四氧嘧啶诱导大鼠糖尿病模型的建立

陈恩玉 宋婧

[摘要] 目的 研究四氧嘧啶造大鼠糖尿病模型的最适给药方案。方法 分别给大鼠不同的造模给药方案，在30 d内测定空腹血糖值，并统计实验期间动物的体重及存活率。第1组给药方案：腹腔注射四氧嘧啶（160 mg/kg BW）;第2组给药方案：腹腔注射四氧嘧啶（120 mg/kg BW），24 h后第2次给药，腹腔注射四氧嘧啶（100 mg/kg BW）;第3组给药方案：腹腔注射四氧嘧啶（120 mg/kg BW），24 h后第2次给药，腹腔注射四氧嘧啶（100 mg/kg BW）。第1次腹腔注射四氧嘧啶后，将饮水更换为20%葡萄糖溶液。并维持高糖饮水1周。对照组给予同等体积生理盐水。结果 第1组的大鼠存活率为60%，模型成功率为20%;第2组的大鼠存活率为65%，模型称功率为55%;第3组的大鼠存活率为100%，模型成功率为85%。结论 采用2次小剂量注射四氧嘧啶，并在给药后高糖饮水可以大大提高糖尿病大鼠造模的存活率及模型成功率。

[关键词] 四氧嘧啶;双相血糖调节;大鼠;糖尿病

[中图分类号] R587.1          [文献标识码] A          [文章编号] 1672-4062（2018）09（b）-0018-03

糖尿病是一类以高血糖及慢性血糖水平升高为特征的代谢性疾病[1]。它会对人体的眼、肾、神经及心血管造成长期损害，导致功能不全和衰竭[2]。研究糖尿病的治疗以及预防一直是科研工作者的重要任务。糖尿病大鼠模型的应用对研究糖尿病具有不可替代的作用。因此快速、准确的建立糖尿病大鼠模型具有重要的意义。目前糖尿病大鼠造模方法以化学药物诱导最为常见。常用的诱导药物包括四氧嘧啶（Alloxan，ALX）和链脲佐菌素（Streptozocin，STZ）。其中四氧嘧啶最为经济，但是受到造模方案的影响，其模型的成功率以及造模过程的死亡率相差较大。所以运用有效的造模方案建立糖尿病大鼠模型尤为重要。该文主要讨论的是四氧嘧啶诱导大鼠糖尿病模型过程中不同给药方案对造模成功率以及大鼠死亡率的影响，以寻找最佳的造模方案，现报道如下。

1  资料与方法

1.1  实验动物及饲养条件

SPF级SD大鼠，雄性，体重（180±200）g，购自上海斯莱克实验动物有限责任公司，实验动物生产许可证号为SCXK（沪）2012-0002。实验动物饲养于厦门大学实验动物中心，实验动物使用许可证号为SYXK（闽）2013-0006。

1.2  药品与试剂

四氧嘧啶（美国Sigma公司），20%葡萄糖溶液（厦门大学实验动物中心配置）;强生稳择易试纸 （美国强生公司），强生稳择易型家用血糖仪（美国强生公司）。

1.3  方法

取SD大鼠70只，随机分为4组。其中对照组10只，第1组20只，第2组20只，第3组20只。分组后禁食4 h（自由饮水），测空腹血糖，作为该组动物的基础血糖值。随后禁食20 h（自由饮水）按照各种给药方案制作大鼠高血糖模型。7 d后大鼠禁食4 h，测血糖，血糖值10～25 mmol/L为高血糖模型成功动物，30 d后大鼠禁食4 h，测血糖，血糖值10～25 mmol/L为稳定高血糖模型动物。该实验制定的3个给药方案：第1组给药方案：腹腔注射四氧嘧啶（用前新鲜配制），剂量为160 mg/kg BW;第2组给药方案：腹腔注射四氧嘧啶（用前新鲜配制），剂量为120 mg/kg BW，24 h后第二次给药，腹腔注射四氧嘧啶（用前新鲜配制），剂量为100 mg/kg BW;第3组给药方案：腹腔注射四氧嘧啶（用前新鲜配制），剂量为120 mg/kg BW，24 h后第2次给药，腹腔注射四氧嘧啶（用前新鲜配制），剂量为100 mg/kg BW。第1次腹腔注射四氧嘧啶后，将饮水更换为20%葡萄糖溶液（厦大实验动物中心配制）。并维持高糖饮水1周。对照组给予同等体积生理盐水。

