糖尿病模型综述

1、糖尿病模型综述糖尿病动物模型及中药治疗概况第一部分 糖尿病的动物模型在介绍糖尿病的动物模型之前，首先简要说明一下糖尿病的分型 1 。糖尿病是一类由遗传、 环境、免疫等因素引起的、 具有明显异质性的慢性高血糖症及其并发症所组成的综合征，并非单一病因所引起的单一疾病。糖尿病分为：i型糖尿病、n型糖尿病和其它特异性糖尿病。I型糖尿病即胰岛B细胞破坏，常导致胰岛素绝对性缺乏，以往称为胰岛素依赖型糖尿病、青年发病型糖尿病，本型病因及发病是由于胰岛3细胞受到细胞介导性自身免疫性破坏。n型糖尿病由于胰岛素抵抗并胰岛素分泌不足所致，以往称为非胰岛素依赖型糖尿病、 成年发病型糖尿病，常伴有明显的遗传因素，但遗传

2、机制尚未阐明。其它特异性糖尿病包括， 3细胞功能的基因缺陷、胰岛素作用的基因缺陷、胰腺外分泌疾病、内分泌疾病、 药物或化敏学制剂所致的糖尿病、 感染、 非常见型免疫介导性糖尿病以及有时并发糖尿病的 其它遗传综合症。下面我将按照糖尿病的分型，介绍相应的糖尿病动物模型。一、I型糖尿病动物模型的建立(一) 手术方法(胰腺切除法 2 )是最早的糖尿病动物模型复制方法。1890年,Mehring 和Minkowski报道,在切除狗胰腺后 ,出现多尿 ,多饮 ,多食和严重的糖尿现象。一般选用较大的实验动物,如狗和家兔等 ,其次用大鼠。全部切除胰腺 ,可制成无胰性糖尿病动物模型 ,需补充外源性胰酶。全部切除

3、胰 腺, 除可引起高血糖外，并可致酮症酸中毒和死亡，故一般主张切除 75%90% 的胰。(二) 化学药物特异性破坏胰岛3细胞1. 四氧嘧啶(alloxan )四氧嘧啶产生超氧自由基而破坏3细胞,导致胰岛素合成减少,胰岛素缺乏。 其作用可能与干扰锌的代谢有关。 豚鼠具有抗药性。 四氧嘧啶引起的血糖反应 分三个时相，开始血糖升高，持续约2 h ,继而因3细胞残存的胰岛素释放引起低血糖约6h ,12 h后开始持久的高血糖。小鼠 给药剂量因给药途径不同而异(均需临用前配 ) 200mg/kg(ip) ,85-100 mg/kg(iv) 。四氧嘧啶制备小鼠糖尿病模型的影响因素很多。王柳萍等 3 观察四氧

4、嘧啶剂量、 给药途径、给药次数及小鼠体重对糖尿病小鼠血糖、死亡率、转阴率的影响。结果发现，随 剂量的增加 ,小鼠死亡率增高 ;小鼠体重增加 ,死亡率亦增高 ;静脉注射成模率比腹腔注射高;同等剂量分次给药 ,死亡率、转阴率均降低，认为四氧嘧啶以同等剂量分次给药小鼠糖尿病 成模率高。黄敏等4通过ip四氧嘧啶(ALX )建立速发型糖尿病小鼠模型观察不同禁食 时间对ALX糖尿病小鼠模型的血清胰岛素和血糖的影响，结果表明ALX糖尿病小鼠造模的最佳时间为禁食12、18 h后造模,禁食18 h糖尿病小鼠模型组为最好。但陈建国等5观察各种因素对四氧嘧啶制备小鼠糖尿病模型的影响，结果表明， 四氧嘧啶致小鼠高血糖

5、模型最佳条件为 :四氧嘧啶腹腔注射剂量为 200mg/Kg, 给药前小鼠禁食 16h ,选雌性小鼠更 佳,选造模后第3天血糖值在1530 m mol/l小鼠为造模成功小鼠为宜。大鼠 Alloxan 糖尿 病大 鼠是研究糖尿病治疗药物疗效的常用动物模型 。 但 是,Alloxa n 糖尿病大鼠模型的制备受许多因素的影响，如饲料成分、给药次数、给药剂量、动物体重、个体差异等 ,如不能很好地控制这些因素 ,就会造成动物死亡率、转阴率高 ,以致 模型的成功率降低 ,影响实验结果的可靠性。何学令等 6 观察四氧嘧啶制作大鼠糖尿病模型所需的最低剂量和不同给药途径对制作大鼠糖尿病模型的影响，结果表明， 用四

