不同給藥途徑致大鼠糖尿病模型的建立

不同給藥途徑致大鼠糖尿病模型的建立

糖尿病是自然界的三大疑難之一。根據(jù)最新的世界價值鏈報告，以中國為主的亞洲糖尿病患者占世界上的50%。目前糖尿病及其并發(fā)癥的病因、發(fā)病機(jī)理尚未完全闡明,其預(yù)防和治療措施仍不完善,因此建立較理想的動物模型來研究該病的機(jī)制和治療具有重要意義。建立糖尿病動物模型的方法較多,包括(1)注射化學(xué)藥物(如STZ、四氧嘧啶等)引起胰島β細(xì)胞損傷;(2)手術(shù)切除胰腺的部分或全部;(3)注射高糖因子如生長激素;(4)注射生物制劑引起β細(xì)胞損傷。其中以注射STZ應(yīng)用最多,但關(guān)于注射的途徑眾說紛紜,本實驗通過研究不同的給藥途徑致糖尿病模型差異,旨在為制造大鼠糖尿病模型選擇一種最佳方案。1材料和方法1.1實驗動物的分組與飼養(yǎng)實驗用封閉群SD大鼠90只(錦州醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供),雌雄不限。體重為200~280g。大鼠按隨機(jī)化原則分成非空腹腹腔注射組(IP)、空腹腹腔注射組(IPN)、尾靜脈注射組(IV)。每組各30只,實驗動物喂養(yǎng)于動物中心的標(biāo)準(zhǔn)化飼養(yǎng)房,并飼以標(biāo)準(zhǔn)顆粒飼料。室內(nèi)通風(fēng)良好,相對濕度40%~70%,室溫18~22℃。1.2酶活劑注射IPN組大鼠大鼠注射前禁食24h,其余組正常進(jìn)食。將鏈脲佐菌素(STZ)以0.1mol/L,pH4.2的檸檬酸緩沖液溶解配制成2%STZ溶液,按65mg/kg體重循不同途徑注射。注射后48h檢測尿糖和血糖。尿糖在+++以上,血糖高于16.65mmol/L為成模標(biāo)準(zhǔn)。成模后每周測一次尿糖,每月測一次血糖,同時觀察大鼠一般狀況。1.3水合氯醛麻醉將正常大鼠、成模3個月及6個月大鼠用水合氯醛腹腔麻醉,多聚甲醛灌流固定后取胰腺。常規(guī)脫水,二甲苯透明,石蠟包埋制成石蠟切片,HE染色,光鏡觀察。1.4處理數(shù)據(jù)將結(jié)果輸入SPSS10.0軟件進(jìn)行分析,進(jìn)行χ2檢驗。2結(jié)果2.1尾靜脈組與其它組的組成模率對比非空腹腹腔注射組大鼠成模率較低為60%;空腹腹腔注射組成模率也較低為66.7%;尾靜脈注射組成模率較高為93.3%,尾靜脈注射組明顯高于其它兩組。各組大鼠之間的死亡數(shù)差別不大。具體情況見表1。2.2糖尿病大鼠尿糖的變化成模糖尿病大鼠尿糖一直保持在+++以上,血糖均保持16.65mmol/L以上,各成模組尿糖,血糖之間差別無顯著性。隨著病程進(jìn)展,糖尿病大鼠逐漸出現(xiàn)多飲、多食、多尿、體重減輕,脫毛,毛失去光澤等糖尿病的表現(xiàn),大部分大鼠在病程3個月后出現(xiàn)白內(nèi)障。部分大鼠在注射后1d~1w的時間內(nèi)出現(xiàn)突然死亡,此時為個糖尿病模型大鼠最易死亡的一個時期。2.3糖尿病患者胰島細(xì)胞退行性變化未成模大鼠胰島為圓形或橢圓形的細(xì)胞團(tuán),分散于胰腺腺泡之間,數(shù)量較多,無包膜,細(xì)胞團(tuán)的大小不一(圖1)。糖尿病3月時胰島萎縮,數(shù)量減少,分布稀疏,胰島細(xì)胞發(fā)生退行性改變,數(shù)目亦減少(圖2)。糖尿病6月時上述改變進(jìn)一步加重,胰島數(shù)目極少,并可見到胰島間質(zhì)纖維化(圖3)。3尾靜脈注藥制造糖尿病大鼠模型的最佳途徑STZ為一種廣譜抗菌素,具有抗菌、抗腫瘤的性能和致糖尿病的副作用,對實驗動物的胰島β細(xì)胞具有高度選擇性的毒性作用。STZ誘導(dǎo)的糖尿病因給藥方式不同,其成模效果也有所差別。如采用小劑量分次給藥的方法,則建立與人類Ⅰ型糖尿病表現(xiàn)相似的大鼠模型,如采用較大劑量一次性注射的給藥方法,則建立與人類Ⅱ型糖尿病表現(xiàn)相似的大鼠模型,其原理可能與胰島的損傷程度有關(guān)。因人類糖尿病中85%為Ⅱ型糖尿病,而且該方法具有用藥量小,制造方法簡便,藥物毒性小等優(yōu)點。因此以一次性注射STZ造成Ⅱ型糖尿病大鼠應(yīng)用最多,而選擇一種成模率高的途徑尤為重要。本實驗按65mg/kg體重通過不同途徑和方法給大鼠注射STZ,各組中成模的大鼠在注射后46h內(nèi)出現(xiàn)尿糖陽性,血糖均高于16.65mmol/L,以后血糖,尿糖均保持在較高水平,并且隨病程延長有所提高,同時各成模大鼠均出現(xiàn)多飲、多食、多尿、消瘦、活動減少及白內(nèi)障等表現(xiàn)。說明不同的注射途徑和方法所造成的模型之間無明顯差異。本實驗發(fā)現(xiàn)無論空腹還是非空腹腹腔給藥的大鼠成模率并不象一些文章所報道的那樣成模率達(dá)到80%~90%,而本實驗僅有60%~65%,其成模率均較低,其原因可能與地域差別及腹腔注射范圍大注射藥物易誤入皮下或腹腔臟器等有關(guān)。而且空腹與非空腹組的成模率無顯著性差別。盡管注射途徑和方法不同但均可使大鼠發(fā)生糖尿病,但通過尾靜脈注射的大鼠成模率最高,其機(jī)制可能與靜脈注射部位準(zhǔn)確,藥物吸收更直接有關(guān)。由于大鼠尾靜脈較細(xì),因此尾靜脈注藥需要一定的注射技術(shù),同時注射過程中還需注意注藥不能過快,以免造成大鼠急性藥物中毒,但STZ價格昂貴,成模率低必將造成人力、物力、和財力的巨大浪費,而以上尾靜脈注藥的缺點在一定程度上可以克服。通過以上分析可認(rèn)為尾靜脈注射是制造糖尿病大鼠模型的最佳途徑。Junod等通過光鏡觀察表明STZ能直接破壞胰島的β細(xì)胞,導(dǎo)致胰島功能受損,血糖升高,本實驗通過觀察不同病程糖尿病大鼠的胰島改變證實糖尿病大鼠的誘發(fā)機(jī)制與胰島的損傷直接相關(guān)。在制造糖尿