间歇禁食法在改善奥氮平诱导小鼠代谢紊乱中的机制研究_李晗.pdf

DOI:10.12300/j.issn.1674-5817.2022.089实验动物与比较医学 Laboratory Animal and Comparative MedicineFeb.2023,43(1)张成芳，同济大学在读博士研究生，同济大学附属精神卫生中心主治医师，同济大学医学院及上海健康医学院兼职教师。临床业务方面，擅长老年期精神障碍、躯体疾病伴发精神障碍的诊治，以及精神药理学的临床运用。教学方面，获第一届同济大学医学院思政教学设计大赛二等奖、优秀思政案例奖，获2022年同济大学医学与生命科学课程思政教研分中心课程思政教学设计大赛优秀思政案例奖。科研方面，主要从事精神药理学基础研究，尤其是动物模型构建和抗精神病药物代谢不良反应的机制探讨和临床防治研究。参与上海市科委、国家自然科学基金等多个科研项目，以第一作者及通信作者身份发表科研论文7篇，其中2018年以共同第一作者身份在Journal of Clinical Investigation期刊发表的研究论文首次报告了巨噬细胞迁移抑制因子在抗精神病药诱导的代谢紊乱中的作用及机制。2019年被列入上海市浦东新区优秀青年医学人才培养计划。李 晗，上海交通大学医学院附属精神卫生中心、上海市重性精神病重点实验室助理研究员，主要从事实验动物行为学平台管理，参与上海市科委、国家自然科学基金等多个科研项目，以（并列）第一作者及通信作者在Frontiers in Cellular Neuroscience等杂志上发表科研论文3篇。间歇禁食法在改善奥氮平诱导小鼠代谢紊乱中的机制研究李 晗1,张笑瑞2,张成芳3(1.上海交通大学医学院附属精神卫生中心,上海市重性精神病重点实验室,上海201108;2.中国科学院分子细胞科学卓越创新中心动物实验技术平台,上海 200031;3.同济大学附属精神卫生中心,上海市浦东新区精神卫生中心,同济大学精神疾病临床研究中心,上海 200124)摘要 目的探究间歇禁食（intermittent fasting，IF）对奥氮平诱导小鼠代谢紊乱的保护作用及其机制。方法将 C57BL/6J 小鼠随机分为 4 组：生理盐水+自由摄食组（Saline+Ad libitum）、生理盐水+间歇禁食组（Saline+IF）、奥氮平给药+自由摄食组（Olanzapine+Ad libitum）、奥氮平给药+间歇禁食组（Olanzapine+IF），每组8只。其中间歇禁食组采用52方案，即每周的周一、周四禁食，其余时间自由摄食，干预12周；以自由摄食作为间歇禁食的对照（Control），以生理盐水灌胃作为奥氮平给药的对照（Saline）。比较奥氮平处理组与对照组经过间歇禁食干预后小鼠体质量、肝脏质量和附睾旁脂肪组织质量的差异，并分别采用磁共振和HE染色法分析小鼠体脂、瘦素以及内脏脂肪浸润的变化；同时，分别采用葡萄糖氧化酶法和放射免疫法测定小鼠糖代谢过程中空腹血糖、胰岛素和胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）的水平差异，分别采用ELISA和实时荧光定量PCR法测定H2O2含量和线粒体损伤相关标志物细胞色素C（Cytochrome C）mRNA水平。结果分组处理12周后，奥氮平诱导小鼠体质量、体脂、瘦素和内脏脂肪浸润明显增加（P0.05），空腹血糖、胰岛素和胰岛素指数也明显增加（P0.05）；然而间歇禁食可以使上述指标明显降低（P0.05）。进一步研究表明：间歇禁食处理后小鼠脂肪组织部位的H2O2释放和Cytochrome C mRNA表达水平均明显降低（P0.05）。结论间歇禁食可以减轻奥氮平引起的小鼠代谢紊乱，其机制可能与抑制氧化应激水平和维持线粒体功能有关。关键词 间歇禁食法；肥胖；氧化应激；线粒体；C57BL/6J小鼠中图分类号 Q95-33；R-332 文献标志码 A 文章编号 1674-5817（2023）01-0003-08 人类疾病动物模型：药学专题 Animal Model of Human Disease:Pharmacology基金项目 上海市浦东新区优秀青年医学人才培养计划（PWRq2020-19）；上海市浦东新区科技发展基金（民生科研专项：医药卫生）“间歇限制热量法在奥氮平诱导的胰岛素抵抗小鼠模型中的作用”（PKJ2018-Y27）第一作者 李 晗（1984），男，硕士，助理研究员，研究方向：精神疾病模型研究。