马晓洁 陈杨 郭建玲 王彩丽 买买提热夏提·吐尔逊

奥氮平诱导性肥胖大鼠糖脂代谢紊乱和脂肪源性细胞因子网络调控研究*

马晓洁 陈杨 郭建玲 王彩丽 买买提热夏提·吐尔逊

目的观察奥氮平诱导性肥胖大鼠糖脂代谢紊乱和脂肪源性细胞因子之间的相互调控。方法20只普通饲料喂养大鼠为对照组，20只奥氮平诱导(普通饲料喂养合并奥氮平1.2 mg/kg灌胃4周)肥胖大鼠为研究组。采用酶联免疫测定法测定两组大鼠血清中肿瘤坏死因子α(TNF－α)、白细胞介素6(IL－6)和C－反应蛋白(CRP)的含量，生化比色法测定血清葡萄糖(FBS)含量。结果研究组大鼠的体质量超过对照组平均体质量20%(P＜0.05)。研究组大鼠血糖及血清甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白(LDL－C)水平显著高于对照组(P＜0.05);高密度脂蛋白(HDLC)水平低于对照组(P＜0.05)。研究组大鼠血清TNF－α、IL－6和CRP水平在灌胃4周后升高，较对照组明显增加(P＜0.05)。研究组大鼠TNF－α、IL－6水平与CRP水平呈正相关(r1=0．672，P1=0.025;r2=0．824，P2=0.036)。结论奥氮平可以导致大鼠体质量增加，糖脂代谢紊乱，血清TNF－α，IL－6和CRP分泌增加，TNF－α和IL－6浓度变化与CRP水平呈正相关。

奥氮平肥胖大鼠肿瘤坏死因子－α白细胞介素6C－反应蛋白

近年来随着非典型抗精神病药物的推广使用，精神分裂症患者的疗效及预后有了较大改善，但是新型抗精神病药物所带来的患者躯体问题如肥胖、高血脂、糖尿病和心血管疾病等影响了用药依从性和临床疗效。体质量增加可致肥胖，肥胖主要表现为体内脂肪含量过多，脂肪细胞的数量增多、体脂的分布失调以及局部脂肪沉积，同时多数肥胖患者存在严重的糖脂代谢紊乱。脂肪组织分泌的细胞因子如脂联素、瘦素和肿瘤坏死因子等，形成复杂的内分泌、自分泌、旁分泌信号网络，参与了诸如胰岛素抵抗、肥胖、高血压等的发生和发展［1］。现很多研究表明抗精神病药能导致很多细胞因子如肿瘤坏死因子－α(tumor necrosis factorα，TNF－α)、白细胞介素－6(interleukins 6，IL－6)和C－反应蛋白(C－Reactive protein，CRP)等在精神病患者血浆水平上调，是其药源性肥胖不良反应的重要诱因之一［2］。奥氮平能有效地控制精神分裂症的病理性症状，在其发挥所期待的临床效应时却因为存在明显的代谢紊乱不良反应而阻碍了使用，在治疗过程中细胞因子的变化是否与药物副作用有直接相关，目前尚无明确的结论。本实验在奥氮平诱导肥胖模型的基础上研究糖脂代谢紊乱和脂肪源性细胞因子之间的相互作用。

1 材料与方法

1.1 实验动物健康清洁型SD雄性大鼠40只，体质量270～300 g。SD大鼠由新疆医科大学实验动物中心提供，实验动物合格证号:SYXK(新)2011－0001。大鼠分笼饲养，正常光照，自由饮水和摄食，温度22℃，相对湿度50%～70%。将SD大鼠分为两组，20只普通饲料喂养大鼠为对照组，20只在普通饲料喂养基础上灌胃奥氮平诱导肥胖大鼠为研究组。

1.2 药品和试剂奥氮平片(美国礼来药业有限责任公司，批号20061821)，血清葡萄糖试剂盒(西安宝信生物技术有限公司)，TNF－α ELISA试剂盒(西安宝信生物技术有限公司，批号:ADL原装96TElisa)，血清CRP检测试剂盒(美国Backman公司)，IL－6检测试剂盒(西安宝信生物技术有限公司)。

