教学科研中2型糖尿病大鼠模型的制备方法＊

张新鹃 邢冬杰 王海凤 李春英 李 丽 刘晓庆

（1.山东中医药高等专科学校 西医教学部，山东 烟台 264199；2.牟平区中医医院 糖尿病肾病科，山东 烟台 264100）

糖尿病是世界各国最常见的慢性疾病之一，发病率呈逐年增长趋势，其中2型糖尿病的患病人数约占糖尿病患者总数的90%[1]。2型糖尿病严重威胁人类健康，为进一步研究2型糖尿病的病因、发病机制，探讨更有效的治疗方法，教学科研中需要大量的2型糖尿病动物模型进行基础研究[2]。因此，制备2型糖尿病动物模型具有重要意义。早在100多年前，国外学者采用切除狗胰腺的方法建立了糖尿病模型，这是历史上最早的糖尿病动物模型。后来，科学研究中制备2型糖尿病动物模型的动物种类和方法越来越多，但是到目前为止还没有完全统一的模型制备方法[3]。本实验正是为制备2型糖尿病动物模型提供有效方案，从而为2型糖尿病的教学及科研提供成功的动物模型。

一、材料与方法

1.实验动物

SPF级雄性SD大鼠26只，12周龄，体质量（242.31±16.23）g，购于山东鲁抗医药股份有限公司质监中心实验动物室。

2.试剂及饲料

链脲佐菌素（STZ），购自美国Sigma公司；柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液（PH4.4）购自烟台赛尔斯生物技术有限公司；大鼠基础饲料及高脂高糖饲料均购自江苏省协同医药生物工程有限责任公司，高脂高糖饲料配比为：10%猪油+20%蔗糖+2.5%胆固醇+1%胆酸盐+66.5%基础饲料。

3.实验方法

参照张本天等人的研究方法喂养[4]：大鼠基础饲料适应性喂养1w后，所有大鼠称体质量，按照随机数字表法选取10只为正常组，给予基础饲料喂养4w；剩下的作为造模组给予高糖高脂饲料喂养4w。所有大鼠每天称体质量，先按 12g/100g体质量给食，观察大鼠进食情况进行食物/体质量比例的调整，使两组大鼠体质量以接近的速度增长。所有大鼠都自由饮水，每日更换一次垫料。

所有大鼠禁食不禁水12h，称体质量、测血糖。造模组大鼠按35mg·kg-1剂量称取STZ配制STZ溶液，溶液配制操作应在冰浴中完成，即STZ粉末、柠檬酸缓冲液、STZ溶液均应放在冰浴中。STZ溶液在 10min 内通过腹腔注射入大鼠体内。大鼠注射完成后应观察 2 h 左右，给予充足饮水和食物。正常组大鼠继续给予基础饲料喂养，造模组大鼠继续给予高脂高糖饲料喂养，饮水自由，每日更换一次垫料。

4.观测指标

4.1 大鼠一般情况

第1w、5w、7w末，禁食不禁水12h，称取正常组及造模组大鼠空腹体质量，并观察两组大鼠的毛发光泽度、摄食、饮水及尿量的改变。

4.2 空腹血糖

注射STZ后第3、7、10、13d，禁食不禁水12h，断尾取血，以罗氏血糖仪测空腹血糖（FBG）。以FBG≥16.7mmol·L-1并稳定10d为造模成功。成模后分别测定正常组及造模组大鼠的空腹血糖。

5.统计学分析

计量数据以均数±标准差（`x±s）形式表示，采用SPSS13.0统计软件进行分析，两组间比较采用配对 t 检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

二、结果

1.造模成功率

造模组大鼠16只，造模成功13只，造模成功率为81.25%。

2.大鼠一般情况的比较

造模前（第1w末）正常组大鼠体质量为（258.88±13.71）g，造模大鼠体质量为（256.83±10.80）g，两者无显著性差异（t=0.534；P=0.595）。正常组及造模大鼠摄食、饮水及二便均正常，活泼好动，体毛顺滑有光泽；高脂高糖饲料喂养4w后（第5w末）正常组大鼠体质量为（328.66±15.80）g，造模大鼠体质量为（345.97±12.96）g，两者差异极显著（t=-3.507；P=0.001）。造模组大鼠较正常组大鼠拉尿稍多，摄食、饮水及外观习性无明显差异；造模成功后（第7w末）成模大鼠与正常组相比出现摄食饮水及尿量明显增多，活动减少，体毛粗糙无光泽，体质量降为（303.25±13.35）g，正常组体质量为（337.83±11.35）g，两者差异极显著（t=7.641；P=0.000）。

3.大鼠空腹血糖的比较

正常组大鼠空腹血糖为 （5.62±0.47） mmol·L-1，造模组大鼠空腹血糖为（18.81±1.08） mmol·L-1，两者差异极显著（t=-35.329；P=0.013）。

三、讨论

目前制备2型糖尿病大鼠模型的方法主要有自发性动物模型、转基因动物模型和实验性动物模型，但前两者由于来源较少、饲养和繁殖条件要求严格、动物价格昂贵等缺点，限制了其在教学科研中的广泛应用。目前国内外最常用的是实验性动物模型[5]。

本实验结果显示：与正常组相比，造模组大鼠体质量下降、空腹血糖升高、摄食饮水及尿量明显增多。这些变化均符合2型糖尿病的病理生理特点，是合格的2型糖尿病动物模型。

STZ诱导的糖尿病模型可有效模拟糖尿病的病程及发病机理，并降低动物模型的死亡率，是研究进行性糖尿病的发病机理及并发症较理想的模型[6]。STZ对胰岛β细胞具有高度选择性毒性作用，可以通过自由基损伤胰岛β 细胞，使胰岛分泌功能受损甚至丧失，使糖、脂肪、蛋白质等代谢失调，从而引起糖尿病[7]。因体质量较轻、器官发育未成熟的大鼠一次性注射STZ剂量过大时会导致死亡率很高[4]，所以前期把大鼠饲养一段时间，待大鼠体质量达到300g左右时再行注射小剂量STZ溶液（35mg·kg-1）进行模型构建可成功制备2型糖尿病大鼠模型。本实验采用高脂高糖饲料喂养雄性SD大鼠4w左右，这时的大鼠器官已基本发育成熟且体质也较适宜，加之考虑到大鼠的实际年龄及科研中后续的实验时间安排，建议科研实验中大鼠高脂高糖饲料的喂养时间最好为4 w左右。

高脂高糖饮食是2型糖尿病及胰岛素抵抗发生的重要因素[8]。目前研究认为，糖毒性、脂毒性等因素会诱发胰岛的慢性炎症反应[9]，是胰岛β细胞功能受损的主要原因[10]。本实验高脂高糖饲料的配比为：10%猪油+20%蔗糖+2.5%胆固醇+1%胆酸盐+66.5%基础饲料。实验结果表明：该配比的高脂高糖饲料可以用于制备2型糖尿病大鼠模型，可供科研及教学工作者日后参考使用。

本实验采用高脂高糖饲料喂养雄性SD大鼠 4w左右，大鼠禁食不禁水12h，称重后一次性左下腹注射35mg·kg-1STZ溶液制备2型糖尿病大鼠模型可获得较高的成模率。但在实际科研实验中，2型糖尿病大鼠模型的成模率会受到很多因素影响，实验室条件、实验人员操作等因素都可能造成结果不同。因此，实验过程中各方面条件及操作步骤都应该严格把控，这样才能保证2型糖尿病大鼠模型制备的有效性和成功率。