疾病动物模型,1型糖尿病模型 中国实验动物信息网 2021-03-17 823

　　猪没有自发的1型糖尿病，必须通过手术或化学药品触发。胰腺切除术有许多缺点，包括手术创伤，不是建立1型糖尿病模型的首选。在文献中有许多关于在小型猪中施用破坏胰岛β细胞的化学物质后建立1型糖尿病的报道，这些研究通常用于人类1型糖尿病的研究，其中包括：?成为模型。 β细胞功能，药物干预作用及其作用的研究。同样，小型猪也是研究与1型糖尿病发展相关的炎症过程和遗传相似性的*合适模型。但是，由于必须通过实验诱导糖尿病，因此与糖尿病的发生和发展有关的问题不能直接用现有模型研究。

　　1、 Stausset等人，胰腺手术切除模型。将胰腺的外科切除与化学药品在哥廷根小型猪中诱导1型糖尿病的应用进行了比较。他们使用了11-17个月大的雄性G？Ttingen小型猪，体重20-35公斤。手术计划如下。小型猪使用常规麻醉方法，小心地剥除上腹部的纵向切口，胰腺尾巴和周围组织，同时结扎脾脏和门静脉的小血管。并切断。然后开始从周围的组织中剥离胰体和胰头，注意不要损坏胰十二指肠和十二指肠饲管。*后，将胰管暴露，结扎两次并切开。闭合腹部并缝合皮肤。动物醒来后，将其送回繁殖室以加强医疗。手术后连续5天每天使用一次预防性抗生素治疗TazobacEF 4 g/0.5 g，用1 g诺华金（Novargin）和3 mg x 50 mg tramal（曲马多）进行镇痛。在手术后6至8天开始喂食，并对每种饲料施用外源性胰酶（Creon，25000IE/Tag）。连续观察28天。实验结果表明，所有手术猪都可以在手术后不久存活并发展为糖尿病。该模型无法实现内源性胰岛素或C肽的产生，因为分泌细胞已被完全切除。这在评估胰岛细胞边界移植的有效性方面具有非常重要的优势。该模型也具有严重的缺点。 ①手术对生物体的动态平衡有严重影响，糖尿病小猪需要缓慢地进行伤口修复和其他身体机能的处理。 （2）消化生理上失去胰岛素抵抗的葡萄糖高血糖所需的胰腺和胰酶功能；（3）为了生存，有必要在强化术后治疗中将猪从胰腺中完全清除，长期生存需要药物治疗，如胰岛素和胰酶。

　　2、化学诱导的糖尿病模型

　　（1）链脲佐菌素诱导的糖尿病：链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）对胰岛β细胞具有选择性毒性作用，对动物组织的毒性相对较低，并且具有较高的存活率。用药物来制备动物糖尿病模型。报告的模型包括小鼠，大鼠，兔子，狗，猪，猴子，树rew和其他动物，适用剂量范围为40-150 mg/kg。 STZ是一种白色粉末，在光下容易分解，必须在低温下保存以防光照。购买后，STZ应储存在-20°C以便立即使用。通过将STZ溶解在不同溶剂中后的糖尿病模型的比较，pH 4.5的柠檬酸盐缓冲液被认为是理想的溶剂。溶解STZ后，新鲜制备的柠檬酸盐缓冲液澄清且略带黄色。颜色变深或形成气泡会损害试剂的稳定性。 STZ的化学组成是甲基-1-亚硝基-C2-D葡萄糖。该化合物通过GLUT2受体进入β细胞，触发DNA链断裂，激活修复机制，将细胞的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）和ATP降低至生理水平以下，并导致细胞死亡。与人1型糖尿病相似，STZ的药理作用可引起β细胞损伤，导致空腹血糖显着增加，以及葡萄糖刺激的胰岛素分泌减少。研究表明，猪对STZ的敏感性较低，可以成功诱发大鼠糖尿病的剂量（35-40 mg/kg）不会显着影响小型猪的葡萄糖耐量。 85 mg/kg的剂量可导致猪患上糖尿病，并在2周内恢复。 STZ剂量为100-150 mg/kg会导致家猪和小型猪患上糖尿病。尽管据报道在7-8个月大的G？Tingen小型猪中150 mg/kg STZ不会诱发糖尿病，但200 mg/kg STZ是成功的。这种反应的波动可能是由于年龄差异（在老鼠中，发现年轻的动物比年长的动物更不敏感），或者性别差异（在老鼠中，雌性的动物比雄性动物更不敏感。我知道）可能是由于原因。

　　一些学者使用了两种低剂量方案（60 mg/kg，8天后：30 mg/kg）在汉福德小型猪中诱发糖尿病并降低其分泌胰岛素的能力。其中，有4/7的动物患有稳定的糖尿病。尤卡坦小型猪每隔8天服用一次55 mg/kg和50 mg/kg，也获得了相似的结果，导致了严重的糖尿病和明显的体重减轻。观察期（6个月）显示持续性高血糖。一些学者还使用约克郡猪连续3天静脉注射50 mg/kg的STZ，引起稳定和严重的糖尿病。

