1、第一节第一节 糖尿病动物模型糖尿病动物模型 糖尿病糖尿病(diabetes mellitus(diabetes mellitus，DM)DM)是继恶性肿是继恶性肿瘤和心血管疾病后，危害人类健康和生命的第三瘤和心血管疾病后，危害人类健康和生命的第三大非传染性疾病，并且会引发多种并发症大非传染性疾病，并且会引发多种并发症(包括心包括心血管病变、肾病病变、神经病变、视网膜病变等血管病变、肾病病变、神经病变、视网膜病变等)。随着人口的老龄化和国民饮食结构的改变随着人口的老龄化和国民饮食结构的改变,我国糖尿我国糖尿病病 (diabetes(diabetes mellitus,DM)mellitus,DM
2、)的发病率呈持续性上升趋的发病率呈持续性上升趋势。人类的糖尿病是一个复杂的代谢性疾病势。人类的糖尿病是一个复杂的代谢性疾病,主要分为主要分为两个类型两个类型:1 1型糖尿病型糖尿病:易发生酮病易发生酮病,依赖于胰岛素依赖于胰岛素;2 2型糖尿病型糖尿病:又称非胰岛素依赖型糖尿病又称非胰岛素依赖型糖尿病(Non(Non-insulin-dependentinsulin-dependent diabetesdiabetes melitus,melitus,NIDDM),NIDDM),属非酮病型属非酮病型,人类糖尿病人类糖尿病 90%90%以上为以上为此类糖尿病此类糖尿病.2 2型糖尿病及其并发症的
3、型糖尿病及其并发症的迅速迅速蔓延已经成为严重蔓延已经成为严重威胁人类健康的世界性公共卫生问题。威胁人类健康的世界性公共卫生问题。而合适的糖而合适的糖尿病动物模型则是糖尿病研究的重要基础尿病动物模型则是糖尿病研究的重要基础,糖尿病动糖尿病动物模型主要分为实验性糖尿病动物模型、自发性糖物模型主要分为实验性糖尿病动物模型、自发性糖尿病动物模型、转基因糖尿病动物模型等。尿病动物模型、转基因糖尿病动物模型等。一一.实验性糖尿病动物模型实验性糖尿病动物模型1 1 手术切除胰腺法手术切除胰腺法 常采用狗、猫和大鼠等造模，全部或大部分切除实验动物的胰腺，但保存胰十二指肠动脉吻合弓。如果连续两天血糖值超过11.
4、1mmol/L或行葡萄糖耐量试验120min时的血糖值仍未恢复到注射前水平则认为DM造模成功。其机制是全部或大部分切除胰腺后，细胞缺如而产生永久性DM。1889年Minkowshi在手术切术大狗胰腺以后，首次制作出了多饮多食多尿及尿糖的糖尿病大狗。袁晖等在1998年制作糖尿病犬模型时，手术切除大狗全部胰腺，在术后3d连续监测血糖，造模成功，血糖超过111mmolL。2007年，Kurup等也切除了BALBc小鼠的部分胰腺，同样诱导出类似2型糖尿病动物模型。但此种制作方法，不能够真实的模拟糖尿病血糖情况。2 2 化学药物诱导法化学药物诱导法 采用链脲佐菌素腹腔注射或四氧嘧啶静脉注射采用链脲佐菌素
5、腹腔注射或四氧嘧啶静脉注射可诱发可诱发DMDM，常用动物有小鼠、大鼠、家兔和狗。，常用动物有小鼠、大鼠、家兔和狗。链脲佐菌素（链脲佐菌素（streptozotocin STZstreptozotocin STZ）的参考剂量）的参考剂量为为5050150mg/kg150mg/kg；四氧嘧啶（；四氧嘧啶（alloxanalloxan）的参考剂）的参考剂量为量为6060110mg/kg110mg/kg。1 1）四氧嘧啶法）四氧嘧啶法(Alloxan(Alloxan，ALX)ALX)四氧嘧啶四氧嘧啶(2,4,5,6-(2,4,5,6-嘧啶四酮嘧啶四酮)是嘧啶的一种含氧是嘧啶的一种含氧衍生物。在水溶液中
6、以水合物形式存在。它最早由衍生物。在水溶液中以水合物形式存在。它最早由意大利化学家意大利化学家Luigi V.BrugnatelliLuigi V.Brugnatelli在在18181818年分离。年分离。常用于糖尿病小鼠的造模。常用于糖尿病小鼠的造模。四氧嘧啶（四氧嘧啶（AlloxanAlloxan）为一种胰岛）为一种胰岛B B细胞毒剂，可细胞毒剂，可以使其坏死，不能正常分泌胰岛素。通过产生过氧化以使其坏死，不能正常分泌胰岛素。通过产生过氧化氢等超氧自由基选择性地破坏胰岛氢等超氧自由基选择性地破坏胰岛B B细胞，使细胞内细胞，使细胞内DNA DNA 损伤损伤,同时激活多聚同时激活多聚ADP
