GK糖尿病大鼠发病机理的研究进展

度胰岛素抵抗等特点。文章主要从 Ｇ Ｋ大鼠遗传学特征 、胰腺的形态学异常及胰腺、肝脏、肌 肉 和 脂肪 组 织的 细胞 因子 的 变化 以及 它们 与 Ｉ型糖 尿 病 的发 病机 理 的 关 系的研 究进展 作 一 综述 。 Ｉ
［ 关键 词】 ｔ． ｋｚｋ 大鼠；Ｉ ＧｏｏＫａ ｉａｉ Ｉ型糖 尿 病； 病机 理 ； 发 进展
然而 ３ 周龄的Ｇ ５ Ｋ大 鼠ｐ 细胞的 Ｄ 分泌颗粒数量回
升而 且细 胞器数 目不 呈现 活动亢进 状态 。 该研 究结
２ ＧＫ大 鼠胰腺 的研 究进 展
早 期研 究 已经 证实， 年 ＧＫ大 鼠胰 腺 的 Ｂ 胞 成 细
群 以及胰 岛素 的贮存 量都 要较对 照 的 Ｗｉ ａ 大 鼠少 ｓｒ ｔ
Ｃ ｒ ｏ 等 通过对 Ｇ ａｌ ｎ ｓ Ｋ大 鼠注射 短效胰 岛素 诱 导 低 血糖 ， 然后 利 用无 辐射 微 球技 术测 量胰 岛的血 流 量 。结果发现 ， 比对 照 Ｗｉｔ 和 Ｆ 代杂合 子大 鼠 相 ｓｒ ａ ｌ 有更为 明显的胰 岛血流量下 降。这个研究提示那 些长 期胰 岛素 治疗对 Ｉ型糖尿病 患者有一定 的危害性『。 Ｉ ８ １ 早期 ＧＫ大 鼠胰 腺 的研 究在 形态 学变化 方面 的 报道 是 比较缺 乏 的 ，尤 其是 ＧＫ大 鼠生 长过 程 中胰 腺形态 变化 的信 息 。Ｋ ｚｋ ． ｍｏｅ ａｕ ｏＭｏ ｓ 等采用 免疫 组 化和 电镜 技 术 分 别 观察 ７ １ 、 ４、２ 、３ １ ５周 龄 ＧＫ 大 鼠胰腺 的细微 结构 的变 化情 况 。ＨＥ染色 观 察发 现 ＧＫ 大 鼠在 ７周 龄 时 ，胰 岛 的 结构 形 态 与 对 照 Ｗｉａ 大 鼠无差 异； ４和 ２ 周龄 的 ＧＫ大 鼠胰 岛结 ｓｒ ｔ １ １ 构则 出现 了胰 岛周 边新 生血管 的形成 以及 纤维化 的 现象 ，而 且形 成 了星鱼 状 结构 ； ＧＫ大 鼠在 ３ ５周龄 时胰 岛被 外分 泌细 胞侵 占并且被 分割 成小簇 状 。经 Ａｎｉ ｎｕｉ ｔＩｓｌ ． ｎ染色 后观 察发现 ，ＧＫ大 鼠 Ｂ细胞 免疫 反应 随着 年龄 增长 逐渐减 弱 并且免 疫 阳性 的 Ｂ细胞 逐渐 减少 ，但 是 ３ 周 龄 Ｇ ５ Ｋ大 鼠胰 岛 中散入外 分泌
［ 中图分 类号］ ５３ ［ Ｑ９．３ 文献标 识码 ］ Ａ ［ 文章 编号］１７．８７２ １）２０ ４ —７ ６ ４５ １（０ ０ ．１００ １
在 糖尿 病 患者 中 ，Ｉ型糖尿 病 所 占的 比例 约 为 Ｉ ９ ％。Ⅱ型糖尿病 又称 非胰 岛素依赖 性糖尿 病， ５ 主要 病 因是 由于肝 脏 、肌 肉 以及 脂肪 这些摄 取葡 萄糖 的 重要 组织 的细 胞对 于胰 岛素产 生 了抵抗 作用 。实 际 上，Ｉ型糖 尿病 的发病过 程是 多元化 的， Ｉ 每种 过程都 有着 不 同程 度 的胰 岛素抵 抗和 Ｂ细胞 功 能 障碍 【。 ” 目前 用于 Ⅱ型糖 尿病 研究 的动 物模 型主 要有 实 验 性 、 自发 性 、转 基 因三 大 类 型 。ＧＫ 大 鼠是 一 种 自发 性 非肥 胖 型 ２型糖 尿 病模 型 。 它是 １７ ９ ３年 在 日本仙 台 由Ｇｏｏ Ｋ ｋｚｋ 等人 通过 选择 糖耐 量 ｔ及 ａｉａｉ
