实验药理(糖尿病)课件

抗糖尿病药物研究思路与方法12/27/20221糖尿病是一种由遗传基因决定的全身慢性内分泌代谢性疾病。由于体内胰岛素的相对或绝对不足而引起糖、脂肪和蛋白质代谢的紊乱。12/27/20222糖尿病主要特点高血糖糖尿易并发心血管、肾、眼及神经等慢性病变临床表现为“三多一少”12/27/2022312/27/20225Diabetologia2003;2000-2001年，范围35-74岁（15540人），糖尿病发病率：北方7.4％南方5.4％；城市7.8％乡村5.1％诊断1.3％，未诊断4.2％12/27/20226糖尿病分型与并发症寻找抗糖尿病新药的途径抗糖尿病药物作用机制的探讨12/27/202271型糖尿病IDDM（β细胞破坏，导致胰岛素绝对缺乏）

A.免疫介导性的（急进型和缓发型）B.特发性的2型糖尿病NIDDM

（胰岛素抵抗为主伴相对胰岛素不足或胰岛素明显缺乏伴胰岛素抵抗）特殊型糖尿病妊娠糖尿病糖尿病分型12/27/20228胰岛素抵抗高胰岛素血症高血压肥胖血脂异常糖耐量异常胰岛素抵抗综合症12/27/202210寻找抗糖尿病新药的途径降血糖改善胰岛素抵抗调节脂质代谢异常防治慢性并发症12/27/202212四氧嘧啶高血糖动物模型（1）Alloxan1818年报道1943年发现Alloxan是一种胰岛β细胞毒剂，通过超氧自由基选择性地破坏β细胞，使细胞内的DNA损伤，mRNA功能受损，合成前胰岛素减少，导致胰岛素绝对缺乏，引起实验性糖尿病。12/27/20221412/27/202215给药途径静脉注射（iv）腹腔注射（ip）剂量动物敏感性不同，剂量不同

小鼠75～100mg/kg

iv大鼠45～50mg/kg兔90～100mg/kg四氧嘧啶高血糖动物模型（2）12/27/202216水溶液不稳定对光敏感血浆半衰期1～2min不能引起豚鼠糖尿病大鼠形成模型后可自行缓解（部分）猫犬形成永久性糖尿病四氧嘧啶高血糖动物模型（3）12/27/202217链脲霉素高血糖动物模型（1）Streptozotocin（STZ）STZ结构中的亚硝基脲是细胞毒，去氧葡萄糖部分使之易进入β细胞。STZ通过自由基损伤β细胞，造成胰岛素缺乏。一次大剂量注射可致β细胞坏死而无胰岛炎，小剂量连续注射，可产生胰岛炎及相关的糖尿病，后者涉及T细胞参与的自家免疫机制。12/27/202218水溶液极不稳定0.1M柠檬酸缓冲液（pH4.0-4.5)配制腹腔注射静脉注射大鼠55～80mg/kg能引起豚鼠糖尿病链脲霉素高血糖动物模型（2）12/27/202220自发性遗传性1型糖尿病模型有自家免疫等病因参与，胰岛β细胞受损，因而胰岛素缺乏，动物不肥胖。常用于1型糖尿病病因、病理生理的研究。12/27/202221近亲交配的子代，2～3月龄时可能发生糖尿病国外发现有6个近亲交配系，糖尿病发病率高达85％，发病严重的动物血糖高达500mg/dl我国（山西医科大学）自1980年将野生的中国地鼠实验室驯养，近亲繁殖10余代。发病率为25％，血糖在140mg/dl左右。中国地鼠

（ChineseHamstter)12/27/202223BB大鼠(BioBreedingrat)wistar大鼠自发性变异种糖代谢、脂质代谢明显异常胰岛炎新生鼠胸腺切除或给予环抱菌素，可防止BB大鼠糖尿病的发生12/27/202224类似2型糖尿病的动物模型12/27/202226遗传基因＋高糖或高脂饲料（如C57）实验性肥胖及糖尿病动物模型（1）

12/27/202227实验性肥胖及糖尿病大鼠模型

（小剂量STZ＋高热量饲料）STZ25～30mg/kg，2W后选糖耐量异常的动物，加喂高热量饲料，8－10W后模型形成单笼饲养较易形成模型胰岛素抵抗、血胰岛素水平升高血脂异常，血糖轻度升高12/27/202228STZ高热量喂养大鼠血糖血脂等相关指标变化指标模型组对照组体重（g）304±24**260±17血糖（mmol/L）5.0±1.04.2±0.6血胰岛素（mu/L)65±3529±7TG(mmol/L)2.2±0.7*1.1±0.4Chol(mmol/L)12.7±3.4**5.8±1.0FFA(Eq/L)240±60210±3012/27/202230自发性2型糖尿病动物模型进口或引进，饲养条件要求高，价格昂贵。大约有20余种db/db小鼠KK小鼠ob/ob小鼠OLETF大鼠Zuker（fa/fa）大鼠Wistarfatty大鼠等12/27/202231db/db小鼠为C57BL/ksJ近亲繁殖，棕色，极度肥胖（60g±），Leptin缺乏，血糖早中期升高，后期可接近正常。12/27/202232KK/taJc1小鼠白色，轻中度肥胖，血糖中度升高，胰岛素抗性明显。如给予高热量饲料饲养，单笼饲养，糖尿病特征出现较早。1983年中国医学科学院曾引进

