糖尿病的動物模型

1、第一部分 糖尿病的動物模型在介紹糖尿病的動物模型之前，首先簡要說明一下糖尿病的分型1。糖尿病是一類由遺傳、環(huán)境、免疫等因素引起的、具有明顯異質性的慢性高血糖癥及其并發(fā)癥所組成的綜合征，并非單一病因所引起的單一疾病。糖尿病分為：型糖尿病、型糖尿病和其它特異性糖尿病。型糖尿病即胰島細胞破壞，常導致胰島素絕對性缺乏，以往稱為胰島素依賴型糖尿病、青年發(fā)病型糖尿病，本型病因及發(fā)病是由于胰島細胞受到細胞介導性自身免疫性破壞。型糖尿病由于胰島素抵抗并胰島素分泌不足所致，以往稱為非胰島素依賴型糖尿病、成年發(fā)病型糖尿病，常伴有明顯的遺傳因素，但遺傳機制尚未闡明。其它特異性糖尿病包括，細胞功能的基因缺陷、胰島素作

2、用的基因缺陷、胰腺外分泌疾病、內(nèi)分泌疾病、藥物或化敏學制劑所致的糖尿病、感染、非常見型免疫介導性糖尿病以及有時并發(fā)糖尿病的其它遺傳綜合癥。下面我將按照糖尿病的分型，介紹相應的糖尿病動物模型。一、型糖尿病動物模型的建立(一)手術方法（胰腺切除法2）是最早的糖尿病動物模型復制方法。1890年,Mehring和Minkowski報道,在切除狗胰腺后,出現(xiàn)多尿,多飲,多食和嚴重的糖尿現(xiàn)象。一般選用較大的實驗動物,如狗和家兔等,其次用大鼠。全部切除胰腺,可制成無胰性糖尿病動物模型,需補充外源性胰酶。全部切除胰腺,除可引起高血糖外，并可致酮癥酸中毒和死亡，故一般主張切除75%90%的胰。(二)化學藥物特異

3、性破壞胰島細胞1.四氧嘧啶（alloxan） 四氧嘧啶產(chǎn)生超氧自由基而破壞細胞,導致胰島素合成減少,胰島素缺乏。其作用可能與干擾鋅的代謝有關。豚鼠具有抗藥性。四氧嘧啶引起的血糖反應分三個時相,開始血糖升高,持續(xù)約2,繼而因細胞殘存的胰島素釋放引起低血糖約6,12后開始持久的高血糖。小鼠 給藥劑量因給藥途徑不同而異(均需臨用前配) 200mg/kg(ip) ,85-100 mg/ kg(iv)。四氧嘧啶制備小鼠糖尿病模型的影響因素很多。王柳萍等3 觀察四氧嘧啶劑量、給藥途徑、給藥次數(shù)及小鼠體重對糖尿病小鼠血糖、死亡率、轉陰率的影響。結果發(fā)現(xiàn)，隨劑量的增加,小鼠死亡率增高;小鼠體重增加,死亡率亦增

4、高;靜脈注射成模率比腹腔注射高;同等劑量分次給藥,死亡率、轉陰率均降低，認為四氧嘧啶以同等劑量分次給藥小鼠糖尿病成模率高。黃敏等4 通過四氧嘧啶()建立速發(fā)型糖尿病小鼠模型觀察不同禁食時間對糖尿病小鼠模型的血清胰島素和血糖的影響，結果表明糖尿病小鼠造模的最佳時間為禁食12、18后造模,禁食18糖尿病小鼠模型組為最好。但陳建國等5觀察各種因素對四氧嘧啶制備小鼠糖尿病模型的影響，結果表明，四氧嘧啶致小鼠高血糖模型最佳條件為:四氧嘧啶腹腔注射劑量為200mg/Kg,給藥前小鼠禁食16,選雌性小鼠更佳,選造模后第3天血糖值在1530mol/l小鼠為造模成功小鼠為宜。大鼠 Alloxan糖尿病大鼠是研究

5、糖尿病治療藥物療效的常用動物模型。但是,Alloxan糖尿病大鼠模型的制備受許多因素的影響,如飼料成分、給藥次數(shù)、給藥劑量、動物體重、個體差異等,如不能很好地控制這些因素,就會造成動物死亡率、轉陰率高,以致模型的成功率降低,影響實驗結果的可靠性。何學令等6觀察四氧嘧啶制作大鼠糖尿病模型所需的最低劑量和不同給藥途徑對制作大鼠糖尿病模型的影響，結果表明，用四氧嘧啶制作大鼠糖尿病模型靜脈給藥優(yōu)于腹腔給藥；用四氧嘧啶以靜脈給藥方法成功制作大鼠糖尿病模型未禁食情況下需劑量40mg/kg。艾靜等7 探討四氧嘧啶致Wistar大鼠高血糖模型的最佳實驗條件,研究表明，實驗選取雄性Wistar大鼠,體重1902

