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1、 文章编号 1 0 0 7 一 0 5 9 3 ( 2 0 0 7 ) 0 2 一 0 0 7 4 一 时 S T Z建立2型糖尿病大鼠模型的剂量探讨 李 桂云 吴 正治 ( 导师 ) ( 1 . 湖北中医学院，湖北 武汉 4 3 0 0 6 1 ;2 . 南方医科大学附属深刀 1 医院，广东 深刀 5 1 8 0 3 5 ) 摘 要 目的:探讨链脉佐菌素 (s t r ePt ozocin ， S T Z ) 腹腔注射建立2 型糖尿病 ( T Z D M)大鼠模型的最佳注射剂量。 方法: 4 周龄S P F 级雄性S D大鼠 高糖高脂饲料喂养4 周，分别按30m g /k 9 、 4 0 m
2、 g /k 9 、 50m g /k 9 体重剂量腹腔注射S T Z 建 立T Z D M大鼠模型，观察成模大鼠各阶段体重、食量、饮水量、尿量变化;检测空腹血糖 (FB G)、胰岛素 (FI N s) 、血 脂，比较各组大鼠模型稳定性。结果: 40m g /k 9 剂量组大鼠的成模率最高 ( 733 %)， 成模大鼠 具有胰岛素抵抗、高血糖、 高胰岛素血症和血脂紊乱的T Z D M临床特征，高血糖持续时间最长、最稳定 ( 到实验结束模型稳定至少28d) 。 30m g / kg 剂量组大鼠 成模率只有40% ，成模大鼠 于实验结束血糖水平己基本恢复正常，50m g /k 9 剂量组成模大鼠 倾
3、向于1 型糖尿病。 结论:短期高糖高脂饮食联合s T z 腹腔注射建立2 型糖尿病s D大鼠 模型的S T z 最佳注射剂量为4 0 m g / k g 。 关键词) 2 型糖尿病;大鼠模型;链脉佐菌素 中图分类号 R 一 3 3 2 ;R 5 8 7 . 1 文献标识码 A B e st D osa g 婚of s 切ePtoz 加 加 l of 勺pe Z砚公 祀 权 泪 o c 加 址 玩山 加加9 LIGul 协 J“ n l， 环 7UZhe 刀 9 心 h 扩 (A dv iser) (l. Huhei Col lege of刀 视 dlctlonal Chin es e 人 伦
4、di c 1 刀 e， 劲碑 b e i环 公 h a n4 3 0 0 6 1 Gua n g 勿 ng she n z h en 2 . Sh e 刀 z h en 物明i ta l 理 所liate dtoNanfang 人 肠 di c a l Un王 v e r s i 织 5 1 8 0 3 5 ) A b s t r act o b i e c t iv e 孔 e x p l o r e t h e b e s t d o s a g e o f s tr e p t o z o c i n( S T Z ) w h a t w a s u s e dt oi n d u c
5、er a t m o d e l o fTyP eZd i a b e t e s m e l l i t u s ( T Z D M ) .M e t h o d s S i x ty4w e e k s o l dm a l eS P r a g u e D a w l e y( S D ) r a t s w e re fe dw i t hh i g hfa tty a n dh i g hs u g a rd i e t for 4w e e k s ， t h e nS T Z( 3 0m g 瓜9 、4 0m g / k g 、5 0m g / k g ) w a s i nj
6、e c t e di n tr ape ri t o n e a l l yt om ake rat m o d e l o f T 2 D M， e a c hP h a s eavo l r d u P o i s ， a P P e t i t e andth eamo tmt o f 丽n e anddrinki n go f r a t m o d e l w e r et e s t e d ， i nu n i s o n ， t h efa s t i n gb l o o dg l u c o s el e v e l ( F B G ) ， s e ru m i n s u
