糖尿病动物模型转载请注明来自丁香园发布日期: 2006-07-10 19:22 文章来源: 丁香园关键词: 糖尿病糖尿病动物模型2.7 db/db小鼠db/db小鼠糖尿病发病系瘦素受体突变所致，呈常染色体隐性遗传。
该鼠在10～14日龄时就出现多食、高胰岛素血症，但4周龄时血糖仍维持正常，随后该鼠体重逐渐增加，出现高血糖。
2～3月龄时尽管胰岛素水平为正常时的6～10倍，但血糖水平可达22～33mmol/L；约3～6月龄时胰岛素水平逐渐下降至低于正常水平，该期小鼠体重明显下降，并出现酮症，组织学显示显著的β细胞坏死，如缺乏胰岛素治疗，该小鼠存活不超过10月。
db/db小鼠另一个特点为：其血清胰高糖素的水平较正常对照升高2倍以上[22.23]。
db/db小鼠是适用于研究2型糖尿病发病机制的动物模型。
2.8 ob/ob小鼠ob/ob小鼠为2型糖尿病动物模型,属常染色体隐性遗传。
ob/ob小鼠糖尿病发病是由于ob基因突变，造成其编码的蛋白leptin缺乏,引起肝脂肪生成和肝糖原异生显著增加，高血糖又刺激胰岛素分泌，引起胰岛素抵抗，刺激脂肪的形成，ob/ob小鼠体重可达90克之多。
ob/ob小鼠症状的轻重取决于遗传背景，纯合体动物表现为肥胖，明显的高血糖及高胰岛素血症，而ob/ob/6J小鼠胰岛素水平可达正常小鼠的10～50倍，但其血糖常只有轻度的升高。
组织学显示ob/ob小鼠胰岛β细胞显著增生、肥大，而胰岛A细胞、D细胞及PP细胞数量明显减少[24.25]。
2.9 KK鼠KK小鼠是日本学者培育的一种轻度肥胖型2型糖尿病动物，后与C57BL/6J小鼠杂交，并进行近亲繁殖，得到Toronto－KK（T－KK）小鼠。
将黄色肥胖基因(即Ay)转至KK小鼠，得KKAy鼠，与KK小鼠相比，KKAy鼠有明显的肥胖和糖尿病症状。
KK小鼠有明显的多食，从5周龄起,血糖、血胰岛素水平逐步升高，至5月龄时体重可达50克，非空腹血糖常低于17mmol/L，非空腹血胰岛素可达1200ug/mL，1岁龄时，多食、高血糖、高胰岛素血症、肥胖及肝脏对胰岛素的敏感性可自发恢复正常，但糖尿病KK小鼠生命常明显缩短。
此外，KK小鼠空腹胰高糖素水平升高，且不受葡萄糖抑制。
组织学显示B细胞有脱颗粒和糖原浸润,随后出现胰岛肥大和肝脂肪化和脂肪组织增多[26.27]。
【其他DM动物模型】1.激素性DM动物模型：注射垂体前叶提取物、生长素、肾上腺皮质激素、甲状腺素或胰高血糖素均可直接或间接产生DM。
2.病毒性DM动物模型：利用脑-心肌炎病毒（EMC－M病毒）和柯萨基病毒等使某些种属的小鼠胰岛β细胞脱颗粒、坏死，导致胰岛β细胞破坏，产生类似的1型DM。
3.免疫性DM动物模型：静脉注射抗胰岛素抗体或用同种或异种胰岛素的弗氏佐剂复合物及抗血清免疫;或用同种或异种胰腺+弗氏佐剂免疫动物均可在数小时后产生一过性高血糖。
其机制是内源性胰岛素与输入的抗体结合导致内源性胰岛素降低而致DM。
4.下丘脑性DM动物模型：用电凝法或注射硫代葡萄糖金损伤丘脑下部腹内侧核（VMH）饱中枢，可使成熟动物产生过度摄食、肥胖，直至产生DM。
【转基因糖尿病动物模型】糖尿病（diabetes mellitus ，DM）已成为严重危害人类健康的公共卫生问题，DM及其并发症不仅严重影响糖尿病患者的生活质量，同时也是致残、致死的重要原因。
因此，建立合适的糖尿病动物模型，阐明DM及其并发症的发病机制就显得尤为重要。
目前，DM动物模型制备方法主要有：①手术切除胰腺；②化学药物诱导；③自发性糖尿病动物模型；④转基因动物等。
【切除胰腺的DM模型】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11.1mmol/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，β细胞缺如而产生永久性DM。
【化学药物诱发的DM模型】采用链脲佐菌素腹腔注射或四氧嘧啶静脉注射可诱发DM，常用动物有小鼠、大鼠、家兔和狗。
链脲佐菌素（streptozotocin STZ）的参考剂量为50～150mg/kg；四氧嘧啶（alloxan）的参考剂量为60～110mg/kg。
STZ是一种含亚硝基的化合物，进入体内可通过以下机制特异性地破坏胰岛β细胞：①STZ直接破坏胰岛β细胞：主要见于注射大剂量STZ后。
STZ注射后可引起β细胞内辅酶I（NAD）的浓度下降，NAD依赖性能量和蛋白质代谢停止，导致β细胞死亡。
②通过诱导一氧化氮（NO）的合成，破坏胰岛β细胞；③STZ 激活自身免疫过程，进一步导致β细胞的损害：小剂量注射STZ可破坏少量胰岛β细胞，死亡的胰岛β细胞可作为抗原被巨噬细胞吞噬，产生TH1刺激因子，使TH1细胞系占优势而产生IL-2及IFN-γ，在胰岛局部促使炎性细胞浸润，并活化释放IL-1、TNF-α、IFN-γ、NO和H2O2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，释放细胞因子,放大细胞损伤效应，最终诱发DM[1]。
四氧嘧啶进入体内后能迅速被胰岛β细胞摄取，影响细胞膜的通透性和细胞内ATP的产生，抑制葡萄糖介导的胰岛素分泌。
四氧嘧啶主要通过产生氧自由基破坏β细胞结构，导致细胞的损伤及坏死，从而阻碍胰岛素的分泌，使血清胰岛素水平降低。
因四氧嘧啶同时也造成肝、肾组织中毒性损害；另外，部分采用四氧嘧啶制造的DM动物模型可自发缓解，故目前已经很少应用。