12/27/20223312/27/202234KKAy小鼠12/27/202235随着年龄的增长，出现糖耐量异常、高胰岛素血症、胰岛素抵抗、肥胖及高血糖等2型糖尿病特征。12/27/202236InsulintoleranceinKKAydiabeticmice12/27/202237OtsukaLong-EvansTokushimaFatty1984年发现，白黑相间发病过程慢高血糖出现晚(18w)雄性带有遗传基因并发糖尿病肾脏病变OLETF2型糖尿病大鼠12/27/202238GroupFBG(mg/dl)FBI(mU/L)ISI×104Nor67.3±6.544.0±7.9

3.5±0.6IGT-OLE103.4±19.4***

47.0±14.3

2.3±0.7**

IGT-OLE+Pio90.5±11.0

28.4±9.4#

4.6±2.2#

DM-OLE220.1±49.4###

23.8±8.7##2.3±0.8#

EffectofPioglitazoneonFBG,FBIandinsulinsensitivityindexinIGT-OLETFrats12/27/202239EffectofPioglitazoneonSerumTGandTClevelsinIGT-OLETFrats12/27/20224012/27/202241正常动物（大鼠、小鼠）根据研究的目的或切入点不同，也可以选用正常动物作为模型。如在研究促胰岛素分泌药物作用时，选正常动物较合适又经济。12/27/20224212/27/202243观察指标血糖（葡萄糖氧化酶法）糖耐量（葡萄糖耐量、蔗糖耐量、淀粉耐量）糖化血红蛋白(HbA1c)HPLC琼脂凝胶电泳法等电点聚焦法亲和色普微柱法果糖胺胰岛素12/27/202244离体模型细胞模型酶活性（-葡萄糖苷酶活性抑制）酶底物受试物37°C30min测定葡萄糖生成量12/27/202245寻找抗糖尿病新药的途径降血糖改善胰岛素抵抗调节脂质代谢异常防治慢性并发症12/27/202246动物模型抗胰岛素激素诱发的动物模型MSG肥胖动物模型12/27/202247MSG肥胖动物模型出生两天大鼠或小鼠仔鼠，MSG4g/kgSC,连续7天，断乳约3个月模型形成。12/27/202248Thepictureof4-month-oldnormalandMSGrats12/27/202249MSGmouse12/27/202250观察指标胰岛素耐量胰岛素敏感指数正常血糖－高胰岛素钳夹技术12/27/202251*********InsulintoleranceofnormalandMSGrats,andreactivenesstoinsulinsensitizerinthemodel12/27/202252

组别血糖(mg/dl)血胰岛素(mu/L)ISI(X10-4)正常小鼠100.716.016.26.5***7.413.51***对照组217.4122.9136.961.70.560.39Ros168.495.674.438.9*1.110.53*

12/27/202253Animal

microinjectormicropumpinsulinglucoseAroughsketchofeuglycemicclampsampling12/27/202254正常血糖钳夹技术原理

输注胰岛素以维持血胰岛素在一个高水平，同时又输注葡萄糖以维持血糖在基础水平（正常水平）。由于输注的高胰岛素水平使血糖不断代谢,所以要维持血糖在正常水平，就需要不断输注葡萄糖。当葡萄糖输注速率和代谢速率达到平衡时，葡萄糖输注速率就等于机体各组织摄取代谢葡萄糖的速率。12/27/20225512/27/202256GIR(mg/kg/min)GlucoseinfusionrateofnormalandMSGrats,andreactivenesstoinsulinsensitizerinthemodel***12/27/202257寻找抗糖尿病新药的途径降血糖改善胰岛素抵抗调节脂质代谢异常防治慢性并发症12/27/202258动物模型高胆固醇乳剂诱发的大鼠、小鼠模型TritonWR1339(iv)乙硫胺酸诱发（P.O.）高胆固醇饲料诱发家兔高血脂模型STZ金黄地鼠高血脂模型12/27/202259高血糖高血脂金黄地鼠模型

小剂量STZ（30-40mg/kg）给6-10周龄（体重50-80g）金黄地鼠腹腔注射，可使血糖、血脂同时升高。形成糖尿病动物兼有脂肪代谢异常的模型。12/27/20226012/27/202261Comparisonofserumlipidsbetweennormalandmodelratsandtheeffectsofpioglitazoneinthemodel(female)12/27/202262相关指标的测定血甘油三酯（TG）、胆固醇（Chol）游离脂肪酸（FFA）、HDL肝TG、Chol12/27/202263寻找抗糖尿病新药的途径降血糖改善胰岛素抵抗调节脂质代谢异常防治慢性并发症12/27/202264糖尿病并发症动物模型糖性白内障大鼠模型糖性白内障与糖代谢的多元醇途径密切相关。5～6周龄大鼠饲以30％～50％半乳糖饲料（约10~20天）。12/27/202265Galactose---糖性白内障12/27/202266多元醇代谢途径葡萄糖山梨醇果糖ARSDHNADPHNADPNADNADH12/27/202267NADPH酶液底物（DL－甘油醛）测定NADPH剩余量（340nM）30°C7min12/27/202268NAG酶活性（N-乙酰--D-氨基葡萄糖