2型糖尿病动物模型的建立

2型糖尿病动物模型的建立

随着世界老龄化、生活方式和饮食结构的改变，糖尿病在世界广泛流行，且病情恶化，呈快速增长趋势。其中两类糖尿病占糖尿病总数的90%95%以上。然而,对于2型糖尿病的发病机制目前尚不清楚,普遍认为其发病受多基因决定的,与遗传因素和环境因素有关。因此建立合适的2型糖尿病动物模型是研究2型糖尿病发病机制,寻找合适的治疗方法所必需的。1材料和方法1.1基础饲料适应性放养1周后正式实验35只清洁级雄性Wistar大鼠(180~250g)购自吉林大学基础医学院,基础饲料适应性喂养1周后开始正式实验。将35只大鼠随机分为两组,一组10只为对照组,另一组25只为糖尿病组。1.2试剂盒和仪器血清TG、TC、LDL-C和HDL-C试剂盒(南京建成生物工程研究所);722-分光光度计(上海第三分析仪器厂);血糖仪及试纸条(日本京都)。1.3大鼠的常规饲料及缓冲溶液配方糖尿病组大鼠喂饲高脂高糖饲料(饲料组成:20.0%猪油,10.0%蔗糖,2.5%胆固醇,1.0%胆酸盐,66.5%常规饲料),对照组大鼠仅喂饲普通饲料。高脂饲料喂养1个月后,给予糖尿病组大鼠腹腔注射25mg/kg.BW1%柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液稀释的链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ);对照组仅注射缓冲溶液。注射72h后尾静脉取血检测血糖,以随机血糖≥16.7mmol/L为糖尿病大鼠。1.4血糖动态检测STZ注射前后分别进行葡萄糖耐量试验和胰岛素耐受试验。葡萄糖耐量试验(GlucoseIntoleranceTest):大鼠禁食过夜12h(不禁水),待血糖和血浆胰岛素达到稳定状态后,在清醒状态下以1g/kg.BW腹腔注射50%的葡萄糖溶液,在注射后0、30、60和120min从尾静脉采血检测血糖,记录血糖变化。胰岛素耐受试验(InsulinIntoleranceTest):大鼠正常摄食,饮水,在清醒状态下以1IU/kg.BW腹腔注射1IU/ml的胰岛素溶液,在注射后0、15、30、60和90min时从尾静脉采血检测血糖,记录血糖变化。1.5血脂检测在注射STZ1周后,两组大鼠从尾静脉取血检测血脂变化。1.6统计分析血清学指标均以表示,数据采用SPSS13.0软件进行统计分析,以P﹤0.05为差异有统计学意义。2糖尿病大鼠摄食量的变化STZ注射1周后,糖尿病组大鼠共有21只随机血糖≥16.7mmol/L,剔除3只状态不佳的大鼠,共有18只糖尿病大鼠符合标准,观察注射前和注射后每日平均摄食量(注:由于STZ的毒性反应导致大鼠食量减退,注射后选择的是注射1周后的3d平均摄食量)。在糖尿病组大鼠腹腔注射STZ后,平均摄食量显著增加,差异有统计学意义(P﹤0.05),而对照组大鼠每日平均摄食量无明显变化。见表1。在糖尿病组大鼠腹腔注射STZ后,体重明显降低,与注射前相比差异有统计学意义(P﹤0.05)。见表2。3stz分次注射糖尿病模型2型糖尿病又称为非胰岛素依赖型糖尿病,主要表现为胰岛素抵抗,占糖尿病总数的90%~95%以上,成为糖尿病研究的重点。它不仅表现为高血糖,而且与高血压、中心性肥胖、动脉硬化和脂代谢紊乱密切相关,因此建立2型糖尿病动物模型是研究糖尿病的重要和必需手段之一。目前常用的2型糖尿病动物模型有实验性和自发性两类,其中以化学药物诱导方法操作简单、可行性高,在实验研究中应用广泛。本研究在给予糖尿病组大鼠高糖高脂饲料喂养1个月后,通过胰岛素耐受试验证实动物出现明显的肥胖和胰岛素抵抗,然后给予一次小剂量STZ腹腔注射(30mg/kg.BW),经检测糖尿病组大鼠注射后随机血糖(29.1±2.81mmol/L)明显高于注射前(5.86±0.74mmol/L),差异有统计学意义(P﹤0.05)。同时与注射前相比,注射后糖尿病组大鼠体重明显降低,原因可能是STZ的毒性反应和糖尿病症状共同导致的结果,同时糖尿病组大鼠出现明显的多饮、多食、多尿等症状,与相关研究报道一致。为了验证动物模型是2型糖尿病,本研究又进行了葡萄糖耐量和胰岛素耐受试验。葡萄糖耐量试验在注射葡萄糖后糖尿病组均显著高于对照组(P﹤0.05),说明糖尿病组大鼠存在明显的葡萄糖不耐受(见图1)。胰岛素耐受实验在胰岛素注射后15min,30min两个时间点,糖尿病组大鼠血糖显著高于对照组,说明糖尿病组大鼠存在明显的胰岛素抵抗。2型糖尿病通常还伴随脂代谢紊乱,本研究通过检测两组大鼠的血脂后发现,与对照组相比,糖尿病组大鼠血清TC和LDL-C明显升高且差异有统计学意义(P﹤0.05)。说明本研究所建立的模型是伴随脂代谢紊乱和胰岛素抵抗的糖尿病动物模型,进一步证实是2型糖尿病动物模型。在糖尿病组大鼠腹腔注射STZ后,随机血糖明显升高,并且差异有统计学意义(P﹤0.05),而对照组大鼠随机血糖无明显变化。见表3。在STZ注射后,对糖尿病组和对照组大鼠分别进行葡萄糖耐量试验,在以1g/kg.BW的50%的葡萄糖溶液腹腔注射后0min、30min、60min和120min时糖尿病组大鼠和对照组大鼠相比均差异有统计学意义(P﹤0.05),说明糖尿病组大鼠出现对葡萄糖的显著不耐受。见图1。在STZ注射后,对糖尿病组和对照组大鼠分别进行胰岛素耐受试验,在清醒状态下以1IU/kg.BW腹腔注射,在注射后0min、15min、30min、60min和90min时从尾静脉采血检测血糖,从图上可以看到模型组大鼠和对照组大鼠相比,在注射胰岛素后15min,30min血糖差异均有统计学意义(P﹤0.05),说明糖尿病组大鼠出现明显的胰岛素抵抗,可以判定这些糖尿病大鼠是伴随胰岛素抵抗的糖尿病大鼠,即2型糖尿病大鼠。见图2。在糖尿病组大鼠腹腔注射STZ后,尾静脉取血检测血清TG,TC,LDL-C,HDL-C,从结果可以看到在STZ注射后,模型组大鼠血清TC和LDL-C有明显升高且与对照组相比差异有统计学意义(P﹤0.05),而两组TG,HDL-C差异无统计学意义(P﹤0.05)。见表4。研究表明,单纯的高糖高脂饲料喂养可以使动物血糖升高,但需要很长时间,至少要6个月到1年以上[2~4]。而给予大鼠注射大剂量STZ也可以诱导糖尿病,但从发病机制类似1型糖尿病。有文献提示,先给予大鼠喂饲一段时间高脂高糖饲料,虽不能引起血糖升高,却可以引起广泛的胰岛素抵抗,增加胰腺β细胞对STZ的敏感性,然后给予小剂量的STZ即可造成胰岛β细胞轻度损伤,出现血糖升高