改良高脂乳剂诱导2型糖尿病模型大鼠实验研究

　　作者：李桂荣，李琳琳，毛新民，刘晓燕，张嫣之， 王烨

　　【摘要】 目的： 建立一种短时、简单、经济的2型糖尿病(T2DM)大鼠模型。方法： Wistar大鼠随机分为正常组和模型组，正常组以纯净水灌胃，模型组以改良高脂乳剂灌胃，10 d后用毛细管法测定2组大鼠胰岛素抵抗性并进行比较;模型组大鼠按两次给药法腹腔注射四氧嘧啶(ALX)诱发高血糖症，连续9周监测T2DM模型大鼠空腹血糖(FBG)的动态变化，比较2组大鼠FBG的差异。结果： 正常组与模型组大鼠胰岛素敏感性指数(KITT)分别为5.8±0.5和2.8±0.9，模型组明显低于正常组(P<0.01)。T2DM模型大鼠FBG的动态变化呈现一定的规律性：第1周FBG开始升高，第3周降至最低(仍>11.1 mmol/L)，第4～9周FBG继续上升并保持在17.0～20.9 mmol/L,1~9周FBG均明显高于正常组(P<0.05)。结论： 改良高脂乳剂给Wistar大鼠灌胃，结合两次给药法腹腔注射ALX，15 d即可造模成功，该方法耗时短、操作简便、经济可靠，可作为研究T2DM及其并发症的理想动物模型。

　　【关键词】 2型糖尿病;胰岛素抵抗;模型大鼠;动态血糖水平;改良高脂乳剂

　　Experimental study of type 2 diabetic rat model induced by

　　improved high fat emulsion

　　LI Guirong, LI Linlin, MAO Xinmin, et al

　　(Department of Pharmacy, First Affiliated Hospital, Xinjiang Medical University,

　　Urumqi 830054, China)

　　Abstract: Objective: To probe a method of establishing type 2 diabetes mellitus (T2DM) rat model with features of short time, simplicity and economic. Methods: Wistar rats were randomly divided into normal control group and model group. The normal control group′s rats were administrated with pure water and the rats in model group were administrated with improved high fat emulsion for 10 days, then the insulin resistance was assessed by using blood capillary method. The model group′s rats were injected with alloxan (ALX) to abdominal cavity in continuous two days, and then hyperglycemia was developed. The type 2 diabetic model rats were affirmed when fasting blood glucose (FBG) level more than 11.1 mmol/L after injected ALX 72 h. The change of T2DM model rats' FBG was recorded in 9 weeks to compare the difference between normal control group and model group. Results: The KITT (exponent of insulin sensitivity) of wistar rats was 5.8±0.5 in normal control group and 2.8±0.9 in model group (P<001). The value of T2DM model rats′ FBG was regular: it began to heighten in the first week, but it was the lowest in the third week (still more than 11.1 mmol/L), it continued to heighten and kept in 17.0～20.9 mmol/L from the fourth to nineth weeks. Conclusion: Wistar rats were administrated with improved high fat emulsion and ip ALX twice, then type 2 diabetic rat model was established successfully in 15 days. The method is shorttime, simply and economic. The model is the ideal model to study T2DM and its complications.

　　Key words: type 2 diabetes mellitus; insulin resistance; model rat; dynamic FBG level; improved high fat emulsion

　　糖尿病是常见的内分泌代谢紊乱性疾病，其中2型糖尿病(T2DM)占90%以上。随着社会人口老龄化及人们生活方式的改变，T2DM的患病率呈现上升趋势，已成为近年来导致患者残疾和早亡的主要原因[1]。目前T2DM的病因尚未完全阐明，建立较为理想的T2DM动物模型对糖尿病发病机制及其慢性并发症的研究具有重要意义。杜丽坤等[2]报道，实验性T2DM动物模型在一定程度上符合人类糖尿病形成的病理过程，已成为目前研究T2DM的主要动物模型。本实验采用改良高脂乳剂诱导建立T2DM大鼠模型，为抗糖尿病新药的开发及慢性并发症的研究提供实验技术平台。

　　1材料与方法

　　1.1实验动物、仪器及药品健康雄性Wistar大鼠，体重(200±20)g，由新疆医科大学动物实验中心提供(医动字：第16003号)，标准饲养环境，自由饮食。仪器：罗氏Advantage优越Ⅱ型血糖仪及其试纸(瑞士罗氏公司)，AL204电子天平(上海梅特勒托利多仪器有限公司)，ACS3Be电子计重秤(成都市汇通实业有限责任公司)。药品：四氧嘧啶(ALX ，Sigma公司)，短效胰岛素(江苏万邦医药生化有限公司)，50%葡萄糖(新疆制药厂)，胆固醇、果糖、吐温80(上海山浦化工有限公司)，丙硫氧嘧啶(北京红惠生物制药股份有限公司)，蔗糖(天津市福晨化学试剂厂)，谷氨酸钠(国药集团化学试剂有限公司)，丙二醇(天津市化学试剂三厂)。

　　1.2实验方法

　　1.2.1Wistar大鼠胰岛素抵抗性的判定Wistar大鼠随机分为正常组和模型组，正常组大鼠每天以纯净水灌胃，模型组大鼠以改良高脂乳剂(20 g炼猪油、1 g丙硫氧嘧啶、10 g胆固醇、1 g谷氨酸钠、5 g蔗糖、5 g果糖、20 ml吐温80、30 ml丙二醇加水定容至100 ml)灌胃，共10 d，2组均喂养标准饲料。采用毛细管法测定胰岛素敏感性[3]，大鼠禁食(不禁水)过夜后称重，固定于鼠笼中，测定第1次血糖后，立即腹腔注射短效胰岛素0.05 U/kg，每3分钟测定血糖1次，共测6次。以时间为横坐标，血糖的自然对数为纵坐标，直线回归得到回归系数(γ)，γ×100即胰岛素敏感性指数(KITT值)。KITT值越小，机体对胰岛素越不敏感。