6、氧嘧啶制作大鼠糖尿病模型静脉给药优于腹腔给药； 用四氧嘧啶以静脉给药方法成功制作大鼠糖尿病模 型未禁食情况下需剂量 >40mg/kg 。艾静等7探讨四氧嘧啶致 Wistar大鼠高血糖模型的最佳实验条件，研究表明，实验选取雄性 Wistar大鼠,体重190240 g ,在日照时间10 h以上且阳光充足的条件下饲养；给药方式采取两步给药法,剂量为120 mg/kg 第1天，100 mg/kg 第 2 天，其成模率最高。小型猪 小型猪在解剖、 生理学上与人较其它动物更为相似。 因此 , 本动物模型与其它 同类动物模型相比有独特的优点。刘军须等 8 将 5% 四氧嘧啶 (alloxan) 按 2

7、00 mg/kg 体重经前腔静脉注射入小型猪体内 ,受试猪注射四氧嘧啶后 ,出现高血糖 , 糖耐量减低 , 糖尿 , 低蛋白血症 , 肾上腺皮质损伤 , 提示小型猪经前腔静脉注射四氧嘧啶 (200 mg/kg 体重 ) 可以 建立I型糖尿病模型。家兔 王开富等 9 用四氧嘧啶 3 种剂量 (100,130.160 mg/kg) 于雌雄各半家兔 中制作糖尿病模型，连续 15d 测定有关指标 (血糖、尿糖、糖化血红蛋白 ) 并观察动物死亡 情况，结果发现，雌性家兔较雄性家兔耐受性强，死亡较少，故以四氧嘧啶130 mg/kg于雌性家兔制作糖尿病模型最为适宜。2. 链脲佐菌素(streptozotoc

8、in)链脲佐菌素能够选择性损伤胰岛3细胞，引起实验性糖尿病。 给猴、狗、大鼠和小鼠等注射链脲佐菌素后， 血糖水平的改变也可分为三个时相： 早期高血糖相， 持续约 12 小时，乃此药抑制胰岛释放所致； 低血糖相， 持续约 610 小时，可能是由于胰岛3细胞破坏，大量胰岛素释放，是血糖显著降低；24小时后出现稳定的高血糖相即糖尿病阶段，此时大部分胰岛3 细胞已呈现不同程度的损伤和破坏。与四氧嘧啶糖尿病不同，链脲佐菌素引起的糖尿病高血糖反应及酮症均较缓和。小鼠 2 小鼠对此药敏感性较差，需静脉注射 175200mg/kg 方可引起糖尿病。 大鼠 于德民等 10 采用腹腔内 1 次注射 60mg/kg

9、 体重 STZ 方法，建立了速发型链脲 佐菌素 Wistar 大鼠糖尿病模型。 采用每周 1 次连续 3 周腹腔内注射 CFA (福氏完全佐剂) 0. 5m1 和 STZ (25mg/kg) 方法， 建立了迟发型 Wistar 大鼠糖尿病模型。 迟发型 Wistar 大鼠糖尿病模型建立的可能的机理为 : 注射 CFA 后激活大鼠体内淋巴细胞，注射小剂量 STZ 后诱导胰岛 3细胞发 生轻度改变，在此基础上，来自脾细胞的被激活的具有细胞毒作用的T 淋巴细胞将上述轻度变性的胰岛 3细胞当作靶细胞进行攻击，从而导致自身免疫过程的发生，使胰岛3 细胞损害加重。经过 3 周注射 CFA 和 STZ ，上

10、述自身免疫作用不断被强化，使胰岛 3细胞损伤 由量变到质变，最终诱发大鼠糖尿病的发生。豚鼠 杨丽萍等 11 为建立豚鼠的 I 型糖尿病，给豚鼠腹腔注射链脲佐菌素 (STZ) 枸 橼酸缓冲液 200mg/kg,24h 后每天定时皮下注射 2U 长效胰岛素 ,维持一定水平的血清胰 岛素， 6 周后眼眶后静脉丛穿刺法采血 5ml/ 只,测定血糖及血清胰岛素含量。结果表明，豚 鼠血糖明显提高 , 血清胰岛素明显减少，认为该模型对研究 I 型糖尿病及其它相关疾病可能 具有一定的价值。树据 冼苏等 12 探讨链脲佐菌素 (STZ) 树据糖尿病 (DM) 动物模型的建立及其空 腹血糖 (FBG) 标准和最佳