1.3 方法

1.3.1 奥氮平诱导性肥胖大鼠造模和肥胖标准大鼠适应饲养1周后，研究组灌胃奥氮平1.2 mg/kg，造模期间，对照组和研究组所有大鼠自由摄取食物及饮水。每隔2 d称重，连续喂养4周，研究组大鼠体质量超过对照组平均体质量20%为模型建立成功［3］。

1.3.2 血脂测定禁食12 h，3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后，动物取血，置EDTA抗凝管静置后分离血清，用BECMAN CX5型全自动生化分析仪分别测定总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDLC)、低密度脂蛋白(LDL－C)。

1.3.3 血糖(FBS)测定禁食12 h，3%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后尾静脉取血，用生化比色法测定，所有测定步骤和计算公式均严格按照试剂盒说明书操作。

1.3.4 统计学处理用SPSS 13.0统计软件进行统计分析。计量资料用x±s表示，两组间均数比较采用t检验，TNF－α、IL－6和CRP相关性分析采用Pearson’s相关分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 奥氮平对大鼠体质量的影响研究组大鼠的体质量在灌胃2周起呈升高趋势，较对照组明显增加，差异有统计学意义(P＜0.05)，超过对照组平均体质量20%，奥氮平诱导性肥胖大鼠模型建立成功。见表1。

表1 两组大鼠体质量变化比较(g，x±s)

2.2 奥氮平诱导所致肥胖大鼠血脂、血糖的影响研究组大鼠在灌胃4周后血糖(FBS)及血清甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白(LDL－C)含量显著高于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。高密度脂蛋白(HDL－C)水平低于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表2。

表2 两组大鼠血脂、血糖水平比较(mmol/L，x±s)

2.3 奥氮平诱导所致肥胖大鼠血清TNF－α、IL－6和CRP变化研究组大鼠血清TNF－α、IL－6和CRP水平在灌胃4周后升高，较对照组明显增加，差异有统计学意义(P＜0.05)，见表3。

表3 两组大鼠TNF－α、IL－6与CRP比较(x±s)

2.4 肥胖大鼠血清TNF－α、IL－6和CRP相关性分析

相关性分析显示，TNF－α、IL－6分别与CRP呈正相关(r1=0．672，P1=0．025;r2=0．824，P2=0.036)。

3 讨论

体质量增加及代谢紊乱是抗精神病药物的常见药物副反应［4］。一般认为，抗精神病药物对脑部(尤其是下丘脑摄食中枢)神经递质通路(5－羟色胺、多巴胺、组胺等)的影响是引起体质量增加的主要机制。抗精神病药同时也可引起各种代谢改变(胰岛素、瘦素等)，上述改变也与体质量增加的发生发展存在着复杂的关联。抗精神病药所致体质量增加的荟萃分析表明:各种抗精神病药中，氯氮平引起体质量增加程度最重，之后是奥氮平。很多研究表明抗精神病药物如奥氮平等可导致肥胖、高血糖症、血脂异常［5］。美国糖尿病协会、美国精神病协会和肥胖研究机构提出，第二代抗精神病药物引起精神分裂症患者血糖升高的概率大于第一代抗精神病药物，氯氮平、奥氮平引致患者体质量增加最大，引致糖尿病、血脂异常的可能性也最大［6］。本试验建立奥氮平诱导肥胖大鼠模型，结果显示奥氮平灌胃大鼠体质量超过普通饲养大鼠的20%，与国内外肥胖模型诊断标准一致。同时，血清学结果显示研究组大鼠血糖和血脂水平升高，糖脂代谢紊乱。实验结果提示，长期给予奥氮平可引起大鼠体质量增加，糖脂代谢异常。抗精神病药源性肥胖大鼠模型制作成功可为研究抗精神病药副作用及评价药物干预措施的疗效建立良好的前提基础。

