应用简介

糖尿病(diabetes mellitus ,DM)已成为严重危害人类健康的公共卫生问题。DM及其并发症不仅严重影响糖尿病患者的生活质量,同时也是致残、致死的重要原因。因此,建立合适的糖尿病动物模型,阐明DM及其并发症的发病机制就显得尤为重要。
大鼠糖尿病模型

一般糖尿病动物模型制备方法主要有:手术切除胰腺、化学药物诱导、自发性糖尿病动物模型、转基因动物等。此方法为化学药物诱发的DM模型：采用链脲佐菌素腹腔注射可诱发DM，链脲佐菌素(streptozotocin STZ)的参考剂量为50～150mg/kg。STZ是一种含亚硝基的化合物,进入体内可通过以下机制特异性地破坏胰岛β细胞:

(1) STZ直接破坏胰岛β细胞:主要见于注射大剂量STZ后。STZ注射后可引起β细胞内辅酶I(NAD)的浓度下降,NAD依赖性能量和蛋白质代谢停止,导致β细胞死亡;

(2) 通过诱导一氧化氮(NO)的合成,破坏胰岛β细胞;

(3)STZ激活自身免疫过程,进一步导致β细胞的损害:小剂量注射STZ可破坏少量胰岛β细胞,死亡的胰岛β细胞可作为抗原被巨噬细胞吞噬,产生TH1刺激因子,使TH1细胞系占优势而产生IL-2及IFN-γ,在胰岛局部促使炎性细胞浸润,并活化释放IL-1、TNF-α、IFN-γ、NO和H2O2等物质杀伤细胞。死亡细胞又可作为自身抗原,再次递呈给抗原递呈细胞进行处理,释放细胞因子,放大细胞损伤效应,最终诱发DM。

实验方法

主要试剂及配制方法：

柠檬酸、柠檬酸三钠、链脲佐霉素(Streptozocin, STZ

柠檬酸钠缓冲液配制：将2.10 g柠檬酸加入双蒸水100 ml配成柠檬酸母液， 称为A液； 将2.94g柠檬酸三钠加入双蒸水100 ml配成柠檬酸钠母液，称为B液； 将A、B液按1:1.32比例混合，pH计测定pH值，调定溶液pH=4.0，即是所需配制STZ的0.1 mol/L柠檬酸钠缓冲液

STZ溶液的配制：将STZ溶于0.1 mol/L柠檬酸钠缓冲液中，新鲜配制成10 mg/mL浓度的STZ溶液，并用0.22μm滤菌器过滤除菌。注意避光配制，现用。
实验流程：

应用：疾病模型

模型评价

1. 大体观察：正常组大鼠体型适中，精神状态良好，动作自如，反应灵敏，毛发平伏有光泽。而糖尿病大鼠体重变轻，精神萎靡，反应迟钝，毛竖无光泽，动作迟缓，弓背捲体，尿量显著增加。糖尿病大鼠较正常组体重显著减轻，心脏系数、肝脏系数较正常组有显著增加，且有统计学意义。

2. 空腹血糖、甘油三酯和总胆固醇水平的变化：正常对照组的空腹血糖、甘油三酯和总胆固醇水平在实验前后均无显著差异；DM组的空腹血糖、甘油三酯和总胆固醇水平显著高于对照组。
组织病理学

1.糖尿病大鼠心脏组织形态学的变化
经HE染色可见正常对照组大鼠心肌纤维排列整齐，致密，结构清晰，细胞核染色质分布均匀，细胞外间质较少，微血管结构正常，可见少量成纤维细胞，间质无明显的炎症细胞浸润；DM模型组大鼠心肌纤维排列紊乱，心肌细胞肥大，细胞间隙增大，结构不清晰，有的细胞核膜皱缩，核固缩，并有炎症细胞浸润，肌细胞间也可见成纤维细胞浸润。

2. 糖尿病大肾脏组织形态学的变化
HE染色显示，DM组大鼠肾小球肥大增生，肾小球系膜基膜增厚，肾小管空泡变性，胞质空亮。

3.糖尿病大鼠肝脏组织形态学的变化
经油红O染色可见DM组大鼠肝内脂滴较大，红色脂滴明显，肝脏可见显著的脂质沉积。

4.糖尿病大鼠肺脏组织形态学的变化
HE染色显示，对照组大鼠肺组织结构清晰，肺泡分布均勾，肺泡隔、支气管壁完整，肺间质分布均勻，少见炎性细胞浸润；DM组大鼠肺组织结构紊乱，部分肺泡腔萎缩、塌陷，可见肺大泡，支气管壁增厚，肺间质和血管周围细胞外基质增多，成纤维细胞增多，并有大量炎症细胞浸润。