高糖高脂饮食诱导的大鼠Ⅱ型糖尿病模型

第 7卷 第 5期 2006年 l0月 北华大学学报(自然科学版) JOURNAL OF BEIHUA UNIVERSITY(Natural Science) VO1．7 NO．5 Oct．2006 文章编 号 ：1009—4822(2006)05—0440 03 高糖高脂饮食诱导的大鼠Ⅱ型糖尿病模型 倪红霞 (北华大学 医学院，吉林 吉林 132013) 摘要：目的 制备发病过程与人类类似的Ⅱ型糖尿病动物模型，并进一步观察其血糖、血脂变化特点．方法 实 验组应用高糖高脂饲料喂养 Whister大鼠诱发胰 岛素抵抗，接着小剂量链尿佐茵素(STz)空腹腹腔注射 ，诱发 Ⅱ 型糖尿病．测定大鼠的质量、血糖、甘油三酯、胆固醇及胰岛素抵抗程度的动态变化．结果 与对照组相比，实验 组饲养 1个月后，大鼠质量、甘油三酯(TG)、胆固醇(TC)、空腹胰岛素(FINS)均明显升高，出现胰 岛素抵抗．腹 腔注射 STZ后血糖也明显升高提示造模成功 结论 应用高糖高脂饮食及小计量 STZ腹腔注射可成功制备出 Ⅱ型糖尿病模型．该模型制备方法简便 ，于临床上 Ⅱ型糖尿病的发病过程类似，因此，是研究Ⅱ型糖尿病及其并 发 症的理 想动 物平 台， 关键词：II型糖尿病；STZ；血糖；血脂；胰岛素 中图分类号：R361 文献标识码：A 随着人民生活水平的提高及居民饮食结构的 改变，我国乃至全世界范围内的糖尿病患病率均呈 上升趋势．在国外，Ⅱ型糖尿病(T2DM)占整个糖尿 病比例的85％～95％；而在国内报道 占90％以上． 糖尿病成为心血管和肿瘤后的第三大非传染病．由 于目前糖尿病的病因及发病机制尚未完全阐明，因 此，研制 T2DM 的动物模型对 T2DM 发病机制及 其慢性病发症的研究具有重要意义．本实验通过应 用高糖高脂饲料喂养 Wister大鼠，同时结合小计量 的STZ腹腔注射的方法制备了 T2DM 大鼠模型， 它的发病过程及特征与部分 T2DM 患者的临床过 程及代谢特征类似，为探讨 T2DM 的发病机制及并 发症的研究提供了理想的动物实验技术平台． 1 材料及方法 1．1 实验动物与饲料 1周龄健康雌性 Wister大鼠(160～190 g)，由 北华大学医学院动物实验中心提供．高糖高脂饲 料：应用 1O％猪油，20％蔗糖、1％胆酸盐、2．5％胆 固醇、66．5％常规饲料组成【川． 1．2 T2DM大鼠模型的制备 将大鼠随机分成对照组(常规饲料喂养， ： 20)和实验组( =30)．实验组、对照组均每笼 5只， 自由进水进食，12 h光照，室温 18～25℃，相对湿 度 55％～80％．实验组喂高糖高脂饲料，对照组常 规饮食．实验组喂养 1个月诱导出胰岛素抵抗后 ， 上午 8点测量血糖，上午 1O点空腹腹腔注射 STZ (由Sigma公司提供，溶于0．1 mol／L枸橼酸一枸橼酸 钠缓冲液中，pH 4．3)28 mg／kg．对照组喂养 1个月 后，上午 10点空腹腹腔注射等量枸橼酸一枸橼酸钠 缓冲液(pH值4．3)．注射时需提起大鼠腹壁进针， 避免刺伤大鼠的肝脏．注射7 d后，上午 8时空腹尾 静脉采血测量血糖，血糖≥7．8 mol／L入选[ ， ． 1．3 实验指标及测定 方法 1．3．1 血 糖 测 定 清晨空腹尾静脉采血，日本京都血糖仪测定． 1．3．2 血脂 测 定 清晨空腹股静脉内采血，3 000 r／rain离心取血 浆，应用 AMS-18A全自动生化仪测定． 1．3．3 胰岛素测定 清晨采用胰岛素免疫分析试剂盒(购自北京北 方生物技术研究所)． 1．3．4 统计学处理 所有实验数据均以±差示，所有数据分 收稿日期 ：2006—05—20 作者简介：倪红霞(1977一)，女，实验师，主要从事细胞生物学研究 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 5期 倪红霞：高糖高脂饮食诱导的大鼠Ⅱ型糖尿病模型 441 析使用 PEMS3．1统计软件包处理． 2 结 果 2．1 实验动物数量分析 本实验纳入大鼠50只，实验组造模失败脱失 8 只，对照组死亡 2只，最终纳入分析 40只．在实验 中，实验组大鼠造模成功率73．3％． 2．2 两组各阶段血糖及体质量比较 两组各阶段血糖及体质量比较见表 1． 