链尿佐菌素高热糖高脂饮食诱导大鼠2型糖尿病模型的建立

链尿佐菌素高热糖高脂饮食诱导大鼠2型糖尿病模型的建立

2型糖尿病（畸变）是指以胰岛素分泌缺陷和胰岛素抵抗为主要病理依据和特征，导致体内葡萄糖和脂质代谢紊乱的糖尿病，与1型糖尿病的内在机制存在显著差异。科研上的糖尿病动物模型通常分为遗传自发和人工诱发2类,遗传自发糖尿病动物模型,如BB鼠、NOD鼠、db/db鼠、NYS鼠等,来源困难且价格昂贵,所以用得较少;人工诱发糖尿病动物模型最简便、最价廉的方法是通过给大鼠注射化学药物,如链尿佐菌素(streptozotocin,STZ)或四氧嘧啶(alloxan),选择性破坏胰岛β细胞,引起细胞坏死,导致血胰岛素不同程度下降和血糖升高,但形成的是1型糖尿病动物模型。然而,给大鼠饲喂足够时间的高糖高脂饮食,虽不至于引起血糖水平明显上升,却可造成广泛的胰岛素抵抗,本实验为满足有关研究需要,将以上两者有机结合,成功复制出2型糖尿病动物模型,报告如下。1材料和方法1.1饲养环境及饲养时间选择健康的雄性SD大鼠30只,体质量120~160g(由南昌大学医学院动科部提供),饲养在室温18~25℃,相对湿度50%~80%的环境条件下,每笼5只,共分6笼,自由采食、饮水。1.2血糖、胰岛素放免试剂UV-754型分光光度计(上海分析仪器厂);TD4-台式离心机(湖南仪器仪表总厂离心机厂);GOD-PAP血糖检测试剂盒、胰岛素放免试剂盒(北京福瑞生物工程公司);胰岛素(美国Lilly公司)。1.3方法1.3.1高糖高脂饲料的组成大鼠适应性饲养1周后,逐一称重,随机分成2组,实验组20只,对照组10只。实验组饲喂高糖高脂饲料,高糖高脂饲料的组成:基础料66.6%、蔗糖20%、猪油10%、胆固醇2.5%、胆酸钠1%,将这些成分加适量水拌匀揉团做成条状,然后放在恒温鼓风干燥箱内80~85℃干烤3~4h;对照组饲喂基础颗粒饲料。1.3.2血糖及血清胰岛素检测实验组饲喂高糖高脂、对照组饲喂基础饲料达3周时,全部大鼠断料不断水12h后剪尾采血1mL,以2000r/min离心20~30min,吸出血清0.4mL分别用于测血糖及血清胰岛素。采血后即给实验组大鼠1次性腹腔注射STZ25mg/(kg·BW)(STZ溶于柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液,所配浓度为10g/L);腹腔注射STZ后的第2、4周时行第2、3次采血,以血糖值≥16.7mmol/L为达到造模标准,采血方法及检测指标与第1次相同。对照组腹腔注射相应容量的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液,3次采血方法同实验组。实验组又分为2小组:第1次采血的血液指标检测值为高糖高脂组;腹腔注射STZ后第2、3次采血检测达到造模标准大鼠的血液指标值为糖尿病组。1.3.3续剪尾采血单次采血实验组腹腔注射STZ后的第3天,全部大鼠断料不断水12h后连续剪尾采血3次,每次采血100μL左右,用于测血糖、做糖耐量实验。第1次采血后即以20%葡萄糖灌胃[剂量2g/(kg·BW)],灌胃后依次后推1h进行第2次、再后推1h进行第3次采血。1.3.4其他血糖测定用比色法,即GOD-PAP法;血清胰岛素测定用放免法。1.4统计方法数据以均数±标准差(ˉx±s)表示,采用方差分析及q检验。2结果2.1糖的抗剂试验糖耐量实验的3次取血均显示实验组血糖明显高于对照组,这表明实验组注射STZ后的空腹血糖增高和糖耐量明显降低(表1)。