糖尿病肾病大鼠模型制备研究进展

郝 朋 巴图德力根

(1.内蒙古民族大学，内蒙古 通辽 028000;2.内蒙古民族大学附属医院，内蒙古 通辽 028000)

糖尿病肾病(Diabetic nephropathy ，DN)的发病机制目前尚未完全阐明，但是与多种因素关系密切，其中有糖代谢紊乱(多元醇通络的活化、蛋白激酶C 的激活、糖基化终末产物的积聚)、血流动力学异常、氧化应激、细胞因子参与及遗传因素［1-12］等，但高血糖是最重要的因素，所以为了得到DN 大鼠模型，制备糖尿病大鼠模型是前提，在此基础上研究大鼠肾脏的改变。

1 大鼠品系

国内糖尿病大鼠造模常用品系为SD、WISTAR，这2 种大鼠在各级实验机构应用广泛，价格便宜，容易饲养管理;国外有使用GK(Goto - Kakisaki)大鼠模型、LOLETL(otsukalong evanstokushimafatty)大鼠模型等可自行发生糖尿病，但是价格贵饲养管理成本高，没有被广泛使用。

2 大鼠体重或者周龄

有文献报道称成年大鼠或者体重大的鼠比幼龄的大鼠容易成模，雄性较雌性大鼠容易成 模［13，14］。郑选梅等选取8wk 龄和6wk 龄的雄性SD 大鼠，而成模率8wk 龄大鼠成高出6wk 龄大鼠近50%［15］。陈静、冯波等选取7 ～9wk龄SD 大鼠体质量在180g ～270g，按照体质量分为3 组，结果是体质量为180g ～240g 大鼠成模率较高，且随着体质量的增加，成模率会降低，死亡率增加［16］。

3 造模剂

目前实验性糖尿病动物模型复制方法有多种，比如药物注射、手术切除动物胰腺等，但是药物注射凭借操作简单快捷，动物死亡率低等优点被更多采用。造模药品主要有四氧嘧啶(alloxan)和链脲佐菌素(streptozotocin，STZ)，大多单独使用其中一种，又以后者应用更加广泛。目前认为STZ 致糖尿病的机制是引起特殊位点烷基化，进一步导致多聚ADP-核糖体激活，胞内NAD +和ATP 耗竭，最终导致大量反应性氧簇产生，破坏胰腺β 细胞［17］。郑里翔发现使用小剂量alloxan+STZ 联合使用，可降低毒性，更高的成模率［18］。

4 造模方式及剂量

4.1 单纯STZ 法：按给药方式又分为腹腔注射，尾静脉注射。黄波等对造模大鼠禁食24h 后，对两组大鼠分别腹腔、尾静脉一次性注射STZ 溶解于枸橼酸钠缓冲液，浓度0.1mol/L，pH4.5 中，并在30min 内用完)0.1mol/L，65mg/kg，结果显示尾静脉注射组成模较腹腔注射组高，可能与静脉注射部位准确，药物吸收度高有关［19］。但是大鼠尾巴角质层比较厚，尾静脉注射需要一定的技术，然而腹腔注射简单，便于尾静脉注射不熟练的人员操作。李伟，张红等分别给予四组模型组大鼠腹腔一次注射40、50、60、70mg/kg，成模8wk 后，检测糖尿病大鼠尿微量白蛋白、血尿素氮、肾脏指数以及肾脏的镜下病理变化，结果示腹注60mg/kgSTZ成模率高，死亡率低［20］。朱以良，杨李，文晔等将分两次给予大鼠低剂量STZ 和一次中剂量STZ 腹腔注射作对比，发现两次低剂量的造模方法在死亡率上更低［21］。

4.2 高脂高糖饮食+STZ：通过给予大鼠高脂高糖饲料，诱导出胰岛素抵抗，再给予低剂量STZ 注射。洪侃，郁志明等给予拟造模大鼠高脂饮食6wk 后禁食16h，一次性腹腔注射STZ25mg/kg 诱导糖尿病模型［22］。王小英，冯积容等给模型组大鼠高脂高糖饲料(70%普通饲料，15%蔗糖，10%猪油，5%鸡蛋)喂养4wk 之后，空腹状态下腹腔注射STZ40mg/kg，8wk 后处死，取肾脏镜下观察，模型组有显著的肾小球硬化和间质的纤维化［23］。

4.3 单侧肾脏切除+STZ：单侧肾脏切除的方式分腹腔开口切除和后背开口切除，由于腹腔开口术后的肠黏连或者肠梗阻发生率较高，导致死亡率上升，而后背开口的方式不经过胃肠，对大鼠的损伤较小。由于李敬林，乔文军等［24］将大鼠摘除左肾，术后6d 腹腔注射STZ35mg/kg，而作为对照未摘肾组，则尾静脉注射50mg/kgSTZ，普食饲养两个月后处死，评价肾功能的尿微量白蛋白显示摘除单侧肾脏组明显高于未摘肾的STZ 组。

