大鼠二型糖尿病造模方法(共13页).doc
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《大鼠二型糖尿病造模方法(共13页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大鼠二型糖尿病造模方法(共13页).doc(13页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上大鼠2型糖尿病模型建立方法讨论专业:药理 班级:六班 姓名:刘畅 学号:摘要:据国际糖尿病联合会(InternationalDiabetesFederation,IDF)估计,现在全球约8.3%的成年人患有糖尿病。到2035年,该病患者人数预计会上升至5.92亿。在2013年,全球约有3.82亿成年人患有糖尿病,中国的糖尿病患者人数居全球之首,调查统计人数为1.14亿。糖尿病导致约510万人死亡,平均大约每6秒钟就有1人死于糖尿病。2012年1月9日,中国健康教育中心公布的“中国慢病监测及糖尿病专题调查”结果显示,我国18岁及以上居民糖尿病患病率为2。6%,60岁以上
2、老年人患病率高达19.6%。因此,为治疗糖尿病建立简单、稳定、经济的动物模型非常重要。因2型糖尿病患者人数占糖尿病患病人数的90%以上,本文主要综合讨论高糖高脂饲料联合链脲佐菌素大鼠2型糖尿病模型的建立方法和注意事项。得出结果为:使用体重在190g 240g之间的雄性SD大鼠,通过连续两次腹腔注射小剂量链脲佐菌素并辅以去抗氧化剂处理,合理饲养并通过尾静脉采血方法建立的2型糖尿病模型较理想。关键词:2型糖尿病,SD大鼠模型,链脲佐菌素STZ,糖尿病(diabetes)是一种以胰岛素分泌缺陷和胰岛素作用不足所致的以高血糖为特征的葡萄糖、蛋白质、脂质代谢紊乱的综合征,基本治疗方案包括饮食治疗、运动治
3、疗、药物治疗、糖尿病监测及糖尿病教育。病因主要有遗传因素、病毒感染、肥胖等,临床表现为“三多一少”即多尿、多饮、多食和体重减轻。长期的高血糖最终会引起很多严重的并发症,包括心脑血管疾病、糖尿病神经病变、糖尿病视网膜病变,糖尿病肾病、糖尿病足、感染、糖尿病酮症酸中毒、高渗性昏迷等1。糖尿病分为1型糖尿病(Type 1 diabetes)和2型糖尿病(Type 2 diabetes)两种,1型患者因自身免疫细胞破坏所致,每日胰岛素分泌量非常少,空腹基值及糖刺激后峰值均明显低于正常值,表现为绝对分泌不足。2型糖尿病细分为两类:体重正常患者胰岛素分泌量低于正常人,糖刺激后峰值低并且延迟出现;肥胖糖尿病
4、人胰岛素分泌量大于正常人,空腹基值和糖刺激后高峰明显高于正常人,但延迟出现,因此,表现为相对性胰岛素分泌不足且释放反应迟钝。胰岛素分泌不足的原因可能为:遗传因素、自身免疫、胰岛素拮抗。糖尿病患者中约有90%95%属于2型糖尿病。2型糖尿病,即非胰岛素依赖型糖尿病(non-insulin-dependent diabetes mellitus,NIDDM),根据体重可分为肥胖和不出现肥胖两类。主要表现为在基因缺陷基础上的组织的胰岛素抵抗(IR)、胰岛细胞机能障碍导致胰岛素分泌相对不足,区别于自身免疫细胞破坏所致的1型糖尿病2,3。IR是由遗传和环境因素导致的,机体对胰岛素生理作用的反应性降低,即
5、胰岛素促进葡萄糖摄取作用受损,导致代偿性胰岛素分泌增多,其重要标志为高胰岛素血症。主要表现为外周组织对胰岛素敏感性下降,以及对葡萄糖的利用障碍4。致病机制主要有:遗传缺陷、获得型器官官能障碍(Acquired Organ Dysfunction)和生活习惯三大因素。糖尿病是多基因相关的疾病,可能存在很多糖尿病易受性基因2,只有如线粒体基因组缺陷和某些特殊糖尿病可以较明确的用基因遗传解释1。近年来,生活习惯的影响愈加显著,不良的生活习惯导致、加重胰岛素抵抗,削弱胰岛素分泌从而引发糖尿病,过度肥胖和胰岛素抵抗伴随的过量的脂肪酸会联合过高的血糖使细胞功能进一步恶化。中国农村的糖尿病发病率为0.1%0
