2型糖尿病db/db小鼠的生物学特性

邢 玮，王政霖，吕甜甜，王宏亮，袁悦莹，韩 静，吴 晏

专题研究

2型糖尿病db/db小鼠的生物学特性

邢 玮，王政霖，吕甜甜，王宏亮，袁悦莹，韩 静*，吴 晏*

糖尿病是严重威胁人类身心健康的慢性代谢性疾病。近年来，糖尿病患者人数不断增加，国际糖尿病联合会估计，到2035年预计全球糖尿病患者将达到5.92亿[1]。我国糖尿病患病率呈明显增加趋势，其中大部分为2 型糖尿病患者[2]。目前，2型糖尿病相关药物的研发已经成为热点，选择适合的2型糖尿病动物模型对于该疾病的病理机制研究以及新药物的研发都具有非常重要的作用。

db/db小鼠是美国Jackson 实验室于1966年发现的位于4号染色体的Leptin 受体基因缺陷导致的自发性2型糖尿病小鼠，从四周龄即出现贪食、肥胖，随周龄增加而出现明显的高血糖、高血脂、胰岛素抵抗等特征，其发病过程与2型糖尿病患者非常相似[3,4]。本研究考察了BKS-DB 小鼠的体质量、空腹血糖、空腹胰岛素等多项指标，并观察了肝脏、胰腺的病理变化特点，旨在为该品系动物的研究应用提供基础。

1 材料和方法

1.1 实验动物及分组

SPF级7周龄雄性自发性2型糖尿病BKS.Cg-Dock7m +/+Leprdb/JNju小鼠10只，体重为30～40 g，作为模型组；SPF级7周龄雄性(Leprdb)wt/wt野生型(Wild Type)小鼠10只，体重为17～23 g，作为对照组。所有动物均购于南京大学—南京生物医药研究院[SCXK(苏)2015-0001]。全部动物饲养于北京中医药大学清洁级动物室[SYXK(京)2016-0038]。自由摄食、饮水，室温20～25℃，昼夜明暗交替时间12 h/12 h。按3R原则给予实验动物人道关怀。

1.2 主要仪器与试剂

Abbott Diabetes Care Ltd生产的Optium Xceed血糖仪及其配套使用的Optium血糖试纸;酶标仪(美国Thermo Scientific公司);全自动生化分析仪(美国Beckman Culter公司);电子显微镜(美国Olympus公司)。

胰岛素ELISA试剂盒(Millipore 公司生产，批号为EZRMI-13K);总胆固醇试剂盒(酶法，贝克曼库尔特实验系统有限公司生产，批号AUZ3694);甘油三酯试剂盒(GPO-POD法，贝克曼库尔特实验系统有限公司生产，批号AUZ3692)。

1.3 实验方法

1.3.1 体质量和血糖值的测定

分别在糖尿病小鼠与野生型小鼠8、12、16、20和24周龄时测定空腹血糖值。检测前将小鼠禁食6～8 h，经尾静脉取血，用血糖仪测定小鼠的血糖值。于10、12、16、20和24周龄时称取两组小鼠的体质量。

1.3.2 胰岛素、总胆固醇和甘油三酯含量的测定

摘取小鼠眼球取血，3000 r/min离心10 min，分离血清，于-80℃冷冻保存，备用。按照试剂盒提供的实验方法，分别检测血清中空腹胰岛素(FIN)，总胆固醇(CHO)和甘油三酯(TG)的含量。

1.3.3 肝脏、肾脏大体病变观察，脏器质量和肝脏系数的测定

解剖小鼠，对肝脏和肾脏进行病变观察。仔细分离小鼠的肝脏和左侧肾脏，剔除表面脂肪和筋膜后并称重，肝脏系数以肝脏质量/体质量表示。

1.3.4 组织病理学观察

将小鼠的肝脏和胰腺置于4%的多聚甲醛溶液中固定，梯度酒精脱水，石蜡包埋，切片，HE染色，于显微镜下观察并拍照。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 体质量和血糖水平

结果显示，db/db小鼠在8周龄时血糖已经明显高于野生型小鼠，在8、12、16、20和24周龄，db/db小鼠的空腹血糖值均明显高于同周龄的对照组小鼠(P< 0.01)(见图1)。