6、40,在日照時間10以上且陽光充足的條件下飼養(yǎng)；給藥方式采取兩步給藥法,劑量為120 mg/kg第1天,100 mg/kg第2天,其成模率最高。小型豬 小型豬在解剖、生理學上與人較其它動物更為相似。因此,本動物模型與其它同類動物模型相比有獨特的優(yōu)點。劉軍須等8 將5%四氧嘧啶(alloxan)按200 mg/kg體重經(jīng)前腔靜脈注射入小型豬體內(nèi),受試豬注射四氧嘧啶后,出現(xiàn)高血糖,糖耐量減低,糖尿,低蛋白血癥,腎上腺皮質損傷,提示小型豬經(jīng)前腔靜脈注射四氧嘧啶(200 mg/kg體重)可以建立型糖尿病模型。家兔 王開富等9 用四氧嘧啶3種劑量(100,130.160 mg/kg)于雌雄各半家兔中制作

7、糖尿病模型，連續(xù)15d測定有關指標(血糖、尿糖、糖化血紅蛋白)并觀察動物死亡情況，結果發(fā)現(xiàn)，雌性家兔較雄性家兔耐受性強，死亡較少，故以四氧嘧啶130 mg/kg于雌性家兔制作糖尿病模型最為適宜。2. 鏈脲佐菌素(streptozotocin) 鏈脲佐菌素能夠選擇性損傷胰島細胞，引起實驗性糖尿病。給猴、狗、大鼠和小鼠等注射鏈脲佐菌素后，血糖水平的改變也可分為三個時相：早期高血糖相，持續(xù)約12小時，乃此藥抑制胰島釋放所致；低血糖相，持續(xù)約610小時，可能是由于胰島細胞破壞，大量胰島素釋放，是血糖顯著降低；24小時后出現(xiàn)穩(wěn)定的高血糖相即糖尿病階段，此時大部分胰島細胞已呈現(xiàn)不同程度的損傷和破壞。與四氧

8、嘧啶糖尿病不同，鏈脲佐菌素引起的糖尿病高血糖反應及酮癥均較緩和。小鼠2 小鼠對此藥敏感性較差，需靜脈注射175200mg/kg方可引起糖尿病。大鼠 于德民等10采用腹腔內(nèi)1次注射60mg/kg體重STZ方法，建立了速發(fā)型鏈脲佐菌素Wistar大鼠糖尿病模型。采用每周1次連續(xù)3周腹腔內(nèi)注射CFA （福氏完全佐劑）0. 5m1和STZ (25mg/kg)方法，建立了遲發(fā)型Wistar大鼠糖尿病模型。遲發(fā)型Wistar大鼠糖尿病模型建立的可能的機理為:注射CFA后激活大鼠體內(nèi)淋巴細胞，注射小劑量STZ后誘導胰島細胞發(fā)生輕度改變，在此基礎上，來自脾細胞的被激活的具有細胞毒作用的T淋巴細胞將上述輕度變性

9、的胰島細胞當作靶細胞進行攻擊，從而導致自身免疫過程的發(fā)生，使胰島細胞損害加重。經(jīng)過3周注射CFA和STZ，上述自身免疫作用不斷被強化，使胰島細胞損傷由量變到質變，最終誘發(fā)大鼠糖尿病的發(fā)生。豚鼠 楊麗萍等11為建立豚鼠的I型糖尿病，給豚鼠腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ)枸櫞酸緩沖液200mg/kg,24h后每天定時皮下注射2U長效胰島素,維持一定水平的血清胰島素，6周后眼眶后靜脈叢穿刺法采血5ml/只,測定血糖及血清胰島素含量。結果表明，豚鼠血糖明顯提高,血清胰島素明顯減少，認為該模型對研究I型糖尿病及其它相關疾病可能具有一定的價值。樹據(jù) 冼蘇等12 探討鏈脲佐菌素(STZ)樹據(jù)糖尿病(DM)動物模

