性別差異對1型糖尿病大鼠造模的影響

趙圓宇，王藝蓉，徐彩婷，趙 豐，莫琳龍，胡林均，施 蕾，李生玉，盧營杰，陳科利，張露丹，馬亞洪，譚 敏

(川北醫學院組織學與胚胎學教研室，四川 南充 637100)

隨著生活水平的提高，人們的營養狀況和飲食結構有了大幅度的轉變[1]：在營養不良的情況得到較大改善的同時，營養過剩及其帶來的相關疾病成為新的課題。2013年，全球范圍內約有3.82億人患糖尿病，占世界成人總人口的8.3%[2-3]。糖尿病(diabetes mellitus,DM)已成為繼心血管疾病和腫瘤之后的第三大非傳染性疾病[4]，嚴重危害人類健康，但糖尿病的發病機制及其并發癥尚未完全闡明。因此選取正確的糖尿病動物模型對研究糖尿病發病機制及其并發癥具有重要的意義。

鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)對胰島β細胞具有選擇性毒性，是公認的糖尿病動物模型造模藥物[5-6]。以往的研究顯示：大鼠的品種、周齡、STZ劑量等因素直接影響造模的結果[7-9]。王曉琳等人的研究表明：雌性Wistar大鼠可以利用25 mg/kg STZ加膳食誘導方法建立2型糖尿病模型，而雄鼠不能[10]。此外，有報道表明雌激素對糖尿病病程的發展有延緩作用[11]，且在糖尿病模型中發現雄性鼠的糖代謝紊亂程度大于雌性鼠[12]。近年來越來越多的專家提出動物性別也是影響造模的重要因素之一。但大多數研究人員僅采用雄性大鼠來研究糖尿病的發病機制及其并發癥，不能準確區分雌雄大鼠性別差異對STZ成模鼠發病機制及并發癥的影響。為明確性別因素對糖尿病大鼠造模的影響，本實驗采用同一批次的雌性和雄性SD大鼠，60 mg/kg一次性腹腔注射誘導建立1型糖尿病大鼠模型[13-14]，探究在相同高劑量STZ作用下，雌雄大鼠性別背景差異對造模成模率以及成模后死亡率的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組

SPF級成年健康SD大鼠118只，4月齡，雌、雄各60只，體質量為210～280 g。由川北醫學院動物研究所提供(動物合格證號SYXK(川)2013-076)。選擇符合模型納入標準的動物分組進行實驗，雌、雄性大鼠分別隨機分為雄性對照組(13只)，雄性STZ注射組(46只)，雌性對照組(13只)，雌性STZ注射組(46只)。所有動物均喂養于川北醫學院動物研究所提供的SPF級動物實驗室，實驗前動物適應性飼養3 d。各組大鼠實驗期間均用標準顆粒飼料、標準籠喂養,高壓滅菌自來水自由飲用。自然晝夜照明，室內通風良好，氨濃度<20 ppm，相對濕度為45%～65%，室溫保持在20～25 ℃。

1.2 造模方法

將STZ以0.1 mol/L(pH=4.2)的枸櫞酸-枸櫞酸鈉緩沖液溶解。STZ注射組按60 mg/kg一次性腹腔內注射，對照組一次性腹腔內注射等量緩沖液。部分動物STZ注射一周內出現死亡：雌性大鼠死亡5只，雄性大鼠死亡2只。STZ注射前、STZ注射后7 d和49 d動物禁食、不禁水8 h，稱重后剪尾取血，用血糖儀及配套試紙檢測其血糖值。空腹血糖≥16.7 mmol/L作為模型納入標準[15-16]。記錄并統計死亡動物數。

1.3 統計學分析

采用SPSS 19.0統計軟件,體質量以SD表示。模型對照組與給藥組間的比較采用方差分析,方差分析有意義時采用LSD法進行組間兩兩比較;方差齊性檢驗(P<0.05)時,采用單因素方差分析。

2 結果

2.1 一般狀況

造模早期大鼠基本狀態較好，皮毛較清潔，活動正常。隨著病程進展，成模組大鼠逐漸出現多飲、多尿、多食、消瘦、皮毛失去光澤、脫毛、活動減少和傷口易感染等表現，部分成模大鼠有血尿出現。