11、药物剂量， 结果发现 STZ 能诱导树据 DM 模型， 树据 DM 模型标 准为 FBG>11.1mmol/L ，最佳 STZ 剂量为 150mg/kg 。(三) 手术及药物联合制作糖尿病模型通过手术切除实验动物较易切除的胰腺钩突及体尾部,然后局部或全身应用胰腺3细胞毒性药物 ,以破坏残留胰腺的 3细胞,使其丧失功能 , 造成实验动物体内胰岛素缺乏,从而诱发实验动物出现糖尿病的临床症象。 克服了全胰切除所致的严重创伤和胰腺外分泌障碍的缺点 也避免了大剂量应用胰腺 3细胞毒性剂给其他组织器官带来的严重损伤。(四) 病毒诱导方法 13柯萨奇病毒 (Coxsackie virus) 多感染儿童

12、 , 主要经肠道传播 , 引发胰腺炎 , 导致淋巴细胞浸润，B细胞坏死，可使新生的小白鼠、田鼠等致病 ，对成年鼠不致病。选用DBA2雌性小鼠,皮下接种脑炎、心肌炎病毒M型变异株,47 d后出现明显的高血糖，伴有血中及胰腺中胰岛素含量降低。其高血糖为特发性 ，伴有明显低胰岛素血症。在某些小鼠中可自然缓解 ，但 糖耐量异常及高血糖在恢复期中仍将存在。（五）自发性I型糖尿病动物模型 13自发性动物模型 （spontaneous diabetes animal model）是动物自然发生的疾病， 与人类某种疾病有相似之处，或通过遗传育种培养而保留下来的疾病动物。1. NOD 小鼠 （nonobese

13、diabetes mouse）是 JCL -ICR 品系小鼠衍生的 CTS（ 白内障易感亚系 ） 糖尿病小鼠近亲杂交而来，其发病多突然，表现明显多饮、多尿、消瘦，血糖 显著升高，不用胰岛素治疗，动物存活不了一个月，通常死于酮血症。NOD 小鼠是自发性自身免疫 I 型糖尿病的一个很好的模型，是由 T -细胞（包括 CD4 和 CD8 细胞）介导的，其 发展受控于一系列 T细胞的调节。B细胞损伤继发于自身免疫过程，引起低胰岛素血症。 免疫调节剂，可溶性白介秦 1 受体，可溶性 TNF 受体 p55 ，高果糖饮食等可预防 NOD 小鼠 糖尿病发作。 NOD 小鼠的糖尿病发病率与性别有关，雌性鼠发病率

14、显著高于雄性鼠且发病早。2. BB糖尿病大鼠 是从Wistar大鼠中筛选出来的一种自发性,遗传性C型糖尿病动物模型。其发病和自身免疫性毁坏胰腺3细胞引发胰腺炎及胰岛素缺乏有关。大鼠糖尿病发作是突然的 ，大约在 60 120 日龄时发病 ，数天后 ，糖尿病动物出现严重的高血糖 ，低胰岛素 和酮血症。免疫抑制剂 ，将新生鼠胸腺切除等可预防糖尿病的发生，说明自身免疫参与发病。由于BB鼠能模拟人类I型糖尿病的自然发病、病程发展和转归，且没有外来因素的参与和干扰，是一种十分理想的I型糖尿病动物模型。3. LEW.1NR1/ztm-iddm大鼠 是 Lewis 大鼠 MHC 单倍型自发突变株 ，自发性自身

15、免疫I型糖尿病动物模型。58 d左右发病，发病率为20%,性别不影响发病率。特点是高血糖、 糖尿、酮尿和多尿。胰岛被炎性细胞（E淋巴细胞，T淋巴细胞，巨噬细胞，NK细胞）浸润。发 生胰腺炎的部位 3细胞迅速调亡。（六）转基因I型糖尿病模型动物 14 研究者按照自己的意愿，借助于实验手段来控制实验动物的特定基因组分及其表达等，而使动物表现特有的遗传性状， 此称之为转基因技术， 运用此技术干预的动物称为转基因动 物。已运用基因转移技术证实动物发生I型糖尿病与MHC基因异常、病毒感染、T细胞介导胰岛3细胞损伤等有关。关于I型糖尿病的转基因动物模型已有报道。二、n型糖尿病动物模型的建立（一）化学药物损