7、ADP 核糖体合成酶的活性核糖体合成酶的活性,从从而使辅酶而使辅酶含量下降含量下降,两者共同作用导致两者共同作用导致mRNAmRNA功能受损功能受损,引起细胞死亡，导致血中胰岛素浓度下降及高血糖产引起细胞死亡，导致血中胰岛素浓度下降及高血糖产生，形成胰岛素依赖性糖尿病。生，形成胰岛素依赖性糖尿病。给药剂量因给药途径不同而不同（均需临用前配给药剂量因给药途径不同而不同（均需临用前配)200mg/kg(200mg/kg(腹腔注射腹腔注射),85),85-100 mg/kg(100 mg/kg(静脉注射静脉注射)。四氧嘧啶制。四氧嘧啶制备小鼠糖尿病模型的影响因素很多。有研究报道，静脉注射成备小鼠糖尿
8、病模型的影响因素很多。有研究报道，静脉注射成模率比腹腔注射高；同等剂量分次给药小鼠糖尿病成模率高；模率比腹腔注射高；同等剂量分次给药小鼠糖尿病成模率高；糖尿病小鼠造模的最佳为禁食糖尿病小鼠造模的最佳为禁食1212、1818后给药造模。后给药造模。四氧嘧啶致小鼠高血糖模型最佳条件为四氧嘧啶致小鼠高血糖模型最佳条件为:四氧嘧啶腹腔注射四氧嘧啶腹腔注射剂量为剂量为200mg/Kg,200mg/Kg,给药前小鼠禁食给药前小鼠禁食1616,选雌性小鼠更佳选雌性小鼠更佳,选造模选造模后第后第3 3天血糖值在天血糖值在15153030mol/lmol/l小鼠为造模成功小鼠为宜。小鼠为造模成功小鼠为宜。小鼠小
9、鼠 Alloxan Alloxan糖尿病大鼠是研究糖尿病治疗药物疗效的常用动物模型。糖尿病大鼠是研究糖尿病治疗药物疗效的常用动物模型。AlloxanAlloxan糖尿病大鼠模型的制备受许多因素的影响：饲料成分、给药次糖尿病大鼠模型的制备受许多因素的影响：饲料成分、给药次数、给药剂量、动物体重、个体差异等数、给药剂量、动物体重、个体差异等,如不能很好地控制这些因素如不能很好地控制这些因素,就会造成动物死亡率、转阴率高就会造成动物死亡率、转阴率高,以致模型的成功率降低以致模型的成功率降低,影响实验结影响实验结果的可靠性。有研究发现用四氧嘧啶制作大鼠糖尿病模型静脉给药优果的可靠性。有研究发现用四氧嘧
10、啶制作大鼠糖尿病模型静脉给药优于腹腔给药；用四氧嘧啶以静脉给药方法成功制作大鼠糖尿病模型未于腹腔给药；用四氧嘧啶以静脉给药方法成功制作大鼠糖尿病模型未禁食情况下需剂量禁食情况下需剂量40mg/kg40mg/kg。艾静等研究表明，选取雄性。艾静等研究表明，选取雄性WistarWistar大大鼠鼠,体重体重190190240240,在日照时间在日照时间1010以上且阳光充足的条件下饲养；以上且阳光充足的条件下饲养；给药方式采取两步给药法给药方式采取两步给药法,剂量为剂量为120 mg/kg120 mg/kg第第1 1天天,100 mg/kg,100 mg/kg第第2 2天天,其成模率最高。其成模率
11、最高。大鼠大鼠 豚鼠具有抗药性。豚鼠具有抗药性。四氧嘧啶引起的血糖反应分三个时相四氧嘧啶引起的血糖反应分三个时相,开始血糖升高开始血糖升高,持续持续约约2 2,继而因继而因细胞残存的胰岛素释放引起低血糖约细胞残存的胰岛素释放引起低血糖约6 6,12,12后开始持久的高血糖。后开始持久的高血糖。但利用此种方法造模会造成很严重但利用此种方法造模会造成很严重的肝肾损伤，随着剂量增加，所引起的糖尿病越严重，与临的肝肾损伤，随着剂量增加，所引起的糖尿病越严重，与临床糖尿病发病机制不同。另外，部分采用四氧嘧啶制造的床糖尿病发病机制不同。另外，部分采用四氧嘧啶制造的DMDM动物模型可自发缓解，故目前已经很少
12、应用。动物模型可自发缓解，故目前已经很少应用。2 2）链脲佐菌素法）链脲佐菌素法(STZ)(STZ)链脲佐菌素链脲佐菌素(streptozotocin(streptozotocin，STZ)STZ)对一定种属动物的胰岛素细对一定种属动物的胰岛素细胞有选择性破坏作用，对机体组胞有选择性破坏作用，对机体组织毒性相对较小，动物存活率高，织毒性相对较小，动物存活率高，目前是国内外使用较多的制备糖目前是国内外使用较多的制备糖尿病动物模型的药物。尿病动物模型的药物。纯的纯的STZSTZ为白色粉末状，在光照下易为白色粉末状，在光照下易分解，因此需低温避光保存。分解，因此需低温避光保存。STZSTZ购买后购买
13、后应保存在应保存在-2020。现配现用，用时应溶解。现配现用，用时应溶解在缓冲液中。溶解在缓冲液中。溶解STZSTZ的缓冲液有生理盐的缓冲液有生理盐水、柠檬酸缓冲液等，通过不同溶剂溶解水、柠檬酸缓冲液等，通过不同溶剂溶解STZSTZ后血糖模型的比较，最后指出后血糖模型的比较，最后指出pH4pH4.5 5柠柠檬酸缓冲液可以作为理想的溶剂，因此推檬酸缓冲液可以作为理想的溶剂，因此推荐用柠檬酸缓冲液溶解荐用柠檬酸缓冲液溶解STZSTZ。新鲜配制的柠檬酸缓冲液溶解新鲜配制的柠檬酸缓冲液溶解STZSTZ溶液呈现透明的微黄溶液呈现透明的微黄色，如果颜色变深或者有气泡产生，说明该试剂的稳定性色，如果颜色变深
