較對照組顯著升高(P<0.01)，而HDL-C濃度顯著降低(P<0.05)。A組大鼠血清TC濃度較對照組顯著升高(P<0.05)，HDL-C濃度顯著降低(P<0.05)，C組大鼠血清TC、TG、HDL-C 、LDL-C較對照組均無顯著性差異(P>0.05)。實驗中高脂飼料A組、B組、C組大鼠血清AST、ALT、Glu較對照組均無顯著性差異(P>0.05)，見表3。

表3 不同配方高脂飼料對大鼠血清相關生物化學指標的影響Table 3 The effect of high-fat diets with different formulas on serum biochemical indexes in rats

3 討論

食源性肥胖模型被認為是眾多肥胖動物模型中最接近自然狀態下的肥胖模型，高能量、高營養的食物攝入是食源性肥胖主要致肥因素[9-10]。高脂飼料的配方比例是決定大鼠肥胖造模成功與否的關鍵，目前常見的高脂飼料配方為基礎飼料與添加物 (如:豬油、玉米油、雞蛋、蛋黃粉、膽固醇、膽鹽等) 充分混合而成[11-12]。傳統認為脂肪含量越高,老鼠發生肥胖的程度越大[13]。朱磊等[14]研究發現高脂飼料含脂量過高會導致大鼠進食量減少，不利于建立肥胖模型。目前較為成熟的高脂飼料配方主要為基礎飼料加入豬油(10%～15%)和膽固醇(1%～2%)等[15]。也有文獻報道[16]采用普通飼料和高脂飼料混合喂養，尊重大鼠的自主選擇，更加符合人類肥胖的過程。本次實驗選用17%、45%的脂供能高脂飼料和45%的高脂飼料與普通大鼠繁殖飼料1∶1混合飼料喂養，并與對照組普通飼料喂養進行比較。以超過基礎飼料喂養組體質量20%為依據[8]，17%脂供能高脂飼料組和45%的脂供能高脂飼料組的成模率均顯著高于對照組。

營養性肥胖大鼠模型的判斷標準并未統一，通常以高脂飼料喂養組體質量超過基礎飼料喂養組體質量20%為依據，但是近年來越來越多的研究指出應結合大鼠的Lee’s指數、皮下脂肪的堆積程度、血脂、血糖等情況綜合評判[16]。本研究中，A組和B組的成模率差異無統計學意義，B組大鼠的腎周脂肪重量、附睪脂肪重量和脂體比均顯著高于對照組；血清TC、TG、LDL-C濃度較對照組顯著升高，HDL-C濃度顯著降低。

有相關報道[17]提出普通飼料和高脂飼料混合喂養大鼠,由大鼠自主選擇,在保證正常生長發育和營養平衡的同時通過額外攝入能量誘導肥胖的發生。這種喂養方法更符合人類肥胖形成過程中攝食的特點。但本次實驗中45%的高脂飼料與普通大鼠繁殖飼料1∶1混合喂養組成模率低，且與單純高脂飼料組相比，差異具有統計學意義。這可能是混合喂養雖然模擬人類的飲食方式，但因為飼料的含脂量不夠，所以大鼠的體質量增長不顯著，這種過于理想的造模方式在實際造模過程中效果往往不甚理想。

同種屬實驗動物在接受相同的高脂飲食喂養后，部分產生明顯肥胖，而部分動物的體重增長比例相對較低，即會出現肥胖易感和肥胖抵抗現象。有研究表明[18]，在喂養大鼠的第2～4周剔出具有肥胖抵抗的大鼠可以明顯提高建模率。本次實驗考慮觀察大鼠整體的肥胖成模率，故沒有剔出肥胖抵抗的大鼠，導致成模率不高，建模時間長。高脂飼料各組大鼠雖然長期高脂、高糖飲食，尚未對肝功能及血糖造成顯著性影響，但是否存在肝臟組織脂肪變性及糖耐量異常，還需進一步的實驗研究及探索。

4 結論

本研究結果顯示，45%的高脂飼料更適合構建Wistar大鼠肥胖模型。