糖尿病动物模型建立.docx

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糖尿病动物模型建立

糖尿病动物模型建立

摘要:

本文通过收集相关文献总结糖尿病模型的建立方法。

关键词:

糖尿病模型，鼠

前言:

在生物医学研究的进展过程中常常依赖于使用动物模型作为实验假说和临床假说两者的试验基础，主要有以下几个优点：

1.避免了在人身上进行试验所带来的风险，包括伦理学上的相关问题2.可以严格控制实验条件，增强实验材料的可比性4.可以简化实验操作和样品收集。

从实用性出发，本文重点介绍大鼠诱发性糖尿病模型的建立。

科技前沿：

日本东京大学的研究人员在新研究中发现一种名为AdipoRon化合物，它能够减轻吃高脂肪食物的小鼠和遗传性肥胖小鼠的胰岛素抗性和葡萄糖耐受不良[8]。

中科院：

发现了2型糖尿病重要的早期生物标记物[9]，也有学者认为可以用果蝇制作人体糖尿病模型，不过相关报道较少[11],

乌克坦（Yucatan）［14］小型猪（亦称墨西哥无毛猪）也是糖尿病研究中一个很好的动物模型，只需一次静脉注射水合阿脲（alloxanmonohydrate）200mg/kg体重，就可以产生典型的急性糖尿病。

其临床体征包括高血糖、剧渴、多尿和酮尿等。

[12]

灵长类动物猕猴，主要用于病因学、遗传学、神经系统、细胞生化及药物鉴定等方面研究，这样的动物模型，研究人类糖尿病会更接近自然，结果也比较理想，但因价格昂贵，难以得到，国内较少使用。

[13]

Ⅰ型糖尿病模型建立

1.1手术切除胰腺

手术切除胰腺后，动物缺乏胰岛素而出现高血糖。

全部切除胰腺,可制成无胰性糖尿病动物模型,需补充外源性胰酶。

全部切除胰腺,除可引起高血糖外，并可致酮症酸中毒和死亡，故一般主张切除75%~90%的胰。

1.2病毒诱导

胸心肌炎病毒D变异体和M变异体均致糖尿病肾病的作用，对其敏感的的动物品系有DBA及DBA/2小鼠，其作用机制与其感染动物后破坏胰岛β细胞有关。

许多病毒对B细胞都存在潜在的损伤，它们的分子机制差异很大，有速发的或慢性的自身免疫破坏，如柯萨奇病毒、风疹病毒、流行性腮腺炎病毒、巨细胞病毒、逆转录病毒等．LondonoE“等用Kilham大鼠病毒造模时，同时用小剂量地塞米松，有效的阻止了B细胞的自身免疫破坏的，提出1型糖尿病预防的新思路．[1][5]

1.3化学药物诱导

1.3.1.1链脲佐菌素

链脲佐菌素（Streptozotocin,STZ）结构中亚硝基脲是细胞毒，去氧葡萄糖部分使之易于进入β细胞。

其损伤β细胞的机制可能与以下几个方面有关：

STZ直接破坏胰岛β细胞,有学者认为，SAZ首先损伤β细胞及有关细胞器膜结构导致酶的扩散和酶活性改变，进而影响β细胞功能和结构的改变。

STZ激活自身免疫过程，进一步导致细胞损害，常见于多次小剂量注射。

遗传因素的影响，有学者针对STZ损伤胰岛β细胞分子水平作用机制研究认为，其毒性作用首先是将DNA碱基上的特殊位点烷基化，再作用于ADP核糖体合成酶，从而损伤β细胞。

通过一氧化氮NO和自由基两种途径损伤胰岛β细胞。

STZ对实验动物的胰岛细胞具有高度选择性毒性作用。

STZ原本是一种光谱抗菌素，具有抗菌、抗肿瘤性能的同时亦有通过特异性损伤胰岛β细胞诱发糖尿病的副作用，高剂量STZ致动物胰岛β细胞坏死而无胰岛炎发生，诱导动物发生Ⅰ型糖尿病，方法简便、用药量小，、特异性损伤β细胞、药物毒性较低。

[1][2]