肥胖可致脂类代谢紊乱，已被许多学者报道。研究发现脂肪细胞分泌许多细胞因子和细胞因子样分子包括瘦素、脂联素和抗素等，还有一些脂肪细胞因子不是脂肪组织特异性表达的，即脂肪源性细胞因子，包括TNF－α、IL－6等。在脂肪细胞与其他组织之间的信息传递以及脂肪细胞在感知自身能量储备和控制自身体积方面，这些因子均发挥重要作用。脂肪细胞因子可以通过各种途径调节机体的能量代谢，并且许多脂肪细胞因子的血清浓度与体脂量存在相应的关系。TNF－α是一种非糖基化蛋白，多种细胞如巨噬细胞、单核细胞、中性粒细胞、自然杀伤细胞、肥大细胞等具有合成、分泌TNF－α的潜能。Medina等［7］研究发现脂肪细胞可以分泌TNF－α。Nishimura等［8］研究发现肥胖患者脂肪细胞能产生大量的具有生物学活性的TNF－α，而在体质量减轻后其浓度降低。TNF－α主要通过引起胰岛素抵抗参与机体的能量代谢与脂肪积累的调控。Wang等［9］研究显示，TNF－α可能作为一种独立的或与其他细胞因子协同的细胞毒性因子产生一氧化氮，直接作用于胰岛β细胞。因而TNF－α被看做是胰岛细胞致病性损害的重要介质。国内赵晓雯等［10］研究显示，在肥胖个体脂肪组织中普遍存在TNF－α mRNA的高表达及血浆中TNF－α含量明显增加，TNF－α是肥胖患者的保护性因素。临床研究也证实，肥胖患者脂肪组织TNF－α表达水平升高，并随体质量降低，其表达水平下降，阻断TNF－α的信号途径可阻止肥胖诱导的胰岛素抵抗［11］。随后研究证实，不仅TNF－α，而且包括其他炎性因子如IL－6、CRP等在肥胖个体血浆中显著升高。本研究结果显示，抗精神病药源性肥胖大鼠随着奥氮平疗程延长体质量持续增加，血糖及血脂代谢紊乱，血清TNF－α浓度持续升高。此结果与国内外研究报道类似，推测TNF－α水平升高是参与肥胖代谢紊乱因素的细胞因子之一。

IL－6是一种多效性的细胞因子，它不仅参与炎性反应，还是能量代谢平衡中重要的调节因子。它大部分来源于免疫活性细胞，大约30%的IL－6来源于脂肪细胞。此外IL－6还能与众多炎性因子如TNF－α、IL－1和CRP等共同作用于胰岛β细胞，产生细胞毒作用。最近国内研究发现，通过IL－6可部分逆转IL－6基因缺乏小鼠模型的肥胖症，刺激能量消耗，抑制体内肥胖物的表达，在胰岛素抵抗相关因素中防止肥胖是IL－6的主要功能。Mohamed等［12］证实肥胖患者脂肪组织能够分泌大量的IL－6，使血浆中IL－6水平上升25%。肥胖患者IL－6与瘦素相关，可能是IL－6增加瘦素的产生，进而干扰脂肪细胞胰岛素信号的传递。同时，IL－6可直接和间接影响中枢神经系统参与能量消耗［13］。TNF－α亦能显著增加脂肪细胞中IL－6的表达［14］。Sheng等［15］研究显示，IL－6的作用与浓度有关，当浓度低时主要起到免疫调节的作用;当浓度高时较容易引起病理损伤。王光余等［16］研究证实，正常人与2型糖尿病者的胰岛β细胞中均有IL－6基因的表达，正常情况下IL－6是胰岛行使其功能的促进因子，病理状态下则是损伤因子。Esposito等［17］研究表明，IL－6受血糖的调节，在高血糖时可以促进胰岛β细胞分泌IL－6。本研究结果显示，IL－6水平在抗精神病药源性肥胖大鼠血清中升高。根据国内外文献报道，本实验推测IL－6升高原因:TNF－α分泌增加刺激脂肪细胞分泌IL－6增多;血糖增高促进和调节IL－6分泌增多。

脂肪细胞产生细胞因子IL－6是肝脏产生CRP的主要调控因子，在介导与脂肪组织增加有关的CRP增加中可能有重要作用。CRP是机体受到各种损伤或炎性刺激后肝脏产生的一种急性时相蛋白急性时相蛋白(Acutephase protein，APP)，是APP中最敏感的指标。脂肪组织不产生CRP，但由脂肪细胞所分泌的TNF－α、IL－6是刺激肝脏合成CRP的主要细胞因子。Heibrorm等［18］进一步证实，肥胖者血清CRP高于非肥胖者。肥胖时血清CRP增加的可能机制是:胰岛素对于肝脏APP的合成具有不同的作用，可促进白蛋白的合成而抑制纤维蛋白原和CRP的合成。而肥胖时胰岛素敏感性降低则会抑制胰岛素的生理作用，导致CRP的合成增加;肥胖时TNF－α、IL－6分泌增加，作用于肝脏使CRP的增加可能反映了体内存在胰岛素抵抗［19，20］。最近越来越多的证据表明，肥胖者血清CRP与肥胖、胰岛素抵抗和糖尿病发生发展及预后有密切关系。但CRP增加究竟是内分泌紊乱的结果还是诱因，尚有待于进一步研究。本实验结果显示，CRP浓度在肥胖模型大鼠血清中升高。根据实验结果及相关文献资料，进一步推测:随着大鼠TNF－α和IL－6分泌增加，同时其他细胞因子同时作用和刺激肝脏合成CRP增加，进而抵抗肥胖引起的机体慢性损伤病理过程。

