2型糖尿病大鼠模型的建立与评价_陈秋

有中度高血糖、高血脂、胰岛素抵抗等特点， 是研究 ２ 型糖尿病发病机制和药物研究的理想动物模型。
１ 材料与方法
１．１ 材料 Ｗｉｓｔａｒ 雄性大鼠 ４８ 只（ 重庆医科大学实验动物中 心 提 供 ） ， ６ 周 龄 ， 体 质 量 １３０￣１６０ ｇ， 大 鼠 有 专 人 单 笼 饲 养 ， 室内温度保持在 ２５ ℃左右， 湿度在 ５０％左右。明暗周期 １２ ｈ， 自由饮水和进食。适应性喂养 １ 周后进行分组饲养。诺和灵 Ｒ（人胰岛素）系丹麦诺和诺德公司产品， 康乐全血糖仪及同批 号血糖试纸由罗氏公司提供， 微电脑数字式电子微量注射泵 为 德 国 Ｂｒａｕｎ 公 司 产 品 ， ＤＵ 系 列 分 光 光 度 计 系 美 国 Ｂｅｃｋ－
天津医药 ２００６ 年 １ 月第 ３４ 卷第 １ 期
２ 型糖尿病大鼠模型的建立与评价 ＊
３３
实验研究
陈 秋△ 夏永鹏 邱宗荫
摘要 目的： 建立具有胰岛素抵抗特征、发病过程近似于人类 ２ 型糖尿病的动物模型。方法： 雄性 Ｗｉｓｔａｒ 大鼠喂以 富含不饱和脂肪酸的特殊高脂肪膳食 ５ 周， 诱发出胰岛素抵抗， 继之以小剂量链脲佐菌素（ ＳＴＺ， ２５ ｍｇ ／ｋｇ， 腹腔注射） 导致胰 岛素代偿性分泌障碍， 诱发高血糖症。应用正常血糖－ 高血浆胰岛素钳夹技术评价大鼠的胰岛素敏感性。结果： 与常规 饲料喂养大鼠相比， 高脂膳食组的葡萄糖输注率显著降低， 空腹血浆胰岛素显著升高。ＳＴＺ 注射后 １ 周高脂膳食组大 鼠血糖中度升高， 血胰岛素下降， 但仍高于普通饲料喂养组， 且高脂血症和胰岛素抵抗继续存在。高脂饲料喂养组 及 高 脂饲料＋小剂量 ＳＴＺ 注射组大鼠的葡萄糖输注率显著低于正常对照组。结论： 通过高脂膳食结合小剂量 ＳＴＺ 注射 成功复制出了实验性 ２ 型糖尿病动物模型， 它是研究 ２ 型糖尿病发病机制、药物研究和胰岛素抵抗相关疾病的理想动 物模型。
表 ２ 实验各组大鼠动态体质量的变化 （ ｇ， ｘ ±ｓ）
组别 ｎ 第 ０ 周
第２周
第４周
第６周
Ａ 组 １２ １４４．１３ ±４．９７ １８５．２３ ±７．９７ ２４４．０５ ±１１．３７ ３０１．４１ ±２０．９２
Ｂ 组 １２ １４４．８８ ±３．９５ １９０．５０ ±８．９７ ２７５．６１ ±１８．９０ ３４８．１８ ±２７．７５
２３．５４
－
１．２ 方法 １．２．１ 动物分组 将大鼠随机分为 ４ 组， 即普通饲料喂养组 １２ 只 （ Ａ 组 ） 、高 脂 饲 料 喂 养 组 １２ 只 （ Ｂ 组 ） 、高 脂 饲 料 喂 养＋ ＳＴＺ 注 射 组 １２ 只 （ Ｃ 组 ） 、普 通 饲 料 喂 养＋ ＳＴＺ 注 射 组 １２ 只 （Ｄ 组） 。 １．２．２ 饮 食 诱 导 ＩＲ Ｂ 组 和 Ｃ 组 用 特 殊 高 脂 饲 料 喂 养 １ 个 月， 自由摄食与饮水。 １．２．３ 小剂量 ＳＴＺ 腹腔注射诱导糖尿病 饲养 １ 个月后， 将 Ｃ 组 与 Ｄ 组 大 鼠 按 体 质 量 ２５ ｍｇ／ｋｇ 于 腹 腔 内 注 射 ＳＴＺ， Ａ组 和 Ｂ 组仅注射枸橼酸－ 枸橼酸钠缓冲液作对照。于注射后１ 周 左右进行血糖测定及正常血糖－ 高血浆胰岛素钳夹技术 （ 钳 夹试验） 。第 ７ 天进行空腹血糖、血浆胰岛素等指标的检测。 １．２．４ ＩＲ 的 评 价 采 用 钳 夹 试 验 检 测 大 鼠 胰 岛 素 敏 感 性［３］， 以判断 ＩＲ 模型是否复制成功。在试验过程中当血糖值超出基 础值±０．５ ｍｍｏｌ／Ｌ 的范围时， 即开始输注浓度为 ２０％葡萄糖， 调整葡萄糖输注速度（ 即葡萄糖输注率， ＧＩＲ） ， 并计算 ＧＩＲ。 １．２．５ ２ 型糖尿病判断标准 以空腹血糖≥７．