糖尿病周围神经病变动物模型研究进展

吉福玲，金智生，吴国泰，何 流，王 栋，韩卫强

(甘肃中医药大学中医临床学院，甘肃 兰州 730000)

周围神经病变(diabetic peripheral neuropathy ,DPN)是糖尿病的常见并发症，可引起疼痛，甚至坏疽，严重影响患者的生活质量,而其确切的发病机制至今尚未完全阐明。探索建立适当的DPN动物模型，不仅能推进DPN的病因及发病机制的研究，还能为临床治疗提供指导。笔者在查阅国内外关于DPN动物模型建立的相关文献后，按不同造模原理及造模的实验动物进行综述，以期能为糖尿病周围神经病变相关研究工作提供参考。

1 高脂饮食加腹腔注射链脲佐菌素诱导模型

高糖高脂饮食诱导动物胰岛素抵抗后，再注射低剂量链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)部分损伤胰岛细胞，引起血糖升高，可模拟2型糖尿病的发病过程并大大缩短了建模的周期。

1.1 Sprague-Dawley大鼠DPN模型

STZ是一种通过破坏β细胞DNA进一步减少胰岛素分泌的广谱抗菌药，可破坏胰腺功能，最终形成糖尿病。在致病过程中，STZ仅致胰岛素分泌减少，模型动物可存活较长时间，死亡率较低，成本不高，费时少，易操作；但此方法不能阻止动物长期自发再生胰岛B细胞；因此模型不够稳定，不能用于长时间研究，且STZ对重要脏器具有毒性作用。在实验中多为短时，且低剂量腹腔注射。屈璐等[2]采用清洁级SPF雄性Sprague-Dawley(SD)健康大鼠，成年雄性，饮食诱导和注射STZ两步法制作糖尿病神经病变模型。给予高脂高能饮食3周后，分别给予剂量为20，30 μg/g STZ 腹腔注射, 测得大鼠血糖值≥16.7 mmol/ L，冰敷大鼠坐骨神经解剖位置，12周后检测大鼠坐骨神经出现病理改变，则认为DPN模型成功。殷娟等[3]、Dong HY等[4]认为在给予高脂饮食喂养4周后，给以剂量为25，40 μg/g STZ腹腔注射，测得血糖 16.7 mmol/L以上，8周后检测坐骨神经传导速度降低并有脱髓鞘病理变化，认为造模成功。秦超超[5]给予SD大鼠高脂饮食8周后给予剂量为20 μg/g 的STZ腹腔注射，以空腹血糖>11.1 mmol/L、胰岛素抵抗>1.20双重指标为大鼠DPN模型成功标准。李庆蓉[6]在SD成年雄性健康大鼠高脂饮食4周后给予腹腔注射STZ 25 μg/g ，第8周再次注射STZ 35 μg/g，认为血糖>13.8 mmol/L为糖尿病；普通饮食喂养12周，测得神经传导速度减慢，则DPN模型建立。以上研究显示：高脂饮食配合低剂量STZ腹腔注射造模，成功率高，模型鼠死亡率低。

1.2 昆明小鼠DPN模型

董涵宇[7]喂昆明小鼠高脂高糖饲料4周，给予一次性腹腔注射STZ 150 μg/g，8周后认为DPN小鼠造模成功，未进行血糖及神经传导速度检测。穆晓红等[8]将雄性昆明小鼠高脂饮食喂养8周后，给予STZ 45 μg/g 腹腔注射，血糖>16.7 mmol/L并稳定 3 d 者认为造模成功。

1.3 Wistar大鼠DPN模型

有研究者采用清洁级雄性Wistar大鼠，高脂、高糖饲料喂养6周，腹腔注射STZ 30 μg/g，测血糖≥16.7 mmol/L认为造模成功。多未测坐骨神经传导速度。李凌雁等[9]研究采用雄性Wistar大鼠高脂饲料喂养至第8周时将STZ 30 μg/g腹腔单次注射，测血糖>16.7 mmol/L，8周后检测坐骨神经传导速度显著减慢即为糖尿病周围神经病变造模成功。渠胜英等[10]高脂、高糖喂养大鼠6周，腹腔注射STZ 30 μg/g，血糖大于16.7 mmol/L后测神经传导速度减慢，视为造模成功。

2 单纯腹腔注射STZ诱导DPN模型

2.1 SD大鼠DPN模型

亦有学者采用单纯腹腔注射STZ诱导建立DPN模型。邱有波等[11]和元荣荣[12]均采用清洁级健康成年SD大鼠(雌雄不限)，以腹腔注射STZ 60 μg/g 建立DPN模型。注射 3 d后尾静脉采血，测血糖≥15 mmol/L 确定为糖尿病模型；继续常规饲养 4周，邱有波等将空腹血糖>15 mmol/L、坐骨神经神经传导速度明显减慢、摆尾温度阈值升高认为DPN大鼠模型制备成功；而元荣荣将血糖>16.7 mmol/L、坐骨神经神经传导速度明显减慢、摆尾温度阈值升高认为 DPN 大鼠模型制备成功。

赵伟成等[13]与郑小兰[14]给SD大鼠腹腔注射STZ 60 μg/g，测血糖>16.7 mmol/L，并同时采用不同标号的von Frey纤维丝刺激大鼠引起机械缩足反应，阈值(PWT) >50%的定为大鼠糖尿病痛性周围神经病变造模成功。