1.4  统计方法

采用SPSS 21.0统计学软件进行统计分析，组间差异采用单因素方差分析，数据用均值±标准差（x±s）表示，P<0.05为差异有统计学意义。

2  结果

2.1  不同给药方案对大鼠存活率的影响

首先考察不同给药方案对大鼠存活率的影响，结果见表1，第1组大鼠存活12只，存活率为60%;第2组大鼠存活13只，存活率为65%;第3组和对照组大鼠全部存活。

2.2  不同给药方案对大鼠体重的影响

在整个实验周期中，记录不同时间段，不同造模方案对大鼠体重的影响，结果见表2，第1组大鼠体重增加程度最高，第2组和第3组大鼠体重增加程度变化相近。

2.3  不同给药方案对大鼠血糖的影响

在整个实验周期中，于不同时间段对大鼠的空腹血糖进行检查，考察模型的稳定性，结果见表3，造模组大鼠血糖值稳定。

2.4  不同给药方案对大鼠糖尿病模型成功率的影响

将血糖>11.1 mmol/L的大鼠记为糖尿病大鼠，第1组造模成功4只，成功率为20%，第2组造模成功11只，成功率为55%; 第3组造模成功17只，成功率为85%，见表4。

3  讨论

全球糖尿病和肥胖的患病率均在不断增长，根据世界卫生组织 2016年最新公布的全球糖尿病报告显示，全球糖尿病患病率为 8.5%，成年糖尿病患者人数已达 4.22亿[3]，而目前糖尿病的发病机制及药物治疗尚未完善，故建立理想的糖尿病動物模型显得唯有重要。

国内多用传统的药物法诱导急性糖尿病模型G诱导的化学药物主要为链脲佐菌素（Streptozotocin，STZ）和四氧嘧啶（Alloxan，ALX）[4]，链脲佐菌素用药量小，建模方法简便，药物毒性小，但价格昂贵，限制了其使用[5]。四氧嘧啶虽药物毒性大，试验动物死亡率高，但由于其建模快速，建模的动物血糖浓度比较稳定且维持时间长，有明显的糖尿病症状，而且价格低廉，仍然是建立糖尿病动物模型的首选药物，故在该实验在寻求与探索四氧嘧啶合适剂量及最佳造模方案。

Sunarwidhi AL等[6]外国学者多采用一次性大剂量腹腔注射四氧嘧啶造模。但有研究[7]显示一次给药法会明显降低大鼠存活率，因此选择正确的给药方并降低死亡率法对造模至关重要。多次給药法相比于一次给药法可以提高成模率，，是目前建立四氧嘧啶糖尿病模型的常用方法。因此设计了不同给药剂量以及给药频次。通过实验结果的观察，四氧嘧啶注射之后，48 h会先产生的低血糖相，可引起动物死亡，为避免严重的低血糖反应，将饮水更换为20%葡萄糖溶液，两次小剂量造模，并及时给予葡萄糖溶液补液预防四氧嘧啶造模时产生的低血糖相，能够有效地提高造模成功率以及降低造模死亡率。然而四氧嘧啶造模产生的双相血糖结果与给药后时间的关系，该研究并没有深入研究。该次实验仅观察了单次大剂量与两次小剂量造模及造模后补糖的影响。由于四氧嘧啶安全范围大，建模快速，模型动物血糖浓度比较稳定且维持时间长，有明显的糖尿病症状，而且价格低廉，是建立糖尿病动物模型的理想药物。该文推荐的第3种造模方案值得推广。

[参考文献]

[1]  Inzucchi SE，BergenstaL RM，Buse JB，et a1.Management of hyperglycaemia in type 2 diabetes：a patient-centered approach.Position statement of the American Diabetes Association（ADA） and the European Association for the Study of Diabetes（EASD）[J].Diabetologia，2012，55（6）：1577-1596.

[2]  Looker AC，Eberhardt MS，Saydah SH.Diabetes and fracture risk in older US adults[J].Bone，2016，82：9-15.

[3]  World Health Organization. Global report on diabetes[EB/OL].World Health Organization， Geneva， 2016. http：//www.who.int/diabetes/global-report/en/

[4]  孙子林.II型糖尿病动物模型及其进展[J].实验动物科学与管理，1999，16（2）：44-46.

[5]  王芳，朱大菊，孙明谨，等.链脲菌素在糖尿病鼠模型中的应用及其作用机理[J].郧阳医学院学报，2004，23（1）：15-17.

[6]  Sunarwidhi AL，Sudarsono S，Nuqroho AE.Hypoglyce-mic Effect of Combination of Azadirachta indica A.Juss and Gy-nura procumbens （Lour） Merr.Ethanolic Extracts Standardizedby Rutin and Quercetin in Alloxan-induced Hyperglycemic Rats[J].Adv Pharm Bull，2014，4（2）：613-618.

[7]  艾静，郭建，张永春，等.四氧嘧啶制大鼠高血糖模型的实验研究[J].哈尔滨医科大学学报，2001，2（35）：94-96.