处于 上 限 的 Ｗｉ ａ 大 鼠近 交 繁殖重 复数 代而 来 。他 ｓｒ ｔ 们 选择 了 ２ １ 正常 Ｗ ｉａ 大 鼠， １只 ｓｒ ｔ 对他 们行 ＯＧ Ｔ实 Ｔ
增 高， 食后 血糖 升 高， 有葡 萄糖 刺激 的胰 岛素分 进 具 泌 能力 受 损 、胰 腺 Ｂ细 胞 团块 量减 少 等 特 点 …。
位点与高血清胰岛素症之间的联系，研究人类与大
鼠糖尿 病位 点之 间 的关 系 。结 果表 明潜在 的糖尿病 基 因可 能 定位 于大 鼠 ２ 染色体 ３６Ｍ 处 ，而相应 号 －ｃ
的人类 则 定位于 染色 体 ｌ ２ ３一段 １－ ｑ １２ Ｍｂ大小 的 １
区域 【。Ｗ ａｌ 等 也采 用 相 同方法 定 位大 鼠 ８号染 剞 ｌｓ ｉ
Ｆ４ ３４以及 Ｎｉｄ ｂ ｄ ｍｌ ，然后 研究 者 以 Ｆ ４ 大 鼠为对 ３４ 照 通过测 定 不 同 日龄 的 四类 亚系 大 鼠的糖耐 量 、血
脂 、脂 肪 的合 成和 分解 以及胰 岛素 ｍＲ ＮＡ等试 验 来
分 析在 Ⅱ型糖尿 病 发病机 制 中 Ｎｄ ｍｌ和 Ｎｄ ｍｌ ｉｄ ｉ ｉｄ ｂ 两 个位 点 所起 的作 用 。研 究观 察 发现 ， ｄ ｍｌ Ｎｉｄ ｂ亚 系 主要表 现 为胰 岛素抵 抗 的缺 陷， 而 Ｎ ｄｍｌ亚 系 ｉｄ ｉ
６ ％，而导 致这 一现 象 的主要 原 因是 Ｂ细胞 再生 功 ０ 能 的缺 陷 。随后研 究 者对 胰腺 在 ＧＫ大 鼠生长 发育
１ ＧＫ 大鼠的遗传学研 究进 展
近 年 来 国 内外 研 究 者 对 ＧＫ 大 鼠 的遗 传 学 研
究 ， 已经 证 实 了大 量 与 Ｉ 型 糖 尿 病表 型相 关 数 量 Ｉ
性状 基 因座（ Ｔ ） Ｑ Ｌ 。Ｇａｌ等 通 过 ＧＫ大 鼠与 其对 照 ｌ ｉ 品系 Ｆ ４ ３ ４大 鼠进 行杂 交试 验 ｆ 研 究 位 于大 鼠 １ ２ １ ， 号 染色 体上 的糖 尿病 特异 位 点 Ｎｉｄ 在 Ｉ型糖尿 病 ｄｍｌ Ｉ
高葡萄糖 、亮 氨酸 或者再 加上谷 氨酰胺 的培 养条件 下 ，胰 岛素 的释 放量 与 Ｗ ｉ ａ 大 鼠 的相 似 。 因此 ， ｓｒ ｔ 在 这一 阶段 ＧＫ大 鼠的 Ｄ细胞 不存 在 内在 的分泌 缺 陷 ，而 是 由于 Ｂ细胞 的数量 不足 进而 导致对 葡 萄糖
该基 因的编码产物是胰 岛素降解酶。证实 Ｇ Ｋ大鼠
的 Ｉ Ｅ等位 基 因的功 能失调 是其糖尿 病表 型 的重要 Ｄ
原 因 之 一 。
遗传 学研 究发现 在人 类染 色体 】２ —５ 大 鼠 ｑ １２ 和
的应答不足 ，所 以在成年 Ｇ Ｋ大 鼠表现 出高糖毒性
的 后天 缺 陷 。