本研究中脂肪细胞源性细胞因子在肥胖、糖尿病运动疗法的应用与研究可做为肥胖程度的判断标准和运动减肥效果的评价指标，具有重要的临床和基础研究意义。由于许多脂肪细胞因子的血清浓度与体脂量存在相应的关系，通过测试减肥前与运动后脂肪细胞因子的变化，可以量化运动减肥的效果。肥胖、脂代谢紊乱、糖尿病、糖耐量受损等发病的共同病理基础是胰岛素抵抗。国内研究资料表明，IL－6、TNF－α和CRP等细胞因子能共同作用于胰岛β细胞，产生细胞毒作用，减低体内瘦素和脂联素水平，成为胰岛素抵抗相关疾病诊断和治疗的重要生物标记［21，22］。本研究结果提示，肥胖大鼠血清IL－6、TNF－α和CRP相互影响和调控，在病理状态下，3种细胞因子分泌升高，参与并调节血糖和血脂代谢紊乱。

［1］沈兴平，邹森彪，吴豪杰，等.肥胖患者氧化应激和脂肪细胞因子变化［J］.细胞与分子免疫学杂志，2008，24 (7):721－724

［2］安宝富，刘晓芹，董小惠，等.氯氮平对精神分裂症血清IL－2、IL－6的影响及临床意义［J］.神经疾病与精神卫生，2006，6(1):14－17

［3］Chandler PC，Viana JB，Oswald KD，et al.Feeding response tomelanocortin agonistpredicts preference for and obesity from a highfat diet［J］.Physiol Behav，2005，85(2):221－230

［4］Allison DB，Casey DE.Antipsychotic－induced weight gain: a review of the literature［J］.J Clin Psychiatry，2001，62 (Suppl 7):22－31

［5］Henderson DC，Cagliero E，Cray C，et al.Clozapine，diabetes mellitus，weight gain，and lipid abnormalities:a five－year naturalisticstudy［J］.Am J Psychiatry，2000，157(6):975－978

［6］郝杰，柳洁.抗精神失常药物致肥胖和糖尿病的风险［J］.中国药学杂志，2013，48(11):934－936

［7］Medina EA，richson KL，Stanhope KL，et al.Evdience that tumornecrosisfactor－alpha－inducedhyperinsulinemia prevents decreases of circulatingLeptin during fasting in rat［J］.Metabolism，2002，51(9):1104－1110

［8］Nishimura F，Iwamoto Y，Mineshiba J，et al.Periodontal disease and diabetes mellitus:the role of tumor necrosis factor－alpha in a 2－way relationship［J］.Periodontol，2003，74(1):97－102

［9］Wang JL，Qian XM，Chinooko NS，et al.Polyethylene glycolated recombinant TNF receptor1 improves insulitis and reduces incidence of spontaneous and cyclophosphamide－accelerated diabetes in nonobese diabetic mice［J］.Endocrinology，2002，143(9):3490－3497

［10］赵晓雯，乔虹，刘艳.血清瘦素肿瘤坏死因子－a与代谢综合征的相关性分析［J］.中国实用内科学杂志，2007，28(7):563－564

［11］Kern PA，SaghizadehM，Ong JM，et al.The expression of tumornecrosis factor in human adipose tissue.Regulation by obesity，weight loss，and relationship to lipoprotein lipase［J］.J Clin Invest，1995，95(5):2111－2119

［12］Mohamed AV，Goodrick S，Rawesh A，et al.Subcutaneous adipose tissue releases interleukin－6，but not tumor necrosis factor－alpha，in vivo［J］.J Clin Endocrinol，1997，82:4196－4200

