糖尿病(diabetes mellitus)是一组以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖则是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损,或两者兼有引起。糖尿病时长期存在的高血糖,导致各种组织,特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍。
一般分为1型糖尿病:由于胰岛β细胞破坏而导致内生胰岛素绝对缺乏,免疫系统缺陷和遗传等因素。童年时期就发病。终身注射胰岛素。2型糖尿病:不同程度的胰岛素分泌障碍和胰岛素抵抗并存的疾病,高糖素样多肽、胰腺中的胰岛、胰岛素受体的功能障碍。后期发病。
一、糖尿病体外研究模型1.以受体为靶点的细胞模型膜受体:GLP-1 核受体:PPARγ
2.胰岛素抵抗细胞模型
细胞:
HepG: 肝胚胎瘤细胞
3T3-L1: 脂肪纤维细胞
C2C12 :成肌细胞
造模处理:高浓度胰岛素、高糖高脂、地塞米松、衣霉素、棕榈酸
检测指标:细胞活性、葡萄糖消耗量
二、糖尿病体内研究模型
1.自发性糖尿病动物模型
自发性糖尿病小鼠模型是指未经任何有意识的人为处置,在自然条件下发生糖尿病的小鼠模型。
ob/ob小鼠
带有ob基因(obese)。为6号染色体隐性基因,纯合子导致单纯肥胖伴晚期糖尿病。2周龄时肥胖个体外表上有别于正常个体。在8~9月龄时,动物体重增加到最大值,约为70克,多种代谢失调,包括脂肪形成增加,脂肪分解减少。代谢失调与过食症和胰岛素分泌过多有关,动物在6~9周龄时有中度的高血糖,但12~16周后自发消失。肥胖症与人类的肥胖症相似。用于肥胖症的生化、症理、激素及药物治疗等的研究。
模型特点:未经任何的人工处理自然状态下发生;表现为高血糖、胰岛素抵抗;模型更接近人类糖尿病的自然起病及发展
缺点:饲养繁殖条件要求高;动物来源相对较少、动物昂贵
2.实验性糖尿病动物模型
实验性糖尿病动物模型是指通过物理、生物、化学等致病因素人工诱发出的具有糖尿病特征的动物模型。具有耗时短,方法简便,易于掌握,重复性好的特点,短期内可诱导出大量模型。
手术诱导
动物:一般选用较大型动物,如犬、家兔,其次大鼠。一般切除90%的胰腺,保留部分胰腺功能。出现多尿、多饮、多食等严重糖尿病症状。
缺点:手术技巧、术后护理、饮食诱导
高脂高糖饲料喂养动物:大鼠、小鼠。动物表现为肥胖、糖耐量受损、胰岛素抵抗和脂代谢异常。缺点:造模时间长,4-5个月以上,成本高。
化学药物诱导
链脲佐菌素 (Streptozotocin,STZ)
STZ 通过自由基损伤β细胞,使β细胞功能受损,胰岛素合成减少,引发糖尿病。
四氧嘧啶( alloxan)
四氧嘧啶产生超氧自由基而破坏β细胞,导致胰岛素合成减少,胰岛素缺乏。其作用可能与干扰锌的代谢有关。
动物选择:推荐大鼠170-200g,小鼠17-22g。雄性动物。大鼠推荐用SD,小鼠推荐C57。造模前喂以高脂高糖饲料4-6周,诱发出胰岛素抵抗,再注射小剂量STZ。禁食12h以上(一般过夜禁食,不禁水)。禁食的时间越长,STZ对胰岛β细胞的破坏力越明显。
一般症状:糖尿病小鼠体重变轻,精神萎靡,反应迟钝,毛竖无光泽,动作迟缓,弓背捲体,尿量显着增加。
联合诱导
手术及药物联合制作糖尿病模型
手术切除实验动物胰腺钩突及体尾部,局部应用胰腺β细胞毒性药物,以破坏残留胰腺的β细胞,造成实验动物体内胰岛素缺乏,诱发实验动物出现糖尿病的临床症象。克服了全胰切除所致的严重创伤和胰腺外分泌障碍的缺点,也避免了大剂量应用胰腺β细胞毒性剂给其他组织器官带来的严重损伤。
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