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實驗鼠名人堂 – 基因改造肥胖鼠

不同於上一篇文章介紹過的DIO小鼠是因飲食熱量偏高產生肥胖,今天我們要介紹的ob小鼠與db小鼠是屬於基因改造小鼠,透過人為方式修飾了基因,使得特定基因無法表現,最後產生重度的肥胖。

近年來,科學家發現脂肪組織會分泌許多不同的荷爾蒙與激素,這些物質可以藉由循環系統送到其他組織中與特定受體結合,藉此傳遞訊號來發揮應有的調節功能。以瘦體素為例來說,瘦體素受到生物能量儲存的調控,而脂肪組織的一大功用就是儲存過多的能量。當脂肪組織增加表示體內能量過剩,此時脂肪組織會分泌出瘦體素,透過循環系統抵達腦部和瘦體素受體結合,將體內能量足夠的訊息告知下視丘內的飽覺中樞,接收到訊號的飽覺中樞則下令抑制食慾,達到減少外部能量攝取的目的。

▲ 當飽覺回饋路徑受到阻礙,無法發揮「能量足夠、抑制食慾」的調節功能,便會持續進食,攝取過多的能量,導致脂肪累積。

(國研院動物中心製圖,Original images from Pixabayスタジオジブリ© 2005-2020 STUDIO GHIBLI Inc)


然而,因為基因的缺陷,ob小鼠無法產生瘦體素,另一方面db小鼠則是瘦體素的受體變異,沒有辦法正確結合瘦體素。雖然基因缺陷的位置不同,但ob小鼠與db小鼠的下視丘同樣無法接收到來自脂肪組織發出的能量過剩訊號,也因此不會發出抑制食慾的訊號。這使得ob小鼠與db小鼠的食量比起一般正常的小鼠來的多。剛出生的ob小鼠和db小鼠肉眼無法辨識,不過大約在3-4週齡大的時候,體重即有明顯差異,最後體重甚至可以高出正常小鼠2倍。

由於ob小鼠與db小鼠的肥胖程度比起DIO小鼠更加嚴重,產生高血糖、高血脂、高血壓等三高疾病,除此之外也有不孕的現象產生。在研究應用方面,除了代謝疾病外也常用來作為第二型糖尿病、傷口癒合、第二型糖尿腎臟病、脂肪肝與非酒精性肝硬化等研究模式。

小鼠背景基因為C57BL/6J 8週齡公鼠生理值比較 (資料參考:The Jackson Labortory)

體重

(g)

血清血糖 (mg/dL)

三酸甘油酯 (mg/dL)

正常小鼠

24.4±1.2

156

119

DIO小鼠
(
高脂飲食2)

26.4 ± 1.5

215 ± 39

138

ob小鼠

44.5 ± 3.1

362 ± 72

218

db小鼠

40.8 ± 3.1

399 ± 122

200