10、型的建立及其空腹血糖(FBG)標準和最佳藥物劑量，結果發(fā)現(xiàn)STZ能誘導樹據(jù) DM模型，樹據(jù)DM模型標準為FBG>11.1mmol/L，最佳STZ劑量為150mg/kg。(三)手術及藥物聯(lián)合制作糖尿病模型通過手術切除實驗動物較易切除的胰腺鉤突及體尾部,然后局部或全身應用胰腺細胞毒性藥物,以破壞殘留胰腺的細胞,使其喪失功能,造成實驗動物體內(nèi)胰島素缺乏,從而誘發(fā)實驗動物出現(xiàn)糖尿病的臨床癥象?？朔巳惹谐碌膰乐貏?chuàng)傷和胰腺外分泌障礙的缺點,也避免了大劑量應用胰腺細胞毒性劑給其他組織器官帶來的嚴重損傷。(四)病毒誘導方法13柯薩奇病毒(Coxsackie virus)多感染兒童,主要經(jīng)腸道傳播

11、,引發(fā)胰腺炎,導致淋巴細胞浸潤,細胞壞死,可使新生的小白鼠、田鼠等致病,對成年鼠不致病。選用DBA2雌性小鼠,皮下接種腦炎、心肌炎病毒型變異株,47后出現(xiàn)明顯的高血糖,伴有血中及胰腺中胰島素含量降低。其高血糖為特發(fā)性,伴有明顯低胰島素血癥。在某些小鼠中可自然緩解,但糖耐量異常及高血糖在恢復期中仍將存在。(五)自發(fā)性型糖尿病動物模型13 自發(fā)性動物模型(spontaneous diabetes animal model)是動物自然發(fā)生的疾病，與人類某種疾病有相似之處，或通過遺傳育種培養(yǎng)而保留下來的疾病動物。1.NOD小鼠(nonobese diabetes mouse) 是JCL -ICR品系小

12、鼠衍生的CTS(白內(nèi)障易感亞系)糖尿病小鼠近親雜交而來，其發(fā)病多突然，表現(xiàn)明顯多飲、多尿、消瘦，血糖顯著升高，不用胰島素治療，動物存活不了一個月，通常死于酮血癥。NOD小鼠是自發(fā)性自身免疫I型糖尿病的一個很好的模型，是由T -細胞(包括CD4和CD8細胞)介導的，其發(fā)展受控于一系列T細胞的調節(jié)。細胞損傷繼發(fā)于自身免疫過程，引起低胰島素血癥。免疫調節(jié)劑，可溶性白介秦1受體，可溶性TNF受體p55，高果糖飲食等可預防NOD小鼠糖尿病發(fā)作。NOD小鼠的糖尿病發(fā)病率與性別有關，雌性鼠發(fā)病率顯著高于雄性鼠且發(fā)病早。2.BB糖尿病大鼠 是從Wistar大鼠中篩選出來的一種自發(fā)性,遺傳性C型糖尿病動物模型。

13、其發(fā)病和自身免疫性毀壞胰腺細胞引發(fā)胰腺炎及胰島素缺乏有關。大鼠糖尿病發(fā)作是突然的,大約在60120日齡時發(fā)病,數(shù)天后,糖尿病動物出現(xiàn)嚴重的高血糖,低胰島素和酮血癥。免疫抑制劑,將新生鼠胸腺切除等可預防糖尿病的發(fā)生,說明自身免疫參與發(fā)病。由于BB鼠能模擬人類型糖尿病的自然發(fā)病、病程發(fā)展和轉歸，且沒有外來因素的參與和干擾，是一種十分理想的型糖尿病動物模型。3.LEW.1NR1/ztm-iddm大鼠 是Lewis大鼠MHC單倍型自發(fā)突變株,自發(fā)性自身免疫型糖尿病動物模型。58左右發(fā)病,發(fā)病率為20%,性別不影響發(fā)病率。特點是高血糖、糖尿、酮尿和多尿。胰島被炎性細胞(淋巴細胞,淋巴細胞,巨噬細胞,細胞

14、)浸潤。發(fā)生胰腺炎的部位細胞迅速調亡。(六)轉基因型糖尿病模型動物14研究者按照自己的意愿，借助于實驗手段來控制實驗動物的特定基因組分及其表達等，而使動物表現(xiàn)特有的遺傳性狀，此稱之為轉基因技術，運用此技術干預的動物稱為轉基因動物。已運用基因轉移技術證實動物發(fā)生型糖尿病與MHC基因異常、病毒感染、T細胞介導胰島細胞損傷等有關。關于型糖尿病的轉基因動物模型已有報道。二、型糖尿病動物模型的建立(一)化學藥物損傷所致型糖尿病模型1.一次性大劑量鏈脲佐菌素(STZ)注射造模 STZ對一定種屬胰島細胞選擇性的破壞,可使許多動物產(chǎn)生糖尿病。由于其對組織毒性較小,動物存活率高,所以是目前國內(nèi)外使用較多的一種制