表 1 大鼠体质量及空腹血糖(FBG)的动态变化( ±S) Tab．1 Dynamic change of weight and FBG of rat 与对照组 相比 ，P<0．05． 由表 1可见，实验组 1个月后大鼠质量明显增 增加，是对照组的 128％，但是大鼠的质量却有所 加，大大高于对照组．血糖也有所升高，虽未达到糖 下降． 尿病标准，但与对照组比较差异明显．可见，高糖高 2．3 各阶段血脂及空腹胰岛素测定 脂饮食是引起实验组体质量及血糖高于对照组的主 各阶段血脂及空腹胰岛素测定见表 2． 要原因．实验组 STZ注射后，大鼠的摄食量进一步 表 2 两组大鼠血脂及空腹胰岛素(FINS)的比较( ±S，mmol／L) Tab．2 Comparison of blood fat and FINS between two groups 与对照组相 比，P<0．01． 由表 2可见，与对照组相比，实验组高糖高脂饮 食 1个月后胆固醇、甘油三酯、空腹胰岛素水平均明 显升高(P<0．01)，但由表 1可见血糖不降低反而 升高，由此表明已经成功诱发出胰岛素抵抗．在注射 STZ 7 d后，由于 STZ抑制体内胰岛素水平，使实验 组血糖增加明显 ，已经达到糖尿病标准．空腹胰岛素 下降，但是甘油三酯、胆固醇、却继续增加．上述变化 趋势与Ⅱ蛩糖尿病的上述生化指标的变化趋势相 似．实验结束时，实验组的甘油三酯、胆固醇大大高 于对照组，但对照组与实验组空腹胰岛素差异不显 著(P>0．05)． 同时，STZ注射后，实．验组大鼠的摄食量继续 增加，出现了多饮多尿现象，实验组的平均摄食量是 对照组的135％，但是大鼠的体质量却有所下降．这 一 现象与临床糖尿病症状相似[ ， ． 3 讨 论 目前，认为胰岛素抵抗和胰岛素分泌不足是导 致糖尿病发生的两个主要病因．胰岛素抵抗指胰岛 素在促进葡萄糖摄取和利用方面受损，表现为胰岛 素敏感性降低和胰岛素反应性降低．胰岛素抵抗是 T2DM 发病的基本环节和主要特征之一．本实验通 过高糖高脂饮食喂养 Whister大鼠，4周后，大鼠的 空腹胰岛素水平明显增高但血糖并未下降，提示高 糖高脂饲料可使大鼠出现胰岛素抵抗和高胰岛素血 症．高糖高脂喂养大鼠 1个月后，腹腔注射 STZ，大 鼠血糖急剧升高，FINS于对照组差异不大，提示 STZ成功的抑制了大鼠体内的胰岛素水平，使大鼠 维持血糖平衡的能力显著降低，从而制备出了大鼠 糖尿病模型．目前认为，STZ抑制体内胰岛素水平 是通过引起特殊位点的烷基化，进一步导致多聚 ADP一核糖体激活，从而引起胞内 NAD+和 ATP消 耗，最终导致大量反应性氧簇产生 J．注射 STZ后， 实验组大鼠的血糖存在一定差异，这可能于不同个 体抗 STZ的损伤能力有关 ． 目前，制备Ⅱ型糖尿病大鼠模型的方法很多，如 Allulan腹腔注射法、STZ腹腔注射法、高糖高脂饮 食诱导及小计量 STZ腹腔注射法等．从中国期刊网 的报道查得 Allulan腹腔注射法成功率极低，且操作 复杂．STZ腹腔注射法通过直接破坏胰岛B细胞成 功率较高，但与临床Ⅱ型糖尿病发病过程不符．高糖 高脂饮食诱导及小计量 STZ腹腔注射法具有许多 与临床 Ⅱ型糖尿病类似的生化代谢及临床特点，且 发病过程于临床 Ⅱ型糖尿病更加类似，因此，该动物 维普资讯 http://www.cqvip.com 442 北华大学学报(自然科学版) 第 7卷 模型可作为研究糖尿病的相对理想的动物平台．当 然，由于糖尿病的发病过程极其复杂，既有遗传因素 又有环境因素，因此我们尚不能制备出与临床糖尿 病发病过程完全相符的动物模型．实验结束后，解剖 实验组大鼠时发现 17只大鼠出现不同程度的腹腔 粘连，说明腹腔注射 STZ尽管操作简单，但可导致 大鼠腹腔脏器粘连的并发症． 参考文献： [1]郭小凤，王海燕，李林林 ，等．高糖高脂饮食诱导的 2型糖 尿病模型大鼠血脂的特点[J]．新疆医科大学学报，2004， (1)：282． [2]张曙云，沈征．高脂高糖诱导的2型糖尿病大鼠肾脏细胞 调亡的分析[J]．中国临床康复杂志，2004，8(4)：270． [3]C-co@ear LJ，Kaha BB．Exercise，Glucose Transport，and Insulin Sensitivity[J]．