注：与对照组相比，**P < 0.01。图1 血糖值水平Note.Compared with control group，**P < 0.01.Fig.1 Levels of blood glucose

db/db小鼠在10周龄时体质量明显高于野生型小鼠，在10、12、16、20和24周龄，db/db小鼠的体质量均明显高于同周龄的对照组小鼠(P< 0.01)(见图2)。

注：与对照组相比，**P < 0.01。图2 体质量水平Note.Compared with the control group，**P < 0.01.Fig.2 Levels of body weight

2.2 血清FIN、CHO和TG水平

模型组小鼠的血清胰岛素、总胆固醇和甘油三酯均明显高于对照组小鼠水平(P< 0.01)，提示模型动物存在高胰岛素血症和脂质代谢紊乱(见表1)。

2.3 肝脏、肾脏大体病变观察，脏器质量和肝脏指数的测定

24周龄的模型组小鼠可见明显肥胖，体质量明显高于对照组小鼠(P< 0.01)。

取出脏器后称重，结果显示模型组小鼠的肝脏和肾脏质量明显高于对照组小鼠(P< 0.01)。模型组小鼠的肝脏系数与对照组相比无明显差异(见表2)。

2.4 组织病理学观察

2.4.1 大体病变观察

解剖小鼠，可见野生型小鼠肝脏呈红褐色，质软，有弹性；模型组小鼠的肝脏呈黄褐色，体积明显增大，油腻感明显。模型组小鼠的肾脏被大量的脂肪包裹，肾脏体积比野生型小鼠增大。

2.4.2 肝脏组织病理改变

模型组自发性糖尿病小鼠肝脏组织均可见比较明显的Ⅱ带和Ⅲ带肝细胞肥大、细胞浆疏松或空亮，以Ⅲ带肝细胞为主的细胞内较多嗜碱性染斑块状不定形颗粒(见图3)。

2.4.3 胰腺组织病理改变

模型组自发性糖尿病小鼠胰腺组织可见轻微或轻度的胰岛增生和肥大，胰岛内可见比较明显的胰岛细胞增生、变性或坏死，表现为增生的胰岛细胞胞核偏大、嗜碱性增强，变性的胰岛细胞肥大、核肿胀偏大，坏死的胰岛细胞嗜酸性染增强，核皱缩；胰腺组织的外分泌腺泡均可见明显的腺泡腔扩张(见图3-B)。

3 讨论

db/db小鼠是一种自发性2型糖尿病啮齿动物模型，目前被广泛应用于2型糖尿病的实验室研究中[5]。db/db小鼠在10～14 d出现高胰岛素血症，在4周左右贪食、肥胖，4～8周时因β细胞障碍开始出现高血糖，在3～4个月达到血糖高峰期。db/db小鼠具有和人类2型糖尿病相似的症状，表现为多饮、多食、多尿、肥胖、高血糖、高胰岛素血症、脂代谢异常等[6]。

表1 血清FIN、CHO和TG水平

注：与对照组相比，**P< 0.01。

Note.Compared with the the control group,**P< 0.01.

表2 脏器质量和肝脏系数

注：与对照组相比，**P< 0.01。

Note.Compared with the control group,**P< 0.01.

注：(A)对照组肝脏(×100)；(B)模型组肝 脏(×100)；(C) 对照组胰腺(×200)；(D)模型组胰腺(×200)。图3 肝脏和胰腺组织病理变化Note. (A) Liver of control group(×100)；(B) Liver of model group(×100)；(C)Pancreas of control group(×200)；(D) Pancreas of model group(×200).Fig.3 Pathological changes in the mouse liver and pancreas

既往研究中对于db/db小鼠生物学特点的观察多集中于20周龄以下，对于超过20周龄的db/db小鼠的病症特点的报道较少[7-9]。本次实验对24周龄db/db小鼠的血糖、血脂、血胰岛素水平以及脏器病变情况进行观察，以探讨模型动物在此阶段的病变特点。