7、 l i nl e v e l ( F I N S ) andb l o o dl i P i dw e r ea l s od e t e c t e d ， t h ed a t aw a s u s e dt oe v a l u a t et h es t a b i l i t yo f t h er a t m o d e l o f T Z D M.R e s u lt s T h e4 0m g / k gg r o uP h a s t h eh i g h e s t m aki n gm o d e l s u c c e s s r a t eo f o v e r 7
8、 3 .3 % ， a l l t h e s u c c e e dm o d e l r a t h a s i n s u l i nr e s i s t a n c e ， h 即e rg l y c e m i a ， b l o o dl i P i dd i s o r d e r a n db l o o di n s u l i ni n c r e a s e dw h i c h w e r et h e ty P 1 c a l c h arac t e ri s t i co f T 2 D M， a n dd u r at i on o f h i g hb l
9、o o dg l uco s e w a s t h el o n g e s t andt h e m o s t s tabi l e t o o . o n ly4 0 %o f th e 3 0m g 爪 gg ro uP h a s s u c c e e d ， b e s i d e t h e b l o o dg l u c o s el e v e l h a s g e t r i g h t u n t i l t h ee n d o f e x P e r i m e n t a l . T h es u c c e s s fu i r a t m o d e l
10、 s o f t h e5 0m g / k gg ro u Pw e r ei n c l i n e dt ot y P eld i a b e t e s m e l l i tu s . C o n c Iu s io n A s s o c i at e w i t hh i g hfa t tya n dh i g hs u g ard i e t fe e d i n gs h o rt l 又t h e b e s t d o s a g e o f S T Zwhi c hw a s u s e dt oi n duc erat m o d e l o f T Z D M i
11、 s 4 0m g 瓜 9 . KeyW 匕 r d s 升p e Z d i ab e t e s m e l l i tu s ; R atm o d e l ; S trep t o z o c in 收稿日 期 2 0 0 7 一 0 2 一 0 8 作者简介 李桂云(l 9 79一) ， 女， 湖北省 钟祥市 人， 在读 硕士 研究生， 研究方向 :中 西医结 合医学。 座1 了 随着人们生活水平的提高和饮食结构的变化， 糖尿病的发病率逐年递增，糖尿病已成为仅次于肿 瘤和心血管疾病之后的第三大健康杀手，1 ， 在我国， 实际患糖尿病人数已达4 0 00万以上，其中2 型糖尿 病 (
12、T Z D M)占整体糖尿病患者的95%，2 型糖尿病 的研究意义重大。复制与人体接近的T Z D M实验动物 模型是进行T Z D M研究的关键环节之一。近年来， 众研究人员多推崇采用高热量饮食联合S T z注射的 方法诱导T Z D M大鼠 模型。S T z对动物的胰岛p 细 胞具有高度选择性的毒性作用， 破坏动物的胰岛p 细胞，导致糖尿病2 ，但它对机体其他组织的毒性作 用相对较小，采用S T Z注射法复制 T Z D M大鼠模 型，大鼠存活率高，成模状态持续时间长，模型稳 定。然而，参阅众文献，S T Z的使用剂量各不相 同，其模型状况也各不一样，因此，探索一个合适 的S T Z注射剂
13、量，建立更长期稳定的T Z D M大鼠模 型，能够为糖尿病新药的开发及其慢性并发症的研 究提供更理想的动物实验技术平台。本实验在阅读 相关文献的基础上，通过不同S T Z剂量组间对比， 摸索建立长期稳定的2 型糖尿病大鼠 模型的S T Z最 佳注射剂量。 1 材料和方法 1 . 1 动物与饲料S P F级雄性 S D大鼠60 只， 4 周龄， 体重85 一 959 。 S P F 级普通饲料。 高糖高脂 饲料:即普通饲料中 加入20%的脂肪 ( 50%猪油和 5 0 %蛋黄粉) 和20%蔗糖，搅拌机混匀成型，烤熟 后真空包装，于深圳市金鹏源辐照技术有限公司 0 照射消毒灭菌至 S P F级备用
