化学诱导2型糖尿病动物模型造模方法

一、化学诱导糖尿病模型的区分

1型糖尿病与2型糖尿病动物模型造模与STZ注射的剂量有关系。STZ大剂量注射时，由于直接引起胰岛β细胞的广泛破坏，可造成1型糖尿病模型；而注射较少量STZ时，由于只是破坏一部分胰岛β细胞的功能，造成外周组织对胰岛素不敏感，同时给予高热量饲料喂养，两者结合便诱导出病理、生理改变都接近于人类2型糖尿病的动物模型。

1型糖尿病模型成模比较快，通常在普通饲料适应性喂养2周后即可开始造模。2型糖尿病模型通过高脂饮食诱发出胰岛素抵抗加相对小剂量STZ进行造模。 

二、化学诱导剂的选择

链脲霉素（Streptozotocin，streptozocin，STZ，又叫链唑霉素）和四氧嘧啶（alloxan，ALX）是造2型糖尿病动物模型常用的两种辅助工具药物，其中又以STZ诱导最常用。链脲佐菌素 ( 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。

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，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。

STZ和ALX的比较

名称	优点	缺点
STZ，链脲霉素，链唑霉素。	STZ的毒性低，稳定性好，半衰期长（15min）。	兔胰岛β细胞对STZ不敏感
ALX，四氧嘧啶	ALX模型建立快，成模后动物血糖浓度较高且稳定，价格低廉。	ALX毒性大，对造模动物体重等指标存在影响，半衰期很短（1分钟），溶液稳定性差，对PH值要求严苛。动物死亡率高。

三、鼠的选择

国内外研究显示关于T2DM动物模型的建立方法，常用的大鼠品系是SD大鼠或Wistar大鼠等。Wistar大鼠成模率低于SD大鼠且死亡率均高于SD大鼠；Wister大鼠空腹成模率为62.5%，SD鼠为87.5%，非空腹组成模率仅为10%。

雄性大鼠比雌性大鼠成模率高，稳定性好，耗时短。单纯高脂高糖饮食喂养的雄性、雌性大鼠，血糖血脂无差异，但注射STZ后，雌性鼠对STZ敏感性弱于雄性鼠，雄性大鼠血糖升高并稳定在较高水平，而雌性需要再一次注射STZ，模型才能相对稳定。为保持SD大鼠良好的营养状态及较强的抵抗力，造模前大鼠体重应＞200 g。

四、STZ的使用

4.1 STZ的配制

注射STZ 建立T2DM 模型是较为关键的环节。STZ性质不稳定，极易挥发，需现配现用，配置STZ溶液前配好0.1 mol/L柠檬酸缓冲液(pH=4.4)，临用时取称适量STZ粉末，溶于新配置的1% 柠檬酸缓冲液中。STZ 须保存于-20℃冰箱，避光保存，10 min左右用完。柠檬酸缓冲液必须过滤。柠檬酸/柠檬酸钠为普通的化学试剂，内有杂质影响动物对STZ的吸收。特别是直接静脉注射，严格要求过滤。

4.2 STZ的注射

目前STZ给药途径主要有尾静脉和腹腔注射两种。据相关报道，尾静脉注射所需剂量比腹腔注射要低，但是尾静脉注射操作技术要求较高，故多使用腹腔注射法。腹腔注射时，为避免感染，应确保每只大鼠单独使用一个注射器和针头。腹腔注射时应尽量保持大鼠头朝下，腹腔尽可能朝上，使大鼠内脏在重力作用下移向上腹部，尽可能避免注射进其他脏器。另外，在注射STZ 时，为了防止注射入皮下，还要注意选择合适的注射部位。

4.3 STZ的剂量

动物的均重(注射时)不同，剂量的选取不同，STZ单位剂量选取上体重成反比关系。参考值如下表：

二型糖尿病模型经腹腔注射一次给药计量表

克重	计量
220-250克大鼠	STZ 剂量通常在35～50mg/Kg
180-200克大鼠	STZ 剂量通常在55～40mg/Kg
25-35克小鼠	STZ 剂量在65-100mg/Kg

STZ剂量直接决定成模的效果，本文仅给出一些参考范围，具体剂量的选取，通过预实验的结果来最终确定。以上数据仅能得出不同重量动物在STZ单位给药量上的关系，即体重越大的动物，单位剂量要适当减少；当然体重大的动物总的STZ耗量仍是高于体重小的。

4.4 STZ的注射频次

一次大剂量注射STZ可引起胰岛β 细胞的广泛破坏，建立的大多是T1DM模型；而在建立T2DM 模型时，高脂高糖饲料喂养使其产生胰岛素抵抗，再多次小剂量注射STZ，使部分β 细胞受损、外周胰岛素抵抗。STZ注射后，药力发挥主要集中在注射后的3-72小时，特别是在前24小时。所以如果采用分次注射，希望在2-72小时内延续第二次注射,目前大部分使用者以24小时为周期居多。次数：从1～7次都用人选用过。根据使用这情况大致排序：1次、3次、2次、5次、7次。

五、其他影响因素

高糖、高脂饲养SD大鼠的时间：高糖、高脂饲养的时间越长，动物体重越重，胰岛素抵抗越明显，胰岛负担越重，其所需的STZ每kg体重剂量减少，但总STZ剂量增多^[30]。SD大鼠予高糖、高脂饲养时间越长，动物越肥胖，造成糖尿病模型后期并发症越多，故建议高脂、高糖饲养时间8 周为宜。

SD大鼠空腹时间：空腹时间越长，机体对STZ越敏感，所需STZ的剂量越少^[31]，但空腹时间过长，易引发低血糖，从而导致动物死亡率升高，因此，建议空腹时间12 h为宜。造模成功后大鼠多尿症状明显，故应勤换垫料，保持鼠笼清洁、干爽，防止感染。