E-mail：。ORCID:0000-0003-3903-5254通信作者 张成芳（1987），女，博士研究生，主治医师，研究方向：抗精神病药物代谢不良反应的机制和临床防治。E-mail：。ORCID：0000-0002-5977-03123实验动物与比较医学 Laboratory Animal and Comparative MedicineFeb.2023,43(1)Mechanism of Intermittent Fasting in Improving Olanzapine-induced Metabolic Disorders in MiceLI Han1,ZHANG Xiaorui2,ZHANG Chengfang3(1.Shanghai Mental Health Center,Shanghai Jiao Tong University of Medicine,Shanghai Key Laboratory of Psychotic Disorders,Shanghai 201108,China;2.Animal Core Facility of Shanghai Institute of Biochemistry and Cell Biology,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200031,China;3.Clinical Research Center for Mental Disorders,Shanghai Pudong New Area Mental Health Center,School of Medicine,Tongji University,Shanghai 200124,China)Correspondence to:ZHANG Chengfang(ORCID:0000-0002-5977-0312),E-mail:ABSTRACT Objective To explore the beneficial role and potential mechanism of intermittent fasting in olanzapine-induced metabolic disorders.Methods C57BL/6J mice were randomly divided into four groups:Saline+ad libitum(Saline+Ad libitum),Saline+intermittent fasting(Saline+IF),olanzapine administration+ad libitum(Olanzapine+Ad libitum),and olanzapine administration+intermittent fasting(Olanzapine+IF)，with eight mice in each group.The IF group adopted the 5 2 scheme,that is,fasting on Monday and Thursday every week,and eating freely in the rest of the time.Ad libitum feeding as the control of intermittent fasting,Saline gavage as the control of olanzapine administration.The experiment lasted for 12 weeks.The differences of body mass,liver mass and epididymal adipose tissue mass were compared between the olanzapine-treated group and the control group after IF intervention.The body fat mass,lean body mass,and visceral fat infiltration of mice were analyzed by nuclear magnetic resonance and HE staining,respectively.Furthermore,the levels of fasting blood