實驗藥理(糖尿病)課件

抗糖尿病藥物研究思路與方法12/27/20221糖尿病是一種由遺傳基因決定的全身慢性內(nèi)分泌代謝性疾病。由于體內(nèi)胰島素的相對或絕對不足而引起糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝的紊亂。12/27/20222糖尿病主要特點高血糖糖尿易并發(fā)心血管、腎、眼及神經(jīng)等慢性病變臨床表現(xiàn)為“三多一少”12/27/2022312/27/20225Diabetologia2003;2000-2001年，范圍35-74歲（15540人），糖尿病發(fā)病率：北方7.4％南方5.4％；城市7.8％鄉(xiāng)村5.1％診斷1.3％，未診斷4.2％12/27/20226糖尿病分型與并發(fā)癥尋找抗糖尿病新藥的途徑抗糖尿病藥物作用機制的探討12/27/202271型糖尿病IDDM（β細胞破壞，導(dǎo)致胰島素絕對缺乏）

A.免疫介導(dǎo)性的（急進型和緩發(fā)型）B.特發(fā)性的2型糖尿病NIDDM

（胰島素抵抗為主伴相對胰島素不足或胰島素明顯缺乏伴胰島素抵抗）特殊型糖尿病妊娠糖尿病糖尿病分型12/27/20228胰島素抵抗高胰島素血癥高血壓肥胖血脂異常糖耐量異常胰島素抵抗綜合癥12/27/202210尋找抗糖尿病新藥的途徑降血糖改善胰島素抵抗調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝異常防治慢性并發(fā)癥12/27/202212四氧嘧啶高血糖動物模型（1）Alloxan1818年報道1943年發(fā)現(xiàn)Alloxan是一種胰島β細胞毒劑，通過超氧自由基選擇性地破壞β細胞，使細胞內(nèi)的DNA損傷，mRNA功能受損，合成前胰島素減少，導(dǎo)致胰島素絕對缺乏，引起實驗性糖尿病。12/27/20221412/27/202215給藥途徑靜脈注射（iv）腹腔注射（ip）劑量動物敏感性不同，劑量不同

小鼠75～100mg/kg

iv大鼠45～50mg/kg兔90～100mg/kg四氧嘧啶高血糖動物模型（2）12/27/202216水溶液不穩(wěn)定對光敏感血漿半衰期1～2min不能引起豚鼠糖尿病大鼠形成模型后可自行緩解（部分）貓犬形成永久性糖尿病四氧嘧啶高血糖動物模型（3）12/27/202217鏈脲霉素高血糖動物模型（1）Streptozotocin（STZ）STZ結(jié)構(gòu)中的亞硝基脲是細胞毒，去氧葡萄糖部分使之易進入β細胞。STZ通過自由基損傷β細胞，造成胰島素缺乏。一次大劑量注射可致β細胞壞死而無胰島炎，小劑量連續(xù)注射，可產(chǎn)生胰島炎及相關(guān)的糖尿病，后者涉及T細胞參與的自家免疫機制。12/27/202218水溶液極不穩(wěn)定0.1M檸檬酸緩沖液（pH4.0-4.5)配制腹腔注射靜脈注射大鼠55～80mg/kg能引起豚鼠糖尿病鏈脲霉素高血糖動物模型（2）12/27/202220自發(fā)性遺傳性1型糖尿病模型有自家免疫等病因參與，胰島β細胞受損，因而胰島素缺乏，動物不肥胖。常用于1型糖尿病病因、病理生理的研究。12/27/202221近親交配的子代，2～3月齡時可能發(fā)生糖尿病國外發(fā)現(xiàn)有6個近親交配系，糖尿病發(fā)病率高達85％，發(fā)病嚴重的動物血糖高達500mg/dl我國（山西醫(yī)科大學(xué)）自1980年將野生的中國地鼠實驗室馴養(yǎng)，近親繁殖10余代。發(fā)病率為25％，血糖在140mg/dl左右。中國地鼠

（ChineseHamstter)12/27/202223BB大鼠(BioBreedingrat)wistar大鼠自發(fā)性變異種糖代謝、脂質(zhì)代謝明顯異常胰島炎新生鼠胸腺切除或給予環(huán)抱菌素，可防止BB大鼠糖尿病的發(fā)生12/27/202224類似2型糖尿病的動物模型12/27/202226遺傳基因＋高糖或高脂飼料（如C57）實驗性肥胖及糖尿病動物模型（1）

12/27/202227實驗性肥胖及糖尿病大鼠模型

（小劑量STZ＋高熱量飼料）STZ25～30mg/kg，2W后選糖耐量異常的動物，加喂高熱量飼料，8－10W后模型形成單籠飼養(yǎng)較易形成模型胰島素抵抗、血胰島素水平升高血脂異常，血糖輕度升高12/27/202228STZ高熱量喂養(yǎng)大鼠血糖血脂等相關(guān)指標變化指標模型組對照組體重（g）304±24**260±17血糖（mmol/L）5.0±1.04.2±0.6血胰島素（mu/L)65±3529±7TG(mmol/L)2.2±0.7*1.1±0.4Chol(mmol/L)12.7±3.4**5.8±1.0FFA(Eq/L)240±60210±3012/27/202230自發(fā)性2型糖尿病動物模型進口或引進，飼養(yǎng)條件要求高，價格昂貴。大約有20余種db/db小鼠KK小鼠ob/ob小鼠OLETF大鼠Zuker（fa/fa）大鼠Wistarfatty大鼠等12/27/202231db/db小鼠為C57BL/ksJ近親繁殖，棕色，極度肥胖（60g±），Leptin缺乏，血糖早中期升高，后期可接近正常。12/27/202232KK/taJc1小鼠白色，輕中度肥胖，血糖中度升高，胰島素抗性明顯。如給予高熱量飼料飼養(yǎng)，單籠飼養(yǎng)，糖尿病特征出現(xiàn)較早。1983年中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院曾引進

