王 晗，張敏，路騰飛，于春泉

（天津中醫(yī)藥大學，天津 300193）

高尿酸血癥動物模型研究進展

王 晗，張敏，路騰飛，于春泉

（天津中醫(yī)藥大學，天津 300193）

高尿酸血癥，動物模型，研究進展

高尿酸血癥（HUA）是嘌呤飲食狀態(tài)下，非同日兩次空腹血尿酸水平男性＞420 μmol/L（7 mg/dL），女性＞357 μmol/L（6 mg/dL），即可診斷為高尿酸血癥。中醫(yī)學中歷代醫(yī)家均認為飲食不節(jié)，濕濁內(nèi)生；外邪侵襲，風、寒、濕、熱、痰、瘀沉積；素稟失調(diào)，臟腑稟賦不足是高尿酸血癥產(chǎn)生的主要原因[2]。近年來，隨著人們飲食結構和生活習慣的改變，臨床上高尿酸血癥的發(fā)病率逐年遞增，并與肥胖癥、高血脂、高血壓、心臟病、胰島素抵抗的發(fā)生緊密關聯(lián)，已經(jīng)成為代謝綜合征的早期標志[3]。因此，為研究高尿酸血癥的病因、病機以及開發(fā)降尿酸藥物的需要，醫(yī)學工作者多年來一直在探尋一種最接近人類高尿酸血癥的科學、合理、有效、穩(wěn)定的動物模型?，F(xiàn)將復制高尿酸血癥動物模型的研究進行概述。

1 復制高尿酸血癥動物模型的機理

1.1尿酸的形成與代謝 尿酸（C5H4N4O3）是高尿酸血癥發(fā)病的源頭，化學名為7，9-二氫-2，6，8（3H）三酮-1H-嘌呤，為含碳、氫、氧、氮的雜環(huán)化合物。當血液中的尿酸濃度大于7 g/L時，致使人體內(nèi)體液變酸，進而影響到人體細胞的正常功能，長時間不予治療將會使高尿酸血癥進一步發(fā)展為痛風。

1.2復制動物模型的原理 基于對尿酸在生理學上形成與代謝的分析，實驗中常用的造模原理可大致分為以下4個方面。1）增加體內(nèi)尿酸的來源：動物直接給予尿酸、高嘌呤的食物或尿酸的前體物質，來增加黃嘌呤氧化酶的活性，進而促進尿酸的生成，以獲得高尿酸血癥模型[4]。2）抑制尿酸的排泄途徑：體內(nèi)的尿酸主要是經(jīng)由腎臟排出體外，用腺嘌呤、煙酸、乙胺丁醇等抑制腎臟對尿酸的排泄，進而增加血尿酸濃度，形成高尿酸血癥。3）抑制尿酸酶活性:造模實驗中常用的嚙齒類動物體內(nèi)存在尿酸酶，尿酸酶可催化尿酸氧化成過氧化氫和尿囊素等物質，若抑制或消除尿酸酶的活性則可以引起動物體內(nèi)尿酸的升高，如氧嗪酸鉀是尿酸酶的抑制劑，其結構和尿酸的嘌呤環(huán)相類似，其競爭性地與尿酸酶相結合，部分可抑制尿酸酶的活性[5]。4)基因敲除、改造模型：1994年曾報道出通過胚胎干細胞的同源性重組，來破壞小鼠的尿酸酶基因，以獲得尿酸酶缺乏的變異小鼠，形成的高尿酸血癥模型[6]。

2 復制高尿酸血癥動物模型的方法

2.1增加尿酸來源 酵母中富含豐富的核苷酸，蛋白質，維生素以及酶等多種生理活性物質。在機體內(nèi)可以水解生成含氮的有機堿（包括嘌呤堿類、嘧啶堿類等）較大劑量的酵母被攝入機體后，干擾體內(nèi)正常的嘌呤代謝，致使機體內(nèi)嘌呤代謝紊亂，主要表現(xiàn)為黃嘌呤氧化酶的活性增加使得尿酸產(chǎn)生[7]。次黃嘌呤，又稱6-羥基嘌呤，是尿酸生成的前體物質。