1.3.1.2建模方法

Wistar大鼠（体重200~300g）一次性大剂量或多次小剂量腹腔或静脉注射STZ（60~80mg/kg，临用前溶于PH4.5,0.1mg/L枸橼酸-枸橼酸钠缓冲液中），72小时后出现血糖稳定升高，三多症状（多饮、多食、多尿）明显，检测血糖在11.1mmol/L时，即制成无炎性Ⅰ型糖尿病模型。

主要形态学改变：

胰岛萎缩、形状不完整，细胞数量减少，细胞肿胀、退变、凋亡。

随着病程的延长逐渐加重，并不同程度胰岛纤维化。

免疫组化染色显示，胰岛β细胞数量明显减少，甚至无β细胞，α细胞数量明显增多。

[2]

STZ称量后溶解于pH4．5、浓度为0．1mol／L的柠檬酸一柠檬酸钠缓冲液，配制成1％的溶液，避光放置，5min内给与造模小鼠。

小鼠腹腔注射STZ每次100mg／（kg·bw），间隔1d后再注射一次，制备T1DM模型,末次注射STZ后第3天起采鼠尾静脉血测定随机血糖[13]值，然后每隔两天测定一次，连续两次血糖值大于13．9mmol／L诊断为糖尿病。

也有学者实验使用Wistar大鼠STZ的量为55mg/kg时成功率可达75%。

[3]

1.3.2.四氧嘧啶（Alloxan）

四氧嘧啶是一种胰岛β细胞毒剂，四氧嘧啶产生超氧自由基而破坏β细胞，是细胞DNA损伤，并激活多聚ADP核糖体酶的活性，从而使辅酶

含量下降，导致mRNA功能受损，β合成前胰岛素减少，导致胰岛素缺乏。

缺点：

豚鼠对四氧嘧啶具有抗药性

对四氧嘧啶引起的永久性高血糖症状，部分动物能够自然缓解

不同动物对其敏感度差异很大，饲料和营养状况也影响其致病率。

1.3.3.1联合使用建模

有学者发现单独使用四氧嘧啶动物模型容易死亡、链佐霉素动物模型血糖偏低，而且成功率低。

便实验联合使用链佐霉素和四氧嘧啶建模。

1.3.3.2建模方法

选用昆明鼠种小白鼠，造模前先用高脂高糖喂养1个月。

造模用链佐霉

素，按每天40mg／kg体质量剂量，用浓度为0．1mmol／L柠檬酸缓冲液（pH4．0）溶解，给小鼠做腹腔注射，每天1次，连续4d。

结束2d后，再用四氧嘧啶水溶液腹腔注射，按100mg／kg体质量剂量（半量）计算，一次注射完。

测定造模前和造模后48h（2d）血糖。

1.4其他药物

阿脲（alloxn）、吡甲硝苯脲（vacor）、二苯基硫卡巴腙（dithizone）deng

型糖尿病模型

2.1.1

动物饲喂1~2个月的高热量饮食，包括高糖、高脂、高糖高脂及高热量食物，造成超重及肥胖发生糖脂代谢紊乱诱发胰岛素抵抗之后，一次性小剂量的STZ，渐进破坏胰岛β，使该模型具有肥胖IR、高血糖、高血脂等特点。

形成

型糖尿病

2.1.2建模方法

Wistar大鼠，体重180~200g，高糖高脂饲料饲养连续8周以上，动物房室温18~25℃，相对湿度约为50%，每日光照12h，大鼠自由摄食、饮水，每日17:

00~18:

00喂食，无论前日饲料有无剩余均加入当日饲料，每只大鼠每天摄食总热量为310KJ。

注射前禁12h，但不禁水。

用15~30mg/kg剂量一次性空腹注射2%STZ溶液（临用前取适量STZ，用0.1mol/L柠檬酸-柠檬钠缓冲液配制，PH=4.2）。

健康SD大鼠以高糖高脂饲料（10%猪油，20%蔗糖，2%蛋黄粉，1%胆盐，67%常规饲料）喂养，10周后空腹注射STZ30ug/g（以PH=4.5,0.1mmol枸橼酸-枸橼酸钠缓冲液配制成20g/L溶液，1周以后以便携式血糖仪测定大鼠尾尖血糖以空腹血糖≥16.6mmol/L作为

型糖尿病成模标准。

[7]

健康SD雄性大鼠，体重170~200g，大鼠饲养于温室中，使用14/10小时的光暗周期（从上午7:

00），并进行一周的环境适应后高脂饲养（60%的热量来自脂肪，70%的动物脂肪），所有大鼠给予食物和水并让其自由采食，5周后低剂量STZ（35毫克/千克）造成

型糖尿病，5周后高剂量（55毫克/千克）造成

型糖尿病。

STZ溶解于柠檬酸盐缓冲液（0.01摩尔/升，pH值4.5）和由单尾静脉注射给予。

[10]

2型糖尿病模型建立：

大鼠适应性饲养2d后随机分组，建立模型的大鼠予脂类诱导饲料喂养4周后予链脲佐菌素（STZ）溶于柠檬酸缓冲液（pH4．3，0．1mol／L）30mg／kg一次性腹腔注射,继续普通饲料喂养2周后禁食8h，按2g／kg灌服20％D一葡萄糖溶液，做口服糖耐量试验，0min和120min血糖分别>7．0mmol／L和11．0mmol／L为造模成功。

2.1.3模型评判标准

在胰岛素抵抗基础上，空腹血糖≥16.7mmol/L或者糖负荷2h血糖≥11.1mmol/L视为造模成功。

[6]

2.2胰岛素抵抗动物模型

2.2.1

胰岛素抵抗是由于胰岛素受体或体后缺陷是生理浓度的胰岛素不能将血糖维持在正常水平的现象，是

兴糖尿病的前期阶段。

当胰岛素抵抗出现后，一旦胰岛β细胞破坏，糖耐量将迅速恶化，进一步发展为

型糖尿病。

2.2.2诱发性胰岛素抵抗模型建立方法

8周龄SD大鼠，高脂、高糖饮食饲养，建成胰岛素抵抗模型。

高脂肪

饲料中脂肪占总重量的28.27%，占总能量的56.89%。

脂肪来源为猪油，其主要成分为饱和脂肪酸。

过多的脂肪分解成FFA，升高的FFA可使肝脏对胰岛素清除率下降，导致高胰岛素血症，骨骼肌表现为胰岛素抵抗，在胰岛则表现为

型糖尿病。

参考文献：

[1].糖尿病肾病中西医结合研究基础于临床/李平，谢院生主编.—上海:

上海科学技术出版社，2009.4

[2].实验性糖尿病病理图谱/潘琳编著。

–—北京：

科学出版社，2007

[3].糖尿病肾病模型建立方法探讨,中国民族医药杂志,2010.11

[4].糖尿病模型建立的方法比较,现代中西医结合杂志,2011.5

[5].糖尿病鼠模型研究新进展.昆明医学院学报2012

[6].二甲双胍对

型糖尿病大鼠血清和胰腺骨钙素水平的影响，中国糖尿病杂志，2012.6

[7]

型糖尿病大鼠急性心肌缺血对心肌新生血管的影响，中国糖尿病杂志，2012.6

[8].Asmall-moleculeAdipoRagonistfortype2diabetesandshortlifeinobesity.Nature2013.11.28

[9].Polarlipidderangementsintype2diabetesmellitus:

potentialpathologicalrelevanceoffattyacylheterogeneityinsphingolipids.Metabolomics.2013.8

[10].Kidneyinvolvementinanongeneticratmodeloftype2diabetes.KidneyInternational（2005）68,2562–2571

[11].汪治.果蝇可作为研究人类糖尿病的模型［J］.生物技术通报,2003,2：

[12].糖尿病实验性动物模型研究概况,时珍国医国药.2007.6

[13].王艳静，叶华虎，邵军石.猕猴自发性糖尿病动物模型的初步探讨［J］.中国比较医学杂志,2004,14

（1）：

13.

[14].何君,韩瑞红,邓巍，徐艳峰,赵颖，武岩，李洋，黄澜，高虹，高洁，马耀文,表达人TCRoL转基因小鼠1型糖尿病模型的建立及其免疫机制的初步研究,中国实验动物学报,2013.10

[15]国蓉,邹俊杰,何逸飞,刘志民,津力达口服液对2型糖尿病模型大鼠血液和肾脏氧化应激标志物的影响.解放军医药杂志.2013.8

[16].韦立顺,许忠新,田河林,赵如同,康艳辉.链脲佐菌素致小鼠糖尿病模型的建立与评价.ChinJLabDiagn2013.5