不同给药途径致大鼠糖尿病模型的建立

不同给药途径致大鼠糖尿病模型的建立

糖尿病是自然界的三大疑难之一。根据最新的世界价值链报告，以中国为主的亚洲糖尿病患者占世界上的50%。目前糖尿病及其并发症的病因、发病机理尚未完全阐明,其预防和治疗措施仍不完善,因此建立较理想的动物模型来研究该病的机制和治疗具有重要意义。建立糖尿病动物模型的方法较多,包括(1)注射化学药物(如STZ、四氧嘧啶等)引起胰岛β细胞损伤;(2)手术切除胰腺的部分或全部;(3)注射高糖因子如生长激素;(4)注射生物制剂引起β细胞损伤。其中以注射STZ应用最多,但关于注射的途径众说纷纭,本实验通过研究不同的给药途径致糖尿病模型差异,旨在为制造大鼠糖尿病模型选择一种最佳方案。1材料和方法1.1实验动物的分组与饲养实验用封闭群SD大鼠90只(锦州医学院实验动物中心提供),雌雄不限。体重为200~280g。大鼠按随机化原则分成非空腹腹腔注射组(IP)、空腹腹腔注射组(IPN)、尾静脉注射组(IV)。每组各30只,实验动物喂养于动物中心的标准化饲养房,并饲以标准颗粒饲料。室内通风良好,相对湿度40%~70%,室温18~22℃。1.2酶活剂注射IPN组大鼠大鼠注射前禁食24h,其余组正常进食。将链脲佐菌素(STZ)以0.1mol/L,pH4.2的柠檬酸缓冲液溶解配制成2%STZ溶液,按65mg/kg体重循不同途径注射。注射后48h检测尿糖和血糖。尿糖在+++以上,血糖高于16.65mmol/L为成模标准。成模后每周测一次尿糖,每月测一次血糖,同时观察大鼠一般状况。1.3水合氯醛麻醉将正常大鼠、成模3个月及6个月大鼠用水合氯醛腹腔麻醉,多聚甲醛灌流固定后取胰腺。常规脱水,二甲苯透明,石蜡包埋制成石蜡切片,HE染色,光镜观察。1.4处理数据将结果输入SPSS10.0软件进行分析,进行χ2检验。2结果2.1尾静脉组与其它组的组成模率对比非空腹腹腔注射组大鼠成模率较低为60%;空腹腹腔注射组成模率也较低为66.7%;尾静脉注射组成模率较高为93.3%,尾静脉注射组明显高于其它两组。各组大鼠之间的死亡数差别不大。具体情况见表1。2.2糖尿病大鼠尿糖的变化成模糖尿病大鼠尿糖一直保持在+++以上,血糖均保持16.65mmol/L以上,各成模组尿糖,血糖之间差别无显著性。随着病程进展,糖尿病大鼠逐渐出现多饮、多食、多尿、体重减轻,脱毛,毛失去光泽等糖尿病的表现,大部分大鼠在病程3个月后出现白内障。部分大鼠在注射后1d~1w的时间内出现突然死亡,此时为个糖尿病模型大鼠最易死亡的一个时期。2.3糖尿病患者胰岛细胞退行性变化未成模大鼠胰岛为圆形或椭圆形的细胞团,分散于胰腺腺泡之间,数量较多,无包膜,细胞团的大小不一(图1)。糖尿病3月时胰岛萎缩,数量减少,分布稀疏,胰岛细胞发生退行性改变,数目亦减少(图2)。糖尿病6月时上述改变进一步加重,胰岛数目极少,并可见到胰岛间质纤维化(图3)。3尾静脉注药制造糖尿病大鼠模型的最佳途径STZ为一种广谱抗菌素,具有抗菌、抗肿瘤的性能和致糖尿病的副作用,对实验动物的胰岛β细胞具有高度选择性的毒性作用。STZ诱导的糖尿病因给药方式不同,其成模效果也有所差别。如采用小剂量分次给药的方法,则建立与人类Ⅰ型糖尿病表现相似的大鼠模型,如采用较大剂量一次性注射的给药方法,则建立与人类Ⅱ型糖尿病表现相似的大鼠模型,其原理可能与胰岛的损伤程度有关。因人类糖尿病中85%为Ⅱ型糖尿病,而且该方法具有用药量小,制造方法简便,药物毒性小等优点。因此以一次性注射STZ造成Ⅱ型糖尿病大鼠应用最多,而选择一种成模率高的途径尤为重要。本实验按65mg/kg体重通过不同途径和方法给大鼠注射STZ,各组中成模的大鼠在注射后46h内出现尿糖阳性,血糖均高于16.65mmol/L,以后血糖,尿糖均保持在较高水平,并且随病程延长有所提高,同时各成模大鼠均出现多饮、多食、多尿、消瘦、活动减少及白内障等表现。说明不同的注射途径和方法所造成的模型之间无明显差异。本实验发现无论空腹还是非空腹腹腔给药的大鼠成模率并不象一些文章所报道的那样成模率达到80%~90%,而本实验仅有60%~65%,其成模率均较低,其原因可能与地域差别及腹腔注射范围大注射药物易误入皮下或腹腔脏器等有关。而且空腹与非空腹组的成模率无显著性差别。尽管注射途径和方法不同但均可使大鼠发生糖尿病,但通过尾静脉注射的大鼠成模率最高,其机制可能与静脉注射部位准确,药物吸收更直接有关。由于大鼠尾静脉较细,因此尾静脉注药需要一定的注射技术,同时注射过程中还需注意注药不能过快,以免造成大鼠急性药物中毒,但STZ价格昂贵,成模率低必将造成人力、物力、和财力的巨大浪费,而以上尾静脉注药的缺点在一定程度上可以克服。通过以上分析可认为尾静脉注射是制造糖尿病大鼠模型的最佳途径。Junod等通过光镜观察表明STZ能直接破坏胰岛的β细胞,导致胰岛功能受损,血糖升高,本实验通过观察不同病程糖尿病大鼠的胰岛改变证实糖尿病大鼠的诱发机制与胰岛的损伤直接相关。在制造糖尿