Annu Rev Med，1998，49：253～ 261． [4]Surwit aRS，Kuhn CM，Cochrane C，et a1．Diet．induced TypeⅡ Daibetes in C57BL／6[J]．Mice Diabetes，1998， 37：1163—1167． [5]王芳，朱大菊，孙明谨 ，等．链尿佐菌素在糖尿病模型中的 应用及其作用机理[J]．勋阳医学院学报，2004，23(1)：15 ～ 17． [6]刘立新，刘好文，刘力强．实验性大 鼠糖尿病模型及其周 围神经病变特点 [J]．脑与神经疾病杂志 ，2005，13(2)： 117～ 119． [7]高红莉，刘芳永，夏作理．实验性糖尿病动物模型的理论 研究与应用[J]．中国f临床康复杂志，2005，9(3)：210～ 2】2． Rat with Type 2 Diabetes Induced by High Fat and High Sugar Diets NI Hong-xia (Medical College ofBeihua University，Jilin 132013，China) Abstract：Objective The study was aimed at developing rat model that closely simulates the metabolicabnormalities of the human type 2 diabetes mellitus(T2DM)and the characteristics of blood sugar and blood fat．M ethods A total of 50 healthy female W hister rats were selected ．20 rats were randomly selected as control group fed with common feed．Other 30 rats were given with the diets enriched with sucrose (20％ w／w)and lard(10％ w／w )and cholesterol(2．5％ w／w)and cholic acid(1％ w／w)to induce insulin resistance．Hyperglycemia was developed by intraperitoneal injection in this rat with 28 mg／kg streptozotocin (STZ)after one month on the diet．Results Comparing with two groups，avoirdupois，FINS，TG and TC in experimental modle were obviously higher than normal control after one month．After injection，we can see clearly that FBG increased rapidly in experiment mode1．Conclusion Female Wister rats were fed with high sugar and high fat diet to iflduce insulin resistance，and hyperglycemia was developed by intraperitoneal injection with streptozotocin(STZ)which has been simulated T2DM．Because the experiment is very chief and the course is resemble with clinical T2DM ，SO it may provide fl particularly ideal tool for investigations of T'2DM and its complication． Key words：Type 2 diabetes mellitus；Streptozotocin；Bloo d sugar；Bloo d fat；Insulin 【责任编辑：陈丽华】 维普资讯 http://www.cqvip.com