教學科研中2型糖尿病大鼠模型的制備方法＊

張新鵑 邢冬杰 王海鳳 李春英 李 麗 劉曉慶

（1.山東中醫藥高等?？茖W校 西醫教學部，山東 煙臺 264199；2.牟平區中醫醫院 糖尿病腎病科，山東 煙臺 264100）

糖尿病是世界各國最常見的慢性疾病之一，發病率呈逐年增長趨勢，其中2型糖尿病的患病人數約占糖尿病患者總數的90%[1]。2型糖尿病嚴重威脅人類健康，為進一步研究2型糖尿病的病因、發病機制，探討更有效的治療方法，教學科研中需要大量的2型糖尿病動物模型進行基礎研究[2]。因此，制備2型糖尿病動物模型具有重要意義。早在100多年前，國外學者采用切除狗胰腺的方法建立了糖尿病模型，這是歷史上最早的糖尿病動物模型。后來，科學研究中制備2型糖尿病動物模型的動物種類和方法越來越多，但是到目前為止還沒有完全統一的模型制備方法[3]。本實驗正是為制備2型糖尿病動物模型提供有效方案，從而為2型糖尿病的教學及科研提供成功的動物模型。

一、材料與方法

1.實驗動物

SPF級雄性SD大鼠26只，12周齡，體質量（242.31±16.23）g，購于山東魯抗醫藥股份有限公司質監中心實驗動物室。

2.試劑及飼料

鏈脲佐菌素（STZ），購自美國Sigma公司；檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液（PH4.4）購自煙臺賽爾斯生物技術有限公司；大鼠基礎飼料及高脂高糖飼料均購自江蘇省協同醫藥生物工程有限責任公司，高脂高糖飼料配比為：10%豬油+20%蔗糖+2.5%膽固醇+1%膽酸鹽+66.5%基礎飼料。

3.實驗方法

參照張本天等人的研究方法喂養[4]：大鼠基礎飼料適應性喂養1w后，所有大鼠稱體質量，按照隨機數字表法選取10只為正常組，給予基礎飼料喂養4w；剩下的作為造模組給予高糖高脂飼料喂養4w。所有大鼠每天稱體質量，先按 12g/100g體質量給食，觀察大鼠進食情況進行食物/體質量比例的調整，使兩組大鼠體質量以接近的速度增長。所有大鼠都自由飲水，每日更換一次墊料。

所有大鼠禁食不禁水12h，稱體質量、測血糖。造模組大鼠按35mg·kg-1劑量稱取STZ配制STZ溶液，溶液配制操作應在冰浴中完成，即STZ粉末、檸檬酸緩沖液、STZ溶液均應放在冰浴中。STZ溶液在 10min 內通過腹腔注射入大鼠體內。大鼠注射完成后應觀察 2 h 左右，給予充足飲水和食物。正常組大鼠繼續給予基礎飼料喂養，造模組大鼠繼續給予高脂高糖飼料喂養，飲水自由，每日更換一次墊料。

4.觀測指標

4.1 大鼠一般情況

第1w、5w、7w末，禁食不禁水12h，稱取正常組及造模組大鼠空腹體質量，并觀察兩組大鼠的毛發光澤度、攝食、飲水及尿量的改變。

4.2 空腹血糖

注射STZ后第3、7、10、13d，禁食不禁水12h，斷尾取血，以羅氏血糖儀測空腹血糖（FBG）。以FBG≥16.7mmol·L-1并穩定10d為造模成功。成模后分別測定正常組及造模組大鼠的空腹血糖。

5.統計學分析

計量數據以均數±標準差（`x±s）形式表示，采用SPSS13.0統計軟件進行分析，兩組間比較采用配對 t 檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