15、備糖尿病動物模型的方法。有報道:給予小鼠STZ65mg/kg體重,可致空腹血糖明顯上升,不同劑量和不同時期給予STZ可造成不同嚴重程度的型糖尿病。2.多次小劑量STZ注射造模 多次小劑量注射STZ制得的模型與T淋巴細胞介導的細胞不斷破壞有關。由于糖尿病除表現(xiàn)胰島細胞分泌缺陷及組織對胰島素作用的抵抗外,糖代謝紊亂及伴發(fā)的脂肪代謝紊亂也是其重要特征。尤其是型糖尿病,高糖血癥和高脂血癥為其主要表現(xiàn)。金黃地鼠 喬鳳霞等15 給金黃地鼠連續(xù)腹腔注射小劑量鏈脲佐菌素3天,劑量為40mg/kg，于注射后1、2、3、4、8周測動物血糖、血脂，并用降血糖藥二甲雙胍和調節(jié)血脂藥普羅布考驗證了該模型的反應性，結果表

16、明，該方法處理的金黃地鼠可作為同時評價藥物降血糖作用和調節(jié)血脂作用的動物模型。大鼠16 用STZ處理的新生大鼠成年后將呈典型的型糖尿病表現(xiàn)。自發(fā)性高血壓鼠(SHR)在新生期予以STZ處理,成年可獲得型糖尿病合并原發(fā)性高血壓模型。(二)STZ加膳食誘導的模型 型糖尿病的基本病變是胰島素分泌減少和胰島素抵抗。給予實驗動物少量STZ,破壞一部分胰島細胞功能,同時飼以高脂肪飼料造成外周組織對胰島素不敏感,兩者結合便誘導出接近人類型糖尿病的動物模型。1.小鼠 王彤等17用高脂肪飼料喂養(yǎng)57BL/6雄性斷乳小鼠3周,腹腔注射鏈脲佐菌素(STZ),繼續(xù)喂養(yǎng)4周,實驗結束時測定各相關指標，結果表明，實驗結束時

17、高脂飼料實驗組小鼠表現(xiàn)出明顯的高血糖和正常胰島素水平,整個代謝變化緩慢,而57BL/6小鼠較以往所用的db/db或ob/ob小鼠容易得到,建模方法簡便,費用較低,與型糖尿病病人的代謝特征相似,較好模擬了型糖尿病的發(fā)病過程,是型糖尿病實驗研究中能普遍應用的較理想的型糖尿病動物模型。2.大鼠 郭嘯華等18給雌性Wistar大鼠喂以高糖高脂飼料(其中含10%蔗糖,10%豬油,5%膽固醇)一個月,誘發(fā)出胰島素抵抗,繼以低劑量鏈菌素(STZ,25 mg/kg,腹腔注射),誘發(fā)胰島素代償性分泌障礙,使之產(chǎn)生高血糖癥，結果表明，此模型具有中度高血糖、高血脂、高血壓、血胰島素不低、胰島素抵抗、成功率高等特點,

18、 是型糖尿病血管并發(fā)癥及其藥物研究的理想動物模型。趙寶珍等19 選體重160180Wistar大鼠,雌雄各半,先喂以高脂高糖飼料（蛋白質5%、碳水化合物60%其中蔗糖為30%、脂肪32%其中煉豬油為30%）4周,促發(fā)胰島素抵抗,繼以小劑量鏈脲佐菌素(STZ 30 mg/kg,每周1次)連續(xù)腹腔注射2次,誘導建立型糖尿病模型。司曉晨等20將Wistar雄性大鼠給予高脂飼料（在10000標準飼料中加入150食鹽、50白糖、2000豬油、400麻油、2000花生、雞蛋900,碳水化合物48%,脂肪22%,蛋白質20%。）喂養(yǎng)4周后,按25/體重一次性腹腔內(nèi)注射鏈脲佐菌素,2周后,口服糖耐量試驗,挑選

