常见衰老模型的建立常见衰老模型的建立

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摘要:随着人口老龄化问题的加剧,衰老机制及其相关疾病的研究已成为研究热点。动物模型在衰老相关研究中占据相当重要的地位,目前常用的衰老相关疾病模型有自然衰老模型、D-半乳糖致亚急性衰老模、去胸腺衰老模型、皮肤光老化模型等。本文综述常见衰老模型的建立与相关指标的检测,为后续实验研究提供造模参考。

关键词:衰老;动物模型;综述

近年来,衰老及衰老相关疾病的研究已成为世界范围内备受关注的研究热点。衰老机制的探索及抗衰老药物的研究一直是各领域研究的重大课题。选择合理、可行的动物模型是实验研究的良好基石。在众多衰老相关模型中,如何根据研究目的选择恰当的动物模型往往是研究者首先考虑的问题。本文综述常见衰老模型的建立与相关指标的检测,为后续实验研究提供造模参考。

1.自然衰老模型

在衰老相关研究中,自然衰老模型最接近人类的衰老。可广泛应用于多器官组织衰老相关研究。自然衰老模型的实验动物一般选择大鼠或小鼠。造模方法是将3~5月龄大鼠或1~2月龄小鼠常规饲养于屏障环境动物实验室至所需月龄即完成造模。大鼠衰老早期为21~26月龄,衰老晚期为21~26月龄[1]。自然衰老大鼠的生理衰老过程,更加切合人类衰老的特点。给药方式如果采用灌胃、腹腔注射等常规给药方式极容易造成死亡,所以一般采用自由饮用药液的方式给药。

2.D-半乳糖致亚急性衰老模型

D-半乳糖致亚急性衰老模型是常用的造模方法,实验动物选择小鼠与大鼠均可。目前认为,连续的注射D-半乳糖,使机体细胞内半乳糖浓度增高,在醛糖还原酶的催化下还原成半乳糖醇,后者不能被细胞代谢而堆积,继而影响渗透压导致细胞肿胀和功能障碍,使许多组织出现类似自然衰老的改变,如生化改变、基因表达异常、细胞生长繁殖水平降低及退行性改变等。

D-半乳糖模型相对经济且操作方法简单。造模可通过颈背部皮下或腹腔注射D-半乳糖,给药剂量在40 mg/kg至1250 mg/kg之间不等,给药周期为40-70天[3]。孙荣花[3]等综合各剂量组对血清、脑组织和肝组织影响,认为D-半乳糖腹腔注射(2.5 g/kg)和皮下注射(500 mg/kg)8周,分别为腹腔和颈背部皮下给药的最佳剂量。D-半乳糖诱导的动物模型不宜应用于免疫、衰老行为等方面的衰老研究[4]

3.去胸腺衰老模型

胸腺摘除法是以免疫衰老学说为基础上的方法。当胸腺被摘除后,导致细胞免疫反应功能降低、缺失并加速机体的衰老[5]。该方法操作难度大,在摘除胸腺时容易导致小鼠死亡。此外,由于实验动物无胸腺,对于衰老的某些免疫指标没有方法进行定性或定量的测定,影响试验的可信度。

4.UVB照射皮肤光老化模型

皮肤是人体最大的器官,皮肤的老化也可作为代表机体衰老的重要指标。皮肤衰老分为内源性衰老与外源性衰老。皮肤光老化是由于皮肤长期接受日光照射所引起的损害,属于外源性老化,是引起皮肤衰老的重要原因之一。中波紫外线(UVB)是造成皮肤光老化的重要外因。皮肤光老化模型以观察检测皮肤组织结构成分变化为主。进行具体造模方法为将适应性饲养后的7周龄裸鼠固定,充分暴露出标记区域,用厚纱布遮盖未标记区域皮肤,防止紫外线照射。将UVB紫外灯垂直置于暴露的标记区域皮肤上方6 cm处,第1周每次给予裸鼠紫外线照射量为180 mJ/cm2,第2~4周间能量较前1周增加1/3,分别为240、300、360 mJ/cm2,此后第5周起维持360 mJ/cm2至第10周,照射实验结束。此后,在完成最后一次照射24h后,断颈处死裸鼠,并立刻取下紫外线照射区域皮肤和对侧等大未照射皮肤。

小结

由于衰老的诱因复杂多样,机制复杂,使得实验动物模型难以模拟人类衰老的多种特征性变化。目前实验研究中,衰老模型的选择多依据研究疾病相关病理生理改变来采用所需的动物衰老模型。在众多动物衰老模型中,自然衰老模型与人类衰老最为接近,但存在动物死亡率高、造模时间成本与经济成本较高、难以准确控制给药量等弊端。所以,在今后的研究中改进衰老模型造模方法、规范衰老动物模型的评价标准具有极其重要的意义。

参考文献

[1]王喆,李瑞生.衰老动物模型的研究进展[J].中国比较医学杂志,2013,23(3):67-70.

[2]Dai Junling,Zhang Wei,Geng Xin. Effect of ferulic acid sugar ester with high molecular mass from corn bran on proliferation of intestinal bifidobacteria in aged mice induced by D-galactose:The role of HFASE in the intestine[J]. J Food Biochem.,2019.

[3]孫荣花,李爽,邵莹,等.D-半乳糖致小鼠亚急性衰老模型方法优化[J].中药药理与临床,2015,4:293-297.

[4]刘克明,王春花,李国星,等.D-半乳糖模型鼠与自然衰老鼠的比较研究[J]. 卫生研究,2007,36(6):685-688.

[5]王谦,李立,陈刚,等.去胸腺大鼠模型的建立方法[J].中国普外基础与临床杂志,2008,15(8):579-580.

课题来源:大学生创新创业训练计划项目;课题名称:沙参麦冬他汤抗皮肤光老化实验研究;课题编号:贵中医大创合字(2020)61号。

作者简介:李龙英(1999.06),性别女,汉族,贵州中医药大学本科在读。研究方向:中药学。

通讯作者简介:王璐,(1987-10),女,汉族,讲师,博士研究生,中药抗衰老相关研究。

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