高尿酸血症動物模型

高尿酸血症(hyperuricemia)是由各種原因引起的尿酸產生過多或腎髒排出尿酸減少，或兩者兼有，使細胞外液的尿酸鹽量呈超飽和狀態。一般認為男性與絕經後女性，當血尿酸值持>420μmol/L(7.0mg/dl)，絕經前女性>350μmol/L(5.8mg/dl)被稱為高尿酸血症。原發性高尿酸血症常與肥胖、高血壓、高脂血症、冠狀動脈粥樣硬化性心髒病等聚集發生，繼發性高尿酸血症多由某些係統性疾病或者藥物引起。近年來，隨著人民生活水平的提高，飲食結構和生活習慣的改變，高尿酸血症的患病率逐年增高。重視對高尿酸血症的治療已引起臨床的關注。因而，在研究關於治療高尿酸血症的課題時，選擇科學合理的動物模型就成為一個至關重要的問題。

【造模機製】

增加尿酸來源或減少尿酸排泄均能升高血清尿酸濃度，從而構建高尿酸血症模型。常用來構建高尿酸血症模型的方法包括以下四個方麵：
1．增加尿酸的攝入  尿酸的來源分為內源性和外源性。內源性尿酸約占體內總量的80％，由氨基酸、核苷酸及其他小分子化合物合成，或由核酸分解代謝產生；源性尿酸約占20％，主要從食物中直接攝入而獲得。尿酸前體物質或富嘌呤食物可以促進尿酸的產生，常用的藥物或食物主要有黃嘌呤、次黃嘌呤、酵母及沙丁魚等。在短時間內給予大量的外源性尿酸，也可引起血尿酸明顯升高。
2．抑製尿酸的排泄  體內的尿酸主要從腎髒清除，抑製腎髒排泄尿酸，可使血尿酸濃度增高，形成高尿酸血症。常用的藥物包括腺嘌呤、煙酸、乙胺丁醇等。
3．抑製尿酸酶活性  尿酸酶催化尿酸氧化成過氧化氫和尿囊素等物質，造模常用的齧齒類動物體內尿酸酶的存在，是建立高尿酸血症模型的主要障礙。因此，設法消除或抑製尿酸酶的活性成為建模的關鍵。目前可以用化學藥物或基因工程技術達到目的。氧嗪酸是尿酸酶抑製劑，屬三氮雜苯類化合物，結構與尿酸的嘌呤環類似，可競爭性地與尿酸酶結合，部分抑製尿酸酶的活性。
4．基因改造模型  利用基因工程技術使動物產生尿酸酶的基因缺失，獲得尿酸酶缺乏的小鼠，造成高尿酸血症模型。

【造模方法】

1．補充尿酸或尿酸前體法  雄性Sprague-Dawley大鼠，體重(200±20)g，分籠飼養，讓其適應環境1周，自由飲水進食。飼料製備：將酵母幹粉、腺嘌呤均勻拌入粉碎的大鼠顆粒飼料中，酵母幹粉、腺嘌呤在飼料中的含量分別為10％和0.1％。控製酵母、腺嘌呤的進食量分別為10g/kg體重和100mg/kg體重，自由飲水。在給予高嘌呤飼料後的第19天，大鼠可停用高嘌呤飼料，改用普通飼料喂養，以觀察其自然恢複情況。
2．抑製尿酸的排泄致大鼠高尿酸血症模型  雄性Wistar大鼠，體重(200±10)g。腺嘌呤劑量為100mg/kg體重，乙胺丁醇用250mg/kg體重灌胃，1次/天，連續7～21天。加大腺嘌呤劑量可增加尿酸升高幅度，但腎損害較為明顯。
3．尿酸酶抑製劑法  雄性Sprague-Dawley大鼠，給予次黃嘌呤500mg/kg灌胃(3％可溶性澱粉配製)，並皮下注射以羊毛脂和石蠟混合液(質量比為3:2)為溶劑的氧嗪酸100mg/kg體重。
4．尿酸氧化酶敲除小鼠  尿酸氧化酶(urate oxidase,uricase)基因敲除小鼠可出現高尿酸血症和腎病。

【模型特點】

1．補充尿酸或尿酸前體法  高嘌呤飼料後的第7天，血尿酸略有升高，第12、19天，大鼠血清中尿酸、肌酐、尿素氮明顯升高，腎髒出現與臨床痛風腎病相類似的病理改變。光鏡下可見腎小管細胞腫脹，腎小管間質部位可見較多尿酸鹽結晶沉積，間質有灶性淋巴單核細胞反應，個別區域有灶性纖維化。停用高酵母、腺嘌呤飼料後，動物血清中尿酸、肌酐、尿素氮水平繼續上升，在停用高嘌呤飼料15天時達到高峰，24天開始回落，同時觀察到的腎髒病理改變也有所減輕，兩者存在一致性。到52天時，大鼠尿酸、肌酐、尿素氮已有較大幅度下降，但與正常大鼠比較仍然較高，提示腎功能要完全恢複可能還需要一段時間。因此，在造模後2個月內，可用該模型進行藥物降血尿酸、改善腎功能的療效觀察。
2．抑製尿酸的排泄致大鼠高尿酸血症模型
加大腺嘌呤劑量可增加尿酸升高幅度，但腎損害較為明顯，劑量增大易引起動物死亡。也有學者使用不同組合，如黃嘌呤加乙胺丁醇等。
3．尿酸酶抑製劑法  造模後3、9和12小時，模型大鼠血清尿酸濃度明顯高於正常大鼠；造模後24小時，血清尿素氮和肌酐水平均明顯高於正常對照組。此方法造模高尿酸水平可維持12小時以上，同時對腎髒有明顯的損傷，但未見受試動物死亡。
4．尿酸氧化酶敲除小鼠  尿酸氧化酶敲除小鼠雖然出現高尿酸血症和腎病，但死亡率較高。約1/2以上的動物在4周齡以前死亡。基因敲除小鼠由於死亡率較高，在一定程度上限製了使用。

【模型評估和應用】

用酵母、腺嘌呤飼料喂養大鼠，可造成較為理想的高尿酸血症腎病動物模型，具有一定的創新性，為痛風腎病的研究提供了更加合適的實驗條件，有利於痛風腎病的臨床和新藥開發研究。腹腔注射藥物法高尿酸血症維持時間較短，不能形成穩定持久的高尿酸血症，可作為觀察藥物預防的模型，但不利於觀察藥物對高尿酸血症的治療作用，並且與臨床高尿酸血症在病因上有很大差異，也不能進一步探討高尿酸血症的發病機製。選擇次黃嘌呤500mg/kg和氧嗪酸100mg/kg製備大鼠高尿酸血症模型，具有血清尿酸水平升高迅速、維持時間長、器官損傷小和無動物死亡等特點，是較理想的配伍劑量。提示在該劑量的基礎上，通過進一步調整造模藥物的給藥次數，可以使高尿酸水平長時間維持在飽和濃度以上，則有可能製備出持續性高尿酸血症以及痛風性關節炎動物模型。有學者認為，直接使用尿酸以及用尿酸酶抑製劑阻斷尿酸的代謝從而使血尿酸升高，與臨床上原發性高尿酸血症的發病病因存在很大的差距。而使用乙胺丁醇、煙酸等抑製尿酸排泄，增加尿酸在體內的蓄積等方法，也與臨床上的原發性高尿酸血症有較大的差異。