D-半乳糖（D-Galactose；D-gal）是一种天然存在的六碳单糖（己糖），与葡萄糖同属于醛糖家族。它是哺乳动物乳汁中乳糖的重要组成部分，在自然界中广泛分布于奶制品、某些水果和蔬菜中。在正常生理浓度下，D-半乳糖是维持生命活动的必需营养素，是能量和重要生物大分子的来源。而过量的D-半乳糖通过诱导氧化应激和糖基化反应，成为加速衰老的诱导剂。

D-半乳糖诱导的衰老模型原理

D-半乳糖诱导的衰老模型（Aging Models）是一种通过长期、大剂量给实验动物（如小鼠、大鼠）注射D-半乳糖，通过外源性D-半乳糖过量摄入，导致机体代谢紊乱，产生过量活性氧（ROS），引发氧化应激和慢性炎症，从而在短时间内模拟出类似自然衰老的生理、生化及行为学变化的实验方法。它是一种建立衰老模型的经典手段。

图1 衰老的特征^[1]

1、氧化应激（Oxidative Stress）

过量D-半乳糖在体内被半乳糖氧化酶氧化，在此过程中会产生大量的活性氧（ROS），如超氧阴离子（O??）和过氧化氢（H?O?）。当ROS的产生超过机体抗氧化系统（如SOD、GSH-Px）的清除能力时，就会引发氧化应激。氧化应激会损伤细胞的脂质、蛋白质和DNA，特别是线粒体功能，导致细胞功能紊乱、衰老和凋亡。这与自然衰老的核心机制高度一致^[2]。

2、晚期糖基化终末产物（AGEs）的形成

高浓度D-半乳糖可与蛋白质、氨基酸的游离氨基发生非酶促糖基化反应，形成AGEs。GEs的积累会破坏蛋白质的正常功能，并通过与其受体（RAGE）结合，激活炎症通路，导致慢性低度炎症，这也是衰老的一个重要特征（“炎症衰老”）^[3]。

图2 D-半乳糖在正常剂量和高剂量下的代谢^[4]

D-半乳糖诱导的衰老模型建立方法

(1)实验动物

通常使用6–8周的啮齿类动物，而不是老年动物。这样可以观察其从“年轻”到“衰老”的变化过程。实验常用昆明鼠（KM），其对许多致衰老因素（如D-半乳糖）诱导的衰老模型反应良好，能够较快地表现出类似自然衰老的生理和生化指标变化。

(2)给药途径

最常用的是皮下注射（s.c.） 或者是腹腔注射（i.p.）。

(3)给药剂量与周期

剂量：小鼠的常用剂量为200-300mg/kg/天。剂量过高可能导致急性毒性，过低则效果不明显。

周期：连续给药6-10周。通常认为连续给药6周以上可以成功建立衰老模型。

D-半乳糖诱导的衰老模型优点

造模成本低、周期短：仅需6周以上即可模拟出衰老表型，而自然衰老模型需要饲养18-24个月以上，成本极高。

造模操作简单、易重复：给药方案标准化，结果稳定。

模型表型典型：能较好地模拟学习记忆衰退、氧化应激和炎症增加等核心衰老特征。

模型应用广泛：常用于筛选具有抗衰老、抗氧化、增强记忆力功能的药物或保健品。

文献实验验证

文献一

1、实验方法

实验动物：雄性昆明鼠

动物饲养：在恒温(25℃)下，12h光/12h暗周期

给药方式：皮下注射

药物剂量：500 mg/kg/天

给药时间：连续8周，每天一次^[5]

^{2、实验结果}

图3 饮食中添加三种油可改善

D-半乳糖诱导的小鼠的认知行为

图4 饮食中添加三种油可修复

D-半乳糖诱导的小鼠海马区损伤

图5 饮食中添加三种油可抑制D-半乳糖诱导的

小鼠的氧化应激和神经炎症，并调节神经递质

文献二

1、实验方法

实验动物：雄性昆明鼠

动物饲养：相对恒定的环境(温度25±1℃，湿度60%±5%)中交替光照和黑暗循环12h

给药方式：腹腔注射

药物剂量：300 mg/kg/天

给药时间：连续42天^[6]

^{2、实验结果}

图6 GAS对D-半乳糖小鼠记忆

和认知功能的保护作用

图7 GAS对D-半乳糖小鼠脑形态结构的

保护作用(A：H&E，B：Nissl)

图8 小鼠(×200)海马β-半乳糖苷酶染色结果

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D-半乳糖(用于动物造模)