6、.2%,而城市超过5%5。2型糖尿病特征:病程前期长;中老年人群高发;血浆胰岛素水平仅相对降低,糖刺激后延迟释放(有时肥胖病人空腹血浆胰岛素基值可偏高,糖刺激后胰岛素亦高于正常人,但比相同体重的非糖尿病肥胖者为低);HLA(白细胞抗原)、ICA(胰岛细胞抗体)呈阴性;胰岛素效应低;可用口服抗糖尿病药物控制血糖3。降糖药物作用不佳时可使用胰岛素9。2型糖尿病患者通常需要长年服用降糖药物,常用一线降糖药只针对消除血糖高现象,未从病因着手,因此患者依然会出现胰岛细胞功能逐渐下降和各种并发症,患者生活质量较低,寿命缩短,经济压力大。因此,为能更深入研究糖尿病的发病机理、潜在治疗因素;更好的创新、研发治
7、疗2型糖尿病药物,构建尽可能与人类有相同2 型糖尿病(T2DM)特点的,简单、稳定、经济的动物模型有重要意义。一、模型1.1. 造模方法1、2型糖尿病实验性动物模型通常用物理或化学方法致胰腺或胰岛细胞损伤,从而使胰岛素分泌功能发生障碍,造成胰岛素缺乏6。以下为常用造模法:(1)、催肥法:通过对动物模型使用药物刺激(如注射金硫葡萄糖),使其贪食、嗜睡,逐渐提高实验动物的体重,达到增肥目的。并得到高血糖、高胰岛素血症和有胰岛素产生抵抗的动物模型。但此方法成模率低,动物死亡率高。(2)、部分胰腺切除法1889年Minkowski切除犬胰腺成功制作出糖尿病的模型。但造模需手术且不稳定因素多。只从单一方
8、面展现治病因素。现使用较少。(3)、化学诱导法:此类方法操作简单,成本较低,较好控制应用较多。常见三类:四氧嘧啶(Alloxan)和链脲佐菌素 (streptozotocin,STZ):四氧嘧啶可抑制葡萄糖激酶和诱导活性氧簇,从而诱发糖尿病。STZ已不对人使用的广谱抗生素,对胰岛细胞有高选择性毒性作用7,8。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸( NAD)和小剂量STZ 模型:NAD 为抗氧化剂清除体内自由基作用从而而降低STZ对胰岛细胞的细胞毒性。成年Wistar大鼠先腹腔注射NAD,15min 后尾静脉注射STZ,形成血浆胰岛素水平维持在正常水平,而伴有稳定的非空腹高血糖症的2 型糖尿病模型9。STZ诱导
9、糖尿病:大剂量给予STZ诱导成年大鼠1 型糖尿病模型;小剂量给予STZ诱导成年大鼠2型糖尿病模型。单次较大剂量STZ(80100 mg/kg)诱导新生大鼠成年后发展为2型糖尿病。用来研究有关于细胞的再生、细胞功能衰减及胰岛素作用缺陷的机制10。但单一化学药物通常需较大剂量,毒副作用大,容易引起动物死亡。(4)、高糖高脂联合STZ法:高糖高脂饮食诱导大鼠胰岛素抵抗,之后注射低剂量STZ破坏部分胰岛细胞功能。胰岛细胞由于胰岛素抵抗等因素进一步损害,发展为胰岛素分泌功能失偿,出现葡萄糖耐量受损,发展为2型糖尿病11,12。此方法构建的模型可以较好的模拟人类II型糖尿病的特点和发展情况,并且成本较低,
10、操作方便12,13,14。1.2.动物选择诱发糖尿病的机理有种属差异,不同物种之间的诱发机理差别很大。可用做糖尿病模型的动物种类包括猴、小羊、狗、兔、大鼠、小鼠、仓鼠等,其中鼠类应用最多。除以上实验性2 型糖尿病鼠类模型外,另有两大类:(1)自发性2型糖尿病模型;(2)转基因动物模型15。1.2.1. 自发性糖尿病动物模型在自然条件下或基因突变发生通过遗传育种保留的动物模型。疾病的发生、发展与人类糖尿病非常相似,应用价值高,但较少考虑环境因素,来源较少,种类有限,价格昂贵。ob /ob 小鼠:瘦素基因缺乏,常用于减肥药和抗糖尿病药物的研究和检测。db/db 小鼠:瘦素受体基因缺陷,发病过程与人