２号染 色体 处有 证据 表 明有 余糖尿 病 相关 表 型有密 切 联 系 的重复 的连 锁基 因位 点存在 。Ｗ ａｌｃ ｌ ｅ等利 ａ 用Ｇ Ｋ大 鼠和 Ｂ Ｎ大 鼠杂 交 的Ｆ 代 寻找 大 鼠Ｎｉ ／ｋ ２ ｄ ｇ２ ｄ
［ 通讯作者】 乔伟伟（９ ８）男， １６ 一 ， 副主任技师， 硕士生导师， 从事 实验 动物 的教学， 科研及管理
实验动物 与比较医学 Ｌ ｂ ｒｔｒ ｎｍａ ａｄＣ ｍｐｒｔ ｅ ｄｃ ｅ ａｏａ ｙＡ ｉ ｌｎ ｏ ａ ｉ ｉｉ ｏ ａ ｖ Ｍｅ ｎ
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Ｎｉｄ ｅ 段 中有 一段 与糖 尿病 相 关 的基 因 Ｉ ｄ ｍｌ 片 ＤＥ，
则表 现 为胰 岛素 分 泌 的缺 陷 。此 外 ， 该研 究 数 据 也指 出 Ｎｉｄ ｂ和 Ｎｉｄ ｉ ｄ ｍｌ ｄ ｍｌ 两位 点之 间存在 异位 显
别年龄 匹配对照大 鼠低 １ ％～３ ％， ０ ０ 空腹血糖轻度
【 收稿 日期】 ０ ００ —６ ２ １ —４０
【 者简介】 作 赵先哲（９ ４） 男， １８ 一 ， 在读硕士， 主要从事实验 动物
・
综
述 ・
ＧＫ糖尿病 大鼠发病机理 的研 究进 展
赵先 哲 ， 伟伟 乔
（ 复旦大学实验动物科学部， 上海 ２ ０ ３） ００２
［ 摘要 ］ 自发 Ｉ型糖 尿 病 ＧＫ 大 鼠与人 类非肥 胖型 Ｉ型糖 尿 病进展 极 为相似 。ＧＫ 大 鼠主 要 特点 Ｉ Ｉ
为胰岛素分泌受损 、胰 岛 Ｄ 细胞数量减 少，空腹血糖升 高，肝糖原生成增多，肌 肉和脂肪组织中
的细 胞 质 ，高 尔 基 体 活 动 增 加 ，粗 面 内质 网囊 泡 膨 大 ，这 些 现 象 均 说 明 Ｂ细胞 处 于 活 动 亢进 状 态 ；
制含有糖尿病潜在基因的遗传 ，然而不含糖尿病潜 在基 因的受精 卵 长期暴露 在 高血糖 环境下 的子 宫 内
将 会 增 加 成 年期 患 糖 尿 病 的风 险【 。
模 型的研究
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
性 的相 互作 用［。Ｆｋ ｒｉ ｄ等 随后 采 用相 同方法 ２ ａｈａ— １ Ｒａ 得 到 的 Ｎｉｄ ｂ纯 合 子大 鼠，然后 经 过 １ 代 连 续 ｄ ｍｌ ２ 的与 Ｆ ４ ３ ４大 鼠 回交得 到 了 Ｎｉｄ ｃ ｄ ｍｌ 、Ｎｉｄ ｅ ｄ ｍｌ 、
Ｎｉｄ ｆ Ｎｉｄ ｇ四种 Ｎ ｄ ｍｌ 品系 ，发 现在 ｄ ｍｌ 和 ｄ ｍｌ ｉｄ ｂ亚
果说明Ｇ Ｋ大 鼠胰岛素缺陷不仅仅是 ｐ 细胞 的机能 失调 或衰 退而 引起 的，而 是细胞 内更 为复杂 的原 因
引起 的 。 Ｃ ｌｅａ 等分 离 Ｇ ａｄｒｌ ｉ Ｋ大 鼠怀 孕第 １ ． １ ．天 ３ ５和 ８５ 的胎 鼠的胰 腺进 行免疫 组化 、形 态学 观察及 体外 培
有 不 同代 谢表 型 的位 点 ： ｄ ｍｌ ２ｃ 和 Ｎｄ ｍｌ Ｎｉｄ ｉ ２Ｍ） ｉｄ ｂ （
（ ８ Ｍ） ２ ｃ 。研 究 者 首先 通 过 ｌ ０代连 续 的回交 得 到 四 类 同类 系 大 鼠： ｉｄ ｉ ３ ４ Ｎ ｄ ｍｌ Ｆ ４ 、Ｎｉｄ ｉ ｉｄ ｂ ／ ｄ ｍｌ、Ｎ ｄ ｍｌ／
发病 机制 中所起 的 作用 。Ｎｉｄ 是一 段 ５ Ｍ 长 ｄ ｍｌ ２ｃ 的染 色 体 组 片 段 ，在 该 片 段 中有 两 个 不 重 叠 、具
验， Ｏ Ｔ 将 Ｇ Ｔ实验 中 ５ 点血糖 的总和作 为筛 选指标 ， 把 ＯＧ Ｔ五 点血 糖 的总和 在 这 ２ １ 中处于 上 限水平 Ｔ １只 的大 鼠挑选 出来 进行近 交繁 殖， 生 Ｆ 产 １代子 鼠。再 对Ｆ １代 大 鼠重 复 ＯＧＴ 实 验， Ｔ 并仍 将 ＯＧＴ Ｔ五 点 血 糖 的总和处 于Ｆ 代 大 鼠上 限水平 者挑选 出来进行 １ 近 交繁 殖 ，产 生 Ｆ 代 。 以此 类 推 ，他 们 发现 ，到 ２ Ｆ ３代 的时 候 出现 糖耐 量受损 ， ３ 时存在 稳定 的 １ Ｆ ０代 糖 尿 病 。据 国外 研 究 者报 道 ， ＧＫ 大 鼠体 重 较 同性
母 鼠的子 宫 内直至 自然 生产 ，同时将 ＧＫ大 鼠的受 精 卵移植 入 Ｗｉｔｒ 鼠子 宫 内。随后 观 察 ６周 龄 、 ｓａ 母 ３ 月龄和 ６ 月龄 的体 重变化 并在 ６月龄时进 行糖 耐量 检测 。结 果表 明正常 血糖大 鼠的子 宫 内环境 无法抑
细胞部位 的 Ｂ 细胞的免疫反应却恢复正常。通过电 镜对各周龄 Ｇ Ｋ大 鼠胰腺的观察发现，Ｄ 细胞中的 Ｂ分 泌颗 粒数 明显减 少而 未成 熟颗 粒 占据 了大 部分
色体 Ｎｉｄｇ ５ 点 中存在 的与 Ｉ型糖 尿病病 理 生理 ｄ ／ｋ 位 Ｉ
特 点相关的潜在基 因。结果发现一些调控 Ｉ 型糖 Ｉ
尿 病 胰 岛 素 分 泌 及 血 清 甘 油 三 酯 、磷 脂 、ＨＤＬ、
Ｌ ＤＬ 以及 总胆 固醇 水 平 的独 立 基 因位 点都 定位 于
Ｎｉｄｇ ５位 点 中［。 ｄ ／ｋ
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实验动物 与比较 医学 Ｌ ｂ ｒｔｒ Ａｎｍａ ａｄ ｏ ａａｉｅ ｄｃ ｅ ａｏａｏｙ ｉ ｌ ｎ Ｃ ｍｐｒｔ Ｍｅｉｉ ｖ ｎ
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ｄｉ ０３６ ／ｉｓ．６４５ １． １． ．１ ｏ： ．９ ９ ． ｎ１７ —８７２ １ ２０ ８ １ ｊｓ ０ ０
在 临床 上研 究发 现 Ｉ型糖尿病 具有家 族发病 的 Ｉ
特点，据统计母亲患糖尿病后代患病 的机率要高于 父亲对后代的影响。 目 前研究人员认为产生这一现
象 可能是 由于 母系基 因的遗传和 母亲怀 孕期 间子 宫
的内部环 境 因素 所 引起 的。Ｇｉ． ａ ｄ ｌ等将 Ｗｉ ａ ｌＲ ｎ ａｌ １ ｓｒ ｔ 大 鼠的受 精卵 分别 移植 到假 孕 的 ＧＫ母 鼠和 Ｗｉ ａ ｓｒ ｔ