14、或者有气泡产生，说明该试剂的稳定性受到破坏，将导致受到破坏，将导致STZSTZ诱导的糖尿病模型失败。给药前，动诱导的糖尿病模型失败。给药前，动物需要彻底空腹禁食，一般都是禁食物需要彻底空腹禁食，一般都是禁食12 h12 h以上。以上。因因STZSTZ的水溶液不稳定，注射时要迅速最好在的水溶液不稳定，注射时要迅速最好在30 min30 min内内注射完，否则药效会降低。注射完，否则药效会降低。直接破坏胰岛直接破坏胰岛细胞：主要见于注射大剂量细胞：主要见于注射大剂量STZSTZ后；通过诱导后；通过诱导一氧化氮（一氧化氮（NONO）的合成，破坏胰岛）的合成，破坏胰岛细胞；细胞；STZSTZ激活自身免
15、疫过程，激活自身免疫过程，进一步导致进一步导致细胞的损害：小剂量注射细胞的损害：小剂量注射STZSTZ可破坏少量胰岛可破坏少量胰岛细胞，细胞，死亡的胰岛死亡的胰岛细胞可作为抗原被巨噬细胞吞噬，产生细胞可作为抗原被巨噬细胞吞噬，产生TH1TH1刺激因子，刺激因子，使使TH1TH1细胞系占优势而产生细胞系占优势而产生IL-2IL-2及及IFN-IFN-，在胰岛局部促使炎性细胞，在胰岛局部促使炎性细胞浸润，并活化释放浸润，并活化释放IL-1IL-1、TNF-TNF-、IFN-IFN-、NONO和和H2O2H2O2等物质杀伤细胞。等物质杀伤细胞。死亡细胞又可作为自身抗原，再次递呈给抗原递呈细胞进行处理
16、，释死亡细胞又可作为自身抗原，再次递呈给抗原递呈细胞进行处理，释放细胞因子放细胞因子,放大细胞损伤效应，最终诱发放大细胞损伤效应，最终诱发DMDM。链脲佐菌素链脲佐菌素(STZ)(STZ)作用原理作用原理 STZSTZ是一种含亚硝基的化合物，可是一种含亚硝基的化合物，可通过以下机制特异性地破坏胰岛通过以下机制特异性地破坏胰岛细胞：细胞：STZ STZ特异性破坏胰岛特异性破坏胰岛细胞，细胞，胰腺不能分泌胰岛素，使机体胰腺不能分泌胰岛素，使机体不能耐受糖分而出现糖尿病。不能耐受糖分而出现糖尿病。此种情况与临床此种情况与临床l l型糖尿病发病型糖尿病发病相似；高热量饮食，再配合低相似；高热量饮食，再
17、配合低剂量剂量STZSTZ，胰岛素作用于外周组，胰岛素作用于外周组织时作用减低，即可诱导出与织时作用减低，即可诱导出与2 2型糖尿病接近的动物模型。型糖尿病接近的动物模型。给猴、狗、大鼠和小鼠等注射链脲佐菌素后，血糖水平给猴、狗、大鼠和小鼠等注射链脲佐菌素后，血糖水平的改变也可分为三个时相：早期高血糖相，持续约的改变也可分为三个时相：早期高血糖相，持续约1212小时，小时，乃此药抑制胰岛释放所致；低血糖相，持续约乃此药抑制胰岛释放所致；低血糖相，持续约610610小时，小时，可能是由于胰岛可能是由于胰岛细胞破坏，大量胰岛素释放，是血糖显著细胞破坏，大量胰岛素释放，是血糖显著降低；降低；2424
18、小时后出现稳定的高血糖相即糖尿病阶段，此时小时后出现稳定的高血糖相即糖尿病阶段，此时大部分胰岛大部分胰岛细胞已呈现不同程度的损伤和破坏。与四氧嘧细胞已呈现不同程度的损伤和破坏。与四氧嘧啶糖尿病不同，链脲佐菌素引起的糖尿病高血糖反应及酮症啶糖尿病不同，链脲佐菌素引起的糖尿病高血糖反应及酮症均较缓和。均较缓和。小鼠小鼠 小鼠对此药敏感性较差，小鼠对此药敏感性较差，需静脉注射需静脉注射1 10000200mg/kg200mg/kg方可引起糖尿病。方可引起糖尿病。大鼠大鼠 于德民等采用腹腔内于德民等采用腹腔内1 1次注射次注射STZSTZ（60mg/kg60mg/kg），），建立了速发型链脲佐菌素建立
19、了速发型链脲佐菌素WistarWistar大鼠糖尿病模型。大鼠糖尿病模型。采用每周采用每周1 1次连续次连续3 3周腹腔内注射周腹腔内注射STZ(25mg/kg)STZ(25mg/kg)，建立了迟发型建立了迟发型WistarWistar大鼠糖尿病模型。大鼠糖尿病模型。STZ STZ诱导糖尿病时，存在剂量不同，制作的动物模型诱导糖尿病时，存在剂量不同，制作的动物模型往往差异性很大。有一次腹腔给药往往差异性很大。有一次腹腔给药45 mg/kg 45 mg/kg、55mg/kg55mg/kg、65 mg/kg 65 mg/kg、90 mg/kg90 mg/kg、200 mg/kg 200 mg/kg