　　1.2.2T2DM大鼠模型的建立灌胃改良高脂乳剂10 d的Wistar大鼠禁食(不禁水)，过夜后称重，按两次给药法[4]腹腔注射ALX,第1次腹腔注射3%ALX溶液(临用前在冰浴下用生理盐水新鲜配制)，第2次腹腔注射2.5%ALX溶液(同上)，注射容积为0.2 ml/kg，连续2 d操作。采用罗氏血糖仪测定末次给药后72 h的空腹血糖(FBG)， FBG≥11.1 mmol/L者确定为T2DM模型大鼠，连续9周监测T2DM模型大鼠FBG的动态变化。

　　1.3统计学处理采SPSS11.5统计软件包进行统计学分析。实验数据以均数±标准差(±s)表示，两样本均数比较方差齐时采用t检验，方差不齐时采用t′检验,检验水准α=0.05。

　　2结果

　　2.1正常组与模型组大鼠胰岛素抵抗性的比较正常组、模型组KITT值分别为5.8±0.5、2.8±0.9，模型组大鼠KITT值明显低于正常组(P<0.01)，产生了胰岛素抵抗。

　　2.2正常组与模型组大鼠FBG的动态变化模型组第1周FBG开始升高，第3周时下降到最低值，但仍>11.1 mmol/L，第4～9周FBG继续上升，有较小波动，保持在17.0～20.9 mmol/L,第1～9周模型组FBG均明显高于正常组，差异具有统计学意义(P<0.05～0.01)(表1)。表1正常组与模型组大鼠FBG的动态变化(略)

　　3讨论

　　胰岛素抵抗是T2DM发病机制的基本环节和显著特征之一，表现为胰岛素敏感性降低和胰岛素反应性降低[5],研究表明高脂饮食是T2DM及胰岛素抵抗综合征发病的重要因素[4，6]。许多学者研究证实，链脲佐菌素(STZ)注射和高热量饲料喂养是建立T2DM模型的重要条件[7～9],但因STZ造模成本较高，本实验选用了较为经济的ALX。预试验采用脂肪乳配方给大鼠灌胃[4]，结果大鼠体重增长不明显，故对其配方进行了改进，将胆固醇的用量增大1倍，并将甲基硫氧嘧啶改为丙硫氧嘧啶，制备成改良高脂乳剂。本实验首先给Wistar大鼠灌胃改良高脂乳剂，以保证其每天脂肪摄入量的均衡性，采用毛细管法测定胰岛素敏感性，证实其产生了胰岛素抵抗，此基础上采用两次给药法连续2 d给大鼠腹腔注射ALX，诱发大鼠产生高血糖症。为降低大鼠成模前的死亡率，预试验中给大鼠腹腔注射短效胰岛素[4]，结果发现其可抑制大鼠诱发高血糖症，推测可能是因胰岛素用量较大，且注射时间过早，间接地对大鼠胰岛β细胞起保护作用，但具体原因还有待进一步的研究。因此，在高血糖期给大鼠少量多次灌胃饮用水，促进其排尿，以防止因酮症酸中毒而死亡;在低血糖期以25%葡萄糖溶液灌胃，防止因血糖过低而引起动物惊厥死亡。为监测成模后T2DM模型大鼠FBG的稳定性，本实验连续9周观察血糖动态变化情况，结果表明1～9周内T2DM模型大鼠FBG的变化有波动，第3周下降到最低值，与孙晓风等[9]研究结果相一致。因此，在应用T2DM模型大鼠作抗糖尿病药物药效学研究时，应考虑给受试药的时程长短，为增强说服力，给受试药的时间在4～9周内比较合适。综上所述，先给Wistar大鼠灌胃高脂乳剂使其产生胰岛素抵抗，再使用ALX制备糖尿病模型是一种经济可靠的实验方法，其操作方法简便，耗时短，高血糖形成较快，且成模后9周内大鼠FBG的稳定性较好，可作为研究T2DM及其并发症和抗糖尿病新药开发的理想动物模型。

　　【参考文献】

　　[1]Cryper PE. We are what we repreatedly do[J]. Diabetes，1998，47(2):155.

　　[2]杜丽坤，赵莹，杜立志.实验性糖尿病动物模型的建立[J].现代中西医结合杂志，2004,13(5):518.

　　[3]张家庆，高从容，黄庆玲.用毛细管法测胰岛素敏感性[J].中华内分泌代谢杂志，1997，13(2):7780.

　　[4]艾静，王宁，杜杰，等. Wistar大鼠2型糖尿病动物模型的建立[J].中国药理学通报，2004，20(11):13091312.

　　[5]Blondel O， Bailbe D， Portha B. Insulin resistance in rats with noninsulindependent diabetes induced by neonatal following phlorizin treatment[J]. Metabolism，1990，39:787.

　　[6]田爱平，郭赛珊，申竹芳.高脂饲料与胰岛素抵抗动物模型[J].中国药理学通报，2006，22(3):267269.

　　[7]蔡文就，熊曼琪，朱章志，等.实验性NIDDM大鼠模型及其胰岛素抵抗的初步研究[J].广州中医药大学学报，1997，14(2):8791.

　　[8]孙晓风，王海燕，李琳琳，等.高糖高脂饮食诱导的2型糖尿病模型大鼠血脂的特点[J].新疆医科大学学报，2005，28(2):104106.

　　[9]赵晓华，宋征，李兴，等.胰岛素抵抗性非胰岛素依赖型糖尿病大鼠模型研制[J].中华预防医学杂志，1999，33(5):300.