郭淑云等[8]使用昆明種雄性小鼠40只，體質量（20±2）g，以酵母30 g/kg灌胃，連續(xù)1周，后采用眼眶后靜脈叢取血，檢測血清尿酸（UA）、血清肌酐（Cr）、尿素氮（BUN）、黃嘌呤氧化酶（XOD）?？梢娔Ｐ徒M動物UA、XOD水平均明顯升高，表明模型塑造成功，且Cr、BUN水平只輕微浮動，說明小鼠腎功能未明顯受損。吳安康等[9]同樣選用昆明種雄性小鼠以酵母30g/kg灌胃，連續(xù)1周，動物眼眶后靜脈叢取血，測定小鼠血清UA和XOD，結果與正常組對比，模型組小鼠UA及XOD水平均顯著升高。徐慧靜等[10]用雄性昆明鼠24只，體質量（20～22）g，動物自由攝食和飲水，室溫23℃，12∶12 h明暗交替，每天記錄食量連續(xù)喂養(yǎng)2周，其中喂養(yǎng)9 d時，尾靜脈取血檢測尿酸；喂養(yǎng)2周后眼球取血致死，說明使用酵母粉致小鼠高尿酸血癥模型并不損害小鼠的腎功能。

徐立等[11-13]在研究次黃嘌呤（HX）和尿酸酶的抑制劑氧嗪酸鉀（OAPS），通過不同的溶劑以及不同的給藥途徑來復制大鼠急性高尿酸血癥模型。其結果顯示，采用灌胃方式給予HX，同時注射OAPS，可使大鼠血清中的尿酸水平升高。當使用HX 500mg/kg和OAPS 100 mg/kg時可使大鼠血清中尿酸水平在造模后3 h內(nèi)升高至600 μmol/L，并且可以持續(xù)12 h左右，血清中尿酸值最高可達到900 μmol/L，但如果增加HX或OAPS的給藥劑量，則使大鼠血清張尿酸水平超過1 000 μmol/L，由于腎臟等器官的損傷程度明顯加重而導致模型動物出現(xiàn)死亡。此外徐立等[14]通過實驗檢測大鼠血清中尿酸水平時還發(fā)現(xiàn)用HX 500 mg/kg，尿酸酶抑制劑（UI）100 mg/kg聯(lián)合給藥，高尿酸水平僅可以維持在12 h左右。此模型血清中高尿酸水平維持時間較短，所以僅用于篩選抗高尿酸血癥類藥物的實驗。改變HX的給藥次數(shù)后，每日間隔12 h分別補充給予HX 500 mg/kg，每日1次給予UI 200 mg/kg，此方法可以使動物的高尿酸水平維持在24 h左右，如果需要連續(xù)造模給藥，血清中尿酸水平可繼續(xù)升高并維持在飽和濃度以上。最終得出結論，每次以灌胃方式給予HX500 mg/kg，2次每天，同時皮下注射UI 100 mg/kg，連續(xù)給藥，是復制持續(xù)性大鼠高尿酸血癥模型的最佳組合。

2.2抑制尿酸的排泄 腺嘌呤（Adenine）是一種含氮雜環(huán)類嘌呤，機體攝入大劑量的腺嘌呤后，磷酸核糖焦磷酸與谷酰胺的水平顯著增加，體內(nèi)的黃嘌呤氧化酶活性增加，加快尿酸的合成，從而提高血尿酸含量。乙胺丁醇可以抑制尿酸排泄，增加尿酸在體內(nèi)的蓄積，從而增加體內(nèi)血尿酸水平。乙胺丁醇可以抑制尿酸排泄，增加尿酸在體內(nèi)的蓄積，從而增加體內(nèi)血尿酸水平。