20、 等的研究，基本上等的研究，基本上一次性大剂量注射一次性大剂量注射STZSTZ，建立的大鼠模型类似于，建立的大鼠模型类似于1 1型糖尿型糖尿病。利用此种注射病。利用此种注射STZSTZ诱导的动物模型，能够破坏哺乳动诱导的动物模型，能够破坏哺乳动物的胰岛物的胰岛细胞，这种造模方式类似细胞，这种造模方式类似l l型糖尿病的造模方型糖尿病的造模方式。式。STZSTZ较之于较之于AlloxanAlloxan实验中更为常用，优点为成模实验中更为常用，优点为成模快，较稳定，种属选择性不强，组织毒性相对较小等快，较稳定，种属选择性不强，组织毒性相对较小等优点。优点。四氧嘧啶与链脲佐菌素联合用药四氧嘧啶与链脲
21、佐菌素联合用药,好处在于用药小，好处在于用药小，对动物的肝、肾损伤小。对动物的肝、肾损伤小。2.1诱发性1型糖尿病动物模型一）链脲佐菌素链脲佐菌素诱导糖尿病模型诱导糖尿病模型【造模机制】【造模机制】链脲佐菌素链脲佐菌素(streptozotocin(streptozotocin，STZ)STZ)对一些种属的动物对一些种属的动物胰岛胰岛细胞有选择的破坏，可以使猴、狗、羊、家兔、大细胞有选择的破坏，可以使猴、狗、羊、家兔、大鼠、小鼠等动物产生糖尿病，是目前使用最广泛的糖尿病鼠、小鼠等动物产生糖尿病，是目前使用最广泛的糖尿病动物模型化学诱导剂。动物模型化学诱导剂。【造模方法】不同种属动物对不同种属动
22、物对STZSTZ的敏感性差异较大，多选狗、大鼠、的敏感性差异较大，多选狗、大鼠、小鼠进行，以大鼠最为常用。大鼠糖尿病模型制备时小鼠进行，以大鼠最为常用。大鼠糖尿病模型制备时STZSTZ的的剂量为剂量为40-75mg/kg,40-75mg/kg,静脉注射或腹腔注射，性别不拘，注药静脉注射或腹腔注射，性别不拘，注药前需禁食前需禁食2424小时。小鼠的敏感性较差，常用量为小时。小鼠的敏感性较差，常用量为100-100-200mg/kg200mg/kg。注射。注射STZSTZ后后7272小时，血糖可稳定升高，动物有三小时，血糖可稳定升高，动物有三多症状（多食、多饮、多尿），预测血糖在多症状（多食、多饮
23、、多尿），预测血糖在11.1mmol/L11.1mmol/L以以上即可选用。上即可选用。血糖改变可分三个时相：血糖改变可分三个时相：早期高血糖相，持续约早期高血糖相，持续约1212小时；小时；低血糖相，持续约低血糖相，持续约610610小时；小时；2424小时后出现稳定的高血糖小时后出现稳定的高血糖相即糖尿病阶段。相即糖尿病阶段。胰岛出现明胰岛出现明显的病理形态学变化。显的病理形态学变化。细胞细胞显示不同程度的脱颗粒、变性、显示不同程度的脱颗粒、变性、坏死及再生变化。坏死及再生变化。【模型特点】该模型适用于糖尿病发病机制、病理生理变该模型适用于糖尿病发病机制、病理生理变化及有效药物治疗研究。常
24、用于治疗糖尿病有化及有效药物治疗研究。常用于治疗糖尿病有效中药的药物筛选和药效学研究。效中药的药物筛选和药效学研究。【模型评估与应用】【模型评估与应用】2.1诱发性1型糖尿病动物模型二）四氧嘧啶四氧嘧啶诱导糖尿病模型诱导糖尿病模型【造模机制】【造模机制】四氧嘧啶（四氧嘧啶（AlloxanAlloxan）为一种胰岛）为一种胰岛B B细胞毒剂，可以使细胞毒剂，可以使其坏死，不能正常分泌胰岛素。其坏死，不能正常分泌胰岛素。【造模方法】【造模方法】不同种属动物对不同种属动物对四氧嘧啶的敏感性差异较大。静脉注射、四氧嘧啶的敏感性差异较大。静脉注射、腹腔注射或皮下注射均可制备糖尿病模型制备，以静脉注腹腔注
25、射或皮下注射均可制备糖尿病模型制备，以静脉注射最为常用。四氧嘧啶的安全范围大，其半数致死量为糖射最为常用。四氧嘧啶的安全范围大，其半数致死量为糖尿病剂量的尿病剂量的4-54-5倍。目前以腹腔注射倍。目前以腹腔注射150-200 mg/kg 150-200 mg/kg 或静脉或静脉注射注射40-100 mg/kg40-100 mg/kg最为常用。最为常用。血糖改变通常分三个时相：早期高血糖相，持血糖改变通常分三个时相：早期高血糖相，持续约续约2 2 3 3小时；低血糖相，持续约小时；低血糖相，持续约610610小时；小时；2424小时后出现稳定的高血糖相即糖尿病阶段。四氧嘧啶小时后出现稳定的高血
