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實驗鼠名人堂 – 高脂飲食誘發肥胖鼠

通常實驗動物要能夠模擬人類疾病的表現,科學家才能透過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、飲食或藥物誘發,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,便是匯集了各種實驗動物模式,首先要介紹的,是代謝領域研究中的胖胖鼠們,牠們模擬人類各種因肥胖產生的代謝異常。

如同世界萬物運行遵照能量守恆定律一般,生理的能量平衡也遵循著這樣的原理。藉由飲食中攝取的能量(食品上頭標示的卡路里)扣除掉人體基礎代謝率(維持生活機能所需的能量)以及運動消耗的能量之後,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。這也就是為什麼減重的黃金定律是少吃多動。不過,今天不是來開減肥課程,而是來帶大家了解實驗動物界三大類胖胖鼠發胖的原因。

圖說: 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)

雖然這三大類胖胖鼠變胖的理由不盡相同,但是共同成因都是因為「熱量天平傾斜過多,剩餘熱量造成肥胖」。接下來我們就一一點名介紹牠們出場囉~

1.
飲食誘發肥胖鼠(Diet-induced obese mice;以下簡稱DIO小鼠)

2. ob/ob小鼠(簡稱ob小鼠)

3.db/db 小鼠(簡稱db小鼠)

胖胖鼠中的DIO小鼠基因背景和一般正常小鼠一樣,如同牠的名字由來,這類型小鼠被給予的飲食含有高含量的脂肪*,因此導致肥胖。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。

圖說: 食用高含量脂肪飲食配方的實驗鼠,雖然進食份量正常,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。DIO小鼠通常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。

*更多小鼠飲食資訊請看實驗動物食堂裡的二三事