16、伤所致n型糖尿病模型1. 一次性大剂量链脲佐菌素 （STZ） 注射造模 STZ 对一定种属胰岛 3细胞选择性的破 坏，可使许多动物产生糖尿病。由于其对组织毒性较小 ，动物存活率高 ，所以是目前国内外使 用较多的一种制备糖尿病动物模型的方法。有报道 : 给予小鼠 STZ65mg/kg体重，可致空腹血糖明显上升 ，不同剂量和不同时期给予stz可造成不同严重程度的n型糖尿病。2. 多次小剂量STZ注射造模多次小剂量注射 STZ制得的模型与 T淋巴细胞介导的3细胞不断破坏有关。 由于糖尿病除表现胰岛 3细胞分泌缺陷及组织对胰岛素作用的抵抗外 ， 糖代谢紊乱及伴发的脂肪代谢紊乱也是其重要特征。尤其是n型

17、糖尿病，高糖血症和高脂血症为其主要表现。金黄地鼠 乔凤霞等 15 给金黄地鼠连续腹腔注射小剂量链脲佐菌素 3 天，剂量为 40mg/kg ，于注射后 1 、 2、 3 、 4 、 8 周测动物血糖、血脂，并用降血糖药二甲双胍和调 节血脂药普罗布考验证了该模型的反应性， 结果表明， 该方法处理的金黄地鼠可作为同时评价药物降血糖作用和调节血脂作用的动物模型。大鼠16用STZ处理的新生大鼠成年后将呈典型的n型糖尿病表现。自发性高血 压鼠（SHR）在新生期予以STZ处理,成年可获得n型糖尿病合并原发性高血压模型。（ 二 ）STZ 加膳食诱导的模型n型糖尿病的基本病变是胰岛素分泌减少和胰岛素抵抗。给予实

18、验动物少量STZ,破坏一部分胰岛 B细胞功能，同时饲以高脂肪饲料造成外周组织对胰岛素不敏感，两者结合便诱导出接近人类n型糖尿病的动物模型。1. 小鼠 王彤等17用高脂肪饲料喂养C 57BL/6 J雄性断乳小鼠3周,腹腔注射链脲佐菌素 （STZ）， 继续喂养 4 周 ， 实验结束时测定各相关指标，结果表明，实验结束时高脂饲料实 验组小鼠表现出明显的高血糖和正常胰岛素水平，整个代谢变化缓慢，而C 57BL/6 J小鼠较以往所用的db/db或ob/ob小鼠容易得到，建模方法简便，费用较低,与n型糖尿病病人的代 谢特征相似，较好模拟了 n型糖尿病的发病过程，是n型糖尿病实验研究中能普遍应用的较理想的n

19、型糖尿病动物模型。2. 大鼠 郭啸华等 18 给雌性 Wistar 大鼠喂以高糖高脂饲料 （其中含 10% 蔗糖，10%猪油 ，5% 胆固醇 ）一个月 ，诱发出胰岛素抵抗 ，继以低剂量链菌素 （STZ，25 mg/kg， 腹腔注 射）， 诱发胰岛素代偿性分泌障碍 ，使之产生高血糖症，结果表明，此模型具有中度高血糖、 高血脂、高血压、血胰岛素不低、胰岛素抵抗、成功率高等特点，是n型糖尿病血管并发症及其药物研究的理想动物模型。赵宝珍等19 选体重160180 g Wistar大鼠，雌雄各半，先喂以高脂高糖饲料（蛋白质 5% 、碳水化合物 60% 其中蔗糖为 30% 、脂肪 32% 其中炼 猪油为

20、30% ）4 周，促发胰岛素抵抗 ，继以小剂量链脲佐菌素 （STZ 30 mg/kg， 每周 1 次） 连续腹腔注射2次,诱导建立n型糖尿病模型。司晓晨等20将Wistar雄性大鼠给予高脂饲料（在10000 g标准饲料中加入 150 g食盐、50 g白糖、2000 g猪油、400 g麻油、 2000 g花生、鸡蛋900 g ,碳水化合物48%,脂肪22%,蛋白质20%。）喂养4周后，按25 mg / kg体重一次性腹腔内注射链脲佐菌素,2周后,口服糖耐量试验，挑选0和120 min血糖分别大于7.0和11.0 mmol / L的大鼠，作为糖尿病组，继续喂以高脂饲料 4周,造成 实验性n型糖尿病

