實驗鼠名人堂 – 高脂飲食誘發肥胖鼠
為了探究人類疾病,科學家透過具有疾病模式的實驗動物探索致病機轉、測試藥物療效。部份人類的疾病症狀,在實驗動物身上也能找到先天性的表現,再以育種繁殖選育出具有特殊表現的品系;有些疾病表現則需要透過手術、飲食、藥物誘發或是透過基因改造的方式,讓實驗動物模擬人類疾病的表現。
實驗鼠名人堂中,我們準備介紹各種常用的實驗動物模式。首先要介紹的,是代謝研究領域中的胖胖鼠們,牠們模擬人類各種因肥胖產生的代謝異常。
現今在推估生理的能量平衡的主流觀點是依據能量守恆定律,藉由評估攝取飲食的熱量,再扣除身體基礎代謝、運動消耗的熱量等,如有多餘的能量會轉化成肝醣或是脂肪儲存於體內,不足的熱量則會消耗體內的醣類,脂肪和蛋白質來達到平衡。
肥胖會造成許多生理、心理疾病,全世界有很多科學家為了全人類的健康投入這塊研究,目前常用的三大肥胖鼠動物模式:
- 飲食誘發肥胖鼠(Diet-induced obese mice; 以下簡稱 DIO 小鼠)
- ob/ob小鼠(簡稱 ob 小鼠)
- db/db 小鼠(簡稱 db 小鼠)
▲目前的主流觀點認為體重的增減取決於能量天平的平衡(國研院動物中心製圖,Original images from Pixabay)
本篇介紹肥胖鼠中的第一種- DIO 小鼠,他的基因背景和一般正常小鼠一樣,而肥胖是以食物誘導的。在實驗室中給予DIO小鼠高脂肪飲食,一般情況下,小鼠的飲食每 100 公克中脂肪含量只有 4 克,而 DIO 小鼠所食用的高脂飼料每 100 公克中脂肪重量可以高達 35 克。雖然 DIO 小鼠的食量和正常小鼠食量沒有太大差異,但是換算起來攝取的單位卡路里可就差了 12 倍以上。試想,份量相同的雞肉配飲料,一個是水煮雞胸肉+無糖紅茶,一個則是裹粉香酥炸雞排加全糖奶茶,就不難理解為什麼可以靠飲食發胖了吧。
▲實驗鼠在食用高含量脂肪飲食配方(以可食用之藍色染料作為與正常飼料之區分),雖然進食份量與一般鼠無異,但因為攝取過多的熱量,誘發肥胖產生。(照片來源:國研院動物中心)
DIO 小鼠的體重增加主要來自於體內的內臟與皮下脂肪累積,此外,DIO 小鼠還會出現脂肪肝、血脂血糖偏高、胰島素阻抗等脂肪與醣類代謝失衡的現象,應用來模擬人類的代謝症候群,或是做為第二型糖尿病(type II diabetes)發病前的早期病程研究。
然而臨床上一些比較嚴重的病態肥胖以及其衍生的代謝疾病,需要利用其他的胖胖鼠來做模擬試驗。下一篇我們所要介紹的 ob 小鼠與 db 小鼠,就是屬於這一類的模式研究小鼠,敬請鎖定我們的系列文章。