19、0和120血糖分別大于7.0和11.0/的大鼠,作為糖尿病組,繼續(xù)喂以高脂飼料4周,造成實驗性型糖尿病大鼠模型，認為該模型具有型糖尿病的葡萄糖和脂質代謝紊亂,同時具有高胰島素血癥和胰島素抵抗的特征,是中醫(yī)藥治療型糖尿病實驗研究良好的動物模型。(三)特殊膳食誘導1.大鼠 李瑞峰等21給Wistar大鼠飲用12%的果糖水，連續(xù)六個月，結果發(fā)現(xiàn)，高果糖飲食12個月,實驗組體重的增加速度快于對照組，提示通過高糖刺激,胰島素代償性增多,加強了對糖代謝的調控,使血糖保持相對穩(wěn)定,反映該階段胰島素抵抗程度輕,通過其數(shù)量效應,加快了動物的生長速度；但高糖2個月時胰島素對糖代謝的調控能力已開始降低,組織對胰島素

20、的敏感性下降,表現(xiàn)為血糖輕度升高；第36個月,血糖水平明顯升高,動物體重的增加速度卻較對照組減慢，提示胰島素對糖代謝的調控作用發(fā)生了嚴重的障礙,即形成了明顯的胰島素抵抗，因此認為該模型是糖尿病實驗研究的一種適用動物模型。2.家兔 王宗保等22給家兔飼以高糖、高脂誘發(fā)糖尿病飼料(10%豬油、37%白蔗糖混合53%基礎飼料)單籠飼養(yǎng),每只動物每天約喂食100飼料,自由飲水，室溫1825,實驗期為32周。結果發(fā)現(xiàn)，高糖高脂飼料對新西蘭兔具有脂肪毒性和葡萄糖毒性,損害胰島細胞的結構和功能,可誘發(fā)較明顯的糖尿病。在喂食高糖、高脂飼料后,新西蘭兔血糖、血脂持續(xù)升高,與人類型糖尿病具有高度近似性,。 3.小

21、型豬 姚峰等23 選擇34月齡,體重6.02±1.29kg/頭的貴州小型豬，雌、雄各半，飼以高脂高糖飼料(10%豬油、37%蔗糖、混合53%基礎飼料)，單欄飼養(yǎng),每頭動物每天按體重的2.5%喂食飼料,自由飲水,室溫1825,實驗期為6個月。結果表明，喂食高脂高糖飼料后,小型豬的血清胰島素水平開始有所升高,然后血清胰島素水平明顯降低,6月末達到11.59±2.88mu/ml(<0.05),可提示小型豬的胰腺細胞受到損傷。結合胰腺組織結構觀察,在實驗的第6個月時,表現(xiàn)為胰島萎縮,胰島及胰島內(nèi)細胞數(shù)量減少,在胰島周圍有少量淋巴細胞浸潤,而且在透射電鏡下亦觀察到胰島細胞腫脹,

22、部分結構溶解,細胞呈空泡化,局部結構模糊。因此認為,高脂高糖飼料復制小型豬糖尿病模型,具有與人類型糖尿病相似的癥狀,可用于型糖尿病的相關實驗研究。(四)催肥所致型糖尿病動物模型給動物注射金硫葡萄糖或穿刺動物第三腦室底部可選擇性破壞下丘腦腹內(nèi)側核的飽食中樞,使動物產(chǎn)生貪食和肥胖,繼之高血糖、高胰島素血癥和胰島素抵抗(IR)。但大多數(shù)動物無高血糖,而且注射金硫葡萄糖的劑量要接近半數(shù)致死量,動物死亡率高,其形成率僅為30%。(五)自發(fā)性型糖尿病動物模型131.KK小鼠 是*學者培育的一種輕度肥胖型型糖尿病動物。后與57BL/6小鼠雜交,并進行近親繁殖,得Toronto(T-kk)小鼠。將黃色肥胖基因

23、(即y)轉至KK小鼠,得KK-y鼠,與KK小鼠相比,有明顯的肥胖和糖尿病癥狀。從5周齡起,血糖、血循環(huán)中的胰島素水平以及HbA1水平逐步升高。細胞有脫顆粒和糖原浸潤,隨后出現(xiàn)胰島肥大和中心氣泡。肝脂肪化和脂肪組織增多。脂肪組織的胰島素敏感性降低比KK小鼠明顯,且到16周齡時完全喪失。腎臟病變發(fā)生早,發(fā)展迅速,腎小球基底膜增厚。用KK-y鼠可評價抗糖尿病藥物的胰腺外作用。2.ob/ob小鼠 型糖尿病動物模型,屬常染色體隱性遺傳。純合體動物表現(xiàn)為肥胖,高血糖及高胰島素血癥。癥狀的輕重取決于遺傳背景, ob/ob小鼠(obesemouse)與57BL/KsJ交配的子代癥狀嚴重,而ob/ob與57BL

