高脂饮食+STZ诱导2型糖尿病动物模型的优化和评价

作者:朱文烽;刘晓萍;曹莹;孔焕育;刘霭明;石光;罗超;王广发;庞建新;吴曙光 刊名:中国热带医学 上传者:吴振宇

【摘要】目的在原有基础上进一步缩短造模时间,优化模型,使模型更加接近于2型糖尿病并且明确模型的适用范围,为抗糖尿病药物的筛选和评价提供一个更好的平台。方法进行三因素三水平的正交实验,考察不同因素间的组合对模型的影响,筛选出最佳的组合。对最佳组合进行模型稳定性和重复性考察:按照正交实验结果,对最佳的组合进行8周以上的观察,以考察其稳定性;用不同批次小鼠进行造模以考察其重复性。对优化后的模型进行药效学评价。结果正交实验筛选出的最佳组合是第三周开始注射streptozotocin(STZ),注射剂量为85mg/kg(注射两次,每次间隔5d),病理切片显示胰岛有一定的破坏但又恰到好处。模型具有很好的重复性和稳定性,造模的成功率在90%以上,血糖水平在注射STZ后稳定上升,注射1周后(第5周)维持稳定并且可以持续到8周以上。模型对药物的评价效果:优化后的模型对二甲双胍和匹格列酮具有很好的评价效果;同时也很好地改善了对促胰岛素分泌类药物如格列美脲的评价功效。结论成功地优化了模型,使得其更加接近于人类2型糖尿病状态,能够更好地用于评价治疗2型糖尿病的常见药物以及新药的筛选。

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高脂饮食+STZ诱导2型糖尿病模型是一种常见的方法[1~3],应用脂肪含量一般在30%左右的高脂饲料喂养后再辅以小剂量的STZ(小鼠的STZ剂量在200mg/kg)诱导的2型糖尿病模型,能够较好地评价治疗2型糖尿病的药物以及进行2型糖尿病病理机理和糖尿病并发症相关方面的研究,具备方法简单、经济、节省时间等优点。但是在以往的文献报道中以及我们的一些实验情况来看,模型还存在着不少的缺点:比如有很多因素影响模型的成模效果,模型对于有些药物评价效果不好(比如格列美脲类的促胰岛素分泌药),很可能把对释放有促进效果的药物判为无效,所以在应用该模型对新型化合物进行评价和筛选时很有可能会漏筛一些很有价值的药物,因此很有必要对模型进行进一步的优化和改良。通过查阅文献和以往实验的总结我们发现主要有三大因素影响着模型,分别是STZ单次注射剂量、首次注射的时间以及注射的次数,为了找出这几个因素间的最佳组合,我们进行了三因素三水平的正交实验并为这些因素设计了如下的水平:三个注射剂量为75mg/kg、85mg/kg、100mg/kg,首次注射时间为第2周、第3周第4周,注射次数为1次、2次、3次,根据正交表来安排这些组合,通过正交实验筛选出其中的最佳组合,然后对该组合进行模型的稳定性和重复性的考察,最后进行药效学评价,明确模型的适用范围。1材料与方法1.1.1主要材料实验动物由南方医科大学实验动物中心提供的清洁C57BL/6J雄性小鼠。链脲佐菌素(STZ)粉末剂,美国东省汕头市西陇化工厂,规格:500g/瓶,生产批号060106。柠檬酸广东省光华化学厂有限公司,规格:500g/瓶,生产批号:2006122。血糖仪,美国强生公司提供,型号:稳步倍加型,组织脱水机和切片机等。1.2实验方法1.2.1饮食+STZ诱导2型糖尿病模型的优化我们采用脂肪含量为30%的高脂饮食,各因素和水平分别为:首次STZ注射的时间a1=第2周,a2=第3周,a3=第4周;STZ单次注射剂量的三个水平为b1=75mg/kg,b2=85mg/kg,b3=100mg/kg;STZ注射的次数c1=1次,c2=2次,c3=3次。查正交表安排正交试验,组合安排如下:a1b1c1,a1b2c2,a1b3c3(c2),a2b1c2,a2b2c3(c2),a2b3c1,a3b1c3,a3b2c1,a3b3c2;根据以往的文献我们剔除不符合的组合换成括号里面的组合。3周龄的断乳小鼠分为9组,每组6只,每周观察体重、血糖指标的变化,注射STZ前检测部分动物空腹血糖或非空腹血糖,以观察血糖升高情况。空腹血糖检测方法是:晚上8:00换笼禁食但自由饮水,到第2天早上8:00,禁食12h。剪尾取血,用美国强生公司稳步倍加型血糖仪及试纸条检测血糖。注射完STZ后动物继续高脂饲料喂养。每周观察体重、进食量、血糖的变化,5周后处死,取内脏做病理切片,处死前2d进行OGTT实验。1.2.2对最佳组合的模型进行稳定性的考察16只小鼠,分为造模组和对照组。按照正交实验得到的最佳组合造模,连续观察8周以上以考察模型的稳定性。1.2.3对最佳组合的模型进行重复性的考察选择三个不同的时间,不同批次的小鼠进行造模,观察血糖、体重、糖耐量等指标,以考察模型的重复性1.2.4模型的应用对模型进行药效学的评价100只C57BL/6J小鼠中,80只喂饲高脂饲料,20只喂饲低脂饲料。高脂鼠其中的70只和低脂鼠其中的10只注射STZ(按前述方法)。70只高脂+STZ造模的小鼠中,选40只用于药物试验,每类药物分为高剂量和低剂量。小鼠在给药前1d根据血糖和体重由

参考文献

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