本次实验通过对于db/db小鼠空腹血糖和体质量的连续检测，显示db/db小鼠在8周龄时血糖已经明显高于野生型小鼠，10周龄时体质量明显高于野生型小鼠，并始终维持着较高的血糖和体质量水平直至观察结束。db/db小鼠血清胰岛素、总胆固醇和甘油三酯水平均明显高于对照组小鼠，符合该品系小鼠高胰岛素血症、高脂血症的病变特点。

db/db小鼠属于肥胖型自发性糖尿病小鼠，解剖取材时可见db/db小鼠的腹部脂肪含量明显增加，肝脏和肾脏均明显增大，其肝脏和肾脏质量均明显高于野生型小鼠。HE染色切片观察肝脏和胰腺的病理变化，提示在24周龄时，db/db小鼠胰腺和肝脏组织可见明显病变，主要表现为胰腺胰岛细胞增生、变性，肝脏Ⅱ带和Ⅲ带肝细胞肥大、细胞浆疏松或空亮。

本研究的结果显示， db/db小鼠具有明显的高血糖、高血脂、高胰岛素血症等2型糖尿病特征，并且可以维持较为稳定的高血糖状态，符合 2型糖尿病相关的病理机制以及新药创制研究的需要。同时，在24周龄时，db/db小鼠的肝脏和胰腺已出现明显的病理变化，适合进行相关脏器的病变机制研究。本研究表明db/db小鼠是进行2型糖尿病实验研究的较为理想的动物模型，并为该品系动物的研究应用提供了实验依据。

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(北京中医药大学，北京 100029)

目的 观察db/db小鼠的生物学特性，为该品系动物的实验研究应用提供基础。方法 采用自发性2型糖尿病BKS.Cg-Dock7m +/+Leprdb/JNju小鼠和野生型小鼠，于8、12、16、20和24周龄时测定空腹血糖值，10、12、16、20和24周龄时测定体质量，并于24周龄时测定血清胰岛素、总胆固醇和甘油三酯水平，检测脏器质量和肝脏系数，并进行组织病理学观察。结果 db/db小鼠的空腹血糖值和体质量始终维持着较高的水平；血清胰岛素、总胆固醇和甘油三酯水平，以及肝脏和肾脏质量均明显高于野生型小鼠；24周龄db/db小鼠的胰腺和肝脏组织可见明显病理改变。结论 db/db小鼠具有明显的高血糖、高血脂、高胰岛素血症等2型糖尿病特征，是进行2型糖尿病实验研究的理想的动物模型。

db/db小鼠；2型糖尿病；生物学特性

Biological characteristics of a db/db mouse model of type 2 diabetes

XING Wei， WANG Zheng-lin, LV Tian-tian， WANG Hong-liang， YUAN Yue-ying， HAN Jing*， WU Yan*
(Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029, China)

Objective To observe the biological characteristics of db/db mice, and to provide the basis for application of db/db mice in experimental research. Methods Spontaneous type 2 diabetes BKS.Cg-Dock7m +/+Leprdb/JNju mice and wild type mice of the same age were used in this study. Their fasting blood glucose was determined at 8,12,16, 20 and 24 weeks of age, the body weight was recorded at 10, 12,16, 20 and 24 weeks of age, the levels of serum insulin, total cholesterol and triglyceride were measured, the organ weight and liver coefficient were determined, and the liver and pancreas were taken for pathological examination at 24 weeks of age. Results The db/db mice maintained a high level of fasting blood glucose and body weight. Levels of serum insulin, total cholesterol, and triglyceride were significantly higher than the wild type mice. Compared with wild type mice, liver weight and kidney weight were also significantly increased. Obvious pathological changes of liver and pancreas were observed in 24-week old db/db mice. Conclusions db/db mouse has obvious characteristics of type 2 diabetes, such as hyperglycemia, hyperlipidemia, and hyperinsulinemia, can maintain stable levels of high blood glucose,and is an ideal animal model for experimental study of type 2 diabetes mellitus.

db/db mice; Type 2 diabetes; Biological characteristics

国家自然科学基金(81303083)。

邢玮，女，硕士研究生，研究方向：糖尿病的中药药理研究。

韩静，副研究员，硕士生导师，研究方向：糖尿病的中药药理研究；吴晏，副研究员，研究方向：糖尿病的中药药理研究，E-mail:nayattmm@vip.sina.com

R-33

A

1671-7856(2017) 08-0012-04

10.3969.j.issn.1671-7856. 2017.08.003

2016-12-20