二、結果

1.造模成功率

造模組大鼠16只，造模成功13只，造模成功率為81.25%。

2.大鼠一般情況的比較

造模前（第1w末）正常組大鼠體質量為（258.88±13.71）g，造模大鼠體質量為（256.83±10.80）g，兩者無顯著性差異（t=0.534；P=0.595）。正常組及造模大鼠攝食、飲水及二便均正常，活潑好動，體毛順滑有光澤；高脂高糖飼料喂養4w后（第5w末）正常組大鼠體質量為（328.66±15.80）g，造模大鼠體質量為（345.97±12.96）g，兩者差異極顯著（t=-3.507；P=0.001）。造模組大鼠較正常組大鼠拉尿稍多，攝食、飲水及外觀習性無明顯差異；造模成功后（第7w末）成模大鼠與正常組相比出現攝食飲水及尿量明顯增多，活動減少，體毛粗糙無光澤，體質量降為（303.25±13.35）g，正常組體質量為（337.83±11.35）g，兩者差異極顯著（t=7.641；P=0.000）。

3.大鼠空腹血糖的比較

正常組大鼠空腹血糖為 （5.62±0.47） mmol·L-1，造模組大鼠空腹血糖為（18.81±1.08） mmol·L-1，兩者差異極顯著（t=-35.329；P=0.013）。

三、討論

目前制備2型糖尿病大鼠模型的方法主要有自發性動物模型、轉基因動物模型和實驗性動物模型，但前兩者由于來源較少、飼養和繁殖條件要求嚴格、動物價格昂貴等缺點，限制了其在教學科研中的廣泛應用。目前國內外最常用的是實驗性動物模型[5]。

本實驗結果顯示：與正常組相比，造模組大鼠體質量下降、空腹血糖升高、攝食飲水及尿量明顯增多。這些變化均符合2型糖尿病的病理生理特點，是合格的2型糖尿病動物模型。

STZ誘導的糖尿病模型可有效模擬糖尿病的病程及發病機理，并降低動物模型的死亡率，是研究進行性糖尿病的發病機理及并發癥較理想的模型[6]。STZ對胰島β細胞具有高度選擇性毒性作用，可以通過自由基損傷胰島β 細胞，使胰島分泌功能受損甚至喪失，使糖、脂肪、蛋白質等代謝失調，從而引起糖尿病[7]。因體質量較輕、器官發育未成熟的大鼠一次性注射STZ劑量過大時會導致死亡率很高[4]，所以前期把大鼠飼養一段時間，待大鼠體質量達到300g左右時再行注射小劑量STZ溶液（35mg·kg-1）進行模型構建可成功制備2型糖尿病大鼠模型。本實驗采用高脂高糖飼料喂養雄性SD大鼠4w左右，這時的大鼠器官已基本發育成熟且體質也較適宜，加之考慮到大鼠的實際年齡及科研中后續的實驗時間安排，建議科研實驗中大鼠高脂高糖飼料的喂養時間最好為4 w左右。

高脂高糖飲食是2型糖尿病及胰島素抵抗發生的重要因素[8]。目前研究認為，糖毒性、脂毒性等因素會誘發胰島的慢性炎癥反應[9]，是胰島β細胞功能受損的主要原因[10]。本實驗高脂高糖飼料的配比為：10%豬油+20%蔗糖+2.5%膽固醇+1%膽酸鹽+66.5%基礎飼料。實驗結果表明：該配比的高脂高糖飼料可以用于制備2型糖尿病大鼠模型，可供科研及教學工作者日后參考使用。

本實驗采用高脂高糖飼料喂養雄性SD大鼠 4w左右，大鼠禁食不禁水12h，稱重后一次性左下腹注射35mg·kg-1STZ溶液制備2型糖尿病大鼠模型可獲得較高的成模率。但在實際科研實驗中，2型糖尿病大鼠模型的成模率會受到很多因素影響，實驗室條件、實驗人員操作等因素都可能造成結果不同。因此，實驗過程中各方面條件及操作步驟都應該嚴格把控，這樣才能保證2型糖尿病大鼠模型制備的有效性和成功率。