26、糖相即糖尿病阶段。四氧嘧啶糖尿病的严重程度取决于四氧嘧啶的剂量和动物种类，糖尿病的严重程度取决于四氧嘧啶的剂量和动物种类，大剂量可使大剂量可使细胞全部破坏，从而引起严重糖尿病，细胞全部破坏，从而引起严重糖尿病，可致酮症酸中毒而死亡。可致酮症酸中毒而死亡。【模型特点】【模型特点】该模型适用于糖尿病发病机制、病理生理变该模型适用于糖尿病发病机制、病理生理变化及有效药物治疗研究。常用于治疗糖尿病有化及有效药物治疗研究。常用于治疗糖尿病有效中药的药物筛选和药效学研究。效中药的药物筛选和药效学研究。【模型评估与应用】【模型评估与应用】2.2 诱发性2型糖尿病动物模型【造模机制】【造模机制】2 2型糖尿病
27、系遗传因素与环境因素共同作用的结果，除型糖尿病系遗传因素与环境因素共同作用的结果，除有血糖升高外，还伴有血脂异常。目前诱发有血糖升高外，还伴有血脂异常。目前诱发2 2型糖尿病模型型糖尿病模型最常用的方法是药物加高糖高脂饮食。给大鼠注射小剂量最常用的方法是药物加高糖高脂饮食。给大鼠注射小剂量STZ,STZ,造成胰岛细胞轻度损伤，在此基础上，高糖高脂饮食造成胰岛细胞轻度损伤，在此基础上，高糖高脂饮食可引起动物肥胖、高血脂、高胰岛素血症及胰岛素抗性。可引起动物肥胖、高血脂、高胰岛素血症及胰岛素抗性。或者以高糖高脂饮食喂养一段时间，诱发胰岛素抵抗后以或者以高糖高脂饮食喂养一段时间，诱发胰岛素抵抗后以小
28、剂量小剂量STZSTZ（25mg/kg)25mg/kg)腹腔注射，诱发高血糖。腹腔注射，诱发高血糖。目前国内外选用较多的是目前国内外选用较多的是SDSD大鼠和大鼠和wistarwistar大鼠大鼠;雄性雄性SDSD大鼠体重一般选择在大鼠体重一般选择在150150200g200g左右，雌性左右，雌性SDSD大鼠体重在大鼠体重在170200 g170200 g左右左右,SD,SD大鼠年龄选择比较多的是大鼠年龄选择比较多的是6 68 8周龄周龄;雄雄性性wistarwistar大鼠，体重在大鼠，体重在11O11O250g250g不等、年龄在不等、年龄在5 58 8周周,而而选择雌性选择雌性wista
29、rwistar大鼠的比较少。还有学者选择小鼠造模，大鼠的比较少。还有学者选择小鼠造模，主要有雄性主要有雄性C57BLC57BL6J6J小鼠、雄性小鼠、雄性ICRICR小鼠、雄性小鼠、雄性KMKM小鼠、小鼠、雄性昆明小鼠雄性昆明小鼠、雌性雌性CD1CD1小鼠以及金色叙利亚仓鼠，都能成小鼠以及金色叙利亚仓鼠，都能成功诱导出功诱导出T2DM T2DM 模型。模型。【造模动物】【造模动物】1 1.先饲喂高脂饮食再注射先饲喂高脂饮食再注射STZSTZ 本方法用的最多，因为它先诱导出胰岛素抵抗，再用本方法用的最多，因为它先诱导出胰岛素抵抗，再用STZSTZ破坏胰岛破坏胰岛B B细胞导致胰岛素分泌不足，符合
30、细胞导致胰岛素分泌不足，符合T2DM T2DM 的一般的一般发病过程。高脂饲料饲喂时间一般为发病过程。高脂饲料饲喂时间一般为2 28 8周不等，注射剂周不等，注射剂量也不统一。目前较多的是用高脂喂养量也不统一。目前较多的是用高脂喂养8 8周后，再注射周后，再注射2 20 0 mgmgkgkg、30 mg30 mgkgkg和和35 mg35 mgkg STZkg STZ，均造模成功。魏占，均造模成功。魏占英等研究发现，高脂喂养英等研究发现，高脂喂养8 8周联合周联合30mg30mgkg STZkg STZ具有成模率具有成模率高、死亡率低及血糖稳定等特点。高、死亡率低及血糖稳定等特点。【造模方法】
31、【造模方法】2 2先注射先注射STZSTZ再饲喂高脂饮食再饲喂高脂饮食 STZ STZ注射剂量一般在注射剂量一般在252550 mg50 mgkgkg之间，高脂饮食饲喂之间，高脂饮食饲喂时间长短也不一。时间长短也不一。SimionescuSimionescu等注射等注射STZ 50 mgSTZ 50 mgkgkg后高脂后高脂喂养喂养2424周、注射周、注射STZ 40mgSTZ 40mgkgkg后高脂饮食直到后高脂饮食直到3535周，注射周，注射STZ 35 mgSTZ 35 mgkgkg后高脂后高脂8 8周以及注射周以及注射STZ 25 mgSTZ 25 mgkgkg后高脂后高脂1010周均