glucose,insulin,and insulin resistance index(HOMA-IR)in the process of glucose metabolism were also measured by glucose oxidase method and radioimmunoassay,respectively.The effects of IF on H2O2 release and the level of cytochrome C mRNA,a marker related to mitochondrial damage,were detected by ELISA and real-time fluorescence quantitative PCR.Results After 12 weeks of treatment,olanzapine induced a significant increase in body mass,body fat,lean body mass and visceral fat infiltration(P0.05),as well as fasting blood glucose,insulin,and HOMA-IR(P0.05);however,IF significantly reduced the above indicators(P0.05).Further studies showed that the release of H2O2 and the expression of Cytochrome C mRNA in adipose tissue of mice after intermittent fasting treatment were significantly decreased(P0.05).Conclusion Intermittent fasting therapy can alleviate olanzapine-induced metabolic disorders in mice.The underlying mechanism may involve the inhibition of oxidative stress level and the maintenance of mitochondrial functions.Key words Intermittent fasting therapy;Obesity;Oxidative stress;Mitochondria;C57BL/6J mice精神分裂症是一种严重的慢性障碍疾病。流行病学调查表明，高达 1%的人群饱受精神分裂症的折磨1。目前，精神分裂症的病因机制尚未明确，临床治疗手段有限，主要是使用第二代抗精神药物奥氮平。奥氮平因其良好的治疗效果，可以显著改善阴性症状和认知障碍，成为临床治疗精神分裂症的一线用药2。长期使用奥氮平虽然可以改善精神分裂症状，但是也显著加剧机体的脂质代谢和炎性反应，使患者出现肥胖等症状，罹患心血管疾病和糖尿病的风险骤然增加3。遗憾的是，目前临床上缺乏有效的药物干预奥氮平诱导的不良反应，相关的致病机制研究仍然较少。以往研究表明，心血管疾病和糖尿病均与炎症小体释放增加、炎性反应激活、能量代谢异常以及氧化应激密切相关4。炎症小体是经典的炎性代谢感受器，负责感知多种病原体和损伤相关信号通路的变化5。在糖尿病模型中，负责炎性因子调节的促炎细胞因子白细胞介素（interleukin，IL）-1 和 IL-18 介导caspase-1活化，促进氧化应激，导致细胞死亡以及糖尿病和心血管系统的炎性反应6。为了响应炎性刺激反应，炎症小体也会募集和重新分配能量代谢，以满足细胞在炎性状态下的能量稳态7-8。此外，能量代谢产生的琥珀酸等小分子物质可以促进线粒体琥珀酸氧化和线粒体膜电位升高，共同驱动线粒体活性氧4实验动物与比较医学 Laboratory Animal and Comparative MedicineFeb.2023,43(1)（reactive oxygen species，ROS）的产生，进一步加剧线粒体ROS水平升高9。间歇禁食是近年来的研究热点之一，其包括通过短期禁食或限制热量来控制进食，达到改善机体结构和整体健康的一系列方式，其本质不是减少总能量摄入，而是通过改变进食时机达到改善代谢紊乱的目的。