14、。动物和饲料及加工原 料均由广东省实验动物中心提供 实验动物生产许 可证:S C X K( 粤) 2 0 0 3 一 0 0 0 2 粤监证字2 0 0 6 A 0 1 5 ; 普通饲料成分:小麦、玉米、进口鱼粉、氨基酸、 维生素、矿物元素添加剂等组成。 1 . 2 试剂与仪器链脉佐菌素 ( S T Z ):美国 5 1 脚a 公司; 柠檬酸 ( C 6H : 0 7 .H Zo ): 广东台山 粤侨 试剂塑料有限公司生产，批号:2 0 0 6 0 5 01;二水柠 檬酸 三钠 ( C 6H 万 a3 O v.Z H Z O ) : 上 海 通直精 细 化工 厂 生产，批号:2 0 0 5 0
15、 511 ;血糖仪、血糖试纸:美国 7 5 强生稳豪血糖仪及其配套试纸; B ec 腼an一 C X 7 全自 动生化仪:美国贝克曼库尔特有限公司;F M J 全自 动放射免疫一 计数器。 1 .3 动物喂养及分组所有S D大鼠SPF 环境 饲养，环境温度为 20一 25，湿度 56%，自由饮 水，1 2/ 12h 昼夜规律，喂食时间为每日 下午5 点至 次日上午 8 点。大鼠适应性饲养 1 周后禁食不禁水 12h ，剪尾取血测血糖，称体重，随机分为4 组:A 组 ( 普通饲料组，即正常对照组)1 5 只，B 、C 、D 组 ( 高糖高脂饲料 +S T Z注射组，即模型组)，每 组各 巧只，每
16、笼5 只喂养。 1 .4 造模方法各大鼠血糖值均在 5. 5 一 6. 5 m l l l 。 比，属正常范围。A组喂以普通饲料，B 、C 、 D组大鼠均喂以高糖高脂饲料，4 周后，禁食不禁水 12h ，4组的大鼠测体重，剪尾取血后 A组按 0 . 1 m L /l 0 0 9 体重剂量腹腔注射柠檬酸缓冲液 ( 0 . 1 nuno l 几 ， p H4 .4 )， B 、 C 、 D组分别按3 0 m g/kg ; 40m g 瓜 9 ;50m 叭9 体重剂量一次性腹腔内注射 s T z( 溶于0 . l mm 。 比柠檬酸缓冲液， p H4. 4 ， 终 浓 度分别为 3 %、4 %、5
17、%，冰浴，现配现用，s m in 内用完)。 1 . 5 模型筛选模型组大鼠 注射S T Z72h 后测 空腹血糖 ( F B G )。F B G) 1 6 . 7 r n 们 。 0 比 者确定为 糖尿病大鼠 模型。计算各组成模率和死亡率。 1 .6 模型维持状况观察监测各组成模大鼠 第 0 、7 、1 4 、2 1 、2 8 天下午 5 点血糖。观察大鼠食 量、饮水量、尿量及体重变化。 1 . 7 统计学方法 数据采用交 士 、 表示， 组间差异 采用单因 素方差分析， 统计软件为S P S S 13 .0 软 件包。 2 实验结果 2 . 1 各组大鼠体重变化用高糖高脂饲料喂养 4 周后
18、，模型组大鼠体重显著高于正常对照组 ( 尸0 .0 5 。 2. 2 各组大鼠成模率比较模型组大鼠注射 S T Z7 2 h 后测 F B G ，F B G) 1 6 .7 mm o 比 者确定为 糖尿病大鼠 模型，其中C组成模率最高，详见表2 。 表2 组别 各组成模率比较 成模率 ( n = 1 5 ， 亏 / %) 死亡率 4 0 . 0 7 3 . 3 6 6 . 7 0 . 0 0 . 0 3 3 . 3 BCD 2. 3 各组大鼠代谢特征比较用高脂饲料喂养 4 周后，与正常对照组相比，模型组大鼠 食量增大， 血清总胆固醇、甘油三酷、空腹胰岛素、低密度脂 蛋白水平均明显升高 ( 尸
19、0 .0 5) ，高密度脂蛋白显 著降低 ( 尸 0 .0 5) ，血糖升高虽无统计学意义，但 根据李氏 f3 胰岛素敏感指数计算方法 I A I = In( 1 下 INS X F B G )，模型组IAI 与正常对照组比 较差异性显 著 ( 尸 0. 0 5 )，结果表明已 经成功诱发出 胰岛素抵 抗。实验结束时，模型组大鼠血清总胆固醇、甘油 三醋、空腹胰岛素、低密度脂蛋白水平仍明显高于 正 常对照组 ( 尸 0 .05)，高密度脂蛋白 显著低于正 常对照组 ( 尸0. 0 5) ，IAI 与正常对照组比较差异 显著 ( 尸 0 .0 5 )，具有T Z D M的临床特征， 详见表 3 。
