冉红兵

荆州市第三人民医院(湖北荆州434000)

由于2型糖尿病相关研究工作不可能直接在人体上进行，动物模型便成为科研工作中十分重要的帮手，模型的优劣直接关系着最终实验结果的可靠程度。近年来，为了更好的建立从病因上模拟人类2型糖尿病动物模型，人们做了大量的相关研究工作。由于实验性2型糖尿病动物模型，造模原理明确，重复性好，在实际研究工作中最常用，因此，本文按不同造模原理分类，对几种常见的实验性2型糖尿病动物模型建立方法进行综述，望能为糖尿病相关研究工作提供动物模型建立方面的参考。

1 化学诱导建立2型糖尿病动物模型

1.1 链脲佐菌素诱导建立2型动物模型 链脲佐菌素［1－4］(streptozotocin，STZ) 是一种药效强大的烷基化剂，能干扰葡萄糖的转运，影响葡萄糖激酶的功能，诱导DNA双链的断裂。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－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。因此，利用STZ诱导建立2型糖尿病模型十分常见。

有研究者［5］为了使造模过程趋于自然，胰岛β细胞功能缓慢降低，采用对8周龄左右SD大鼠进行连续数天(3～5 d)注射低剂量STZ(20 mg/kg)的方法建立模型。由于高脂肪饮食与低剂量STZ均能诱导产生2型糖尿病模型，故有不少研究者采用将两种方法联用的方式用于模型的建立，例如，采用先对小鼠［6－7］或大鼠［8－10］进行长期高脂肪饮食诱导大鼠产生胰岛素抵抗，再腹腔注射低剂量STZ的方法造模，能成功建立发病过程自然且与人类2型糖尿病代谢特征相似的鼠类模型。此原理同样适用于体型较大的动物，例如，有研究者［11］为了创建一种先发生与肥胖相关的胰岛素抵抗，接着出现β细胞功能缓慢降低导致轻度糖尿病或葡萄糖耐受量轻度受损2型糖尿病犬模型，采用高脂肪饮食诱导致其胰岛素敏感性降低后，进行一次性三种不同低剂量STZ(15～30 mg/kg)，成功建立了具有肥胖、胰岛素抵抗和不同程度糖耐量的2型糖尿病犬模型。此外可以根据特殊的目的与其他方法联用，例如，有研究者［12］为建立2型糖尿病肾病模型，通过对8周龄雄性SD大鼠静脉注射STZ(40 mg/kg)9 d后，进行右侧肾脏切除手术，并于手术两周后喂以高脂肪饮食，成功建立了生理、生化、组织学指标随时间变化近似于人类的2型糖尿病肾病模型。

1.2 四氧嘧啶诱导建立2型动物模型 四氧嘧啶(alloxan，ALX)是胰岛β细胞毒剂，可通过氧化－SH基团，抑制葡萄糖激酶，产生自由基，干扰细胞内钙稳态［13］，选择性损伤胰岛β细胞，导致胰岛素缺乏、高血糖，常用于1型糖尿病模型制备。但近年来出现了不少以小剂量四氧嘧啶直接诱导建立2型糖尿病动物模型的实验研究。例如，有研究者采用对SD大鼠进行一次性腹腔注射［14］或舌下静脉注射［15］40 mg/kg ALX的方法，成功建立了2型糖尿病大鼠模型。也有采用对Gottingen小型猪颈静脉推注80 mg/kg ALX的方法［16］，导致胰岛β细胞大量减少，成功建立了2型糖尿病小型猪模型。

化学诱导法(STZ/ALX)可选择的损伤胰岛β细胞，导致胰岛素分泌减少，而剩余的胰岛素可以令模型动物在不接受任何胰岛素治疗的情况下存活较长时间，致死率较低，造模成本相对较低，耗时短，操作方法也容易掌握。但此方法是直接对胰岛β细胞造成损伤，导致胰岛素分泌相对不足，而不是造成了对胰岛素的敏感性降低的模型，且由于动物长期自发再生胰岛β细胞可导致模型不够稳定，不适于长期实验，所用化学试剂对主要脏器有一定的毒性。

2 高能饮食诱导建立2型动物模型

高能饮食，主要是脂肪和(或)糖类物质含量较高的食物。有研究表明，高能饮食可使动物脂肪细胞过度增殖，因此产生的肥胖又能进一步引起胰岛素抵抗和糖尿病［17］，于是有研究者采用高脂肪饮食诱导条件下具有发展为非胰岛素依赖型糖尿病遗传倾向的C57BL/6J小鼠［18］以及 C57BL/6和 DBA/2 F－代杂合子BDF1小鼠［19］的方法建立胰岛素抵抗型糖尿病模型。然而不同品系的动物对饮食诱导的敏感性可能存在一定的差异，例如，Chen H［20］等经过8个月对3个品系(农大、巴马、五指山)的中国小型猪喂以高蔗糖、高脂肪的方式诱导建立2型糖尿病模型，比较它们的易感性，发现巴马和五指山小型猪对诱导作用相对敏感，而农大小型猪则表现出相对的抵抗性。此外，也有采用高糖饮食诱导方法成功造模的，例如，有研究者［21］采用61%的果糖饮食诱导青年雄性Wistar大鼠16周的方法成功建立了具有心脏病变而没有内皮功能障碍、触觉疼痛异常外周神经病变和视网膜病变的2型糖尿病大鼠模型。