2.2 各組大鼠體質量的變化

實驗初期成模組大鼠體質量隨病程發展逐漸降低，但隨著動物月齡增長，體重有所回升，但成模組大鼠與同月齡對照組大鼠體質量的差距逐漸增大。與對照組相比，雌性成模組大鼠體質量差異無統計學意義(P>0.05)；與對照組相比，雄性成模組大鼠體質量差異無統計學意義(P>0.05)。與雌性對照組大鼠和成模組大鼠相比，雄性對照組和成模組大鼠體質量均顯著高于雌性(P<0.05)。見表1。

表1 STZ注射前后大鼠體質量的變化

*P<0.05，與雌性組大鼠比較。

2.3 各組大鼠血糖值變化

與對照組相比，雌性、雄性成模組大鼠STZ注射后1周空腹血糖值均顯著升高(P<0.05)，并在整個觀察期間維持于較高水平。與雌性成模組大鼠相比，雄性成模組大鼠空腹血糖值差異無統計學意義(P>0.05)。結果見表2。

表2 STZ注射前、后大鼠空腹血糖的變化

2.4 大鼠成模率及死亡率

雄性STZ注射組成模31只，成模率為67.4%；雌性STZ注射組成模35只，成模率為76%。與雌性STZ注射組相比，雄性STZ注射組成模率無顯著性改變(表2)；與雌性成模組大鼠相比，雄性成模組大鼠死亡率顯著性增加。雌性成模組死亡率峰值為成模后第7周，而雄性成模組死亡率峰值為成模后第3周(表3，圖2)。

表3 雌、雄大鼠STZ注射組成模率統計表

表4 成模組大鼠死亡數及死亡率

*P<0.05，與雌性組大鼠比較。

3 討論

本實驗選取4月齡雌性和雄性SD大鼠，一次性腹腔注射60 mg/kg STZ造模，一周后檢測空腹血糖值，空腹血糖值>16.7 mmol/L為達到糖尿病的診斷標準。模型組大鼠空腹血糖顯著高于對照組(P<0.05)，攝食量及攝水量較對照組大鼠顯著增加，符合1型糖尿病發病癥狀。本研究結果顯示，雄性成模組較雌性成模組造模成模率無明顯差異，這與臨床調查的男性、女性糖尿病發病率一致[17]。

而在造模成功后短時間內雄性大鼠死亡率明顯高于雌性大鼠，隨實驗時間延長，雌性大鼠的死亡率升高，在第7周時其死亡率甚至高于雄鼠。王曉琳等人的研究表明：利用Wistar大鼠25 mg/kg STZ加膳食誘導方法建立2型糖尿病模型，與雌性大鼠相比，雄性大鼠血液內甘油三酯濃度水平顯著增高，而胰島素水平顯著降低；以羅格列酮為陽性藥物，羅格列酮高劑量組雌性大鼠空腹血糖水平給藥4周較給藥前顯著下降(P<0.05)，而雄性各組大鼠給藥前后空腹血糖水平差異無統計學意義(P>0.05)[10]。據此我們推測在糖尿病的病程發展中，由于糖尿病大鼠的疾病進程、代謝及發病機制存在性別差異，因此雌、雄大鼠對糖尿病疾病的耐受程度存在差異。由于雌激素可能在一定程度上存在延緩糖尿病病程的作用，因此與雌性大鼠相比較，雄性大鼠較早出現死亡；盡管雌鼠體內的雌激素可延緩糖尿病病程的發展，但由于耐受程度有限，當病程緩慢發展至超出雌性大鼠的耐受限度，則雌性大鼠出現死亡峰值。此外，在整個實驗過程中雄性大鼠的死亡率明顯高于雌性大鼠，雄性成模組大鼠體重較雌性成模組大鼠明顯偏低，毛色及毛密度不如雌性成模組，精神狀態較雌性成模組差，也說明了糖尿病病程發展具有性別差異。

綜上所述，本研究發現大鼠性別因素對一次性大劑量STZ誘導建立1型糖尿病模型的成模率無顯著影響，而成模后的死亡率有顯著影響，說明糖尿病的病程進展、發病機制及其并發癥可能具有性別差異。因此，在糖尿病疾病進展、發病機制以及糖尿病并發癥等相關的研究中，應考慮性別對研究結果的影響，從而選擇雙性別動物模型進行研究。

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