［13］裴新军，张静喆.脂肪细胞因子与胰岛素抵抗关系的研究进展［J］.医学综述，2007，13(16):1201－1203

［14］Kristiansen OP，Mandrup－Poulsen1 T.Interleukin－6 and diabetes［J］.Diabetes，2005，54(Suppl 2):S114－124

［15］Sheng WH，Chiang BL，Chang SC，et al.Clinical manifestations and inflammatory cytokine responses in patients with severe acute respiratory syndrome［J］.J Formos Med Assoc，2005，104(10):715－723

［16］王光余，黄晓辉，吴国平.2型糖尿病大血管病变与血清CRP，IL－6，TNF－a水平的变化［J］.海南医学院学报，2009，15(9):1012－1013

［17］Esposito K，Nappo F，Marfella R，et al.Inflammation cytokine concentrations are acutely increased by hyperglycemia in human:role of oxidative stress［J］.Circulation，2002，106:2067－2072

［18］Heilbrorm LK，Noakes M，Cthon PM.Energy restrietion and weightless on very low fat diets reduee C－reative protein concentrations in obese，healthy woman［J］.ArterioselerThroxnb Vase Biol，2001，21:968－970

［19］Nishio Y，Kashiwagi A.Molecular riiechanisms of endothelial dysfunction in diabetes mellitus［J］.Nippon Rinsho，2001，59:2451－2459.

［20］Yudkin JS，Stehouwer CD，Emeis JJ，et al.C－reactive protein in healthy subjects:Associations with obesity，insulin resistance，and endothelial dysfunction.A potential role for cytokines originating from adipose tissues?［J］. Ateterioscler Thromb Vasc Biol，1999，19:972

［21］王静，周瑞秀，韩玉婷，等.脂肪细胞因子与胰岛素抵抗［J］.医学综述，2008，14(8):1142－1144

［22］孙树果，范良敏，时立新.炎性因子与胰岛素抵抗［J］.中国现代医药杂志，2006，8(11):142－144

Study about glycolipids metabolic disorder and network regulation of adipose-derived cytokine in olanzapine-inducedobese rats．

MA Xiaojie，CHEN Yang，GUO Jianling，et al． The Four Hospital of Urumqi，Urumqi 830002，China

ObjectiveTo explore glucose and lipid metabolic disorder，as well as the network regulation of adipose－derivedcytokine in olanzapine－induced obese rats.MethodsControl group consisted of 20 rats fed with ordinary fodder and study groupconsisted of 20 rats fed with ordinary fodder plus 1. 2mg /kg olanzapine intragastric administration for 4 weeks. Level of serumtumor necrosis factor α ( TNF－α) ，interleukins 6 ( IL－6 ) and C reactive protein ( CRP) were measure with enzyme－linkedimmunosorbent assay. Level of fasting blood sugar ( FBS) was measured with biochemical colorimetric method.ResultsTheaverage body mass in study group was 20% larger than that in study group ( P ＜ 0. 05) . Level of FBS，triglyceride ( TG) ，totalcholesterol ( TC) and low density lipoprotein ( LDL－C) in study group were significantly higher than those in control group ( P ＜0. 05) . Level of high density lipoprotein ( HDL－C) in study group was significantly lower than that in control group ( P ＜ 0. 05) .Level of TNF－α，IL－6 and CRP in study group increased significantly after 4－week olanzapine intragastric administration and weresignificantly higher than those in control group ( P ＜ 0. 05) . Level of TNF－α，IL－6 in study group were significantly positivelycorrelated with level of CRP ( r = 0. 672，0. 824 respectively; P = 0. 025，0. 036 respectively) .ConclusionOlanzapine caninduce weight gain，glycolipids metabolic disturbance，as well as the increase of TNF－α，IL－6 and CRP in rats. Serum level ofTNF－α，IL－6 are positively correlated with level of CRP in olanzapine－induced obese rats.

Olanzapine Obese rat Tumor necrosis factor α ( TNF－α) Interleukins 6 ( IL－6) C－Reactive protein( CRP)

R964

A

1009－7201(2014)－02－0093－04

10.3969/j.issn.1009－7201.2014.02.004

2013－09－17)

乌鲁木齐市科技局科技攻关计划项目(编号:G111310003)

830002，新疆乌鲁木齐市第四人民医院

买买提热夏提.吐尔逊，维吾尔族，主任医师，E－mail:xiaojiema@sina.cn