研究最广泛的3种间歇禁食方案是隔日禁食、52方案（每周有间隔开的2 d禁食或极低热量饮食，其余时间自由摄食）和每日限时饮食，其中52方案因对热量限制较低，成为最流行的方案10。一般认为，通过间歇禁食可以有效抑制体质量增加、降低促炎因子浓度、减少代谢紊乱，预防和治疗心血管疾病和代谢性疾病。因而，通过调节饮食方式降低炎性反应的策略受到极大关注。在大鼠高脂饮食模型的研究中，间歇禁食通过调节炎性反应，显著降低了胰岛素、血糖和胰岛素抵抗水平11。此外，间歇禁食能够调节线粒体活性和氧化应激水平。本研究以线粒体和氧化应激为切入点，通过间歇禁食研究奥氮平诱导肥胖与氧化应激的关系，进一步揭示间歇禁食调节奥氮平诱导肥胖的机制，为临床干预奥氮平的不良反应提供理论基础。1材料与方法1.1实验动物SPF级雄性C57BL/6J小鼠32只，8周龄，体质量2022 g，购自上海斯莱克实验动物有限公司SCXK（沪）2021-0007。小鼠饲养于上海睿太莫斯生物科技有限公司实验动物屏障设施 SYXK（沪）2018-0007，温度2225，相对湿度40%70%，12 h日夜交替照明。本研究项目中动物实验方案经上海睿太莫斯生物科技有限公司的实验动物使用与管理委员会审核批准（SHRTMOBIO-IACUC-PR01-20211115）。1.2主要仪器和试剂奥氮平（美国 Sigma 公司），血糖仪、血糖试纸（德国拜耳公司），H2O2 ELISA试剂盒（武汉博士德生物工程有限公司），苏木素伊红（hematoxylin-eosin，HE）染色试剂盒（北京索莱宝科技有限公司），戊巴比妥钠粉末（美国Sigma公司）。TRIzol试剂和引物合成（美国 Invitrogen 公司），反转录和实时荧光定量PCR试剂盒（日本TaKaRa公司），实时荧光定量PCR仪（美国Abbott公司，型号：m2000rt）。1.3实验分组及小鼠体质量监测将C57BL/6J小鼠随机分为生理盐水+自由摄食组（Saline+Ad libitum）、生理盐水+间歇禁食组（Saline+IF）、奥 氮 平 给 药+自 由 摄 食 组（Olanzapine+Ad libitum）、奥氮平给药+间歇禁食组（Olanzapine+IF），每组8只。奥氮平给药+自由摄食组，按每天3 mg/kg的剂量12灌胃奥氮平溶液，自由摄食；奥氮平给药+间歇禁食组在给予奥氮平处理的同时，每周2 d（周一、周四）禁食；生理盐水+自由摄食组，每天灌胃同等体积的生理盐水（即0.9%NaCl溶液），自由摄食；生理盐水+间歇禁食组，每天灌胃同等体积的生理盐水，每周2 d（周一、周四）禁食。预实验发现建模12周，代谢表型比较稳定；而且临床上针对奥氮平引起代谢紊乱的干预性研究周期多为12周。因此，本实验周期为12周，每周定时称量小鼠体质量。1.4样本收集建模12周后，小鼠禁食12 h，按40 mg/kg的剂量腹腔注射戊巴比妥钠麻醉，将小鼠固定于操作台上，消毒后解剖打开腹腔，收集肝脏及附睾旁脂肪组织，分别称肝脏质量、脂肪质量。收集的肝脏组织和脂肪组织一部分用于组织病理切片；另一部分经液氮速冻后转80 保存，待测脂肪组织中基因表达水平。1.5胰岛素抵抗水平测定建模12周后，小鼠禁食12 h，按40 mg/kg的剂量腹腔注射戊巴比妥钠麻醉，经髂静脉取血；用肝素抗凝管留取血液标本，离心20 min（2 500 r/min），收集血浆。采用葡萄糖氧化酶法检测空腹血糖，放射免疫法检测空腹胰岛素。计算胰岛素抵抗的稳态模型评估（homeostatic model assessment of insulin resistance，HOMA-IR）指数=空腹血糖（mmol/L）空腹胰岛素（mU/L）/22.5。1.6小鼠身体组成成分分析建模 12 周后，用 EchoMRI-100 磁共振仪（美国Echo Medical System公司）分析小鼠附睾旁脂肪组织的脂肪及瘦素含量。1.7肝脏和脂肪组织染色将收集到的小鼠肝脏组织和附睾旁脂肪组织置于质量分数为4%的多聚甲醛溶液中固定48 h，常规石蜡包埋后切片（34 m），然后进行HE染色。光学显微镜下观察肝脏组织和脂肪组织的病理改变，以细胞体积变化反映脂肪浸润程度。1.8ELISA检测H2O2含量脂肪组织匀浆后收集上清液，用ELISA试剂盒检测H2O2含量。按照试剂盒操作流程，依次配制标准品，加入样本上清液，再加入试剂和显色试剂等，酶标仪检测吸光度（A）值，依次计算样本H2O2含量。