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动物实验|自发性糖尿病动物模型

[ 时间:2024-09-23 阅读:106次 ]

糖尿病(diabetes)是一种因体内胰岛素绝对或者相对不足所导致的一系列临床综合征,与遗传基因有着非常密切的关联。诱发糖尿病因素很复杂,在大量人群中研究分析这些因素十分困难,因此研究某些动物种系糖尿病发生的百分率及环境因素(感染、毒素、饮食及药物等)对诱发动物糖尿病及某些并发症的影响,可为防治人类糖尿病提供重要线索。而抗糖尿病新药的研究,也须先试用于糖尿病动物,以评价药物的疗效及安全性。

自发性1型糖尿病动物模型

造模机制

自发性糖尿病动物模型是通过遗传育种或自然选择获得的,它们在没有人为干预的情况下自发地表现出糖尿病的症状。这些模型与人类糖尿病在临床表现、病理生理过程以及遗传背景等方面具有很高的相似性,因此被广泛用于糖尿病的研究。

造模方法

1、NOD小鼠非肥胖糖尿病小鼠[nonobesediabetes(NOD)mouse]源自JCL-ICR品系,通过进一步近交培育出具有白内障易感性的CTS亚系。NOD小鼠的发病过程与人类1型糖尿病相似,通常表现为突然的发病,伴随着多饮、多尿、消瘦等典型症状。其发病机制主要由T细胞(包括CD4+和CD8+细胞)介导的自身免疫反应引起,导致胰腺β细胞受损和胰岛素分泌不足。值得注意的是,NOD小鼠的糖尿病发病率与性别有关,雌性小鼠的发病率显著高于雄性小鼠,且发病年龄较早。

2、BB大鼠也叫BBDP(biobreeding diabetes-prone rat)大鼠,BB大鼠,也称为BBDP大鼠,是从Wistar大鼠中筛选出来的一种自发性遗传性C型糖尿病动物模型。与NOD小鼠类似,BB大鼠的发病也与自身免疫性胰腺β细胞破坏密切相关。其发病过程通常较为突然,大约在60-120日龄时发病,随后出现严重的高血糖、低胰岛素血症和酮症酸中毒等症状。

3、LEW.1NR1/ztm-iddm大鼠是Lewis大鼠的一个MHC单倍型自发突变株,表现为自发性自身免疫1型糖尿病。该模型在约58天时发病,发病率为20%,且发病率不受性别影响。其病理特征包括高血糖、糖尿、酮尿和多尿等,同时胰岛被大量炎性细胞浸润,导致β细胞迅速凋亡。

模型特点与应用

这些自发性1型糖尿病动物模型具有与人类疾病相似的临床表现和病理生理过程,是研究1型糖尿病发病机制、病理变化以及评估抗糖尿病药物疗效的重要工具。OD小鼠与人类1型糖尿病有许多共同特性:疾病发展是由许多疾病易感性或抵抗基因控制,包括大部分组织相容性复杂的基因位点,可用于1型糖尿病的研究。BB糖尿病大鼠能模拟人类1型糖尿病的自然发病、病程发展和转归,且没有外来因素的参与和干扰,也是一种十分理想的1型糖尿病动物模型。

自发性2型糖尿病动物模型

1、KK小鼠(kk mouse)是KK小鼠是一种由日本学者培育的轻度肥胖型2型糖尿病动物模型。通过与C57BL/6J小鼠杂交并进行近亲繁殖,获得了Toronto2(T2kk)小鼠和KK-Ay鼠等衍生品系。这些小鼠表现出明显的肥胖和糖尿病症状,如高血糖、高胰岛素血症以及胰岛β细胞的病理改变等。KKy鼠与KK小鼠相比,肥胖和糖尿病症状更为显著,且伴有肝脂肪化和脂肪组织增多等病理变化。

2、ob/ob小鼠(ob/ob mouse)是一种由美国Jackson实验室发现的肥胖高血糖小鼠模型,其遗传方式为常染色体隐性遗传。ob/ob小鼠体型极胖,早期即可自发性产生高血糖和糖尿等症状,但不会出现酮症酸中毒和昏迷等严重并发症。