21、大鼠模型，认为该模型具有n型糖尿病的葡萄糖和脂质代谢紊乱，同时具有高胰岛素血症和胰岛素抵抗的特征,是中医药治疗n型糖尿病实验研究良好的动物模型。（三）特殊膳食诱导1. 大鼠 李瑞峰等 21 给 Wistar 大鼠饮用 12% 的果糖水， 连续六个月， 结果发现， 高果糖饮食 1 2 个月，实验组体重的增加速度快于对照组，提示通过高糖刺激 ，胰岛素代偿性 增多，加强了对糖代谢的调控 ，使血糖保持相对稳定 ，反映该阶段胰岛素抵抗程度轻 ，通过其数 量效应 ，加快了动物的生长速度；但高糖 2 个月时胰岛素对糖代谢的调控能力已开始降低 ， 组织对胰岛素的敏感性下降 ，表现为血糖轻度升高； 第 36 个

22、月，血糖水平明显升高 ，动物体 重的增加速度却较对照组减慢，提示胰岛素对糖代谢的调控作用发生了严重的障碍，即形成了明显的胰岛素抵抗，因此认为该模型是糖尿病实验研究的一种适用动物模型。2. 家兔 王宗保等 22 给家兔饲以高糖、 高脂诱发糖尿病饲料 （10% 猪油、 37% 白蔗糖混合53%基础饲料）单笼饲养，每只动物每天约喂食100 g饲料，自由饮水，室温1825 C , 实验期为 32 周。结果发现，高糖高脂饲料对新西兰兔具有脂肪毒性和葡萄糖毒性，损害胰岛细胞的结构和功能 ，可诱发较明显的糖尿病。在喂食高糖、高脂饲料后 ，新西兰兔血糖、血 脂持续升高，与人类n型糖尿病具有高度近似性，。3.

23、小型猪 姚峰等 23 选择 34 月龄，体重 6.02 ±1.29kg/ 头的贵州小型猪，雌、雄各半，饲以高脂高糖饲料 （10% 猪油、 37% 蔗糖、混合 53% 基础饲料 ），单栏饲养 ，每头动 物每天按体重的2.5%喂食饲料，自由饮水，室温1825 C ,实验期为6个月。结果表明，喂 食高脂高糖饲料后 ，小型猪的血清胰岛素水平开始有所升高，然后血清胰岛素水平明显降低,6月末达到11.59 ± 2.88mu/ml( P <0.05),可提示小型猪的胰腺B细胞受到损伤。结合胰腺组织结构观察 ,在实验的第 6 个月时 , 表现为胰岛萎缩 ,胰岛及胰岛内细胞数量减少,

24、在胰岛周围有少量淋巴细胞浸润 , 而且在透射电镜下亦观察到胰岛细胞肿胀 ,部分结构溶解 , 细 胞呈空泡化，局部结构模糊。因此认为，高脂高糖饲料复制小型猪糖尿病模型，具有与人类n型糖尿病相似的症状，可用于n型糖尿病的相关实验研究。(四) 催肥所致n型糖尿病动物模型 给动物注射金硫葡萄糖或穿刺动物第三脑室底部可选择性破坏下丘脑腹内侧核的饱食中枢 ，使动物产生贪食和肥胖 ， 继之高血糖、高胰岛素血症和胰岛素抵抗 (IR) 。但大多数动物 无高血糖 ， 而且注射金硫葡萄糖的剂量要接近半数致死量， 动物死亡率高 ， 其形成率仅为30% 。(五) 自发性n型糖尿病动物模型131.KK小鼠 是*学者培育的

25、一种轻度肥胖型n型糖尿病动物。后与C 57BL/6 J小鼠 杂交，并进行近亲繁殖，得Toronto(T-kk)小鼠。将黄色肥胖基因(即A y)转至KK小鼠，得KK- Ay鼠,与KK小鼠相比，有明显的肥胖和糖尿病症状。从5周龄起，血糖、血循环中的胰岛素水平以及 HbA1 c水平逐步升高。B细胞有脱颗粒和糖原浸润，随后出现胰岛肥大和中 心气泡。肝脂肪化和脂肪组织增多。 脂肪组织的胰岛素敏感性降低比 KK 小鼠明显 ，且到 16 周龄时完全丧失。肾脏病变发生早 ，发展迅速 ， 肾小球基底膜增厚。用 KK- A y 鼠可评价抗糖 尿病药物的胰腺外作用。2.ob/ob 小鼠n型糖尿病动物模型，属常染色体