32、能诱导出周均能诱导出T2DMT2DM。也有用。也有用C57BLC57BL6J6J小鼠注射小鼠注射STZ STZ 120u120ug gg g后高脂喂养后高脂喂养5 5周造模成功的例子。周造模成功的例子。高脂饲料：基础饲料加蔗糖、炼猪油、鲜鸡蛋等混合而成，高脂饲料：基础饲料加蔗糖、炼猪油、鲜鸡蛋等混合而成，含蛋白质含蛋白质15-18%15-18%，碳水化合物，碳水化合物51-54%51-54%，脂肪，脂肪22-25%22-25%，热量为，热量为20.08kJ/g.20.08kJ/g.3 3.STZ STZ注射途径注射途径 STZ STZ注射途径有腹腔、尾静脉和颈静脉注射等，腹腔注射相注射途径有腹
33、腔、尾静脉和颈静脉注射等，腹腔注射相对较多。尾静脉注射比腹腔注射有更好的药物利用率，可降低对较多。尾静脉注射比腹腔注射有更好的药物利用率，可降低STZSTZ注射剂量，但操作起来不方便。注射剂量，但操作起来不方便。目前目前T2DMT2DM模型的成模标准不一，以模型的成模标准不一，以STZSTZ注射后空腹血糖大注射后空腹血糖大于或等于于或等于7 7.8 mmol8 mmolL L或者随机血糖大于或等于或者随机血糖大于或等于1111.1 mmol1 mmolL L最多，还有学者以空腹血糖大于最多，还有学者以空腹血糖大于1616.7 mmol7 mmolLf Lf 为成模标准。为成模标准。但检测血糖的
34、时间并不一致，如在但检测血糖的时间并不一致，如在STZSTZ注射后注射后0 0 d d、2d2d、3d3d、4d4d、7d7d、4w4w不等；检测血糖的次数也有差别，如一般只检测不等；检测血糖的次数也有差别，如一般只检测1 1次，也有的连续检测次，也有的连续检测2 2次。还有的学者认为需要同时观察大鼠次。还有的学者认为需要同时观察大鼠是否出现多饮多食、尿量增多、身体消瘦等糖尿病症状以及是否出现多饮多食、尿量增多、身体消瘦等糖尿病症状以及是否有高胰岛素水平作为成模指标之一。是否有高胰岛素水平作为成模指标之一。【成模标准】【成模标准】小剂量小剂量STZSTZ及高脂饲料喂养是形成该动物模型的必及高脂
35、饲料喂养是形成该动物模型的必要条件。实验周期短，费用低。与单纯高能量饲料诱要条件。实验周期短，费用低。与单纯高能量饲料诱导的导的2 2型糖尿病模型相比，明显缩短了时间，而且成型糖尿病模型相比，明显缩短了时间，而且成模率高。关键是发病机制与临床模率高。关键是发病机制与临床2 2型糖尿病的发病机型糖尿病的发病机制非常相似。制非常相似。【模型特点】【模型特点】该模型是研究该模型是研究2 2型糖尿病及其临床并发型糖尿病及其临床并发症发生机制的理想模型。可用于研究糖尿症发生机制的理想模型。可用于研究糖尿病发病机制及防治方法。病发病机制及防治方法。【模型评估与应用】【模型评估与应用】张琴等在张琴等在200
36、42004年设计用饮食失节法配合年设计用饮食失节法配合STZSTZ联合用药，联合用药，STZSTZ的用量为的用量为50mg50mgkgkg，并且是一次性的腹腔注射。并配合不，并且是一次性的腹腔注射。并配合不规则饲养并配合高热量饲料，规则饲养并配合高热量饲料，72h72h后血糖持续大于后血糖持续大于16167mmol7mmolL L，表明了造模成功。王保伟等高脂饲料喂养大鼠，表明了造模成功。王保伟等高脂饲料喂养大鼠4 4周后，周后，腹腔注射腹腔注射STZ 30mgSTZ 30mgkgkg造模成功。利用小剂量并且分次给药造模成功。利用小剂量并且分次给药STZSTZ的方法能够做出类似的方法能够做出类
37、似2 2型糖尿病的动物模型，可以有效的型糖尿病的动物模型，可以有效的模拟糖尿病的发病机理，并且动物死亡率相对减少，是研究模拟糖尿病的发病机理，并且动物死亡率相对减少，是研究2 2型糖尿病的发病机理理想动物模型。型糖尿病的发病机理理想动物模型。二、自发性糖尿病动物模型二、自发性糖尿病动物模型 自发性自发性DMDM动物模型是指动物未经过任何有意识的人工处置，动物模型是指动物未经过任何有意识的人工处置，在自然情况下发生在自然情况下发生DMDM的动物模型。的动物模型。已用于研究的自发性已用于研究的自发性DMDM动物约有动物约有2020种，可分为两类：种，可分为两类：一类为缺乏胰岛素，起病快、症状明显，
38、并伴有酮症酸中一类为缺乏胰岛素，起病快、症状明显，并伴有酮症酸中毒，如毒，如BBBB（BiobreedingBiobreeding）鼠、）鼠、NODNOD（non-obesity diabetesnon-obesity diabetes）小鼠和小鼠和LETLLETL大鼠，它们可以作为大鼠，它们可以作为1 1型型DMDM的动物模型使用。这些的动物模型使用。这些动物没有肥胖，发病之初呈现胰腺炎的症状，人类组织相关性动物没有肥胖，发病之初呈现胰腺炎的症状，人类组织相关性抗原（抗原（MHCMHC）参与发病过程，这些都与人）参与发病过程，这些都与人1 1型型DMDM的特征相似。利的特征相似。利用这些模型
