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脑声问答（24）期丨神经性厌食症动物模型制备与行为学评估方法

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2024-10-11 06:26

神经性厌食症(anorexia nervosa)是由于主观精神因素引发的摄食障碍,其特征为限制能量摄入导致体重减轻,并对体重增加具有强烈恐惧感。神经性厌食症是中枢神经系统疾病,其患病率、致残率、致死率均较高;其发病率在我国呈现逐年上升趋势。神经性厌食症的患者表现出厌食,体重降低等核心症状。这些核心症状会对患者的生活及工作产生严重影响,最终可能导致患者死亡。近年来研究逐步揭示,中枢神经系统的多巴胺能(dopaminergic)神经元与五羟色胺能(serotoninergic)神经元可能是参与人类神经性厌食症的关键神经元。

神经性厌食症的动物模型有很多，大多数集中在啮齿类动物中。根据实验操作，可以分为两大类。第一类是环境诱导型，这种方法一般是通过改变啮齿类动物的环境，来诱导小鼠产生神经性厌食症的核心症状。比如将小鼠的饲料中的一种必需氨基酸（缬氨酸）拿掉，会导致小鼠在24小时内降低饮食和体重。或者通过将大鼠的饮用水替换成渗透压很高的生理盐水（2.5%），让大鼠产生脱水，造成厌食症状。也有通过让小鼠单笼饲养，这种社交隔离产生的压力会使小鼠产生厌食症的症状。但是，这些症状中，主要表现为摄食降低或者体重减少。这两种症状在饮食障碍中很常见，在逃避型/限制性饮食障碍（avoidant/restrictive food intake disorder）中，这两种症状也很常见。因此，这些动物模型在神经性厌食症的研究中并不常见。

基于运动的厌食症模型

（activity-based anorexia, ABA）

最常见的动物模型是基于运动的厌食症ABA模型,这种模型通过给单笼的啮齿类动物提供自主健身运动器材（如跑轮），然后每天在固定时间段给予食物。大鼠一般每天给1-2小时的食物，小鼠一般采用渐进式的限食策略（如第一天给予4小时的食物，第二天给予3小时的食物）。这种模型能够让啮齿类动物产生体重减轻，摄食降低，运动量升高的症状。这些行为症状与神经性厌食症的核心症状相符。因此，这种动物模型在神经性厌食症的动物研究中成为主流。

转基因动物

第二类神经性厌食症动物模型是使用转基因动物。如Maltais等人发现的anx/anx突变小鼠，该小鼠出生时表现正常，发育过程中，表现出低体重，运动过度等症状，最终因能量缺乏而死亡。Welch等人通过在伏隔核中心过度表达多巴胺二型受体构建转基因小鼠，结果发现如果每天给这种转基因小鼠7小时的食物，同时给予跑轮，只有雌性小鼠能够表现出体重迅速降低，饮食量减少，跑轮运动量增多的现象。转基因的方法所诱导出来的症状可能并不具有特异性。Maltais等人认为转基因小鼠表现出体重降低，有可能是因为动物的基本摄食驱力发生了异常，而与厌食症无关。综上，现在主流的厌食症动物模型，仍然是基于运动的厌食症模型。首先，这种模型有良好的表面效度。该模型能够模拟很多神经性厌食症患者的行为症状，如饮食降低，体重减少，运动量升高，生理周期紊乱等。其次，这种模型有良好的结构效度。很多神经肽类、激素和神经递质的变化与神经性厌食症患者一致。比如刺鼠相关肽（agouti-related peptide,AgRP）、神经肽Y（neuropeptide Y,NPY）瘦素（leptin），五羟色胺（serotonin）等。这种模型具有良好的预测效度。能够治疗该动物模型的药物，在神经性厌食症患者身上也具有治疗作用。

模型制备

1、随机选取12只作为空白组，其余60只采用病因模拟法复制厌食模型，SPF级特制高脂饲料，配方比为奶粉:鱼粉:豆粉:玉米粉:白糖:鸡蛋:鲜肥肉=1:1:1:2:1:1.8:2；空白组饲喂大鼠生长繁殖普通饲料，造模组饲喂特制高脂饲料，自由进食、饮水，于每天早上9:00加饲料50g，次日早上9:00称取剩余饲料重量，计算各大鼠24h进食量，每天称体重。20d后，与空白组比较，模型大鼠每日进食量低于正常对照组的30%～50%，或体重降低10%～15%或行为特征有显著变化，组间比较有统计学意义，可视为厌食症模型复制成功。造模成功标准包括：食欲明显下降、体重增加变得缓慢、易发脾气、大便困难以及毛发枯糙的情况。

2、在动物房中单笼饲养，适应动物房的环境。适应三天后，给实验组和对照组小鼠安装跑轮。安装完毕后，小鼠适应跑轮一周。适应跑轮的第七天，测量小鼠的体重和跑轮数量。当天晚上九点，将食物撤离，实验组（ABA）小鼠的跑轮不做操作，对照组（FR）小鼠的跑轮使用夹子将跑轮锁定，使得小鼠无法继续在跑轮上进行健身运动。第二天，开始限食操作，每天早上九点，动物房的灯开始熄灭，动物进入暗周期，称量动物体重，此时实验组和对照组小鼠均提供四个小时的食物。四小时后，移除食物，称量小鼠限食第一天的饮食量。限食第二天给予所有动物三个小时的食物。第三天给予所有动物三个小时的食物。所有小鼠在限食期间，均给予相同的限食操作。厌食症小鼠和对照小鼠的区别在于限食期间是否提供跑轮。当小鼠的体重降低到基线（适应的第七天）的75%以下，动物到达实验的仁慈终点，给予动物安乐死处理。

观察指标

一般体征观察：主要包括模型大鼠出现饮食减少，蜷卧懒动，毛色晦暗无光泽、大便稀溏等症状和舌苔白腻或厚腻的厌食表现。在实验动物建立模型后，每天对大鼠的状况进行观察与记录，如大鼠的进食量，饮水量，排泄物，对外界刺激的反应程度，皮肤和毛色的变化。摄食量及体重：于每天早上9:00加饲料50g，称取并记录大鼠体重，次日早上9:00称取剩余饲料重量，计算各大鼠24h进食量，24h摄食量=（前一日饲料加入量-当日饲料剩余量）÷体重×100。每日称剩余饲料同时称大鼠体重。