26、隐性遗传。纯合体动物表现为肥胖，高血糖及高胰岛素血症。症状的轻重取决于遗传背景，ob/ob 小鼠(obesemouse) 与C57BL/KSJ 交配的子代症状严重，而ob/ob与C 57BL/6 J交配的子代症状则较轻 ，后者是杂 合体。 ob/ob 小鼠 leptin(ob 基因产物 )缺乏 ，引起肝脂肪生成和肝糖原异生 ，高血糖又刺激 胰岛素分泌，引起胰岛素抵抗的恶性循环。糖尿病ob/ob小鼠肝PPAY2表达水平升高与胰岛素抵抗有关 ， 可能作为一种补偿机制 ， 试图保持胰岛素的敏感性。3. db/db 小鼠db/db 小鼠(diabetes mouse) 由C 57BL/KsJ 近亲交配

27、株常染色体隐性遗传衍化而来，属n型糖尿病模型。动物在一个月时开始贪食及发胖，继而产生高血糖、高血胰岛素 ，胰高血糖素也升高。一般在 10 个月内死亡。糖尿病小鼠 (C 57BL/6 J db/db) 发 生严重的糖尿病症状，类似C 57BL/KsJ ob/ob 小鼠，即早发的高胰岛素血症，体重下降和早 死。 db/db 小鼠与 ob/ob 小鼠不同 ，可发生明显的肾病。4. NSY 小鼠 NSY (Nagoya- Shibata- Yasuda) 小鼠是一近交系自发性糖尿病模型 ，是从远交 JCLCR 小鼠中选择糖耐量异常株培育而成的。 其糖尿病发生具有年龄依赖性。 24 周龄时胰岛素分泌功能

28、严重受损 ，48 周的累积发病率雄性为 98%， 雌性为 31% 。此鼠在任 何年龄阶段都不表现严重肥胖和显著的高胰岛素血症，胰岛也无肿大或炎性变化。胰岛B细胞分泌胰岛素功能受损和胰岛素抵抗可能是 NSY 小鼠发生 NIDDM 的机制 ，与人的 NIDDM 发病机理相似。5. Zucker fa/fa 大鼠 是典型的高胰岛素血症肥胖模型。隐性基因名称为 fa， 动物有轻 度糖耐量异常 ， 高胰岛素血症和外周胰岛素抵抗 ，无酮症表现 ， 类似人的非胰岛素依赖型糖尿病 ， 血 糖 正 常 或 轻 度 升 高 。 用 Zucker 糖 尿 病 肥 胖 大 鼠 证 明 胰 岛 素 敏 感 性 与 IM

29、CL(intramyo- cellular lipid)含量负相关。6. 黑线仓鼠 (Cricetulusbarabensis) 俗称中国地鼠 (Chinesehamster)， 原为我国黄河以北一些省份的优势鼠种。 美国 Meier 和 Yerganian 将黑线仓鼠通过近亲繁殖获得近交 系，具有自发性、遗传性糖尿病的特点。这种动物模型为非肥胖型， 以中轻度高血糖为特征 ，血清胰岛素表现多样，胰岛病变程度不一，类似于人类的n型糖尿病。7. GK大鼠(Goto-KakisakiWistarrat) GK大鼠也是一种自发的n型糖尿病鼠种，其病理生理特点是：葡萄糖刺激的胰岛素分泌受损，B细胞数目减

30、少，肝糖生成过多，肌肉和脂肪组织中度胰岛素抵抗。8. 嗜沙肥鼠（PsammomysObesus,PO） Duhault 等发现PO鼠在n型糖尿病晚期变 得依赖胰岛素，胰腺组织学显示存在胰岛炎，证实该鼠种是在n型糖尿病中引发I型糖尿病的模型。（六）转基因n型糖尿病模型13n型糖尿病有两个主要特征：周围胰岛素抵抗和3细胞分泌胰岛素功能受损。轻度胰岛素抵抗和胰岛素分泌功能轻度缺陷的小鼠，杂交后后代可产生n型糖尿病症状。1.GK/IRS-1 双基因剔除小鼠 IRS-1-/- 小鼠表现为胰岛素抵抗 ，但由于 3细胞代偿性 增生，胰岛素分泌增多 ，糖耐量正常。 3细胞特异 GK 表达降低的小鼠 ，显示轻度

31、糖耐量异常。 两者杂交产生的 GK/IRS-1双基因剔除小鼠，表现n型糖尿病症状，既有胰岛素抵抗又有糖耐量异常。2.IR+/- /IRS-1+/- 双基因剔除杂合体小鼠 IR+/- 和 IRS-1+/- 单个基因剔除的杂合 体小鼠无明显的临床症状。而 IR+/- /IRS-1+/- 小鼠肝和肌肉中 IR 和 IRS-1 表达水平下 降 60%， 由胰岛素介导的 IR 自动磷酸化 ， IRS-1 和 IRS-2 的酪氨酸磷酸化 ，PI3- 激酶的 p85 亚基与IRS-1的结合都减少。46月前血糖正常,2月时胰岛素水平升高,46月时,发生 明显的胰岛素抵抗 （表现为血胰岛素水平显著升高和对外源性