20、同时，S T Z注射后，与正常对照组相比，模型组 大鼠的摄食量继续增加，均出现了多饮多尿现象， B 组大鼠饮水量、尿量随着时间的延长有相对减少， 于实验结束基本恢复正常;C组、D组大鼠饮水 量、尿量到实验结束未见减少，C组大鼠饮水量、 尿量增加2 一 3 倍，D组大鼠饮水量、尿量分别增加 4 5 倍。 表3 大鼠代谢特征的比较 组别 no八0八气j 气j， FBG ( c 。 / mmo l 6 . 2 4 + 0 6 . 2 7 + 0 6 . 2 6 + 0 6 . 2 4 + 0 T CT GL DLHDL L 一 ) ( c 。 / m m o l L )( c 。 / m m o l
21、 L 一， )( c 。 / m m o l L 一 ，)( c B / m m o l F I NS L )( 入 B / m I U ( 牙 士 5 ) I AI L 一 )I n ( 1 / F B G X F I N S ) 6 . 4 0 + 0 . 3 3 7 . 5 5 + 0 . 3 5 1 7 . 8 3 + 2 . 6 5 3 3 . 3 + 0 . 0 0 1 . 5 0 +0 . 1 8 1 . 8 2 +0 . 1 0 1 . 9 6 + 0 . 4 0 1 . 9 6 + 0 . 2 9 1 . 6 1 +0 . 1 8 2 . 1 0 + 0 . 2 1 22 5
22、 + 0 . 2 6 2 . 8 4 +0 . 3 6 1 . 0 0 + 0 . 1 8 2 . 4 9 + 0 . 2 9 2 . 3 8 + 0 . 1 9 2 . 6 9 + 0 . 3 7 1 . 2 9 + 0 . 2 8 3 . 1 0 + 0 . 3 4 3 . 3 2 + 0 . 3 8 3 . 6 6 +0 . 47 1 . 1 4 + 0 . 3 7 1 . 3 6 + 0 . 2 1 1 . 4 1 + 0 . 1 4 1 . 3 8 + 0 . 3 1 1 . 2 3 + 0 . 2 3 1 . 6 5 + 0 . 2 5 1 . 5 8 + 0 . 3 0 16 3
23、 + 0 . 1 1 0 . 6 2 + 0 . 1 2 0 . 4 8 + 0 . 1 3 0 . 5 4 + 02 0 0 . 5 0 + 0 . 0 8 0 . 6 9 + 0 . 1 1 0 . 4 1 + 0 . 0 9 0 . 4 5 + 0 . 1 3 0 . 5 2 + 0 . 0 9 4 . 1 9 + 0 . 5 9 4 . 7 1 + 0 . 7 9 4 . 7 7 + 0 . 9 4 4. 71 +1 . 2 0 46 9 + 07 9 6 . 0 4 +1 . 1 4 7 . 3 7 +1 . 0 2 7 . 9 2 +1 . 2 5 一 3 . 2 5 + 0 .
24、1 4 一 3 . 3 7 + 0 . 1 3 一 3 . 3 7 + 0 . 1 9 一 3 . 3 5 + 0 . 2 5 一 3 . 3 9 + 0 . 1 7 一 3 . 8 0 + 0 . 1 6 一 4 . 8 6 + 0 . 1 6 一 55 6 +0 . 1 4 ABCDABCD 4 周 成模4 周 与正常组比较，*尸0 刀 5 。 Hl30 2. 4 各组成模大鼠血糖变 化 模型组大鼠 在成模 后的第0 、7 、14、 21、28天下午5 点剪尾取血，用美 国 强生 稳豪血 糖仪 测血糖， 结 果显示， 50m 眺9 剂量 组成模大鼠 各阶段血糖均大于33.3 Inm 。 比
25、 ( 血糖仪 器显示: 表示)， ，提示大于 3 3. 3 Inm o 比，表 3 均用333 m g /k 9 、 4 0 m g/kg 剂量组成模大鼠 分别于 S T Z 注射3 d 后显示一个高血糖值 1 周左右，第7 天开始有所下降，3 0 此血糖浓度维持 m g/ k g 剂量组成 八匕 了 模大鼠 血糖下降较快，到第28天均降至1 6 .7 Inmol 几 以下， 4 0 m 叭9 组成模大鼠血糖到实验结束仍然维 持一个较稳定的高血糖浓度，详见图1 。 / 3 33 交 丫， 之 乐9 ， 加店 9 人. 闷减 司 绪 乏.- 一 、 习 . 七 O L ， ， ， es， ， ，
26、 ， ， ， L ， ， ， ， ， ， ， 味 ， . ， ， ， 月 甲 ， ， ， ， ， ， ， S Tz注射前成棋例成棋7d成棋1 4d成搜2 1d成棋2 8d 时间 ( t / d ) 图1 各组成模大鼠血糖变化 3 讨论 2 型糖尿病是以 胰岛素抵抗和持续高血糖为主要 特征的代谢紊乱综合征。目前，在 T Z D M 的研究 中，国内外学者的实验已证实高热量饮食+S T Z注 射是复制T Z D M大鼠模型的重要条件【4-6:高热量饮 食可以导致肥胖，肥胖引起胰岛素抵抗，并产生高 胰岛素血症、血脂紊乱等一系列2 型糖尿病临床特 征;s Tz 选择性损伤胰岛p 细胞，导致高血糖; 两