39、可以对人用这些模型可以对人1 1型型DMDM的发病机制进行深入研究。的发病机制进行深入研究。另一类为胰岛素抵抗性高血糖症，其特点是病程长，另一类为胰岛素抵抗性高血糖症，其特点是病程长，不合并酮症，为不合并酮症，为2 2型型DMDM动物模型。常用的动物模型。常用的2 2型型DMDM自发性动物自发性动物模型有中国地鼠（模型有中国地鼠（Chinese hamsterChinese hamster）、）、GKGK（Goto-Goto-Kakisaki Wistar ratsKakisaki Wistar rats）大鼠、）大鼠、NSYNSY（Nagoya-Shibata-Nagoya-Shibata-
40、YasudaYasuda）鼠和鼠和OLETFOLETF大鼠。大鼠。1 1、自发性、自发性1 1型糖尿病动物模型型糖尿病动物模型1.1 BB1.1 BB大鼠大鼠 BB鼠是常用的1型DM动物模型，是由加拿大渥太华Biobreeding实验室培育而成。大约50%80%BB鼠可发生DM，雄性与雌性大鼠发病率相当。BB大鼠一般于60120日龄时发生DM，发病前数天可见糖耐量异常及胰岛炎。发病的大鼠具有1型DM的典型特征：体重减轻、多饮、多尿、糖尿、酮症酸中毒、高血糖、低胰岛素、胰岛炎、胰岛细胞减少。需依赖于胰岛素治疗才能生存。【造模方法】【造模方法】NODNOD小鼠为一自发性非肥胖小鼠为一自发性非肥胖D
41、MDM小鼠，其发病年龄和发病率有着较为小鼠，其发病年龄和发病率有着较为明显的性别差异，雌鼠发病年龄较雄鼠明显提早，发病率亦远高于雄明显的性别差异，雌鼠发病年龄较雄鼠明显提早，发病率亦远高于雄鼠，鼠，NODNOD小鼠小鼠3 35 5周龄时开始出现胰岛炎，浸润胰岛的淋巴细胞常为周龄时开始出现胰岛炎，浸润胰岛的淋巴细胞常为CD4+CD4+或或CD8+CD8+淋巴细胞，于淋巴细胞，于13133030周龄时发生明显周龄时发生明显DMDM。与与BBBB大鼠不同的是，大鼠不同的是，NODNOD小鼠一般不出现酮症酸中毒，无外周血淋小鼠一般不出现酮症酸中毒，无外周血淋巴细胞减少，但同样需要胰岛素治疗以维持生存。
42、巴细胞减少，但同样需要胰岛素治疗以维持生存。NOD NOD小鼠伴发小鼠伴发DMDM是遗传、免疫和自由基损伤多因素综合作用的结果，是遗传、免疫和自由基损伤多因素综合作用的结果，NODNOD小鼠这些特点与小鼠这些特点与1 1型型DMDM患者相似，是研究关于患者相似，是研究关于1 1型型DMDM遗传学、免疫学、遗传学、免疫学、病毒学特征及其预防和治疗等方面的良好动物模型。病毒学特征及其预防和治疗等方面的良好动物模型。1.2 NOD1.2 NOD小鼠小鼠1.3 LETL1.3 LETL（long evans tukushima leanlong evans tukushima lean）大鼠）大鼠 L
43、ETLLETL也是一种也是一种1 1型型DMDM的动物模型，通常于的动物模型，通常于8 82020周龄时周龄时发生发生DMDM，雄性大鼠发病率约为，雄性大鼠发病率约为21%21%，雌性大鼠发病率约为，雌性大鼠发病率约为15%15%，如果在，如果在5 57 7周龄时使用环磷酰胺处理大鼠则其在周龄时使用环磷酰胺处理大鼠则其在1616周周龄时，龄时，DMDM发病率增加一倍。发病率增加一倍。LETLLETL大鼠无外周血淋巴细胞减大鼠无外周血淋巴细胞减少，在明显少，在明显DMDM症状发生前症状发生前4 45 5天，胰岛可见有明显的淋巴天，胰岛可见有明显的淋巴细胞浸润。细胞浸润。BBBB（Biobreed
44、ingBiobreeding）鼠、）鼠、NODNOD（non-obesity non-obesity diabetesdiabetes）小鼠和）小鼠和LETLLETL大鼠可自发出现大鼠可自发出现1 1型糖尿型糖尿病，可模拟临床病，可模拟临床1 1型糖尿病的自然发病、病程发型糖尿病的自然发病、病程发展和转归，展和转归，是研究是研究1 1型糖尿病及其临床并发症发型糖尿病及其临床并发症发生机制生机制及防治方法及防治方法的理想模型。的理想模型。【模型评估与应用】【模型评估与应用】2 2、自发性、自发性2 2型糖尿病动物模型型糖尿病动物模型2.1 2.1 嗜沙肥鼠（嗜沙肥鼠（Psammonys Obes