24、/6交配的子代癥狀則較輕,后者是雜合體。ob/ob小鼠leptin(ob基因產(chǎn)物)缺乏,引起肝脂肪生成和肝糖原異生,高血糖又刺激胰島素分泌,引起胰島素抵抗的惡性循環(huán)。糖尿病ob/ob小鼠肝PPAR2表達水平升高與胰島素抵抗有關,可能作為一種補償機制,試圖保持胰島素的敏感性。3. db/db小鼠 db/db小鼠(diabetes mouse)由57BL/KsJ近親交配株常染色體隱性遺傳衍化而來,屬型糖尿病模型。動物在一個月時開始貪食及發(fā)胖,繼而產(chǎn)生高血糖、高血胰島素,胰高血糖素也升高。一般在10個月內(nèi)死亡。糖尿病小鼠(57BL/6db/db)發(fā)生嚴重的糖尿病癥狀,類似57BL/KsJ ob/ob

25、小鼠,即早發(fā)的高胰島素血癥,體重下降和早死。db/db小鼠與ob/ob小鼠不同,可發(fā)生明顯的腎病。4.NSY小鼠 NSY (Nagoya- Shibata- Yasuda)小鼠是一近交系自發(fā)性糖尿病模型,是從遠交JCLCR小鼠中選擇糖耐量異常株培育而成的。其糖尿病發(fā)生具有年齡依賴性。24周齡時胰島素分泌功能嚴重受損,48周的累積發(fā)病率雄性為98%,雌性為31%。此鼠在任何年齡階段都不表現(xiàn)嚴重肥胖和顯著的高胰島素血癥,胰島也無腫大或炎性變化。胰島細胞分泌胰島素功能受損和胰島素抵抗可能是NSY小鼠發(fā)生NIDDM的機制,與人的NIDDM發(fā)病機理相似。5. Zucker fa/fa大鼠 是典型的高胰島

26、素血癥肥胖模型。隱性基因名稱為fa,動物有輕度糖耐量異常,高胰島素血癥和外周胰島素抵抗,無酮癥表現(xiàn),類似人的非胰島素依賴型糖尿病,血糖正常或輕度升高。用Zucker糖尿病肥胖大鼠證明胰島素敏感性與IMCL(intramyo- cellular lipid)含量負相關。6.黑線倉鼠(Cricetulusbarabensis) 俗稱中國地鼠(Chinesehamster),原為我國黃河以北一些省份的優(yōu)勢鼠種。美國Meier和Yerganian將黑線倉鼠通過近親繁殖獲得近交系,具有自發(fā)性、遺傳性糖尿病的特點。這種動物模型為非肥胖型,以中輕度高血糖為特征,血清胰島素表現(xiàn)多樣,胰島病變程度不一,類似于人

27、類的型糖尿病。7.GK大鼠(Goto-KakisakiWistarrat) GK大鼠也是一種自發(fā)的型糖尿病鼠種,其病理生理特點是:葡萄糖刺激的胰島素分泌受損,細胞數(shù)目減少,肝糖生成過多,肌肉和脂肪組織中度胰島素抵抗。8.嗜沙肥鼠(PsammomysObesus,PO) Duhault等發(fā)現(xiàn)PO鼠在型糖尿病晚期變得依賴胰島素,胰腺組織學顯示存在胰島炎,證實該鼠種是在型糖尿病中引發(fā)型糖尿病的模型。(六)轉基因型糖尿病模型13型糖尿病有兩個主要特征：周圍胰島素抵抗和細胞分泌胰島素功能受損。輕度胰島素抵抗和胰島素分泌功能輕度缺陷的小鼠,雜交后后代可產(chǎn)生型糖尿病癥狀。1.GK/IRS-1雙基因剔除小鼠

28、IRS-1-/-小鼠表現(xiàn)為胰島素抵抗,但由于細胞代償性增生,胰島素分泌增多,糖耐量正常。細胞特異GK表達降低的小鼠,顯示輕度糖耐量異常。兩者雜交產(chǎn)生的GK/IRS-1雙基因剔除小鼠,表現(xiàn)型糖尿病癥狀,既有胰島素抵抗又有糖耐量異常。2.IR+/- /IRS-1+/-雙基因剔除雜合體小鼠 IR+/-和IRS-1+/-單個基因剔除的雜合體小鼠無明顯的臨床癥狀。而IR+/- /IRS-1+/-小鼠肝和肌肉中IR和IRS-1表達水平下降60%,由胰島素介導的IR自動磷酸化, IRS-1和IRS-2的酪氨酸磷酸化,PI3-激酶的p85亞基與IRS-1的結合都減少。46月前血糖正常,2月時胰島素水平升高,4