27、 者的联合作用可以成功诱导出具有胰岛素抵抗和高 血糖特征的2 型糖尿病大鼠模型回。但是，此种方 法复制 T Z D M大鼠模型，各研究人员所使用的S T Z 剂量不尽相同，本研究采用短期高糖高脂饲料喂养 联合三种不同 剂量 ( 30m g/kg 、 40m 妙9 、 50m 妙9 ) S TZ 腹腔注射的方法制备实验性 T Z D M大鼠模型， 通过比较组间模型差异，探讨复制T Z D M大鼠模型 的最佳 S T Z注射剂量。 实验结果显示，实验大鼠用高糖高脂饲料喂养4 周后，成功诱导胰岛素抵抗、高胰岛素血症、血脂 紊乱等 2 型糖尿病的主要临床特征。同时，S Tz 注 射后，与正常对照组相比
28、，模型组大鼠均出现了多 饮多尿现象， 30m g /k 9 剂量组大鼠 饮水量、尿量随 着时间的延长有相对减少，至实验结束，基本恢复 正常; 4 O m 眺9 剂量组大鼠 饮水量、 尿量增加2 一 3 倍， 50m g 瓜 9 剂量组 大鼠 饮水量、 尿量增加4 一 5 倍， 到实验结束亦未见减少。S T Z注射3 d 后进行模型筛 选， 30m 创 kg剂量组 大鼠 成模6 只， 成 模大鼠 血糖 均 值最高达到 16.9n u n o 比，但是在 1 个月内均逐渐下降 至16 7 Inlno 比 以 下， 接近正常水平; 50m 叭9 剂量组 大鼠 成模 10只，到实验结束， 成模大鼠 血
29、糖值始终维 持在333Inmo 比 以 上;而40m g /k 9 剂量组大鼠 成 模 11只，从造模成功到实验结束，成模大鼠血糖水 平始终维持在一个相对较高水平，于实验结束均值 仍高达17.S lnln 。 比。 血糖变化主要与p 细胞损伤的 程度密切相关，日 细胞损伤过于轻微，残存胰岛细 胞代偿作用可迅速使血糖恢复为正常状态 ( 如30 m g 瓜 9 剂量 组)， 而p 细胞损伤过于严重， 则倾向 于 1 型 糖 尿 病 ( 如50m 创 kg剂 量 组) 。 本实 验40m 叭9 剂 量组成模大鼠具备胰岛素抵抗、高血糖、高胰岛素 血症、血脂紊乱等 2 型糖尿病的主要临床特征，且 达到成
30、模标准后能维持足够长时间，到实验结束模 型稳定至少28d ， 优于30m g / k g 和50m g/ k g 剂量组 大鼠 模型，短期高热量饮食联合S T z腹腔注射建立 2 型糖尿病 S D大鼠模型的 S T Z最佳注射剂量为40 m g/kg ， 能为T Z D M防治 药物及其并发 症的 研究提供 理想的T Z D M大鼠模型。 。/7 /人犷6 二。日日、己舞侧 参考文献 川 南征， 高彦彬， 钱秋海， 等. 糖尿病中西医综合治疗 M) . 北京:人民 卫生出 版社， 2 0 02. 1 一 7 2 B a i l e s B K . D i abe t e s m e l l i
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32、:3 00 ( 5) 傅祖植， 傅茂. 肥胖和2 型糖尿病( J ) 辽宁实用糖尿病杂 志， 2 0 0 1 ， 9 ( 2 ) : 1 一 2 ( 6 ) Tal P u r N ， E c h a r d B ， i n g r a mC ， e t a l . E ffec t s o f a n o v e l fo n n u l at i o no f e s s e ni i a l o i l o ng l u c o s e 一 i n s u l i nm e t a b o l i s m i n d i abe t i c and h yPe rt e n s i v
33、e rats :a P i l o t s tu 勿( J ) . D i abe t e s o b e s Me t a h ， 2 0 0 5 ， 7 ( 2 ) : 1 9 3 一 1 9 9 ( 7 洪丽莉， 许冠荪， 申国明 ， 等. s D 大鼠 2 型糖尿病模型的 建 立( J ) . 中国比 较医 学杂志 ， 2 0 0 5 ， 1 5 ( 6 ) :3 7 9 一 3 8 1 8) 周迎生， 高妍， 李斌， 等. 高脂喂养联 合高脂喂养联合链脉 佐菌素注射的糖尿病大鼠 模型特征 J ) . 中国实验动物学 报， 2 0()5 ， 1 3 ( 3 ) : 1 5 4 一 1 5 9 7 7