衰老動(dòng)物模型的遴選*

周倩倩，李應(yīng)東

(甘肅中醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州730000)

隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和醫(yī)療水平的不斷提高，社會(huì)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(fā)病率也明顯升高。延緩衰老的進(jìn)程成為醫(yī)學(xué)界普遍關(guān)注的研究熱點(diǎn)，因此需要建立相關(guān)衰老模型來完善相關(guān)研究。本文就衰老動(dòng)物模型的制備、選擇和評(píng)估做一總結(jié)。

1 各種衰老動(dòng)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(dòng)物模型的方法。衰老的代謝學(xué)說認(rèn)為，衰老是由于機(jī)體代謝性障礙造成的，而糖代謝紊亂必然會(huì)引起心、肝、腎、腦等重要器官代謝異常，最終出現(xiàn)衰老［1］。在一定的時(shí)間內(nèi)，連續(xù)給動(dòng)物注射大劑量的D－半乳糖，短時(shí)間內(nèi)，機(jī)體細(xì)胞內(nèi)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(zhì)不能被細(xì)胞進(jìn)一步代謝，故在細(xì)胞內(nèi)堆積，影響正常的細(xì)胞滲透壓，引起細(xì)胞腫脹和功能障礙，造成細(xì)胞凋亡，最終致使衰老的發(fā)生［2］。

1.2 自由基損傷衰老模型

1956 年由英國(guó)學(xué)者哈曼(D.Harman)提出經(jīng)典的自由基學(xué)說:衰老是由于過多自由基損傷機(jī)體造成的。基于此理論，有學(xué)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(nèi)產(chǎn)生多種自由基致衰老的模型［3］。本方法操作較簡(jiǎn)便，每次設(shè)定吸收劑量為3.0 Gy，輻照面積為25 cm ×25 cm ，輻照源距動(dòng)物高度為80 cm ，輻照4 min 53 s，較D－半乳糖致衰老模型時(shí)間短，只需輻照5 d，是一種快速建立衰老動(dòng)物模型的方法［4－5］。臭氧為強(qiáng)氧化劑，能與有機(jī)分子作用產(chǎn)生自由基，損傷機(jī)體致衰老［6－7］。

1.3 去除胸腺致衰老模型

研究［8－9］發(fā)現(xiàn)，免疫系統(tǒng)的功能狀態(tài)與衰老的發(fā)生和發(fā)展關(guān)系密切。由此可見，通過干預(yù)免疫系統(tǒng)功能建立衰老動(dòng)物模型是可行的。胸腺是哺乳動(dòng)物最重要的中樞免疫器官，它的功能和狀態(tài)直接影響機(jī)體的免疫功能［10］?；诖擞袑W(xué)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(fā)現(xiàn)，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(guān)。學(xué)習(xí)記憶是衡量衰老的重要指標(biāo)之一，而在動(dòng)物海馬內(nèi)注射β-AP 可引起測(cè)試動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶功能的下降，故形成了一種新的衰老模型。然而β-AP 對(duì)未成熟的神經(jīng)元卻有營(yíng)養(yǎng)作用，對(duì)那些分化發(fā)育成熟的神經(jīng)元具有毒性作用，基于它的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)和神經(jīng)毒性的雙重作用，用其造衰老模型目前尚存爭(zhēng)議。

1.5 自然衰老模型

自然衰老動(dòng)物可以完全再現(xiàn)衰老的主要病理、生化、神經(jīng)遞質(zhì)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(biāo)尺［13－15］，故許多實(shí)驗(yàn)［16－19］用自然衰老動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(dòng)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(rèn)可。另外利用一些動(dòng)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(dòng)物模型［26］。Reznick 等［27］應(yīng)用虹鳚魚作為衰老模型，來闡述了衰老的機(jī)制和過程。

2 衰老模型的評(píng)估

自然衰老動(dòng)物模型能夠真實(shí)反應(yīng)衰老的病理生理狀態(tài)。但其存在費(fèi)用高，自然周期長(zhǎng)，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(huì)對(duì)最終的試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。人工致動(dòng)物衰老模型卻可以在短時(shí)間內(nèi)近似模擬動(dòng)物較長(zhǎng)時(shí)間才能發(fā)生的衰老過程，故在科研試驗(yàn)中被大量使用。但上述方法造成的動(dòng)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(gè)有待考證的問題。劉克明等［28］采用昆明小鼠作為受試動(dòng)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(duì)照組。對(duì)3 組動(dòng)物分別進(jìn)行了多項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定和分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)自然衰老組半數(shù)溶血值與正常對(duì)照組比較明顯降低(P＜0.05)，但D－半乳糖模型組與對(duì)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(duì)照組(P＜0.01)、MDA 含量均高于對(duì)照組(P＜0. 05 或P＜0.01)，但2組間對(duì)比，差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。行為學(xué)試驗(yàn)顯示，自然衰老組與正常對(duì)照組相比不同測(cè)試階段游泳時(shí)間延長(zhǎng)，D－半乳糖衰老模型組與正常對(duì)照組相比差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)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(yàn)結(jié)果與神經(jīng)遞質(zhì)的改變一致;自然衰老組和D－半乳糖模型SOD 基因表達(dá)均低于正常對(duì)照組(P＜0.05)，其SOD mRNA 含量降低與SOD 活性、SOD蛋白表達(dá)水平降低一致。朱慶磊等［29］用20 只2 月齡NIH 雄性小鼠，隨機(jī)分為致衰老模型組和正常對(duì)照組;致衰老模型組每日皮下注射D－ 半乳糖100 μg/g，正常對(duì)照組每日皮下注射等量生理鹽水，持續(xù)42 d;自然衰老組為15 月齡小鼠。對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)與正常對(duì)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(jī)分為致衰老模型組和正常對(duì)照組;致衰老模型組每日皮下注射D－半乳糖100 μg/g，正常對(duì)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(xù)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(guī)病理取材，光鏡下觀察各主要臟器的病理形態(tài)學(xué)改變。結(jié)果表明心、肝、腦的病理組織學(xué)改變?cè)谧匀凰ダ辖M和半乳糖催老組之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。肺和腎臟老化的病理組織學(xué)改變?cè)谧匀凰ダ辖M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(biāo)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(jié)

綜上所述，衰老動(dòng)物模型的種類雖繁多，但目前尚無一種模型可以完全再現(xiàn)衰老的主要病理、生化、神經(jīng)遞質(zhì)及行為等方面的全部特征性變化。因此，在試驗(yàn)中我們只能依據(jù)不同的研究要求來選擇不同的衰老模型，以求反映機(jī)體衰老的真實(shí)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(jìn)行衰老免疫學(xué)方面的研究，可以選擇摘除胸腺的方法復(fù)制衰老模型。

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