2.2成模前后大鼠的岛素变化高糖高脂组空腹血糖与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05),但血清胰岛素高于对照组(P<0.01);实验组成模状况:有25只大鼠造模成功,空腹血糖及血清胰岛素与对照组相比差异有统计学意义(P<0.01),见表2。成模后的大鼠并出现明显的多食、多饮、多尿、消瘦;实验组有3只、对照组有1只大鼠死亡。3周血糖高、大鼠输注时造成1型糖尿病,2一直以来,人工诱导大鼠糖尿病模型多采用注射STZ的方式,STZ对胰岛β细胞具有高度选择性的毒性作用,进而引发实验性糖尿病。然而,单纯以这种方式所诱发的模型只符合1型糖尿病特征,与2型糖尿病的病理特征和临床特点相差较大。有研究表明,高脂饲料喂养可以引起大鼠广泛的胰岛素抵抗,虽不致于使血糖明显的升高,却可以在同时进行小剂量注射STZ造成的胰岛β细胞轻度损伤的情况下,使多数动物产生糖耐量异常,再喂以高糖饲料引起动物肥胖,也可以复制出2型糖尿病的大鼠模型,本实验是依据这种理论来设计的。本实验给实验组大鼠注射STZ后第3天的糖耐量实验即显示出糖耐量异常,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.01),这表明实验组注射STZ后对胰岛β细胞的破坏作用。本实验显示,实验组大鼠并不是在几天内全部被复制成标准的糖尿病模型,而是通过注射STZ后的第2、4周时的取血检测表明逐步全部成为糖尿病模型的。据董佳生、沈亚非等对1型糖尿病动物模型的复制实验报道,实验组大鼠在一次性大剂量注射STZ60mg/(kg·BW)后的第3天,血糖均达≥16.7mmol/L的造模标准,且4周内均维持标准水平,即注射后的第3天,1、2、3、4周血糖值,对照组依次为(3.89±0.36、3.80±0.39、3.77±0.46、3.96±0.33、3.89±0.46)mmol/L,实验组依次为(21.42±6.87、21.74±6.58、21.07±6.67、21.54±6.19、21.20±6.41)mmol/L,均显著高于对照组(P<0.01)。这可能是由于一次性注射STZ的量不同而致的差别。有研究表明,STZ致胰岛细胞损伤程度取决于注射剂量,低剂量诱导β细胞INS-1凋亡,高剂量致β细胞坏死。本实验所注射的STZ相对较少,因而对胰岛β细胞的损伤相对较轻,大鼠成模的速度则较缓些,然而,大剂量的一次性注射STZ,会致大量的胰岛β细胞被破坏,可能会使造模动物的存活率降低,而本实验小剂量注射STZ,成模动物的存活率相对较高,模型动物的生命力相对较强,有利于进行糖尿病的其他相关研究。本实验STZ注射剂量,系经查有关文献进行比较并经预试而作出的选择,有些较新的文献所报道的复制1型糖尿病大鼠ZTS的注射剂量为60mg/(kg·BW),显然对于本实验不合适,但他们所检测到的数据可以为本实验提供参考,亦即按60mg/(kg·BW)剂量注射后,大鼠血糖在大幅升高的同时其血清胰岛素亦极显著的降低,造成典型的1型糖尿病;一些文献报道复制2型糖尿病大鼠STZ的注射剂量可为30mg/(kg·BW),然而与所报道的结果特征不太一致。另有文献报道,复制2型糖尿病大鼠STZ的注射剂量为25mg/(kg·BW),其结果的重复性也较好,经本实验前的预试,证实该剂量比较合适。从实验结果来看,完全合符2型糖尿病的建模要求,即大鼠经高糖高脂饲料饲养后,小剂量的一次性注射STZ,可造成大鼠的糖耐量异常却仍然可保持大鼠经高糖高脂饲料饲喂以后的高胰岛素血症。在本研究中,实验组在未注射STZ前取血所检测的指标值(即高糖高脂组)显示血糖与对照组相比没有升高,而血清胰岛素极显著的高于对照组,这种现象与有关文献所报道的结论极为一致。而从糖尿病组大鼠的血液检测指标值来看,血糖极显著的升高,血清胰岛素虽显著的高于对照组,但与高糖高脂组