5实验动物与比较医学 Laboratory Animal and Comparative MedicineFeb.2023,43(1)1.9 实 时 荧 光 定 量 PCR 检 测 细 胞 色 素 C（Cytochrome C）基因表达采用TRIzol法提取脂肪组织中总RNA，然后使用反转录试剂盒将其反转录成cDNA，以cDNA为模板进行实时定量PCR。PCR反应条件：95 预变性60 s；95 变性15 s，60 退火15 s，72 延伸45 s，共40个循环。引物序列包括：Cytochrome C 上游引物为 5-ACTACAGCCACGTTTACCC-3，下 游 引 物 为 5-AGCCTTTTCACCCCCACAAA-3；内参GAPDH上游引物为5-AACTTTGGCATTGTGGAAGG-3，下游引物为5-ACACATTGGGGGTAGGAACA-3。统计循环阈值（cycle threshold，Ct），以2-Ct值反映Cytochrome C基因的相对表达量。1.10统计学方法采用 GraphPad Prism 8 软件进行统计学分析，计量资料以-xs表示。采用单因素方差分析和双因素重复测量方差分析法进行组间比较，采用Turkey事后检验法进行校准。P0.05为差异具有统计学意义。2结 果2.1间歇禁食对摄入奥氮平小鼠体质量、体脂分布和内脏脂肪浸润的影响8周龄C57BL/6J雄鼠建模后，连续12周记录体质量，分析间歇禁食后小鼠体质量的变化（图1A）。与注：A，连续12周记录不同处理组小鼠的体质量变化（F=161.20，P0.001）；B，奥氮平摄入12周后间歇禁食对小鼠体质量的影响（F=62.87，P0.001）；C，奥氮平摄入12周后小鼠脂肪含量的变化（F=0.027，P0.001）；D，奥氮平摄入12周后小鼠瘦素含量（nsF=78.54，P=0.994）；E，奥氮平摄入12周后小鼠肝脏和附睾旁脂肪细胞形态（HE染色，比例尺大小均为200 m）。Note：A，Body mass changes of mice in different treatment groups for 12 consecutive weeks（F=161.20，P0.001，two-way ANOVA followed by Turkeys post-test）.B，Effect of intermittent fasting on body mass of mice with olanzapine diet for 12 weeks（F=62.87，P0.001，one-way ANOVA followed by Turkeys post-test）.C，The changes of fat mass in mice after olanzapine diet for 12 weeks（F=0.027，P0.001，one-way ANOVA followed by Turkeys post-test）.D，The changes of lean mass in mice after olanzapine diet for 12 weeks（n.sF=78.54，P=0.994，one-way ANOVA followed by Turkeys post-test）.E，Liver and epididymal adipose morphology after olanzapine diet for 12 weeks（HE staining，the scale bar is 200 m）.图1 间歇禁食对奥氮平小鼠体质量、体脂分布和内脏脂肪浸润的影响Figure 1 Effects of intermittent fasting on body mass，body fat distribution，visceral fat infiltration in olanzapine-induced mice6实验动物与比较医学 Laboratory Animal and Comparative MedicineFeb.2023,43(1)生理盐水+自由摄食组相比，奥氮平给药+自由摄食组的小鼠体质量持续增高；而间歇禁食干预后，奥氮平给药+间歇禁食组小鼠的体质量显著降低（P0.001）。建模12周后，与生理盐水+自由摄食组的小鼠体质量相比，奥氮平给药+自由摄食组的小鼠体质量显著增高，间歇禁食干预显著降低了奥氮平给药+间歇禁食组小鼠体质量（P0.001，图1B）。