4.4 高脂高糖饮食+单侧肾脏切除：徐明艳，张秀坤等给予大鼠6 周高脂高糖饮食后，切除右侧肾脏，继续高脂高糖喂养14wk 后，大鼠出现肥胖高胰岛素血症胰岛素抵抗，血糖血脂等指标与高糖高脂诱导联合STZ 组相比无明显区别，但是建模的周期比较长［25］。

4.5 高脂高糖饮食+单侧肾脏切除+STZ：该方法意在通过高糖高脂诱导大鼠出现胰岛素抵抗，继而切除单侧肾脏，再用STZ 破坏胰腺β 细胞。徐颖，周世文等选取雄性SD大鼠，先给予高脂高糖饮食4wk，单侧肾切除，术后两周禁食12h 后腹腔注射STZ40mg/kg，成模后大鼠明显多食、多饮，体质量、肾/体质量比不仅与正常组有显著差异，并且与其他几个模型组比较也都有显著性差异。尿微量白蛋白增加［26］。

5 成模标准

DN 大鼠模型与正常对照大鼠比较有多饮多食多尿，毛色灰暗，失去光泽，活动度差等后期甚至有白内障的表现，而用以评定糖尿病成模标准是血糖水平，但各报道不尽相同，多数研究者以造模后72h 复查空腹血糖高于16.7mmol/L 作为糖尿病模型成功的标准［27-28］。雷作熹，罗仁，董晓蕾等认为模型大鼠血糖低于16.7mmol/L，尿糖＜+ +(含+ +)，尿量增加少于一倍给予剔除［29］;李世芬，王心如等将非空腹血糖＞16.6mmol/L，尿量＞原尿量150%，尿蛋白排泄＞20mg/24h 作为成模标准［30］。

6 结 论

通过对近些年中外文献的查阅，分析、比较各种DN 模型的制备方法，雄性大鼠较雌性大鼠成模率高且稳定，选取8wk 龄体质量在180 ～240g 为佳，药品方面，STZ 给药方式上尾静脉注射难度较大、技术要求较高，技术要熟练，否则不可避免的造成药液的渗漏，而难以确定注射量;相比而言，腹腔注射，操作简便快速，适合大样本动物造模，死亡率相对较低。关于造模前禁食时间，文献报道不尽相同，但是大部分在12h 以上。单纯一次性注射大剂量STZ 的方法，其机理是破坏大量胰腺β 细胞造成胰岛素分泌绝对不足，类似人类的1 型糖尿病，药品需要量较多，大鼠的死亡率也较高;多次中低剂量注射，可以保证存活率。单纯高脂高糖诱导大鼠DN 的方法造模周期长，而且成模率低，在此基础上，给予小剂量STZ，可快速成模，成模率高，且模型稳定。该方法较好的模拟了2 型糖尿病患者的胰岛素抵抗、高血糖、高脂血症等。单侧肾脏切除加STZ 造模法通过手术干预加快了DN 的进程，但是相比来说复杂，增加了动物的死亡率。高脂高糖饮食加单侧肾脏切除加STZ 注射是目前比较新的造模方法，该方法结合以上几种方法的优点，肾脏的镜下变化明显，生化指标高于对照组，缩短了成模的时间同时也降低了成本，但是通过手术干预方式能否模拟人类DN 的发病过程有待商榷。以上方法建立的DN 模型在临床特征与生化代谢上和人类DN 模型相似，而制备DN 模型大多是从单因素或者双因素模拟人类DN 的发病，不能完全代表人类多因素影响的发病过程。研究人员在选择实验动物的DN 模型时，应根据实验的时间周期、研究目的、研究经费、实验室的配置等选择。

［1］Yamagishi S，Fukami K，Ueda S，et al.Molecular mechanisms of diabetic nephropathy and its therapeutic intervention［J］.Curr Drug Targets，2007，8(8)：952.

［2］Goh S Y，Cooper M E.Clinical review：The role of advanced glycation end products in progression and complications of diabetes［J］.J Clin Endocrinol Metab，2008 93(4)：1143.

［3］Cumbie B C，Hermayer K L.Current concepts in targeted therapies for the pathophysiology of diabetic microvascular complications［J］.Vasc Health Risk Manag，2007，3(6)：823.

［4］Gnudi L，Viberti G，Raij L，et al.GLUT -1 overexpression：Link between hemodynamic and metabolic factors in glomerular injury［J］.Hypertension，2003，42(1)：19.

［5］Attman P O，Knight-Gibson C，Tavella M，et al.The compositional abnormalities of lipoproteins in diabetic renal failure［J］.Nephrol Dial Transplant，1998，13 (11)：2833.