高能饮食诱导建立的2型糖尿病模型有具有类似人类2型糖尿病发病病因的优势，既能较好的表现出与人类相似的发病症状，又不会因化学试剂诱导而导致体内重要器官受损，被广泛用于多种病因病理，特别是因营养过剩导致的2型糖尿病相关的研究工作中。

3 转基因或基因敲除建立2型动物模型

转基因技术［22］是指将人工分离和修饰的基因导入到生物体基因组中，引起生物的性状的可遗传修饰的技术。基因敲除技术是指通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术，主要是应用DNA同源重组原理，用设计同源片段替代靶基因片段，从而达到基因敲除的目的。有研究表明，2型糖尿病的产生于发展与多种基因有关［23－25］，采用转基因或基因敲除技术可以成功建立各种具有不同病理生理特征的2型糖尿病动物模型，因此发展的十分迅猛［26］。

常见的转基因或基因敲除动物包括与胰岛素和胰岛素受体以及胰岛素下游信号元件相关基因，如:IRS－1［27－29］、IRS－2［27－29］、GLUT－4［27］、PTP－1B［27］等基因敲除小鼠;PPAR－γ［27，30］组织特定基因敲除小鼠;葡萄糖激酶［31］(GK)或 GLTU－2［27］基因敲除小鼠;肝脏特异性胰岛素受体基因敲除小鼠［32］(iLIRKO);β细胞特定基因敲除小鼠［33］;sqstm1基因敲除(OK)小鼠［34］;骨骼肌特异性 LPL(SMLPL(－/－))基因敲除小鼠［35］;IRS－1/IRS－2 双基因敲除小鼠［36］;IRS－1+/－/GK+/－［27］双基因敲除小鼠;人胰岛淀粉样蛋白多肽过度表达大鼠［27］;GIPR(dn)［37］转基因小鼠;下丘脑脑源性神经营养因子(BDNF)转基因小鼠模型［38］等。

应用转基因技术或基因敲除技术建立的2型糖尿病基因动物模型，不仅能表现出自轻度到重度高血糖症，胰岛素抵抗，高胰岛素，葡萄糖耐受量损伤等多种不同的2型糖尿病表型特征［27，32］，还能明确解释与产生胰岛素抵抗和β机能障碍相关的机制，帮助人们从基因的角度上更好的了解糖尿病产生的原因及发病机制。但此造模方法对实验者、实验环境及相关仪器设备均有较高的要求，成本较高，不适于一般的科学研究实验。

4 手术建立2型糖尿病动物模型

利用外科手术对动物进行完全胰腺切除手术常用于1型糖尿病动物模型的建立，但采用部分胰切除手术的方法则可用来建立2型糖尿病狗、猪、灵长及啮齿类动物模型［32］。例如，有研究者就对BALB/c小鼠进行50%胰腺切除手术，并联合使用350 mg/kg烟酰胺和200 mg/kg的STZ，成功建立了能长期维持高血糖状态，有效降低化学诱导致死率的2型糖尿病动物模型［39］。

此法建立的模型可避免化学试剂对实验动物器官的细胞毒性作用，可模拟人类胰岛β细胞大量减少。但需要经历复杂的手术过程，所造模型存在一些消化系统问题，对其他的胰岛细胞也有损伤，且致死率较高。

5 中西结合的多因素复合制作病症结合2型糖尿病动物模型

多因素复合制作病症结合动物模型［40］是指在中医药理论指导下，适当结合现代医学理论与实验动物科学知识，分别或同时采用现代医学病因复制疾病动物模型，使模型动物同时具有疾病与症候特征。

吴忆［41］等采用对清洁级SD大鼠进行尾静脉注射STZ30mg/kg，造成糖尿病模型(血糖＞16.7 mmol/L)后用中药青皮、枳壳、附子成功建立了中医气阴两虚症候的2型糖尿病动物模型。李敬林［46］等应用STZ造成大鼠糖尿病后运用中药的四气五味的药性，应用辛苦及大苦大寒药物损伤机体阳气、津液来研制阴阳两虚型2型糖尿病的动物模型，温热药灌喂动物形成虚热证模型是一种较成功的方法，用温热药来研制阴虚热盛型2型糖尿病的动物模型，用疏肝破气和温热研制气阴两虚型2型糖尿病的动物模型;寒性凝滞，寒凝气滞，寒凝血瘀应用大寒大凉中药灌服研制血瘀气滞2型糖尿病动物模型。

中药造模可避免单一的化学药物造模毒性大，易致动物死亡，缺乏中医特色的局限性，并能模拟出更接近于人的内在变化的动物模型，证明了应用传统的糖尿病造模方法与糖尿病病症特点和中药四气五味药性理论相结合，共同研制2型糖尿病病症结合动物模型，这些模型适用于中医中药以及中西结合治疗2型糖尿病的相关研究。

6 结语

目前国内外对实验性2型糖尿病动物模型的研究不少。但尚无一种公认的理想的方法。实验性2型糖尿病动物模型的建立有多种途径，但各有优缺点。在实际工作中，我们应根据时间、经费、所进行的研究工作的具体要求和目的等选择合适的造模方式建立所需的动物模型。我们不仅要学习已有的造模方法，更要在充分了解造模原理的基础上，可根据实验需要把多种造模技术进行有机组合，提高造模效率及模型的稳定性，以利于研究的顺利进行。

相信随着科学技术的不断发展，实验性2型糖尿病动物模型的制作将会取得更深层次的突破。对2型糖尿病的研究也必将达到一个新的高度。

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