楊崇青[15]選用雄性Wister大鼠予含腺嘌呤2g/（kg·d）的飼料飼喂，于實驗前、實驗第3天、實驗第7天取血，模型組第3天開始血尿酸水平升高與對照組相比經(jīng)統(tǒng)計學有非常顯著性差異（P＜0.01）。奚九一等[16]以酵母（10 g/kg）、腺嘌呤（100 mg/kg）飼料喂養(yǎng)SD大鼠，觀察大鼠血清中UA、BUN、Cr含量的動態(tài)變化以及停用該飼料后大鼠自然恢復情況，同時觀察大鼠腎臟病理改變。19 d時大鼠血清中UA、BUN、Cr明顯升高（P＜0.01），腎臟出現(xiàn)與臨床痛風性腎病相類似的病理改變。商學征等[17]用健康雄性SD大鼠，將腺嘌呤溶于0.5%羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）溶液中，以每天100 mg/kg劑量灌胃，同時伴酵母飼料喂養(yǎng)，連續(xù)18 d。檢測尿蛋白濃度。取血并測定SUA、BUN、SCr等生化指標，模型組較空白組均有所升高，造成了腎臟損害。劉睿等[18]雄性大鼠以酵母（10 g/kg）、腺嘌呤（100 mg/kg）飼料喂養(yǎng)造模19 d。心臟采血檢測大鼠血中BUN、Cr、UA。取腎臟組織做HE染色。造模成功后模型組HE染色見腎臟組織可見尿酸鹽結晶，伴有大量炎性細胞浸潤，出現(xiàn)腎臟損傷。王天等[19]人選用昆明種雄性小鼠，采取腺嘌呤配合97%氧嗪酸鉀，灌胃，建立小鼠高尿酸血癥腎病模型，腺嘌呤100 mg/（kg·d），97%氧嗪酸鉀鹽1 g/（kg·d），溶于蒸餾水中，按每只小鼠0.4 mL/d，灌胃。實驗第22 d摘眼球取血、取腎臟。取小鼠上層血清檢測UA、BUN、Cr。結論模型組小鼠UA、BUN、Cr水平較空白對照組明顯升高（P＜0.01），造模成功。陳光亮[7]通過預實驗得出以腺嘌呤100～300 mg/kg灌胃給藥小鼠或大鼠，能成功復制出高尿酸血癥的動物模型，但如果再增大劑量則會出現(xiàn)動物的死亡。陳麗川等[20]取用成年雄性SD大鼠，以腺嘌呤100mg/kg、鹽酸乙胺丁醇250 mg/kg溶于10 mL蒸餾水中制成混懸液，按10 mL/kg造模劑灌胃。21 d處死，取左側腎臟，模型組腎質量增加，體質量減小，可見局灶性間質纖維化，伴大量淋巴和單核細胞的浸潤，間質可見少量棕黃色尿酸鹽結晶，部分腎小球萎縮及硬化，另有部分腎小管呈囊性擴張，上皮細胞水腫、萎縮。林宇星等[21]用雄性昆明小鼠，稱質量分別給予不同劑量的腺嘌呤和乙胺丁醇連續(xù)灌胃15 d，空白組給予同體積的生理鹽水，第16天各組小鼠斷頭取血。選用腺嘌呤50 mg/kg，乙胺丁醇100 mg/kg作為高尿酸血癥動物模型的最佳給藥劑量。

2.3抑制尿酸酶的活性 尿酸酶抑制劑氧嗪酸鉀可以抑制尿酸酶的活性，減少體內(nèi)尿酸的代謝，可復制動物高尿酸血癥模型。Johnson等[22]成功地用氧嗪酸鉀鹽（OA）誘導出大鼠高尿酸血癥動物模型，這種方法成為國外高尿酸血癥造模的主流方法，并且因靈敏、簡便、重復性好等特點，在國際上已普遍得到采用[23]。