　　在我们的实验室中，我们讨论了STZ对我国迷你猪的影响。我开发出了120mg/kg或150mg/kg STZ的单次静脉注射剂量，用于5-7个月大的巴马小型猪，贵州小型猪和Gojiyama小型猪，使用120 mg/kg STZ导致5/9糖尿病动物。他们中有四个患有短暂性糖尿病，高血糖症状为2天至1个月，其中1个为稳定型糖尿病。高血糖症状持续了3个月（实验结束）。空腹血糖水平*高。所有的动物都小于20 mmol/L。使用150 mg/kg的STZ，有7/9的动物患上了糖尿病，其中5/9患有严重的糖尿病，高血糖症状保持在20-35 mmol/L，结束了实验（持续了3个月）。 2/9名患者患有短暂性糖尿病。高血糖症状持续10至20天，*大空腹血糖低于20 mmol/L，2/9无糖尿病。在静脉内施用STZ的糖尿病小型猪中，血糖有4个时期变化：（1）STZ施用后2-4小时的短暂高血糖期，通常为20 mmol/L或更低;（2）低血糖期，STZ 6-施用后18小时，这是由于胰腺中β细胞的破坏以及大量胰岛素向血液中的释放所致。在此期间，动物会因血糖过低而死亡。 ③血糖异常时期，应用后20至48小时。对于ZTZ，动物的血糖水平为4-25 mmol/L。 （4）在施用ZTZ后48小时的持续性高血糖期间，动物表现出持续性高血糖。因此，我们得出的结论是，中国小型猪对STZ的敏感性与世界上其他品种的小型猪相似，并且至少需要150 mg/kg STZ才能诱导出稳定的糖尿病模型。个体对ZTZ的易感性差异很大，其原因可能与遗传变异有关。由于我国小型猪的产量低，近交和遗传隔离是不可避免的，从而导致大个体的遗传变异。区别。当然，它也可能与动物健康有关。我们发现慢性肺炎在我们的小型猪种群中很普遍。

　　（2）STZ诱导轻度高血糖：由于品种，血统，年龄和实验室条件等因素，STZ诱导小猪糖尿病的应用广泛，但STZ变异性诱导的糖尿病程度为如此之大，以至于限制了模型效果的可预测性。尼古丁（NIA）可以通过抑制与STZ损伤相关的DNA修复机制来保护β细胞免受NAD和ATP水平的急剧下降。拉森（Larsen）等人。如大鼠中所报道的，用雄性G？Ttingen小型猪研究尼古丁（NIA）是否对STZ诱导的β细胞损伤具有保护作用。分别应用0、20 mg/kg，67 mg/kg，100 mg/kg，150 mg/kg和230，然后再应用125 mg/kg STZ来研究诱导成年哥廷根微型犬糖耐量降低的现象。猪。一种（或）轻度胰岛素缺乏症糖尿病的可靠方法。结果表明，单独接受STZ剂量为100-125 mg/kg的成年G？Ttingen小型猪可引起严重的糖尿病，但这种疾病的严重程度因人而异。那是由于剂量反应的陡峭斜率。单独的STZ曲线。导致轻度胰岛素缺乏型糖尿病的剂量窗口非常狭窄。与在大鼠中的作用相似，NIA对小型猪的胰腺β细胞具有保护作用。IA和STZ的组合在小型猪中诱发糖尿病，由于NIA的影响，获得的剂量与空腹血糖之间的剂量反应曲线要慢得多。使用67 mg/kgIA和125 mg/kg STZ可提供中等的禁食或餐后高血糖，这种轻度糖尿病可以维持至少2个月，使其成为研究新治疗剂的合适模型。糖尿病。

　　（3）四氧嘧啶诱发的糖尿病：四氧嘧啶（ALX）是另一种引起β细胞损伤的化合物。其作用机理与STZ相似，其糖尿病作用也非常相似。 ALX还用于在尤加坦小型猪，哥廷根小型猪和辛克莱小型猪中诱发糖尿病。剂量为100-200 mg/kg，可导致严重的糖尿病。剂量为80 mg/kg的ALX可以在哥廷根小型猪中诱发轻度糖尿病，并且观察到部分β细胞丢失，但空腹血糖是正常的。 Boullion等人通过静脉注射ALX（175 mg/kg）建立了尤卡坦州的小型猪糖尿病模型。 Hainsworth等人使用此模型来检测糖尿病20周后的微血管疾病并评估视网膜微血管的变化。与非糖尿病猪相比，糖尿病猪视网膜毛细血管的基底膜变厚，这种变化似乎与高脂饮食喂养引起的血脂异常无关。这表明该模型可用于研究糖尿病视网膜的病理机制并评估早期干预的有效性。