大鼠糖尿病模型

大鼠糖尿病模型相关说明

应用简介

糖尿病（diabetes mellitus, DM）已成为严重危害人类健康的公共卫生问题。糖尿病及其并发症不仅严重影响患者的生活质量，同时也是导致残疾、死亡的重要原因。因此，建立适宜的糖尿病动物模型，阐明糖尿病及其并发症的发病机制，具有至关重要的意义。

大鼠糖尿病模型

糖尿病动物模型的常规制备方法主要包括手术切除胰腺、化学药物诱导、自发性糖尿病动物模型、转基因动物模型等。本方法为化学药物诱发型糖尿病模型：采用链脲佐菌素腹腔注射可诱导糖尿病发生，链脲佐菌素（streptozotocin, STZ）的参考剂量为50～150mg/kg。

STZ是一种含亚硝基的化合物，进入体内后可通过以下机制特异性破坏胰岛β细胞：

1. STZ直接破坏胰岛β细胞：该机制主要见于注射大剂量STZ后。STZ注射后可导致β细胞内辅酶I（NAD）浓度下降，使NAD依赖性的能量代谢与蛋白质代谢停止，最终引发β细胞死亡；

2. 通过诱导一氧化氮（NO）合成破坏胰岛β细胞；

3. STZ激活自身免疫过程，进一步加重胰岛β细胞损伤：小剂量注射STZ可破坏少量胰岛β细胞，死亡的胰岛β细胞可作为抗原被巨噬细胞吞噬，进而产生TH1刺激因子，使TH1细胞系占优势并分泌IL-2及IFN-γ；这些细胞因子在胰岛局部促使炎性细胞浸润，并激活炎性细胞释放IL-1、TNF-α、IFN-γ、NO和H?O?等物质杀伤胰岛β细胞。死亡的胰岛β细胞又可作为自身抗原，再次被抗原递呈细胞处理并释放细胞因子，放大细胞损伤效应，最终诱发糖尿病。

实验方法

主要试剂及配制方法

试剂：柠檬酸、柠檬酸三钠、链脲佐菌素（Streptozocin, STZ）

1. 柠檬酸钠缓冲液配制：取2.10g柠檬酸加入100ml双蒸水中，配制成柠檬酸母液（称为A液）；取2.94g柠檬酸三钠加入100ml双蒸水中，配制成柠檬酸钠母液（称为B液）；将A液与B液按1:1.32的比例混合，用pH计测定并调节pH值至4.0，即得到配制STZ所需的0.1mol/L柠檬酸钠缓冲液。

2. STZ溶液的配制：将STZ溶于0.1mol/L柠檬酸钠缓冲液中，新鲜配制成浓度为10mg/mL的STZ溶液，并用0.22μm滤菌器过滤除菌。注意需避光配制，现配现用。

实验流程

应用：疾病模型

模型评价

1. 大体观察

正常组大鼠体型适中，精神状态良好，动作灵活，反应灵敏，毛发平顺有光泽；糖尿病大鼠则表现为体重减轻，精神萎靡，反应迟钝，毛发竖立无光泽，动作迟缓，弓背蜷体，尿量显著增多。与正常组相比，糖尿病大鼠体重显著减轻，心脏系数、肝脏系数显著升高，且差异具有统计学意义。

2. 空腹血糖、甘油三酯和总胆固醇水平的变化

正常对照组大鼠的空腹血糖、甘油三酯和总胆固醇水平在实验前后均无显著差异；糖尿病（DM）组大鼠的空腹血糖、甘油三酯和总胆固醇水平显著高于正常对照组。

组织病理学

1. 糖尿病大鼠心脏组织形态学的变化

HE染色结果显示：正常对照组大鼠心肌纤维排列整齐、致密，结构清晰，细胞核染色质分布均匀，细胞外间质较少，微血管结构正常，可见少量成纤维细胞，间质无明显炎症细胞浸润；糖尿病（DM）模型组大鼠心肌纤维排列紊乱，心肌细胞肥大，细胞间隙增大，结构模糊，部分细胞核膜皱缩、核固缩，伴有炎症细胞浸润，肌细胞间亦可见成纤维细胞浸润。

2. 糖尿病大鼠肾脏组织形态学的变化

HE染色结果显示：糖尿病（DM）组大鼠肾小球肥大增生，肾小球系膜基膜增厚，肾小管出现空泡变性，胞质空亮。

3. 糖尿病大鼠肝脏组织形态学的变化

油红O染色结果显示：糖尿病（DM）组大鼠肝内脂滴较大，红色脂滴明显，肝脏存在显著的脂质沉积。

4. 糖尿病大鼠肺脏组织形态学的变化

HE染色结果显示：正常对照组大鼠肺组织结构清晰，肺泡分布均匀，肺泡隔、支气管壁完整，肺间质分布均匀，少见炎性细胞浸润；糖尿病（DM）组大鼠肺组织结构紊乱，部分肺泡腔萎缩、塌陷，可见肺大泡，支气管壁增厚，肺间质及血管周围细胞外基质增多，成纤维细胞数量增加，并伴有大量炎症细胞浸润。