12/27/20223312/27/202234KKAy小鼠12/27/202235隨著年齡的增長，出現(xiàn)糖耐量異常、高胰島素血癥、胰島素抵抗、肥胖及高血糖等2型糖尿病特征。12/27/202236InsulintoleranceinKKAydiabeticmice12/27/202237OtsukaLong-EvansTokushimaFatty1984年發(fā)現(xiàn)，白黑相間發(fā)病過程慢高血糖出現(xiàn)晚(18w)雄性帶有遺傳基因并發(fā)糖尿病腎臟病變OLETF2型糖尿病大鼠12/27/202238GroupFBG(mg/dl)FBI(mU/L)ISI×104Nor67.3±6.544.0±7.9

3.5±0.6IGT-OLE103.4±19.4***

47.0±14.3

2.3±0.7**

IGT-OLE+Pio90.5±11.0

28.4±9.4#

4.6±2.2#

DM-OLE220.1±49.4###

23.8±8.7##2.3±0.8#

EffectofPioglitazoneonFBG,FBIandinsulinsensitivityindexinIGT-OLETFrats12/27/202239EffectofPioglitazoneonSerumTGandTClevelsinIGT-OLETFrats12/27/20224012/27/202241正常動物（大鼠、小鼠）根據(jù)研究的目的或切入點不同，也可以選用正常動物作為模型。如在研究促胰島素分泌藥物作用時，選正常動物較合適又經(jīng)濟。12/27/20224212/27/202243觀察指標血糖（葡萄糖氧化酶法）糖耐量（葡萄糖耐量、蔗糖耐量、淀粉耐量）糖化血紅蛋白(HbA1c)HPLC瓊脂凝膠電泳法等電點聚焦法親和色普微柱法果糖胺胰島素12/27/202244離體模型細胞模型酶活性（-葡萄糖苷酶活性抑制）酶底物受試物37°C30min測定葡萄糖生成量12/27/202245尋找抗糖尿病新藥的途徑降血糖改善胰島素抵抗調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝異常防治慢性并發(fā)癥12/27/202246動物模型抗胰島素激素誘發(fā)的動物模型MSG肥胖動物模型12/27/202247MSG肥胖動物模型出生兩天大鼠或小鼠仔鼠，MSG4g/kgSC,連續(xù)7天，斷乳約3個月模型形成。12/27/202248Thepictureof4-month-oldnormalandMSGrats12/27/202249MSGmouse12/27/202250觀察指標胰島素耐量胰島素敏感指數(shù)正常血糖－高胰島素鉗夾技術(shù)12/27/202251*********InsulintoleranceofnormalandMSGrats,andreactivenesstoinsulinsensitizerinthemodel12/27/202252

組別血糖(mg/dl)血胰島素(mu/L)ISI(X10-4)正常小鼠100.716.016.26.5***7.413.51***對照組217.4122.9136.961.70.560.39Ros168.495.674.438.9*1.110.53*

12/27/202253Animal

microinjectormicropumpinsulinglucoseAroughsketchofeuglycemicclampsampling12/27/202254正常血糖鉗夾技術(shù)原理

輸注胰島素以維持血胰島素在一個高水平，同時又輸注葡萄糖以維持血糖在基礎(chǔ)水平（正常水平）。由于輸注的高胰島素水平使血糖不斷代謝,所以要維持血糖在正常水平，就需要不斷輸注葡萄糖。當葡萄糖輸注速率和代謝速率達到平衡時，葡萄糖輸注速率就等于機體各組織攝取代謝葡萄糖的速率。12/27/20225512/27/202256GIR(mg/kg/min)GlucoseinfusionrateofnormalandMSGrats,andreactivenesstoinsulinsensitizerinthemodel***12/27/202257尋找抗糖尿病新藥的途徑降血糖改善胰島素抵抗調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝異常防治慢性并發(fā)癥12/27/202258動物模型高膽固醇乳劑誘發(fā)的大鼠、小鼠模型TritonWR1339(iv)乙硫胺酸誘發(fā)（P.O.）高膽固醇飼料誘發(fā)家兔高血脂模型STZ金黃地鼠高血脂模型12/27/202259高血糖高血脂金黃地鼠模型

小劑量STZ（30-40mg/kg）給6-10周齡（體重50-80g）金黃地鼠腹腔注射，可使血糖、血脂同時升高。形成糖尿病動物兼有脂肪代謝異常的模型。12/27/20226012/27/202261Comparisonofserumlipidsbetweennormalandmodelratsandtheeffectsofpioglitazoneinthemodel(female)12/27/202262相關(guān)指標的測定血甘油三酯（TG）、膽固醇（Chol）游離脂肪酸（FFA）、HDL肝TG、Chol12/27/202263尋找抗糖尿病新藥的途徑降血糖改善胰島素抵抗調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝異常防治慢性并發(fā)癥12/27/202264糖尿病并發(fā)癥動物模型糖性白內(nèi)障大鼠模型糖性白內(nèi)障與糖代謝的多元醇途徑密切相關(guān)。5～6周齡大鼠飼以30％～50％半乳糖飼料（約10~20天）。12/27/202265Galactose---糖性白內(nèi)障12/27/202266多元醇代謝途徑葡萄糖山梨醇果糖ARSDHNADPHNADPNADNADH12/27/202267NADPH酶液底物（DL－甘油醛）測定NADPH剩余量（340nM）30°C7min12/27/202268NAG酶活性（N-乙酰--D-氨基葡萄糖