彭雨軒等[24]用昆明種雄性小鼠在飼喂環(huán)境為溫度20℃，濕度50%，光照12 h/d下適應性喂養(yǎng)6 d后禁食12 h，為小鼠腹腔注射氧嗪酸鉀300 mg/kg，空白組注射等量蒸餾水，給藥1h后摘眼球取血，解剖小鼠，取適量肝臟組織。腹腔注射氧嗪酸鉀造模后，模型組與空白組相比血尿酸濃度顯著升高（P＜0.05），說明模型組小鼠已形成高尿酸血癥。胡慶華等[25]對雄性昆明種小鼠用灌胃方式給予模型組氧嗪酸鉀，周期為7 d，后取尿液，眼球后靜脈血，肝臟、腎臟組織，檢測結果顯示模型組與對照組相比，小鼠的血清尿酸水平明顯增加；24 h尿液的尿酸含量顯著減少，最終導致尿酸排泄量下降，引發(fā)高尿酸血癥。夏道宗等[26]用雄性ICR小鼠，給予受試物前1.5 h禁食不禁水，正常對照組、模型組灌胃給予蒸餾水，小鼠每天稱質量，連續(xù)7d，除正常對照組外，其余各組動物在最后給藥前30 min腹腔注射氧嗪酸鉀280 mg/kg，各組動物在灌胃30 min后，摘眼球取血，取肝臟。結果氧嗪酸鉀誘導的小鼠高尿酸血癥可引起血清肌酐、尿素氮水平顯著升。

迪麗達爾·希力甫等[27]用8周齡雄性SD大鼠，體質量（218±53）g，以酵母膏21 g/kg或酵母膏聯(lián)合不同劑量氧嗪酸鉀（50～200）mg/kg持續(xù)灌胃或腹腔注射28 d建立高尿酸血癥大鼠模型。經(jīng)眼球采集大鼠血（非抗凝血）1 mL，開腹取出大鼠腎臟、心臟、胸主動脈；腹股溝區(qū)展開皮膚取出股動脈測得，酵母膏聯(lián)合200 mg/kg氧嗪酸鉀腹腔注射是復制出長效、穩(wěn)定高尿酸血癥動物模型的最適配伍劑量。張嫻嫻等[28]以昆明種雄性小鼠60只，體質量（28±2）g造模，模型組用酵母膏按30 g/（kg·d），97%氧嗪酸鉀鹽按0.5 g/（kg·d）劑量灌胃，空白對照組用等體積生理鹽水灌胃，每日1次造模周期21 d。摘除小鼠眼球采血測得，造模組小鼠血尿酸（330.00±16.481）μmol/L，空白組小鼠血尿酸（207.30±20.90）μmol/L，可見模型組動物血尿酸含量升高。

3 復制動物模型方法的評價

酵母膏造模采用飼喂或灌胃的給藥方式，選用嚙齒類動物昆明種小鼠等進行試驗，以15～30 g/（kg·d），連續(xù)給藥1～2周效果較好。選用酵母膏造模周期較短，采集檢測指標樣品方便，且不對小鼠的腎功能造成明顯損害。所以單純酵母誘發(fā)的高尿酸血癥模型是一種較理想的原發(fā)性高尿酸血癥的動物模型。直接注射生成尿酸的前體物質可以復制較穩(wěn)定的高尿酸血癥模型，但還不能構成長效、穩(wěn)定的高尿酸血癥動物模型系統(tǒng)，不利于觀察藥物對高尿酸血癥的治療效果，也不利于對于高尿酸血癥發(fā)病機制的進一步探討。

腺嘌呤聯(lián)合酵母膏適宜灌胃給藥，用SD大鼠Wister大鼠等作為研究對象，腺嘌呤在100 mg/kg左右效果較好。此模型具有與人類高尿酸血癥相符、模型穩(wěn)定、重復性好等優(yōu)點，可望成為研究高尿酸血癥的理想動物模型。但是腺嘌呤及其聯(lián)合用藥造模容易導致動物腎功能出現(xiàn)損傷，再增大劑量則會導致動物死亡，腺嘌呤的給藥劑量在不同的參考文獻中存在較大差別，這可能與腺嘌呤的來源，模型動物的種類，給藥途徑的不同等相關，也可能與劑量計算時存在誤差相關。使用腺嘌呤聯(lián)合乙胺丁醇造模，雖然血尿酸升高很明顯，但是對于動物腎臟損害較大，且與臨床上的原發(fā)性高尿酸血癥有較大的差異。