32、胰岛素不敏感 ），6 月时，40% 的杂合体双突变鼠表现糖尿病症状。3. IRS-2-/- 小鼠 IRS-2-/- 小鼠表现为胰岛素抵抗和胰岛素分泌不足 （不能引起 3 细 胞代偿性增生，无法对抗胰岛素抵抗）,从而引发n型糖尿病。 但IRS-2-/-小鼠单个3细胞胰 岛素分泌正常甚至升高。三、检测指标 24（一）一般性指标糖尿病时会导致动物摄食量、饮水量增加和血清葡萄糖、 胆固醇、 甘油三酯、 游离脂肪 酸、糖化血红蛋白、乳酸分泌增高 ， 而血清胰岛素、红细胞胰岛素受体最大亲和力、糖耐量 降低。测定上述指标可反映实验动物是否产生高血糖或患糖尿病。（二）其他生化和免疫学指标可应用ELISA测定T

33、NF- a、INF- 丫、IL- 4等细胞因子和免疫球蛋白IgE （反映细胞凋亡情况）；还可测定内皮素（ET）和NO （反映氧自由基产生情况）、Ang- n和（AT- 1） mRNA （反映血管变化及间接反映氧自由基产生情况）、IGF- 1即胰岛素样生长因子-1和瘦素（了解胰岛素的分泌，间接反映氧自由基情况）、AGE s即糖基化产物（反映体内氧化应 激和糖基化反应情况） 、 PAH 即苯丙氨酸羟化酶（反映糖异生的快慢） 、 GAD 即谷氨酸脱羧 酶抗体（该抗体阳性 ，表明细胞自身免疫性破坏）、胰岛素抗体（抗体阳性 ，说明胰岛素分泌不足八C肽（反映胰岛3细胞的功能）等。（三）病理切片及形态学检查

34、STZ 型糖尿病可见胰腺外分泌大量灶状或散在的单核细胞 ，胰岛细胞空泡变性 ，使胰岛 呈空虚状态 ， 胰岛毛细血管扩张、充血、胰岛细胞减少。而Alloxan 型糖尿病则见部分胰岛形状不规则 ，边缘不整齐 ，胰岛 3 细胞排列紊乱 ，个别胰岛只剩下几个细胞环绕在胰岛周边部 分，亦可见不规则花环状等各种形态，有的胰岛内 3细胞所剩无几 ，几乎成为空泡状 ，仅能辨认其轮廊。自发性糖尿病模型病理切片主要观察胰岛淋巴细胞浸润程度并进行分级评分，每只动物至少记数15个胰岛，求出胰岛炎积分（IS ）。激素性糖尿病早期可见胰岛3细胞肥大；晚期 3细胞产生空泡和变性。病毒性糖尿病出现胰岛 3 细胞脱颗粒、坏死。

35、免疫性糖尿病 则出现胰腺炎 ，未见明显 3细胞坏死。人类糖尿病是一种常见病、多发病、其发病机制也较为复杂，应用可控的动物模型可正确分析其各种发病机制 , 严格的组织病理、 生化和生理观察均可正确判断药物疗效情况 ,不同 的动物模型应选择合适的测定指标。随着实验动物科学的不断发展,将建立更佳的符合临床发病机理、更经济、重复率高的模型 , 从而推动糖尿病机制及有效的防治研究。第二部分 中药治疗糖尿病的概况由于糖尿病的病因未阐明 , 尚无根治药物 ,本文仅就国内近年对单味中药及中药复方的 降糖作用研究的进展加以概述。按照各种中药的作用方式综述如下。(一)促进葡萄糖转运及周围组织、靶器官对糖的利用徐梓

36、辉等25从薏苡仁分 离提取薏苡仁多糖(coixan),用coixanip,在50和100mg/kg 的剂量时 , 能降低正常小鼠、四氧嘧啶糖尿病模型小鼠和肾上腺素 (Adr) 高血糖 小鼠的血糖水平 (P<0.05,0.01), 且呈现一定的量效关系。因为 Adr 能够促进肝糖原分解 , 肌糖原酵解 , 加速糖原异生 , 从而升高血糖 , 因而可以推测 coixan 可能有抑制糖原异生作用 , 从而达到使血糖水平降低的目的。黄芪生脉饮与增液汤 26 可降低接受糖负荷后的血糖峰 值,使回落迅速加快 ,并能对抗 Adr 升高血糖 ,增加肝糖原合成作用 ,其机制可能与促进胰岛素 分泌和增加组织