建模12周后，与生理盐水+自由摄食组的小鼠肝脏体质量（2.810.32）g相比，奥氮平给药+自由摄食组小鼠的肝脏质量（3.510.31）g显著增高，而奥氮平给药+间歇禁食组小鼠的肝脏质量（1.110.51）g显著降低（P0.001）。与生理盐水+自由摄食组的小鼠附睾旁脂肪质量（2.620.22）g相比，奥氮平给药+自由摄食组小鼠的附睾旁脂肪质量（2.230.33）g显著增高，而奥氮平给药+间歇禁食组小鼠的附睾旁脂肪质量（1.210.41）g显著降低（P0.001）。进一步通过磁共振分析体质量增加的具体成分，结果表明，与生理盐水+自由摄食组相比，奥氮平给药+自由摄食组小鼠的脂肪含量显著增高；而间歇禁食干预后，奥氮平给药+间歇禁食组小鼠的脂肪含量显著减少（P0.001，图1C）；但是奥氮平处理和间歇禁食干预都不影响小鼠瘦素含量（P0.05，图1D）。此外，内脏脂肪浸润是肥胖的主要特征。HE染色结果表明，奥氮平干预小鼠的肝脏和附睾旁脂肪细胞体积明显增大，间歇禁食处理后其细胞体积明显变小（图1E）。因此，间歇性禁食对奥氮平摄入引起的小鼠肥胖，尤其是内脏脂肪浸润，有显著的改善作用。2.2间歇禁食对摄入奥氮平小鼠空腹血糖、胰岛素和胰岛素抵抗水平的影响奥氮平连续干预12 周后，观察实验小鼠空腹血糖、血清中胰岛素水平和胰岛素抵抗水平（即HOMA-IR）的变化。与生理盐水+自由摄食组小鼠相比，奥氮平给药+自由摄食组小鼠的空腹胰岛素水平和HOMA-IR显著增高，而间歇禁食干预后，奥氮平给药+间歇禁食组小鼠的空腹胰岛素水平（P0.001，图2A）和HOMA-IR（P0.001，图2B）水平显著降低；但4组小鼠空腹血糖水平差异均无统计学意义（P0.05，图2C）。结果表明，间歇禁食可能通过调节胰岛素和胰岛素抵抗来改善奥氮平诱导的肥胖作用。2.3 间 歇 禁 食 对 氧 化 应 激 因 子 H2O2和Cytochrome C的影响动物实验和临床研究均表明，脂肪组织慢性炎性反应与氧化应激和线粒体功能异常密切相关。如图3所示，与生理盐水+自由摄食组小鼠相比，奥氮平给药+自由摄食组小鼠的H2O2释放量明显增多，同时线注：间歇禁食干预12周后，检测小鼠空腹胰岛素含量（A）（F=18.08，P0.001）、胰岛素抵抗的稳态模型评估（HOMA-IR）指数 空腹血糖（mmol/L）空腹胰岛素（mU/L）/22.5（B）（F=9.707，P=0.000 4），以及小鼠血糖含量（C）（n.sF=0.860，P=0.477）.Note：After 12 weeks of intermittent fasting，detecting fasting insulin levels（A）（F=18.08，P0.001，one-way ANOVA followed by Turkeys post-test），homeostatic model assessment of insulin resistance（HOMA-IR）（B）（F=9.707，P=0.000 4，one-way ANOVA followed by Turkeys post-test），and fasting glucose levels（C）（n.sF=0.860，P=0.477，one-way ANOVA followed by Turkeys post-test）.图2 间歇禁食对奥氮平小鼠空腹血糖、胰岛素和胰岛素抵抗水平的影响Figure 2 Effects of intermittent fasting on fasting blood glucose,insulin,and HOMA-IR,in olanzapine-induced mice7实验动物与比较医学 Laboratory Animal and Comparative MedicineFeb.2023,43(1)粒体标志物Cytochrome C的mRNA转录水平明显升高（P0.05）；而奥氮平给药+间歇禁食组小鼠的H2O2释放量和Cytochrome C mRNA转录水平均明显低于奥氮平给药+自由摄食组（P0.05）。因此，间歇禁食有助于缓解奥氮平诱导的氧化应激水平和线粒体功能异常。3讨 论精神分裂症是严重困扰大众的精神疾病之一，患者主要表现出阳性症状（包括幻想、思维混乱、感觉异常等）、阴性症状（包括情感淡漠、动机缺乏、社交功能退化等）和认知障碍等症状，涉及多维度的认知和情绪障碍12。研究表明，单纯的药物治疗对患者认知提升和恢复的效果甚微13，因此需要配合全方位的呵护。