李龍英 姜廣坤 王璐
摘要:隨著人口老齡化問題的加劇,衰老機制及其相關疾病的研究已成為研究熱點。動物模型在衰老相關研究中占據(jù)相當重要的地位,目前常用的衰老相關疾病模型有自然衰老模型、D-半乳糖致亞急性衰老模、去胸腺衰老模型、皮膚光老化模型等。本文綜述常見衰老模型的建立與相關指標的檢測,為后續(xù)實驗研究提供造模參考。
關鍵詞:衰老;動物模型;綜述
近年來,衰老及衰老相關疾病的研究已成為世界范圍內備受關注的研究熱點。衰老機制的探索及抗衰老藥物的研究一直是各領域研究的重大課題。選擇合理、可行的動物模型是實驗研究的良好基石。在眾多衰老相關模型中,如何根據(jù)研究目的選擇恰當?shù)膭游锬P屯茄芯空呤紫瓤紤]的問題。本文綜述常見衰老模型的建立與相關指標的檢測,為后續(xù)實驗研究提供造模參考。
1.自然衰老模型
在衰老相關研究中,自然衰老模型最接近人類的衰老??蓮V泛應用于多器官組織衰老相關研究。自然衰老模型的實驗動物一般選擇大鼠或小鼠。造模方法是將3~5月齡大鼠或1~2月齡小鼠常規(guī)飼養(yǎng)于屏障環(huán)境動物實驗室至所需月齡即完成造模。大鼠衰老早期為21~26月齡,衰老晚期為21~26月齡。自然衰老大鼠的生理衰老過程,更加切合人類衰老的特點。給藥方式如果采用灌胃、腹腔注射等常規(guī)給藥方式極容易造成死亡,所以一般采用自由飲用藥液的方式給藥。
2.D-半乳糖致亞急性衰老模型
D-半乳糖致亞急性衰老模型是常用的造模方法,實驗動物選擇小鼠與大鼠均可。目前認為,連續(xù)的注射D-半乳糖,使機體細胞內半乳糖濃度增高,在醛糖還原酶的催化下還原成半乳糖醇,后者不能被細胞代謝而堆積,繼而影響滲透壓導致細胞腫脹和功能障礙,使許多組織出現(xiàn)類似自然衰老的改變,如生化改變、基因表達異常、細胞生長繁殖水平降低及退行性改變等。
D-半乳糖模型相對經濟且操作方法簡單。造??赏ㄟ^頸背部皮下或腹腔注射D-半乳糖,給藥劑量在40 mg/kg至1250 mg/kg之間不等,給藥周期為40-70天。孫榮花等綜合各劑量組對血清、腦組織和肝組織影響,認為D-半乳糖腹腔注射(2.5 g/kg)和皮下注射(500 mg/kg)8周,分別為腹腔和頸背部皮下給藥的最佳劑量。D-半乳糖誘導的動物模型不宜應用于免疫、衰老行為等方面的衰老研究。
3.去胸腺衰老模型
胸腺摘除法是以免疫衰老學說為基礎上的方法。當胸腺被摘除后,導致細胞免疫反應功能降低、缺失并加速機體的衰老。該方法操作難度大,在摘除胸腺時容易導致小鼠死亡。此外,由于實驗動物無胸腺,對于衰老的某些免疫指標沒有方法進行定性或定量的測定,影響試驗的可信度。
4.UVB照射皮膚光老化模型
皮膚是人體最大的器官,皮膚的老化也可作為代表機體衰老的重要指標。皮膚衰老分為內源性衰老與外源性衰老。皮膚光老化是由于皮膚長期接受日光照射所引起的損害,屬于外源性老化,是引起皮膚衰老的重要原因之一。中波紫外線(UVB)是造成皮膚光老化的重要外因。皮膚光老化模型以觀察檢測皮膚組織結構成分變化為主。進行具體造模方法為將適應性飼養(yǎng)后的7周齡裸鼠固定,充分暴露出標記區(qū)域,用厚紗布遮蓋未標記區(qū)域皮膚,防止紫外線照射。將UVB紫外燈垂直置于暴露的標記區(qū)域皮膚上方6 cm處,第1周每次給予裸鼠紫外線照射量為180 mJ/cm,第2~4周間能量較前1周增加1/3,分別為240、300、360 mJ/cm,此后第5周起維持360 mJ/cm至第10周,照射實驗結束。此后,在完成最后一次照射24h后,斷頸處死裸鼠,并立刻取下紫外線照射區(qū)域皮膚和對側等大未照射皮膚。
小結
由于衰老的誘因復雜多樣,機制復雜,使得實驗動物模型難以模擬人類衰老的多種特征性變化。目前實驗研究中,衰老模型的選擇多依據(jù)研究疾病相關病理生理改變來采用所需的動物衰老模型。在眾多動物衰老模型中,自然衰老模型與人類衰老最為接近,但存在動物死亡率高、造模時間成本與經濟成本較高、難以準確控制給藥量等弊端。所以,在今后的研究中改進衰老模型造模方法、規(guī)范衰老動物模型的評價標準具有極其重要的意義。
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課題來源:大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目;課題名稱:沙參麥冬他湯抗皮膚光老化實驗研究;課題編號:貴中醫(yī)大創(chuàng)合字(2020)61號。
作者簡介:李龍英(1999.06),性別女,漢族,貴州中醫(yī)藥大學本科在讀。研究方向:中藥學。
通訊作者簡介:王璐,(1987-10),女,漢族,講師,博士研究生,中藥抗衰老相關研究。