2 型糖尿病动物模型研究进展

王 波，邓 强，黄韵蓓,张延威

(1.贵州师范学院实验教学管理中心,550018；2.贵州师范学院化学与生命科学学院,550018;3.贵州省生物资源开发利用特色重点实验室,550018)

引言

根据权威医学杂志统计分析的观点，糖尿病对人体健康的威胁，其程度正在逐年加大，在严重潜在中威胁着人类的公共健康。相关模型预测表明，到2030年受到糖尿病威胁的人口总数将会达到4.29亿，对于绝大多数糖尿病患者而言，他们都是2型糖尿病受害者，这一比例已经超过了90%。在医学研究领域，构建有效的动物模型，通过对模型的反复试验是实验测试药物的必要技术手段。而对于2型糖尿病(T2DM)的相关研究，同样离不开对动物模型的构建，在当前医学界，制备T2DM模型所应用的动物种类和方法纷繁复杂，但是，尚未形成比较成熟统一完整的模型制备方法，本文针对这种情况，对2型糖尿病动物模型的相关制备技术进行综述性的讨论。

1实验性糖尿病动物模型

应用该种动物模型的基本原理如下，使用物理或化学方法损伤胰腺或胰岛β 细胞，使用这种细胞产生胰岛素功能发生障碍，造成胰岛素的缺乏。实验性糖尿病动物模型成本较低，操作方便，应用比较广泛，常用的有胰腺切除术诱导法、化学药物诱导法、拮抗胰岛素因子诱导法、食物诱发及催肥法等。在这诸多方法中，由于化学药物诱导法的具备以下优点：操作过程比较简单，实验的可行性相对较高，其应用较为广泛，同时也是现阶段制备实验性糖尿病动物模型的主要技术方法。

1.1实验动物的选择

相关医学研究表明，诱发糖尿病的病毒机理有着比较明显的种属差异，通俗的说就是不同物种之间的诱发机理，有着很大的差异性。通过设计实验，可以诱发糖尿病的动物种类包括大鼠、小鼠、狗、猴、小羊、中国地鼠、兔等。在具体的实验操作过程中，动物的年龄大小、体重大小会对模型的构成产生较大影响。Iwase等研究发现:大鼠对于STZ的敏感性受到其年龄的严重影响，鼠的动物模型受到其体重的影响十分明显。在长产期的实验中，很多医学专家总结出了某些规律。即用200～250 g大鼠制备模型效果相对较好。Mordes等的研究表明，不同性别的大鼠对实验动物模型的成模率有着重要影响，具体来说，使用雄性大鼠制备模型的成模率要比雌性的高出不少。

1.2方法的选择

1.2.1部分胰腺切除法

这种方法是Minkowski在1889年首先试用的，他通过切除犬胰腺成功制作出糖尿病的模型。

1.2.2化学药物诱导法

使用化学药物诱导，最基础的是要运用合适的化学诱导剂，在长期的实验研究过程中，医学家逐渐总结出两种比较常用的化学诱导剂。这两种，分别是四氧嘧啶和链脲佐菌素(st reptozotocin，STZ)。四氧嘧啶的作用机理是在实验过程中抑制动物模型的葡萄糖激酶和诱导活性氧簇，从而引起糖尿病。STZ严格来说是一种抗微生物制剂，这种化学诱导剂在临床实验过程中对肿瘤有着比较有效的对抗作用，也能引起糖尿病病变。

1.2.3催肥法

使用这种方法，就是通过对动物模型进行药物刺激，使其贪食增肥，在具体的实验过程中，可以通过给动物注射金硫葡萄糖的方式，刺激实验动物，使其发生性变化，让实验动物贪吃嗜睡，逐渐提高实验动物的体重。从而能够使得高血糖、高胰岛素血症和胰岛素产生抵抗作用。但是，实验中得出的结论：很多动物本身并不具备高血糖，因此在给这些动物注射金硫葡萄糖时，动物的死亡率很高，其形成率仅为3 0%。

1.2.4 STZ加高糖高脂法

通过对目前的制备动物模型研究发现，使用单一的化学药物构建模型造模具效果很不理想，原因在于化学药物模型方法使用起来，受到的局限很大。最直接的就是化学药物毒副作用大，剂量稍微控制不好，就会引起动物的死亡。基于这种情况，在医学研究过程中，高脂饮食诱发2型糖尿病模型得到了不少学者的认可，这种方式通过痛多增加重复次数，而减少每次的剂量，可以引起胰岛的轻微的病理改变，这种轻微的改变，基本上和诱发出糖尿病倾向相当。

2自发性糖尿病动物模型

自发性动物模型是指实验动物未经任何人工处置，在自然条件下发生或由于基因突变的异常表现通过遗传育种保留下来的动物模型。其最大优点是动物疾病的发生、发展与人类糖尿病极其相似，应用价值很高，缺点是来源比较困难，种类有限，价格较昂贵。

主要有肥胖自发性2型糖尿病动物模型:ob/ob小鼠，db/db小鼠，KK(Kuo Kondo)小鼠，NSY(Nagoya-Shibata-Yasuda)小鼠，Zucker大鼠。非肥胖自发性2型糖尿病动物模型：GK(Goto-Kakizaki)大鼠，CD(Cohen diabetic)大鼠

2.1 ob/ob小鼠ob/ob小鼠瘦素基因缺乏，由C57BL/6J小鼠6号染色体单基因隐性遗传突变产生。ob/ob小鼠常用于减肥药和抗糖尿病药物的研究和检测。

2.2 db/db小鼠。小鼠瘦素受体基因缺陷出生约一个月后逐渐出现肥胖、高血糖、高血脂、糖尿等糖尿病症状。其发病过程与人T2DM非常相似,是国际上广为采用的研究T2DM的动物模型。

2.3 KK糖尿病小鼠。该动物对胰岛素不敏感,对葡萄糖耐量小,糖尿病发病率高,以具有轻度肥胖、高胰岛素抵抗和高血糖症的为特征。KK小鼠对胰岛素有轻度抗性,易于出现类似糖尿病肾病的肾脏损害。

2.4 NSY小鼠(Nagoya-shibata-yasuda)。NSY小鼠发展为糖尿病的速度相对较为缓慢,具有年龄依赖性,年龄在糖尿病的发展过程中占有重要作用,高脂食品能够加速疾病的发生过程,并且会出现胰岛素分泌不足及胰岛素作用受损现象。

3 转基因动物模型

目前已开发出多种转基因或基因剔除小鼠糖尿病模型，主要涉及以下相关基因位点:胰岛素受体(insul in receptor，IR)、胰岛素受体底物(insulin receptor subst rate，IRS)、IRS-1、IRS-2、葡萄糖转运蛋白GLUT-4、过氧化物酶体增殖物激活受体PPAR-γ 以及胰岛素分泌相关的GLUT-2、胰岛素样生长因子1受体等。

4 展望

通过上述本文的论述，可以发现，到目前为止，仍然没有一种动物模型和2型糖尿病特征是完全吻合的，这就给医学界利用动物实验模型，开发治疗人类糖尿病的药物带来了极大的风险和挑战。而且不同的动物实验模型也有着明显的差异，各自都有着不同的局限性，在实际应用或推广时，受到很多因素的制约。但是，不可否认，动物模型仍然是一种非常值得研究的治疗开发技术，相信随着生物技术的深入发展，这种技术也会越来越成熟，在模拟人类2型糖尿病的动物模型方面，也一定会取得突破实质性突破。

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