０ ｍｍｏｌ／Ｌ， 伴有 ＩＲ 即胰岛素敏感性降低为成模标准。 １．２．６ 生 化 指 标 检 测 空 腹 血 浆 葡 萄 糖 测 定 采 用 葡 萄 糖 氧 化酶法。胰岛素测定用放射免疫法， 药盒购自中国原子能科 学研究院同位素研究所。具体操作步骤按试剂盒说明进行。 血脂测定用氧化酶法， 按试剂盒说明书进行。血浆游离脂肪 酸（ ＦＦＡ） 测定用酶比色分析法。 １．３ 统计学处理 计量资料数据均以 ｘ ±ｓ 表示。胰岛素测 定值为非正态分布， 进行对数转换后比较。组间比较采用 ｔ 检验。所有数据应用 ＳＡＳ ８．１ 统计软件进行数据处理分析。
Ｃ 组 １２ １４５．６３ ±３．９３ １９１．０３ ±９．２１ ２７７．１４ ±２０．３９ ３３９．９１ ±２９．３７
Ｄ 组 １２ １４４．７５ ±６．９２ １８４．８９ ±７．６５ ２４６．１１ ±１５．１７ ２９５．８４ ±２２．７７
ｔ Ａ∶Ｂ
０．５７２
已经证实， 胰岛素抵抗（ ＩＲ） 是 ２ 型糖尿病的重 要特征。２ 型糖尿病的发生， 在国外占整体糖尿病患 者的 ９０％以上， 而在国内则更高［１］。因此， 研制具有 胰岛素抵抗特征的实验性 ２ 型糖尿病动物模型有 重要的医学研究意义。目前国内外所进行的 ２ 型糖 尿病实验研究多采用具有遗传倾向的近交系纯种 动物， 但受动物来源与严格饲养条件的限制， 且其 特点为遗传因素在发病过程中起主导作用， 与普通 ２ 型糖尿病的发病机制与病理生理特点不相符合， 因此， 其研究价值有一定局限性。为此本课题组用 高脂膳食结合小剂量链脲佐菌素（ ＳＴＺ） 注射法研制 出一种既近似于人类 ２ 型糖尿病致病机制又相对 简便易得的实验性 ２ 型糖尿病大鼠模型， 该模型具
＊ 重庆市自然科学基金资助项目（ 项目编号 ２００３８０１２） 作者单位： ４０００１６ 重庆医科大学药学系 △现工作单位： ６４６０００ 泸州医学院附属医院内分泌科
３４
ｍａｎ 公 司 产 品 ， 水 合 氯 醛 、无 水 葡 萄 糖 等 由 重 庆 东 方 试 剂 厂 提供。枸橼酸－ 枸橼酸钠缓冲液： 分 别量取 ５４．０ ｍＬ ０．１ ｍｏｌ／Ｌ 枸 橼 酸 溶 液 与 ４６．０ ｍＬ ０．１ ｍｏｌ／Ｌ 枸 橼 酸 钠 溶 液 ， 混 匀 后 即 配 制 成 １００ ｍＬ ０．１ ｍｏｌ／Ｌ， ｐＨ 为 ４．２ 的 枸 橼 酸 － 枸 橼 酸 钠 缓 冲 液。ＳＴＺ 溶液： 临用前以 ０．１ ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ４．２ 的枸橼酸－ 枸橼酸钠 缓冲液配制成 ０．５％的溶液。饲料配制： 普通饲料为重庆医科 大学实验动物中心配制的常规饲料， 总热量为 １３．５３ ｋＪ／ｇ。高 脂饲 料参照文献［２］喂养前一周临时配制， － ２０ ℃保存， 总热量 为 １８．７１ ｋＪ／ｇ。两种饲料的营养组成见表 １。
表 １ 两种饲料的营养成分比较
营养成分
碳水化合物 脂肪 蛋白质 其他
普通饲料
比例
占总能量
（ ｗｔ／ｗｔ％） 百分比（ ％）
５３．７７
６６．５０
０３．６７
１０．２１
百度文库
１８．８３
２３．２９
２３．２９
－
高脂饲料
比例
占总能量
（ ｗｔ／ｗｔ％） 百分比（ ％）
３１．６８
２８．３４
２８．２７
５６．８９
１６．５１
１４．７７
关键词 糖尿病， ２ 型 疾病模型， 动物 胰岛素抗药性 链脲菌素
Ｅｓ ｔａ ｂｌｉｓ ｈｍｅ ｎｔ ａ ｎｄ Ｅｖａ ｌｕａ ｔｉｏｎ ｏｆ Ｒａ ｔ Ｍｏｄｅ ｌｓ ｏｆ Ｔｙｐｅ ２ Ｄｉａ ｂｅ ｔｅ ｓ Ｍｅ ｌｌｉｔｕｓ