【自发性糖尿病动物模型】该模型绝大多数采用有自发性DM倾向的近交系纯种动物，如BB（Biobreeding）鼠、NOD（non-obesity diabetes）小鼠、GK（Goto-kakisaki）鼠和中国地鼠（chinese hamster）等动物造模。
自发性DM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DM的动物模型。
已用于研究的自发性DM 动物约有20种，可分为两类：一类为缺乏胰岛素，起病快、症状明显，并伴有酮症酸中毒，如BB（Biobreeding）鼠、NOD（non-obesity diabetes）小鼠和LETL大鼠，它们可以作为1型DM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，人类组织相关性抗原（MHC）参与发病过程，这些都与人1型DM 的特征相似。
利用这些模型可以对人1型DM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，不合并酮症，为 2型DM动物模型。
常用的2型DM自发性动物模型有中国地鼠(Chinese hamster)、GK(Goto-Kakisaki Wistar rats)大鼠、NSY (Nagoya-Shibata-Yasuda) 鼠和OLETF大鼠。
1．1型糖尿病动物模型1.1 BB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60～120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β细胞减少。
需依赖于胰岛素治疗才能生存。
BB大鼠另一个特点是其血液中淋巴细胞减少，易于感染。
此外，BB大鼠发生淋巴细胞甲状腺炎的频率较高，其血清常可检测出抗平滑肌、骨骼肌、抗壁细胞和抗甲状腺球蛋白的自身抗体[2.3]。
1.2 NOD小鼠NOD小鼠为一自发性非肥胖DM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，发病率亦远高于雄鼠，NOD小鼠3-5周龄时开始出现胰岛炎，浸润胰岛的淋巴细胞常为CD4+或CD8+淋巴细胞，于13～30周龄时发生明显DM。
与BB大鼠不同的是，NOD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。
在NOD鼠胰岛炎初期，血浆和胰岛灌注液中胰岛素的基础值和对葡萄糖的反应值均减低，同时胰高血糖素和胰高血糖素样物质的免疫活性增加。
NOD 小鼠葡萄糖激酶、丙酮酸激酶等活性下降，葡萄糖－6－磷酸脱氢酶和丙酮酸激酶的活性增加，肝组织中转氨酶、乳酸脱氢酶、支链氨基酸以及肾脏组织中的β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、α-葡萄糖苷酶和α-甘露糖苷酶等活性也均降低[4.5]。
NOD小鼠伴发DM是遗传、免疫和自由基损伤多因素综合作用的结果，NOD小鼠这些特点与1型DM患者相似，是研究关于1型DM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。
1.3 LETL（long evans tukushima lean）大鼠LETL也是一种1型DM的动物模型，通常于8～20周龄时发生DM，雄性大鼠发病率约为21%，雌性大鼠发病率约为15%，如果在5～7周龄时使用环磷酰胺处理大鼠则其在16周龄时，DM发病率增加一倍。
LETL 大鼠无外周血淋巴细胞减少，在明显DM症状发生前4～5天，胰岛可见有明显的淋巴细胞浸润[6.7]。
2．2型糖尿病动物模型2.1 嗜沙肥鼠(Psammonys Obesus，PO)PO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～两周），90% 的PO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。
PO 大鼠的DM发病大致可分为以下四个阶段：①起始阶段：该阶段内血糖及血清胰岛素水平均正常；②高胰岛素血症期：该期血糖仍保持正常，但血清胰岛素明显升高；③高胰岛素和高血糖期：该期内血糖＞11.1mmol/L；④低胰岛素高血糖期：该期由于胰岛β细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[8~10]。
Duhault等[11]发现PO大鼠在2型DM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1型DM(Latent autoimmune diabetes mellitus in adult，LADA)的特点，故PO大鼠可能适用于LADA的研究。
2.2 中国地鼠自发性DM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，动物为非肥胖型，血清胰岛素表现多样，胰岛病变程度不一，类似于人类的2型DM。
多数地鼠DM发病在1岁龄以内，群体发病率约为20.88%[12]。
2.3 ＧＫ大鼠(Goto-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3～4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。