胡明财等[15]与谢勤[16]将 STZ 55 μg/g 给予 SPF级雄性SD大鼠腹腔注射，3 d 后，血糖>16.7 mmol/L大鼠、坐骨神经传导速度明显降低即制成DPN大鼠模型。栗明等[17]采用雄性SD大鼠腹腔注射STZ 70 μg/g，3 d 后测血糖,将血糖≥16.7 mmol /L的大鼠常规饲养10周，将坐骨神经传导速度减慢、结周脱髓鞘、轴突萎缩者视为DPN模型建立成功。

2.2 Wistar大鼠DPN模型

单纯腹腔注射除SD大鼠外，有研究者采用Wistar大鼠建模。冷锦红等[18]采用健康雄性Wistar大鼠腹腔注射 STZ 53 μg/g ，齐月[19]建模方式与其基本相同。给药 3 d 后将血糖>16.7 mmol/L者进行普通饲养4周，将大鼠后足的机械性痛阈值下降50%者认为DPN造模成功。张翔[20]的造模方法与侯英等[21]相似，均以STZ 60 μg/g 腹腔注射，将血糖持续>16.7 mmol/L的大鼠视为造模成功。笔者认为此种造模仅仅为糖尿病模型，未进行任何有关神经方面的检测，将其归为DPN模型建立，有失科学严谨。在STZ腹腔注射剂量方面，王宏英等[22]以Wistar大鼠腹腔注射STZ 55 μg/g，将血糖≥16.7 mmol/L的大鼠视为糖尿病大鼠，之后观察8周，就认为DPN模型建立，也无活体神经检测结果。

3 c57BL/6J小鼠DPN模型

国外研究中有以c57BL/6J 小鼠高脂饮食喂养及腹腔注射STZ诱导建立DPN模型的方法。如Yorek MS 等[23]以高脂饮食喂养c57BL/6J小鼠8周后，腹腔注射STZ 75 μg/g 后再次给予50 μg/g 腹腔注射，测血糖>13.8 mmol/L,12周后用Hargreaves method进行行为学测试，作为DPN模型建立的标准。Lawrence Coppey等[24]实验中直接腹腔注射STZ 150 μg/g，测血糖>16.7 mmol/L，12周后测神经感觉传导速度减慢认为DPN模型建立。

4 自发性小鼠DPN模型

4.1 自发性KK/Upj-Ay小鼠DPN模型

张会欣等[25]观察到KK小鼠12 周龄时，就具有高血糖、高度胰岛素抵抗的特点，坐骨神经传导速度明显减慢；光镜观察到部分坐骨神经轴索退变、崩解，轴索与髓鞘混为一体；电镜观察到毛细血管内皮肿胀，神经纤维板层局部增厚，轴索变细甚至轴索闭锁，无髓神经纤维空化等。表明KK/Upj-Ay小鼠出现了明显的周围神经损害,符合DPN的病理特点。提示KK/Upj-Ay小鼠出现了DPN，为DPN的研究提供了新的模型。

4.2 自发性db/db小鼠及ob/ob小鼠

国内外研究者认为：目前db/db小鼠和ob/ob小鼠也可建立理想的DPN模型。db/db小鼠是由于瘦素受体基因缺陷导致的先天肥胖性T2DM小鼠，在出生后2周内就发生高胰岛素血症，8周后就发展为非常严重的高血糖症，期间伴有胰岛素抵抗，β细胞功能衰竭。刘芳等[26]研究认为自发性糖尿病小鼠血清中IL-10的水平高于诱发性2型糖尿病小鼠，而IL-10在糖尿病并发症发展过程中起保护性作用，为实验室研究提供了明确的研究指标；而且与诱发性糖尿病小鼠模型相比，db/db小鼠和ob/ob小鼠由于不存在人为诱导因素的干扰，与糖尿病的产生和临床患者具有高度的相似性，比较适合建立DPN模型，对临床指导更有意义。国外研究者认为ob/ob小鼠11周龄即可出现糖尿病周围神经病变[27]，但其价格昂贵，不适合大样本实验研究。

5 讨 论

目前国内外糖尿病周围神经病变患者的大幅度增长趋势急待临床工作者寻找出有效的、先进的治疗方案，因此理想的动物模型的探索势不可挡；但目前仍无一种公认的理想的DPN造模方法。实验性DPN动物模型的建立有几种，但均为自我实验的摸索，不具普适性。在以上的几种建模方法中，有共性也有个性：实验动物不同，但所用化学诱导药物相同，剂量也已无较大差别。诱导药物的化学毒性要求实验者严格掌握使用剂量。文献报道中，STZ诱导的模型出现周围神经病变的时间在8～12周之间，以坐骨神经传导速度减慢、甩尾潜伏期和热缩足潜伏期缩短、机械性痛阈降低、痛觉传导时间延长、平均步行周期显著延长、四足支撑时长[28-31]作为糖尿病周围神经病变模型建立成功的标准，且成模率高，死亡率低。目前，在探索建立2型糖尿病动物模型过程中存在应用转基因技术或基因敲除技术建立的基因动物模型，但因其局限性目前在实际实验中应用较少。在实际操作过程中，研究者必须依据人力、物力、财力，以及实验目的等来选择合适的造模方式；应在吸取现有造模经验的基础上，学习造模基本原理，根据自己所需探索更为缜密的模型。科学技术的发展离不开人类的创新，相信实验性糖尿病周围神经病变动物模型的制作将会在不断的研究、探索中取得进步。

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