ＣＨＥＮ Ｑｉｕ， ＸＩＡ Ｙｏｎｇｐｅｎｇ， ＱＩＵ Ｚｏｎｇｙｉｎ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００１６， Ｃｈｉｎａ Ａｂｓ ｔｒａｃｔ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ： Ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａｎ ａｎｉｍａｌ ｍｏｄｅｌ ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｔｈｅ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ａｂｎｏｒｍａｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｔｙｐｅ ２ ｄｉａｂｅｔｅｓ ｍｅｌｌｉｔｕｓ ｗｉｔｈ ｉｎｓｕｌｉｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｍｅ ｔｈｏｄｓ ： Ａｄｕｌｔ ｍａｌｅ Ｗｉｓｔａｒ ｒａｔｓ ｗｅｒｅ ｆｅｄ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ － ｆａｔｔｙ （５９％ ｏｆ ｃａｌｏｒｉｅｓ － ｆａｔ） ｄｉｅｔ ｔｈａｔ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ｆｏｒ ５ ｗｅｅｋｓ ｔｏ ｉｎｄｕｃｅ ｉｎｓｕｌｉｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ， ｔｈｅｎ ｓｔｒｅｐｔｏｚｏｔｉｏｎ（ＳＴＺ， ２５ ｍｇ／ｋｇ） ｗａｓ ｉｎｊｅｃｔｅｄ ｉｎｔｒａｐｅｒｉｔｏｎｅａｌｌｙ ｔｏ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ｉｎｓｕｌｉｎ ｓｅｃｒｅｔｉｏｎ ｄｅｆｅｃｔ ａｎｄ ｈｙｐｅｒｇｌｙｃｅｍｉａ． ｅｕｇｌｙｃｅｍｉｃ － ｈｙｐｅｒｉｎｓｕｌｉｎｅｍｉｃ ｃｌａｍｐ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｉｎ ｒａｔｓ ｔｏ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｔｈｅｉｒ ｉｎｓｕｌｉｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ．Ｒｅ ｓ ｕｌｔｓ ： Ｇｌｕｃｏｓｅ ｉｎｆｕｓｉｏｎ ｒａｔｅｓ （ＧＩＲ） ｉｎ ｔｈｅ ｒａｔｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ－ ｆａｔ ｄｉｅｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｆａｓｔ ｐｌａｓｍａ ｉｎｓｕｌｉｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ ｆａｔ ｄｉｅｔ， ｔｈｅ ｒａｔｓ ｗｅｒｅ ｉｎｊｅｃｔｅｄ ｉｎｔｒａｐｅｒｉｔｏｎｅａｌｌｙ ｗｉｔｈ ｌｏｗ－ ｄｏｓｅ ｓｔｒｅｐｔｏｚｏｔｏｃｉｎ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｔｙｐｅ ２ ｄｉａｂｅｔｅｓ ｍｅｌｌｉｔｕｓ ｍｏｄｅｌ． Ｏｎｅ ｗｅｅｋ ａｆｔｅｒ ＳＴＺ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ，ｂｌｏｏｄ ｇｌｕｃｏｓｅ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ， ｐｌａｓｍａ ｉｎｓｕｌｉｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｕｔ ｓｔｉｌｌ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｒｅｇｕｌａｒ ｃｈｏｗ－ ｆｅｄ ｒａｔｓ， ｗｉｔｈ ｉｎｓｕｌｉｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｄｙｓｌｉｐｉｄｅｍｉａ ｓｔｉｌｌ ｅｘｉｓｔｅｄ． ＧＩＲ ｗａｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｌｏｗｅｒ ｉｎ ｒａｔｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ ｆａｔｔｙ ｄｉｅｔ ｇｒｏｕｐ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｆａｔｔｙ ｐｌｕｓ ｌｏｗ ｄｏｓｅ ＳＴＺ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｇｒｏｕｐ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ． Ｃｏｎｃｌｕｓ ｉｏｎ： Ｔｙｐｅ ２ ｄｉａｂｅｔｅｓ ｍｅｌｌｉｔｕｓ ａｎｉｍａｌ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｆａｔｔｙ ｄｉｅｔ ｐｌｕｓ ｌｏｗ ｄｏｓｅ ＳＴＺ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ．Ｉｔ ｍａｙ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｐｅｒｆｅｃｔ ａｎｉｍａｌ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇ ｔｙｐｅ ２ ｄｉａｂｅｔｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ， ａｌｓｏ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎｓｕｌｉｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｄｉｓｅａｓｅｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｂｅｉｎｇｓ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒｄｓ ｄｉａｂｅｔｅｓ ｍｅｌｌｉｔｕｓ，ｔｙｐｅ ２ ｄｉｓｅａｓｅ ｍｏｄｅｌｓ，ａｎｉｍａｌ ｉｎｓｕｌｉｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｓｔｒｅｐｔｏｚｏｃｉｎ
２ 结果 ２．１ 大鼠动态体质量、饮水及饮食量的变化 ４ 组 大鼠的初始体质量差别无统计学意义， 实验期间体
Ｔｉａｎｊｉｎ Ｍｅｄ Ｊ， Ｊａｎ ２００６， Ｖｏｌ ３４ Ｎｏ １
质量随着时间的延伸成规律性的增加。Ｂ 组体质量 增加较快， 从第 ４ 周起， 与 Ａ 组大鼠比较出现差异， 且差异逐渐增大， 直到实验结束， 见表 ２。注射 ＳＴＺ 后第 ３ 天， Ｃ 组表现出多饮 （ 每日饮水量约是 Ａ 组 的 ３ 倍） 、多食（ 每日饮食量约是 Ａ 组的 ２ 倍） 等症 状。Ｂ 组饮食量超过 Ａ 组的 ３０％。Ｄ 组与 Ａ 组比较 饮水及饮食量无明显差异。