［6］Saito T.Abnormal lipid metabolism and renal disorders［J］.Tohoka J Exp Med，1997，181(3)：321.

［7］Chen H C，Guh J Y，Chang J M，et al.Role of lipid control in diabetic nephropathy［J］.Kidney Int Suppl，2005(94)：S60.

［8］Wang Z，Jiang T，Li J，et al.Regulation of renal lipid metabolism，lipid accumulation，and glomerulosclerosis in FVB db/db mice with type 2 diabetes［J］.Diabetes，2005，54(8)：2328.

［9］Wolf G，Ziyadeh F N.Molecular mechanisms of diabetic renal hypertrophy［J］.Kidney Int，1999，56(2)：393.

［10］Ina K，Kitamura H，Tatsukawa S，et al.Transformation of interstitial fibroblasts and tubulointerstitial fibrosis in diabetic nephropathy［J］.Med Electron Microsc，2002，35(2)：87.

［11］De Vriese A S，Tilton R G，Stephan C C，et al.Vascular endothelial growth factor is essential for hyperglycemiainduced structural and functional alterations of the peritoneal membrane［J］.J Am Soc Nephrol，2001，12(8)：1734.

［12］Forbes J M，Coughlan M T，Cooper M E.Oxidative stress as a major culprit in kidney disease in diabetes［J］.Diabetes，2008，57(6)：1446.

［13］Iwase M，Kikuchi M，Nunoi K.Sex differences in diabetes induced by neonatalstreptozotocin treatment in spontaneously hypertensive rats［J］.Diabetes Res Clin Pract，1987 ，4(1)：61 - 65.

［14］Masiello C，Depaoil A，Bergamini E.Age dependent changes in the sensitivity of the rat to a diabetogeric agent(STZ)［J］.Endocrinology，1975，96，787 – 789.

［15］郑选梅，郑冼华，林智军等.不同周龄SD 雄性大鼠2型糖尿病建模初步探讨［J］.海南医学，2013，24(10)：1408 -1410.

［16］陈 静，冯 波，王 成，等.大鼠体质量对1 型糖尿病造模成功率的影响［J］.现代医药卫生，2014，30(5)：670—671.

［17］Szkudelski T.The mechanism of alloxan andstreptozotocin action in B cells of the rat pancreas［J］.Physiol Res，2001，50(6)：537 -546.

［18］郑里翔.STZ 和alloxan 联合使用复制实验性糖尿病大鼠模型［J］.中国病理生理杂志，1999，15(8)：758 -759.

［19］黄 波，刘学政，庞东渤，等.不同途径注射链脲佐菌素致大鼠糖尿病模型的研究［J］.锦州医学院学报，2003，24(1)：19—21.

［20］李伟，张红，殷松楼，等.不同剂量链脲佐菌素诱导SD大鼠糖尿病肾病模型的研究［J］.徐州医学院学报，2006，26(1)：52—55.

［21］朱以良，杨李，文晔，等.链尿佐菌素1 次和2 次注射在2 型糖尿病肾病大鼠模型制作中的比较［J］.实用医学杂志，2009，25(16)：2649 -2650.

［22］洪 侃，郁志明，刘志华，等.2 型糖尿病肾病大鼠模型的建立及肾病早期尿蛋白组分析［J］.南京医科大学学报(自然科学版)，2013，33(5)698—701.

［23］王小英，冯积容，周艳，等.2 型糖尿病早期肾病大鼠模型制备及二甲双胍干预作用［J］.临床医学工程，2013，20(2)：152—155.

［24］李敬林，乔文军，郑曙琴，等.两种糖尿病肾病大鼠模型的比较［J］.辽宁中医杂志，2003，30(11)：877—878.

［25］徐明艳，张秀坤，杨宝林，等.实验性2 型糖尿病肾病大鼠模型的建立与评价［J］.中国校医，2014，28(1)：58—59.

［26］徐 颖，周世文，汤建林，等.实验性糖尿病大鼠模型建立及优化［J］.第三军医大学学报，2006，28(22)：2247—2249.

［27］张 兰，姚 祈，朱志强，等.中药复方对实验性糖尿病大鼠早期肾脏结构和功能的影响［J］.中药新药与临床药理，2005，16(5)：320—324

［28］田少江，干艳捷，刘辉辉，等.桔丙酯对糖尿病肾病肾小球内皮细胞增殖抑制的机制［J］中国老年学杂志，2013，33(20)：5024 -5026.

［29］雷作熹，罗 仁，董晓蕾，等.STZ 诱导糖尿病肾病大鼠模型的建立［J］.中国实验动物学报，2005，13(3)：163-165.

［30］李世芬，王心如，王玉翠，等.SD 大鼠糖尿病肾病模型构建的比较［J］.南京医科大学学报(自然科学版)，2010，30(8)：1123 -1128.