29、6月時,發(fā)生明顯的胰島素抵抗(表現(xiàn)為血胰島素水平顯著升高和對外源性胰島素不敏感),6月時,40%的雜合體雙突變鼠表現(xiàn)糖尿病癥狀。3. IRS-2-/-小鼠 IRS-2-/-小鼠表現(xiàn)為胰島素抵抗和胰島素分泌不足(不能引起細胞代償性增生,無法對抗胰島素抵抗),從而引發(fā)型糖尿病。但IRS-2-/-小鼠單個細胞胰島素分泌正常甚至升高。三、檢測指標24(一)一般性指標 糖尿病時會導致動物攝食量、飲水量增加和血清葡萄糖、膽固醇、甘油三酯、游離脂肪酸、糖化血紅蛋白、乳酸分泌增高,而血清胰島素、紅細胞胰島素受體最大親和力、糖耐量降低。測定上述指標可反映實驗動物是否產(chǎn)生高血糖或患糖尿病。(二)其他生化和免疫學指

30、標可應用ELISA測定TNF-、INF-、IL-等細胞因子和免疫球蛋白IgE（反映細胞凋亡情況）;還可測定內(nèi)皮素（ET）和NO（反映氧自由基產(chǎn)生情況）、Ang-和（AT-）mRNA（反映血管變化及間接反映氧自由基產(chǎn)生情況）、IGF-即胰島素樣生長因子-和瘦素（了解胰島素的分泌,間接反映氧自由基情況）、AGE即糖基化產(chǎn)物（反映體內(nèi)氧化應激和糖基化反應情況）、PAH即苯丙氨酸羥化酶（反映糖異生的快慢）、GAD即谷氨酸脫羧酶抗體（該抗體陽性,表明細胞自身免疫性破壞）、胰島素抗體（抗體陽性,說明胰島素分泌不足）、肽（反映胰島細胞的功能）等。(三)病理切片及形態(tài)學檢查 STZ型糖尿病可見胰腺外分泌大量灶

31、狀或散在的單核細胞,胰島細胞空泡變性,使胰島呈空虛狀態(tài),胰島毛細血管擴張、充血、胰島細胞減少。而Alloxan型糖尿病則見部分胰島形狀不規(guī)則,邊緣不整齊,胰島細胞排列紊亂,個別胰島只剩下幾個細胞環(huán)繞在胰島周邊部分,亦可見不規(guī)則花環(huán)狀等各種形態(tài),有的胰島內(nèi)細胞所剩無幾,幾乎成為空泡狀,僅能辨認其輪廊。自發(fā)性糖尿病模型病理切片主要觀察胰島淋巴細胞浸潤程度并進行分級評分,每只動物至少記數(shù)15個胰島,求出胰島炎積分（IS）。激素性糖尿病早期可見胰島細胞肥大;晚期細胞產(chǎn)生空泡和變性。病毒性糖尿病出現(xiàn)胰島細胞脫顆粒、壞死。免疫性糖尿病則出現(xiàn)胰腺炎,未見明顯細胞壞死。人類糖尿病是一種常見病、多發(fā)病、其發(fā)病機

32、制也較為復雜,應用可控的動物模型可正確分析其各種發(fā)病機制,嚴格的組織病理、生化和生理觀察均可正確判斷藥物療效情況,不同的動物模型應選擇合適的測定指標。隨著實驗動物科學的不斷發(fā)展,將建立更佳的符合臨床發(fā)病機理、更經(jīng)濟、重復率高的模型,從而推動糖尿病機制及有效的防治研究。第二部分 中藥治療糖尿病的概況由于糖尿病的病因未闡明,尚無根治藥物,本文僅就國內(nèi)近年對單味中藥及中藥復方的降糖作用研究的進展加以概述。按照各種中藥的作用方式綜述如下。(一)促進葡萄糖轉運及周圍組織、靶器官對糖的利用徐梓輝等25從薏苡仁分離提取薏苡仁多糖(coixan),用coixan ip,在50和100mg/kg的劑量時,能降低