37、对糖的转化有关。仙鹤草颗粒 (HAG) 也有类似的作用 27 。施红等 28 用 石斛合剂对糖尿病患者的临床疗效观察 ,其具有显著降低血糖 ,改善血黏度、血脂的疗效。并 选用优降糖 (磺脲类), 以及降糖尿 (双胍类 )作为阳性对照药物 ,石斛合剂对于四氧嘧啶及 Adr 诱发的糖尿病小鼠均有明显的降低血糖作用 , 其疗效均优于对照组 ,且无致低血糖危险。 复方 地骨皮对于正常和模型小鼠均具有明显的降糖、降脂作用,并能增强其免疫功能 29 。其机制可能为药物促使机体增加了对血糖的利用。(二) 保护胰岛B细胞,促进胰岛素稳定分泌成新法等 30 用 STZ 致糖尿病大鼠模型 , 采用超临界 CO2

38、萃取的中药复方降糖灵 3 号 药、8号药降糖作用显著。因为STZ造模会损伤胰岛 B细胞,使大鼠胰岛出现核固缩细胞及空泡状细胞，而3号、8号药组的核固缩胰岛细胞极少，结果说明3号、8号药组具有保护3细胞的功能 ,从而维持胰岛素的稳定分泌 ,达到降糖的作用。王思功等 27 采用 STZ 和 Adr 复制糖尿病模型。用仙鹤草颗粒 (HAG,0.8g/kg)8d 可使 STZ 糖尿病小鼠血糖水平明显降 低HAG很可能是通过促进3细胞的再生而起降血糖作用。郭健等31用四氧嘧啶建立高血糖大鼠模型 ,并用中药血糖安给大鼠 ig7d 后,测定大鼠的血糖值与血清胰岛素值。糖尿病 治疗大鼠的血糖值及糖耐量与糖尿病

39、模型组相比有明显降低(P<0.05), 而正常大鼠的血糖值和血清胰岛素值并无变化。可以推测 ,血糖安的降糖作用很可能是通过改善受损的胰岛功 能来实现的。黄小红等 32 用地骨皮的粗提取液 40g/kg 对小鼠 ig, 连续 3d 。地骨皮对于 正常小鼠的降血糖作用不明显 ,而对四氧嘧啶病理组小鼠有降低血糖作用 (P<0.05)。(三) 抑制a-糖苷酶活性a-糖苷酶通过水解a-1,4糖苷键从有关多糖的非还原端切下葡萄糖。人体对淀粉、糊精、蔗糖等碳水化合物的利用吸收依赖于小肠刷状缘上该酶的活性。a-糖苷酶在血糖代谢过程中起到关键的作用。桑叶多糖，是一种有效的a-糖苷酶抑制剂33。Lee

40、等34研究发现桑叶的甲醇提取物和水提物对四氧嘧啶高血糖小鼠表现出明显的降血糖作用,能阻止从饮食中摄入的淀粉和葡萄糖的高血糖反应。认为其作用机制可能是抑制了a-糖苷酶的催化反应。此外 ,从桑白皮、桑叶和桑椹中分得一些多羟基生物碱也具有很好的抑制糖苷酶活性,可以降血糖。另外，从五味子、虎杖和知母中分离出的化学成分，都有抑制a-糖苷酶活性的作用,从而能够降血糖 33 。综上所述 , 中药可以通过不同方式如促进葡萄糖利用、保护胰岛3细胞、促进胰岛素稳定分泌和抑制a-糖苷酶活性等来达到防治糖尿病的目的。而且很多中药不是从单一环节 ，而是从多方面、多靶点综合产生药效的。由此可见 ,从中药中寻找治疗糖尿病的

41、有效成分是一 种防治糖尿病的有效途径 ,随着各种中药药用机制逐渐清晰 ,必然引起国内外人们的广泛重视。References:1 Hu S W,Guo R L.Utilitarian Diabetologia（ 实 用 糖 尿 病 学 ）M.Beijingeople ' Surgeon Press,1998.2 Xu S Y ,Bian R L,Cheng X.Pharmacological Experiment Methodology（药理实验方法学 ）M.Beijingeople ' s Medical Publishing House,2001.3 Wang L P ,Ya

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