氧嗪酸鉀多以腹腔注射給藥，多見于昆明種小鼠或ICR小鼠中，一般均先用高嘌呤食物喂養(yǎng)，周期最后1天腹腔注射氧嗪酸鉀，1～2 h后取血檢測指標，造模周期較短，但直接使用尿酸酶的抑制劑來阻斷尿酸的代謝進而致使血清中尿酸的水平升高，此方法同臨床上的高尿酸血癥發(fā)病的病因有較大區(qū)別，并不具有很好的代表性。而改進用酵母膏與氧嗪酸鉀聯(lián)合給藥造模，大鼠以飼喂、灌胃酵母膏10～20 g/kg，以腹腔注射氧嗪酸鉀混懸劑200、250 mg/kg為宜；小鼠以灌胃酵母膏20～30 g/kg與腹腔注射0.5 g/kg氧嗪酸鉀為宜，周期為3～6周。聯(lián)合給藥造模具有血清尿酸水平升高迅速、維持時間長，腎功能損傷程度較輕的優(yōu)點，同時影響到一些組織器官由高尿酸引發(fā)的繼發(fā)性病理改變。

4 小結

高尿酸血癥是由于血液中尿酸濃度過高引起的代謝性疾病。近年來發(fā)病趨勢遞增，并呈現(xiàn)向低齡化發(fā)展，嚴重危害人類的生命健康與生活水平。曹克光教授曾提出運用合理的養(yǎng)生和適度的體育鍛煉等措施，調(diào)攝精神，順應四時；養(yǎng)成良好的生活習慣，戒勞戒燥，保證充足睡眠；禁煙禁酒，少葷多素，以此來減輕尿酸鹽在體內(nèi)的堆積[29]。但由于高尿酸血癥致病原因繁多，發(fā)病機理復雜，并發(fā)癥難以治愈，因此迫切需要我們醫(yī)學工作者加速對其進行深入的研究。探尋適合的動物模型是我們深入研究的工具，通過對相關文獻收集梳理分析，發(fā)現(xiàn)目前常用的高尿酸血癥動物模型尚存有科學化、合理化、有效化、穩(wěn)定化的標準規(guī)范的漏洞。并且現(xiàn)在被大家廣泛使用的一些動物模型也存在一些問題，首先，大多數(shù)動物體內(nèi)存在尿酸酶，可以將體內(nèi)尿酸進一步分解為尿囊素，易隨尿排出體外，極少在體內(nèi)蓄積，但是人類自身缺少尿酸酶，故在選擇動物時應盡可能選擇與人類生理相似的；其次，在選擇飼喂方式給藥時，由于動物個體間存在差異，進食量也會有所不同，會影響造模質量，從而導致測得的各項試驗指標存在一定量的誤差；最后，應考慮到大鼠、小鼠的腎臟具有很強的尿酸排泄能力，在出現(xiàn)高尿酸情況時繼續(xù)造模反而會使尿酸水平下降，所以應認真考慮制定最合理的造模時間周期。總之要復制出與人類體內(nèi)尿酸排泄途徑，嘌呤代謝途徑以及尿酸酶活性最為接近的模型仍需要更加深入的研究。

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R285.6

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：1673－9043（2014）04－0253-04

2014-04-21）

10.11656/j.issn.1673-9043.2014.04.18

王 晗（1993-），女，現(xiàn)為天津中醫(yī)藥大學中藥學院藥學專業(yè)學生。

于春泉，E-mail:ycq-4@163.com。