33、正常小鼠、四氧嘧啶糖尿病模型小鼠和腎上腺素(Adr)高血糖小鼠的血糖水平(P<0.05,0.01),且呈現(xiàn)一定的量效關系。因為Adr能夠促進肝糖原分解,肌糖原酵解,加速糖原異生,從而升高血糖,因而可以推測coixan可能有抑制糖原異生作用,從而達到使血糖水平降低的目的。黃芪生脈飲與增液湯26可降低接受糖負荷后的血糖峰值,使回落迅速加快,并能對抗Adr升高血糖,增加肝糖原合成作用,其機制可能與促進胰島素分泌和增加組織對糖的轉化有關。仙鶴草顆粒(HAG)也有類似的作用27。施紅等28用石斛合劑對糖尿病患者的臨床療效觀察,其具有顯著降低血糖,改善血黏度、血脂的療效。并選用優(yōu)降糖(磺脲類),以及

34、降糖尿(雙胍類)作為陽性對照藥物,石斛合劑對于四氧嘧啶及Adr誘發(fā)的糖尿病小鼠均有明顯的降低血糖作用,其療效均優(yōu)于對照組,且無致低血糖危險。復方地骨皮對于正常和模型小鼠均具有明顯的降糖、降脂作用,并能增強其免疫功能29。其機制可能為藥物促使機體增加了對血糖的利用。(二) 保護胰島細胞,促進胰島素穩(wěn)定分泌成新法等30用STZ致糖尿病大鼠模型,采用超臨界CO2萃取的中藥復方降糖靈3號藥、8號藥降糖作用顯著。因為STZ造模會損傷胰島細胞,使大鼠胰島出現(xiàn)核固縮細胞及空泡狀細胞,而3號、8號藥組的核固縮胰島細胞極少,結果說明3號、8號藥組具有保護細胞的功能,從而維持胰島素的穩(wěn)定分泌,達到降糖的作用。王思

35、功等27采用STZ和Adr復制糖尿病模型。用仙鶴草顆粒(HAG,0.8g/kg)8d可使STZ糖尿病小鼠血糖水平明顯降低,HAG很可能是通過促進細胞的再生而起降血糖作用。郭健等31用四氧嘧啶建立高血糖大鼠模型,并用中藥血糖安給大鼠ig7d后,測定大鼠的血糖值與血清胰島素值。糖尿病治療大鼠的血糖值及糖耐量與糖尿病模型組相比有明顯降低(P<0.05),而正常大鼠的血糖值和血清胰島素值并無變化?？梢酝茰y,血糖安的降糖作用很可能是通過改善受損的胰島功能來實現(xiàn)的。黃小紅等32用地骨皮的粗提取液40g/kg對小鼠ig,連續(xù)3d。地骨皮對于正常小鼠的降血糖作用不明顯,而對四氧嘧啶病理組小鼠有降低血糖作

36、用(P<0.05)。(三)抑制-糖苷酶活性-糖苷酶通過水解-1,4糖苷鍵從有關多糖的非還原端切下葡萄糖。人體對淀粉、糊精、蔗糖等碳水化合物的利用吸收依賴于小腸刷狀緣上該酶的活性。-糖苷酶在血糖代謝過程中起到關鍵的作用。桑葉多糖,是一種有效的-糖苷酶抑制劑33。Lee等34研究發(fā)現(xiàn)桑葉的甲醇提取物和水提物對四氧嘧啶高血糖小鼠表現(xiàn)出明顯的降血糖作用,能阻止從飲食中攝入的淀粉和葡萄糖的高血糖反應。認為其作用機制可能是抑制了-糖苷酶的催化反應。此外,從桑白皮、桑葉和桑椹中分得一些多羥基生物堿也具有很好的抑制糖苷酶活性,可以降血糖。另外, 從五味子、虎杖和知母中分離出的化學成分,都有抑制-糖苷酶活

37、性的作用,從而能夠降血糖33。綜上所述,中藥可以通過不同方式如促進葡萄糖利用、保護胰島細胞、促進胰島素穩(wěn)定分泌和抑制-糖苷酶活性等來達到防治糖尿病的目的。而且很多中藥不是從單一環(huán)節(jié),而是從多方面、多靶點綜合產(chǎn)生藥效的。由此可見,從中藥中尋找治療糖尿病的有效成分是一種防治糖尿病的有效途徑,隨著各種中藥藥用機制逐漸清晰,必然引起國內(nèi)外人們的廣泛重視。References:1 Hu S W,Guo R L.Utilitarian Diabetologia(實用糖尿病學)M.BeijingeopleSurgeon Press,1998.2 Xu S Y,Bian R L,Cheng X.Pharmac

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