此外，长期的药物摄入也会极大影响新稳态的建立。本研究证明，奥氮平摄入会增加机体罹患糖尿病和心血管疾病的风险，配合间歇禁食疗法可显著降低奥氮平不良反应的发生程度，同时也缓解了代谢紊乱带来的不良后果。间歇禁食法不仅在心血管疾病和糖尿病等代谢性疾病中起到调节作用，而且参与调节线粒体能量稳态14。在脑卒中模型中，间歇禁食增高了脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）、抗氧化应激因子热休克蛋白70（heat shock protein 70，HSP70）和抗炎细胞因子的水平，显著抑制炎性因子的表达，减少组织损伤，改善功能15。高脂饮食诱导的肥胖能够被间歇禁食疗法所逆转，使用炎症小体通路的激动剂也可发挥相似的效应，提示其相互之间存在紧密的联系16。总之，间歇禁食能够最大限度地提高机体面对应激和炎性反应的自我修复水平，极大提升机体的自我修复能力。一方面，间歇禁食或者饥饿可导致多种生物体（主要有线虫和果蝇等）的长寿效应。在酵母细胞中，糖类和脂肪分解产生葡萄糖、乙酸和乙醇的过程中，也会加速细胞衰老过程；在人群研究中，特定类型脂肪（中链与中长链脂肪）的摄入量也很重要。长链脂肪酸等替代碳水化合物和蛋白质，会影响糖异生和葡萄糖水平，从而促进衰老和疾病发生。而间歇禁食能够改善肠道运动，增强肝细胞对胰岛素的敏感性，从而在整体上降低氧化应激和炎性反应水平，这对优化中枢和外周神经系统的能量代谢至关重要17。另一方面，间歇禁食对机体有强大的修复能力，能够诱导机体对胰岛素更敏感，降低血压、代谢和炎性反应水平，改善心肌梗死、糖尿病、中风、阿尔茨海默病和帕金森病的发生与发展。总的结果是触发细胞适应性反应，诱导机体面对压力更强的适应性和免疫力，保护细胞免受DNA损伤，抑制细胞生长，增强受损细胞的凋亡18。因此，间歇禁食法有望成为非常重要的临床干预策略。一般认为炎症小体通过骨架蛋白被内源性/外源性刺激激活，导致炎症小体组装。炎症小体形成后，前体半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1可以自我激活，紧接着Caspase-1将细胞因子前体切割成成熟的细胞因子，这些细胞因子在细胞外分泌，加剧IL-1和IL-18 的释放14。而相关途径又涉及线粒体活性氧和腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）-Unc-51 样激酶1（Unc-51-like kinase 1，ULK1）自噬信号级联。脂肪细胞中的炎症小体激活后，会损害几个靶组织中的胰岛素信号，从而降低糖耐量和胰岛素敏感性。此外，IL-1通过肿瘤坏死因子非依赖性和依赖性途径影响胰岛素敏感性19-20。本注：间歇禁食 12 周后，ELISA 检测小鼠 H2O2释放量（A）（F=4.633，P=0.016），实时定量PCR检测Cytochrome C的mRNA转录水平（B）（F=3.605，P=0.031）。Note：Hydrogen peroxide release was detected by ELISA（A）（F=4.633，P=0.016），and the transcriptional level of Cytochrome C mRNA was detected by real-time fluorescence quantitative PCR（B）（F=3.605，P=0.031）after 12 weeks of intermittent fasting treatment in mice.图3 间歇性禁食对奥氮平小鼠氧化应激因子和线粒体功能的影响Figure 3 Effects of intermittent fasting on oxidative stress，mitochondrial function in olanzapine-induced mice8实验动物与比较医学 Laboratory Animal and Comparative MedicineFeb.2023,43(1)研究中动物实验进一步表明：间歇禁食疗法缓解奥氮平诱导肥胖的机制也与小鼠血糖、胰岛素和胰岛素抵抗有关，同时显著抑制了肝脏和附睾旁脂肪垫脂肪细胞的脂肪堆积，在动物整体水平上显著缓解了动物肥胖的发展。总之，间歇禁食可能有效缓解长期使用奥氮平引发的肥胖等不良症状。