45、usPsammonys Obesus，POPO）POPO大鼠是生活在沙漠地区的啮齿类动物，该鼠具有大鼠是生活在沙漠地区的啮齿类动物，该鼠具有明显的胰岛素抵抗，在高热量饮食条件下（数天两明显的胰岛素抵抗，在高热量饮食条件下（数天两周），周），90%90%的的POPO大鼠可自发出现高胰岛素血症，并伴有明大鼠可自发出现高胰岛素血症，并伴有明显的高血糖，随后出现胰岛素水平降低。显的高血糖，随后出现胰岛素水平降低。POPO大鼠的大鼠的DMDM发病大致可分为以下四个阶段：起始发病大致可分为以下四个阶段：起始阶段：该阶段内血糖及血清胰岛素水平均正常；高胰阶段：该阶段内血糖及血清胰岛素水平均正常；高胰岛素血症
46、期：该期血糖仍保持正常，但血清胰岛素明显岛素血症期：该期血糖仍保持正常，但血清胰岛素明显升高；高胰岛素和高血糖期：该期内血糖升高；高胰岛素和高血糖期：该期内血糖11.1mmol/L11.1mmol/L；低胰岛素高血糖期：该期由于胰岛；低胰岛素高血糖期：该期由于胰岛细细胞分泌功能损害导致低胰岛素和高血糖，大鼠需应用胰胞分泌功能损害导致低胰岛素和高血糖，大鼠需应用胰岛素治疗以维持生存。岛素治疗以维持生存。DuhaultDuhault等发现等发现POPO大鼠在大鼠在2 2型型DMDM晚期呈胰岛素依赖晚期呈胰岛素依赖性，胰腺组织学显示有胰岛炎存在，说明其具有迟发性，胰腺组织学显示有胰岛炎存在，说明其具
47、有迟发1 1型型DM(DM(（Latent autoimmune diabetes mellitus in Latent autoimmune diabetes mellitus in adultadult，LADALADA）的特点，故）的特点，故POPO大鼠可能适用于大鼠可能适用于LADALADA的研的研究。究。2.2 2.2 中国地鼠中国地鼠 自发性自发性DMDM地鼠模型是将健康的中国地鼠通过近亲繁殖而地鼠模型是将健康的中国地鼠通过近亲繁殖而获得，这种模型以轻、中度高血糖为特征，动物为非肥胖获得，这种模型以轻、中度高血糖为特征，动物为非肥胖型，血清胰岛素表现多样，胰岛病变程度不一，类似于人
48、型，血清胰岛素表现多样，胰岛病变程度不一，类似于人类的类的2 2型型DMDM。多数地鼠。多数地鼠DMDM发病在发病在1 1岁龄以内，群体发病率约岁龄以内，群体发病率约为为20.88%20.88%。2.3 GK2.3 GK大鼠（大鼠（Goto-Kakisaki Wistar RatsGoto-Kakisaki Wistar Rats）GK大鼠是一个常用的自发性非肥胖2型DM模型，GK雌、雄鼠发病率相当，一般于34周龄时发生明显的DM，在高血糖发生前，常有一段血糖正常时期（从出生后到断奶），相当于人类的DM前期。其特征有：葡萄糖刺激的胰岛素分泌受损，细胞数目减少60%，肝脏对胰岛素的敏感性降低，导
49、致肝糖生成过多；肌肉和脂肪组织呈中度胰岛素抵抗。GK大鼠血压也较正常wistar大鼠高（低盐摄入约高15mmHg，高盐摄入约高24mmHg）。此外，此外，GKGK大鼠具有与人类大鼠具有与人类2 2型型DMDM微血管并发症相似的改微血管并发症相似的改变如运动神经传导速率减慢、神经纤维有节段性脱髓鞘、变如运动神经传导速率减慢、神经纤维有节段性脱髓鞘、轴突变性、视网膜血管内皮生长因子表达增加、视网膜局轴突变性、视网膜血管内皮生长因子表达增加、视网膜局部血流减少、白蛋白尿、肾小球基底膜增厚、肾小球肥大部血流减少、白蛋白尿、肾小球基底膜增厚、肾小球肥大和硬化等。和硬化等。这种大鼠虽然能很好的模拟人类发病
50、机制，但模型很难这种大鼠虽然能很好的模拟人类发病机制，但模型很难建立，需要很长的造模时间，并且成活率较低，造模难度大，建立，需要很长的造模时间，并且成活率较低，造模难度大，实验研究中受到局限。实验研究中受到局限。2.4 Zucker DM2.4 Zucker DM肥胖（肥胖（zucker zucker diabetic fattydiabetic fatty，ZDF ZDF）大鼠）大鼠 ZDFZDF大鼠是常用的大鼠是常用的2 2型型DMDM动物模型，该鼠由于瘦素受体动物模型，该鼠由于瘦素受体突变导致多食、肥胖同时伴有高胰岛素血症、高脂血症突变导致多食、肥胖同时伴有高胰岛素血症、高脂血症和中度高
