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I型糖尿病是什么?

 生物学渣 2021-06-07

I型糖尿病(Type1 diabetes,T1D),也叫胰岛素依赖型糖尿病(Insulin dependent diabetesmellitus,IDDM)或青少年糖尿病,是一种自身免疫性疾病,多发生在儿童和青少年,也可发生于各种年龄。其根本机制是负责产生胰岛素的胰脏β细胞被自体免疫系统错误地破坏,导致内源性胰岛素缺乏并引起高血糖症。

典型的I型糖尿病症状包括:尿频、口渴、口干、皮肤发痒或干燥、食欲增加、体重减轻等。尽早并终身使用胰岛素是所有I型糖尿病患者的治疗原则。

根据2018年发表的研究数据,2010-2013年间我国I型糖尿病发病率大致如下:全年龄段发病率为0.93/10万人年,15岁以下儿童发病率为1.90/10万人年,15-29岁人群发病率为1.02/10万人年,30岁及以上人群发病率为0.51/10万人年。虽然I型糖尿病的发病高峰在10-14岁,但成年患者比例很高。中国估计每年新增超过13000例I型糖尿病患者,其中超过9000例为15岁以上的成年人[1]。

常用的1型糖尿病动物模型

1型糖尿病小鼠种类比较多,首先你需要明确你的实验目的,进而选择正确的动物模型,比如相对简单和便宜的模型就是:STZ药物诱导,用于药物评价;如果你想研究发病中的信号通路,可能最好选择NOD小鼠了。下面就来具体看看。

如表1简单概括了常见的1型糖尿病的动物模型,主要有化学药物诱导的,如链脲佐菌素(STZ)模型,自发性自身免疫模型,如NOD小鼠模型,BB大鼠模型,也有遗传诱导、病毒诱导等大鼠小鼠模型,这些模型并没有严格的区别,主要看研究者的目的和研究侧重点。

I型糖尿病动物模型详细解析

表1.   1型糖尿病啮齿动物模型的特点和应用


化学诱导的1型糖尿病

1. 链脲佐菌素(STZ)诱导模型

造模机理:利用STZ的毒性破坏胰岛,造成胰岛素分泌丧失。

如图1,STZ是一种葡糖胺-亚硝基脲化合物,通过腹腔注射(ip)或静脉注射(iv)给药后,通过Glut-2转运体(Glut-2transporter)进入胰腺β细胞,导致DNA的烷基化。随后激活PARP导致NAD+消耗增加,细胞ATP减少,最终使胰岛素产生受到抑制,此外,STZ是自由基的一个来源,自由基的增多也有助于DNA损伤和加速β细胞死亡。

I型糖尿病动物模型详细解析

图1.STZ诱导1型糖尿病的作用机理图

链脲佐菌素(STZ)诱导模型包括高剂量和多次低剂量STZ法

①高剂量STZ 法

小鼠品系:几乎所有小鼠品系都可以,但存在品系和个体差异

小鼠周龄: 8W~12W

STZ溶液的配置:柠檬酸缓冲液溶解STZ,调PH=4.2~4.5,冰浴避光保存,30min内用完

给药周期和方式:只注射一次,小鼠中单次高剂量的剂量范围为100~200mg·kg-1,大鼠35~65mg·kg -1,促进β细胞的快速消融和高血糖,一般腹腔注射(操作相对方便)或者尾静脉注射(省药量,但难度大)

模型成功的判断标准:一般第二天就能检测血糖,空腹血糖>16.7mmol/L

特点:对胰岛β细胞的破坏力大于多次低剂量STZ,死亡率高

②多次低剂量STZ

构建方式与高剂量相比,主要是给药周期不同:大部分以24h为周期(药力发挥主要集中在24h内),给药次数每个实验方法都有不同,2-7次,以给药3次居多。

每天剂量范围20~40mg·kg-1,胰岛数量和体积会明显减少,同时胰岛素分泌能力也逐渐降低。

特点: 死亡率低,但成模率也相对较低,稳定性差

目前邦耀实验室已经成功掌握STZ诱导的构建方法,并且利用该模型已经发表文章(参考文献3)此方法简单便宜快捷,重复性高,是研究1型糖尿病的经典动物模型。

2. 四氧嘧啶(Alloxan)诱导模型

造模机理:主要是胰岛β细胞的快速摄取四氧嘧啶抑制葡糖激酶(glucokinase)和过多自由基的形成。

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