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高尿酸血症动物模型

作者:   上传日期:2017-08-02  阅读次数:

高尿酸血症(hyperuricemia)是由各种原因引起的尿酸产生过多或肾脏排出尿酸减少,或两者兼有,使细胞外液的尿酸盐量呈超饱和状态。一般认为男性与绝经后女性,当血尿酸值持>420μmol/L(7.0mg/dl),绝经前女性>350μmol/L(5.8mg/dl)被称为高尿酸血症。原发性高尿酸血症常与肥胖、高血压、高脂血症、冠状动脉粥样硬化性心脏病等聚集发生,继发性高尿酸血症多由某些系统性疾病或者药物引起。近年来,随着人民生活水平的提高,饮食结构和生活习惯的改变,高尿酸血症的患病率逐年增高。重视对高尿酸血症的治疗已引起临床的关注。因而,在研究关于治疗高尿酸血症的课题时,选择科学合理的动物模型就成为一个至关重要的问题。
高尿酸血症动物模型

【造模机制】

增加尿酸来源或减少尿酸排泄均能升高血清尿酸浓度,从而构建高尿酸血症模型。常用来构建高尿酸血症模型的方法包括以下四个方面:
1.增加尿酸的摄入  尿酸的来源分为内源性和外源性。内源性尿酸约占体内总量的80%,由氨基酸、核苷酸及其他小分子化合物合成,或由核酸分解代谢产生;源性尿酸约占20%,主要从食物中直接摄入而获得。尿酸前体物质或富嘌呤食物可以促进尿酸的产生,常用的药物或食物主要有黄嘌呤、次黄嘌呤、酵母及沙丁鱼等。在短时间内给予大量的外源性尿酸,也可引起血尿酸明显升高。
2.抑制尿酸的排泄  体内的尿酸主要从肾脏清除,抑制肾脏排泄尿酸,可使血尿酸浓度增高,形成高尿酸血症。常用的药物包括腺嘌呤、烟酸、乙胺丁醇等。
3.抑制尿酸酶活性  尿酸酶催化尿酸氧化成过氧化氢和尿囊素等物质,造模常用的啮齿类动物体内尿酸酶的存在,是建立高尿酸血症模型的主要障碍。因此,设法消除或抑制尿酸酶的活性成为建模的关键。目前可以用化学药物或基因工程技术达到目的。氧嗪酸是尿酸酶抑制剂,属三氮杂苯类化合物,结构与尿酸的嘌呤环类似,可竞争性地与尿酸酶结合,部分抑制尿酸酶的活性。
4.基因改造模型  利用基因工程技术使动物产生尿酸酶的基因缺失,获得尿酸酶缺乏的小鼠,造成高尿酸血症模型。

【造模方法】

1.补充尿酸或尿酸前体法  雄性Sprague-Dawley大鼠,体重(200±20)g,分笼饲养,让其适应环境1周,自由饮水进食。饲料制备:将酵母干粉、腺嘌呤均匀拌入粉碎的大鼠颗粒饲料中,酵母干粉、腺嘌呤在饲料中的含量分别为10%和0.1%。控制酵母、腺嘌呤的进食量分别为10g/kg体重和100mg/kg体重,自由饮水。在给予高嘌呤饲料后的第19天,大鼠可停用高嘌呤饲料,改用普通饲料喂养,以观察其自然恢复情况。
2.抑制尿酸的排泄致大鼠高尿酸血症模型  雄性Wistar大鼠,体重(200±10)g。腺嘌呤剂量为100mg/kg体重,乙胺丁醇用250mg/kg体重灌胃,1次/天,连续7~21天。加大腺嘌呤剂量可增加尿酸升高幅度,但肾损害较为明显。
3.尿酸酶抑制剂法  雄性Sprague-Dawley大鼠,给予次黄嘌呤500mg/kg灌胃(3%可溶性淀粉配制),并皮下注射以羊毛脂和石蜡混合液(质量比为3:2)为溶剂的氧嗪酸100mg/kg体重。
4.尿酸氧化酶敲除小鼠  尿酸氧化酶(urate oxidase,uricase)基因敲除小鼠可出现高尿酸血症和肾病。

【模型特点】

1.补充尿酸或尿酸前体法  高嘌呤饲料后的第7天,血尿酸略有升高,第12、19天,大鼠血清中尿酸、肌酐、尿素氮明显升高,肾脏出现与临床痛风肾病相类似的病理改变。光镜下可见肾小管细胞肿胀,肾小管间质部位可见较多尿酸盐结晶沉积,间质有灶性淋巴单核细胞反应,个别区域有灶性纤维化。停用高酵母、腺嘌呤饲料后,动物血清中尿酸、肌酐、尿素氮水平继续上升,在停用高嘌呤饲料15天时达到高峰,24天开始回落,同时观察到的肾脏病理改变也有所减轻,两者存在一致性。到52天时,大鼠尿酸、肌酐、尿素氮已有较大幅度下降,但与正常大鼠比较仍然较高,提示肾功能要完全恢复可能还需要一段时间。因此,在造模后2个月内,可用该模型进行药物降血尿酸、改善肾功能的疗效观察。
2.抑制尿酸的排泄致大鼠高尿酸血症模型
加大腺嘌呤剂量可增加尿酸升高幅度,但肾损害较为明显,剂量增大易引起动物死亡。也有学者使用不同组合,如黄嘌呤加乙胺丁醇等。
3.尿酸酶抑制剂法  造模后3、9和12小时,模型大鼠血清尿酸浓度明显高于正常大鼠;造模后24小时,血清尿素氮和肌酐水平均明显高于正常对照组。此方法造模高尿酸水平可维持12小时以上,同时对肾脏有明显的损伤,但未见受试动物死亡。
4.尿酸氧化酶敲除小鼠  尿酸氧化酶敲除小鼠虽然出现高尿酸血症和肾病,但死亡率较高。约1/2以上的动物在4周龄以前死亡。基因敲除小鼠由于死亡率较高,在一定程度上限制了使用。

【模型评估和应用】

用酵母、腺嘌呤饲料喂养大鼠,可造成较为理想的高尿酸血症肾病动物模型,具有一定的创新性,为痛风肾病的研究提供了更加合适的实验条件,有利于痛风肾病的临床和新药开发研究。腹腔注射药物法高尿酸血症维持时间较短,不能形成稳定持久的高尿酸血症,可作为观察药物预防的模型,但不利于观察药物对高尿酸血症的治疗作用,并且与临床高尿酸血症在病因上有很大差异,也不能进一步探讨高尿酸血症的发病机制。选择次黄嘌呤500mg/kg和氧嗪酸100mg/kg制备大鼠高尿酸血症模型,具有血清尿酸水平升高迅速、维持时间长、器官损伤小和无动物死亡等特点,是较理想的配伍剂量。提示在该剂量的基础上,通过进一步调整造模药物的给药次数,可以使高尿酸水平长时间维持在饱和浓度以上,则有可能制备出持续性高尿酸血症以及痛风性关节炎动物模型。有学者认为,直接使用尿酸以及用尿酸酶抑制剂阻断尿酸的代谢从而使血尿酸升高,与临床上原发性高尿酸血症的发病病因存在很大的差距。而使用乙胺丁醇、烟酸等抑制尿酸排泄,增加尿酸在体内的蓄积等方法,也与临床上的原发性高尿酸血症有较大的差异。

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