11、类二型糖尿病非常相似,出生约一个月后逐渐出现肥胖、高血糖、高血脂、糖尿等糖尿病症状,研究中应用较多。KK 糖尿病小鼠:胰岛素不敏感, 对葡萄糖耐量小,糖尿病发病率高,有轻度胰岛素抗性, 易表现糖尿病肾病特点。 特点为:轻度肥胖、高血糖症、高胰岛素抵抗NSY( Nagoya-shibata-yasuda)小鼠:具有年龄依赖性,糖尿病发展速度较缓慢。给予高脂食物能够加速其发生过程, 且会出现胰岛素分泌不足及胰岛损伤。其他:Zucker大鼠和非肥胖自发性 2 型糖尿病大鼠:GK( Goto-Kakizaki)大鼠,CD( Cohen diabetic)大鼠。1.2.2. 转基因动物模型已有多种转基因
12、或基因剔除小鼠糖尿病模型。相关基因位点:胰岛素受体( insulin receptor,IR)、胰岛素受体底物( insulin receptor substrate,IRS):IRS-1、IRS-2、胰岛素分泌相关的 GLUT-2、胰岛素样生长因子-1受体、葡萄糖转运蛋白 GLUT-4、过氧化物酶体增殖物激活受体 PPAR-等1。二、高糖高脂饮食联合STZ法2.1材料2.1.1试剂链脲佐菌素(STZ)是从无色链霉菌提取出的广谱抗生素,可抗菌、抗肿瘤但因对胰岛细胞具有高度选择性的杀伤毒性6已不使用。STZ注射后迅速作用于胰岛细胞的特异性毒性、对机体毒性较小使其成为国内外广泛采用的糖尿病动物模型
13、化学诱导剂16,17。STZ引起的糖尿病的机制未完全清楚,主要为DNA和线粒体破坏:含亚硝基,可诱导一氧化氮的合成,通过一氧化氮(NO)和自由基两种途径损伤胰岛细胞DNA,增加胰岛细胞的氧化侵袭,诱导多聚ADP核糖基化作用,消耗细胞内NAD+和ATP,导致细胞大量坏死4,5;经葡萄糖转运体2(GLUT2)进入细胞造成DNA烷基化损伤,诱导多聚ADP核糖基化作用3。胰岛细胞损伤后,激活自身免疫,胰岛细胞受免疫攻击21,8。同一种系动物中STZ致细胞损伤程度取决于STZ剂量,低剂量诱导大鼠胰岛素细胞(INS-1)调亡,高剂量致细胞坏死19。给药途径为:静脉注射(iv)、皮下注射(sc)、腹腔注射(
14、ip)、心内注射(ic)等11。因腹腔注射操作容易、准确快速,现多采用腹腔注射法。高脂饮食使动物肥胖,胰岛素所需量增加,细胞因过度负荷致细胞衰退,出现高血糖、高血脂等糖尿病症状19。2.1.2动物(1)、大鼠品系、性别、年龄(体重)均有影响。Wistar大鼠成模率低于SD大鼠且死亡率均高于SD大鼠20;杨亦彬等人报道:wistar大鼠空腹成模率为62.5%,SD鼠为87.5%,非空腹组成模率仅10%,未成模大鼠空腹下追加小剂量STZ不能成模。成模鼠肾胰显示特征性改变。不同时点血糖值差异大21。年龄影响大鼠对STZ的敏感性,现成年大鼠模型多用200250 g的大鼠制备1。雄性大鼠比雌性大鼠成模率
15、高,稳定性好,耗时短。单纯高糖高脂饮食喂养的雄性、雌性大鼠,血糖血脂无差异,但注射STZ后,雌性鼠对STZ敏感性弱于雄性鼠,雄性大鼠血糖升高并稳定在较高水平,而雌性需要再一次注射STZ,模型才能相对稳定1,22。(2)、成模后动物状态:糖尿病SD大鼠在注射STZ后第2即逐渐出现多饮、多食、多尿和体重减轻的“三多一少”症状,且可以一直维持到实验结束。随着病程的发展,逐渐出现毛发竖立无光泽、脱毛、蜷卧拱背、活动减少、伤口易感染和白内障等表现,严重者有尾部僵硬、烂尾、趾端破溃感染16,22。胰腺组织变化普通大鼠的胰腺外分泌细胞及胰岛内细胞形态正常,分界清楚。注射STZ的糖尿病大鼠,胰腺外分泌细胞充血
16、,分界不清,明显炎性浸润,细胞核破碎、溶解;胰岛内细胞大量破裂,细胞核变形溶解,残存细胞核数量少,明显分布不均11。胰岛变小,密度减低,胰岛分布稀疏,胰岛细胞数量减少、肿胀,胞质着色浅,细胞核固缩20。应注意,建模5个月后,大鼠会出现食欲不振、极度消瘦,精神萎靡,行动迟缓,饮水量、尿量明显增加16。应在适当时间遵循关于善待实验动物的指导性意见进行适当处理并在试验后进行安乐死23。2.2指标2.2.1测量除以上描述大鼠成模后体征状态变化,大鼠项指标也会出现变化。基本变化为:建模后约1个月,大鼠各指标异常,空腹血糖值、胰岛素含量、三酰甘油及总胆固醇呈逐渐上升趋势、胰岛素敏感指数呈逐渐下降趋势至实验