3、db/db小鼠糖尿病小鼠(C57BL/K₅J db/dbmouse)这也是Jackson实验室在C57BLKS/J近交系中发现的一种自发性突变小鼠模型。db/db小鼠表现出高血糖、多尿及高尿糖等典型糖尿病症状,并伴有明显的肥胖、高胆固醇血症和高甘油三酯血症等病理改变。其发病过程与人类2型糖尿病患者非常相似,是研究2型糖尿病发病机制和药物疗效的理想模型。

4、NSY小鼠NSY(Nagoya-Shibata-Yasuda小鼠是一种从远交系JCl-ICR小鼠中通过葡萄糖耐量选择繁殖获得的年龄依赖性自发糖尿病动物模型。该模型在24周后表现出葡萄糖刺激的胰岛素分泌受损和空腹胰岛素水平升高等症状;48周时雄性小鼠中累积糖尿病的发生率高达98%,而雌性小鼠仅为37%。NSY小鼠在任何年龄都未出现严重肥胖或极端高胰岛素血症等病理改变。

5、GK大鼠是由Goto等人在日本仙台通过口服糖耐量实验筛选出的自发性非肥胖2型糖尿病模型。该模型具有多个与糖尿病性状相关的易感基因定位,并表现出胰岛β细胞分泌功能受损、空腹高血糖以及肝脏、肌肉和脂肪组织中度胰岛素抵抗等病理特征。此外,GK大鼠还易发生各种糖尿病并发症如心脏病等,其病理变化与人类2型糖尿病心脏病极为相似。

6、肥胖Zucker大鼠(Zucker rat)肥胖Zocker大鼠是一种出生4-5周后即可出现糖尿病症状的肥胖型大鼠模型。该模型不仅伴有肥胖和高血糖等症状,还表现出高胰岛素血症、高血脂以及中度高血压等病理改变。肥胖Zucker大鼠是研究2型糖尿病及其相关代谢性疾病的重要工具之一。

模型特点

KK小鼠展现出与成人肥胖性糖尿病相似的特性,具体表现为先天性的胰岛素抵抗和体型肥胖。随着鼠龄的增长及饮食行为的改变,这些小鼠会发展为高血糖和糖尿的显性糖尿病。

ob/ob小鼠与db/db小鼠均表现出极度肥胖、多食、消渴及多尿等糖尿病的典型临床症状,因此被视为理想的2型糖尿病动物模型。

NSY小鼠在病理生理上与人类2型糖尿病高度相似,其胰岛β细胞分泌胰岛素功能受损及胰岛素抵抗可能是导致2型糖尿病发生的主要机制,这与人类2型糖尿病的发病机制相吻合。NSY小鼠模型对于研究2型糖尿病的遗传学倾向及发病机制具有重要意义。

GK大鼠作为2型糖尿病模型,其特点在于渐进性的β细胞消失和胰岛纤维化。这一模型为深入研究2型糖尿病的病理过程提供了有力工具。

肥胖Zucker大鼠因其伴有高血压的特点,常被用作研究2型糖尿病伴高血压的动物模型。

模型评估和应用

KKA'鼠模型在评估抗糖尿病药物的胰腺外作用方面具有重要价值。

ob/ob小鼠和db/db小鼠不仅展示了糖尿病的典型临床表现,还伴随有心肌病、周围神经病变、糖尿病肾病、糖尿病视网膜病变及伤口愈合迟滞等多种并发症。此外,这两种小鼠还表现出免疫功能缺陷,包括淋巴器官萎缩、胸腺体积减小及胸腺细胞数量减少。同时,它们还存在呼吸系统及骨代谢异常等问题。因此,这些小鼠模型在糖尿病与肥胖、代谢、伤口愈合、免疫与炎症、内分泌及生殖等多个领域的研究中具有广泛应用前景。

NSY小鼠模型特别适用于研究胰岛素抵抗在2型糖尿病发病中的作用,对于揭示2型糖尿病的遗传学倾向及病理发生机制具有重要意义。

GK大鼠模型是研究2型糖尿病发病机制及胰岛素抵抗的理想选择,同时也适用于胃转流手术治疗2型糖尿病机制的研究。

肥胖Zucker大鼠因其独特的生理特性,常被用作药学研究的模型,特别是在与糖尿病及其相关并发症的药物研发中发挥着重要作用。

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