线 粒 体 是 细 胞 三 磷 酸 腺 苷（adenosine-triphosphate triphosphate，ATP）合成的主要场所，通过 ATP 释放推动细胞能量代谢和新陈代谢。一般来说，线粒体功能变化包括线粒体形态、活性、生物合成、分解和代谢需求。本研究结果证明：奥氮平摄入会极大地提高机体葡萄糖和游离脂肪酸的水平，糖耐量水平也显著增高。葡萄糖和游离脂肪酸一旦持续性处于高水平，会进一步刺激线粒体氧化应激反应，包括H2O2和ROS水平升高，诱发机体炎性反应和核因子B（nuclear factor kappa-B，NFB）的磷酸化水平升高。此外，过量产生的H2O2和ROS也会损伤线粒体能量平衡，最终诱发机体陷入炎性反应的恶性循环之中。本研究中，间歇禁食减少了H2O2的释放量，并且降低了线粒体功能重要标志物Cytochrome C的转录水平。根据现有的实验结果，笔者推断，间歇禁食法改善奥氮平引起小鼠代谢紊乱的潜在通路模式如图4所示。总之，间歇禁食可能通过维持线粒体功能和炎性因子水平，发挥调节代谢的作用。综上所述，奥氮平被临床广泛应用于精神分裂症的治疗，但是长期使用会造成机体多层次的功能损伤，并且常常伴随糖耐量异常、炎症小体和线粒体功能紊乱等损伤，患者出现肥胖和糖尿病的风险陡然增加，最终引发器质性损害。间歇禁食与传统医学药物治疗不同，摒弃了药物可能的不良反应，可以多层次缓解炎症小体产生、线粒体功能变化和糖耐量异常。目前已经有大量的研究从多维度解析炎性反应与肥胖的关系。本研究结果进一步提示，间歇禁食对奥氮平诱导的代谢紊乱具有治疗作用，而且这种治疗机制可能与抑制炎性反应有关。因此，本研究通过探讨间歇禁食对奥氮平诱导性代谢紊乱的影响，以期为奥氮平诱导的代谢紊乱找到防治的突破点，推动新的治疗策略和新方法的产生。医学伦理声明Medical Ethics Statement本研究涉及的所有动物实验均已通过上海睿太莫斯生物科技有 限 公 司 实 验 动 物 使 用 与 管 理 委 员 会 批 准（批 号：SHRTMOBIO-IACUC-PR01-20211115）。所有实验过程均遵照中国实验动物相关法律法规条例要求进行。All experimental animal protocols in this study were reviewed and approved by Animal Care and Use Committee in Shanghai RAT&MOUSE BIOTECH CO.,LTD(Approval Letter No.SHRTMOBIO-IACUC-PR01-20211115),and all experimental protocols were carried out in accordance with the requirements of laws and regulations in China related to experimental animals,including Animal Management Regulations(01/03/2017),Laboratory Animal:Guideline for Ethical Review of Animal Welfare(GB/T 35892-2018),and so on.图4 间歇禁食法改善奥氮平诱导小鼠代谢紊乱的潜在通路模式图Figure 4 Schematic illustration of potential pathways underlying the mechanism of intermittent fasting in ameliorating olanzapine-induced metabolic disorders in mice9实验动物与比较医学 Laboratory Animal and Comparative MedicineFeb.2023,43(1)作者贡献 Author Contribution 李晗:负责实验操作、文章写作；张笑瑞:负责数据分析；张成芳:负责实验设计指导，文章修改及把关。利益声明 Declaration of Interest 所有作者均声明本文不存在利益冲突。参考文献 References1STPNICKI P,KONDEJ M,KACZOR A A.Current concepts and treatments of schizophreniaJ.Molecules,2018,23(8):E2087.DOI:10