17、结束16。说明模型存在胰岛素抵抗和糖脂代谢紊乱。指标变化情况22,11:血清中胰岛素(INS)空腹血糖(FBG):FBG7.0mmol/L或FBG11.0mmol/L胰岛素敏感性指数(ISI):ISI= ln 1/(FBGINS)(HOMA法)24低于正常动物(说明胰岛素抵抗)。血浆胰岛素(FINS):升高甘油三脂(TG、CHO):升高胆固醇(TC):升高游离脂肪酸(FFA):升高低密度脂蛋白-胆固醇 ( LDL -C) :升高高密度脂蛋白-胆固醇 ( HDL -C):降低糖化血红蛋白(HbA1c):红细胞内的血红蛋白与血糖不可逆结合产物胰腺中胰岛素的储存量:减少,40%25。郭学军等报道,葡
18、萄糖耐量测试(OGTT)比空腹血糖监测更有诊断意义:实验前禁食12h,用20%葡萄糖溶液(2g/kg)灌胃,于空腹、服糖后30、60和120min定时鼠尾采血测定血清葡萄糖含量24空腹血糖高于7.00mmol/L,和试验后2小时内随机血糖高于11.10mmol/L即为糖尿病20。血清胆碱酯酶活性低,存在肝代谢功能异常26。2.2.2成模与模型稳定性因FBG7.0mmol/L时糖尿病微血管并发症发生的危险性明显增加,1997年美国糖尿病协会建议将糖尿病诊断标准降至7.0mmol/L19。之后有学者提出FBG不够全面,建议将餐后随机血糖纳入到成模标准,随机血糖11.1mmol/L纳入成模标准27。
19、造模组中以FPG7mmol/L作为成模标准的成模率比以随机血糖11.1mmol/L作为标准的成模率少很多28。因此符合体征如上文描述伴且有“三多一少”症状;空腹血糖高于7.00mmol/L,和OGTT试验后2小时内随机血糖高于11.10mmol/L;胰岛素敏感指数显著低于正常大鼠或单高糖高脂喂养大鼠的对照组(P0.05),也显著低于自身注射STZ前的水平,明模型组大鼠已产生胰岛素抵抗。并且各指标稳定2周以上者则说明成功诱导糖尿病模型28,25,29。大鼠在造模后 48h时体重较造模前明显减少的特点, 可以在尾静脉采血测血糖前大略估计成模率30。2型糖尿病动物模型在STZ注射后的7天后到实验结束
20、或给予治疗药物之前,FBG水平一直很高,且维持稳定;同时,ISI仍明显低于正常对照大鼠(存在胰岛素抵抗)。并始终有三多一少特点,可以认为2该模型长期稳定24,18。2.3讨论2.3.1 影响因素成模后因注意将疑似1型的大鼠尽量排除出组。1型糖尿病模型组一次成膜,血糖升高效果一直非常稳定,维持到实验结束,而且在实验过程中出现明显高血糖损害症状,如眼部损害(眼底出血、失明),坏尾及死亡等;2型糖尿病模型组则需两次甚至三次给药,同时其血糖在第一次给药后有所恢复,再次给药才逐渐稳定。2型糖尿病主要病变是胰岛素抵抗,胰岛病理改变大都较轻,血浆胰岛素水平有双向变化,即有时增高或分泌延时,高血糖及低血糖可交
21、替出现31,从而血糖也一直低于1型糖尿病模型26。STZ 对大鼠体重有较大影响。注射 STZ2后,模型大鼠体重会出现下降,小剂量STZ 注射后大鼠胰腺 细胞破坏,迅速出现高血糖、多尿等代谢紊乱症状,致使体重下降22,19。并且,饲料中油脂含量过高加上大鼠分泌的胆汁不足以把大量的油脂转化吸收,使TG低于正常大鼠19。2型糖尿病具有的胰岛素抵抗和胰岛素分泌障碍两要素,按表现先后和轻重可将病程分为三期:一期,有胰岛素抵抗和高胰岛素血症,血浆葡萄糖得以维持正常;二期,胰岛素抵抗加重,虽有高胰岛素血症,但胰岛素愈高,受体愈不敏感,虽有高胰岛素血症,仍出现餐后高血糖症;三期,胰岛素抵抗仍存在,但胰岛素分泌
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大鼠 糖尿病 方法 13
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内