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一、糖尿病动物模型的重要性
糖尿病已成为严重威胁人类健康的公共卫生问题，建立合适的糖尿病动物模型对于阐明糖尿病及其并发症的发病机制至关重要。
糖尿病是一种慢性疾病，其特点是相对或绝对胰岛素缺乏，导致高血糖。慢性高血糖可导致多种并发症，如神经病变、肾病和视网膜病变，并增加心血管疾病的风险。据世界卫生组织数据，2030 年之前糖尿病将成为全球第七大死亡原因。
由于糖尿病在世界范围内发病率较高，因此仍需要进行广泛的研究，以开发新的抗糖尿病药物并确定其作用机制。而糖尿病动物模型在这一过程中发挥着重要作用。
动物模型是研究糖尿病的有效方法之一。通过建立糖尿病动物模型，可以更好地了解糖尿病的发病机制、病理生理过程，为设计新的治疗方法和药品提供依据。目前常见的糖尿病动物模型有遗传模型和诱导模型。遗传模型是利用经过人工选育后形成的合适物种，如 KK 小鼠、db/db 小鼠、Goto-Kakizaki 大鼠等，这些动物的遗传信息中包含了患糖尿病所必需的一些基因。诱导模型则是通过给动物实验模型不同的化学物质或通过特殊的疾病模型等方式来创造糖尿病病理生理改变，例如使用药物 stz 和 alloxan 将正常小鼠模型转化为糖尿病小鼠模型，或者通过操纵饮食、运动等因素来创建糖尿病模型。
对于糖尿病动物模型的重要性，还体现在以下几个方面。首先，它有助于了解糖尿病的发病机制。以最常见的 I 型糖尿病（T1D）和 II 型糖尿病（T2D）为例，通过建立动物模型，可以深入研究其复杂的遗传因素与环境因素相互作用导致疾病发展的过程。I 型糖尿病的主要特征是由于胰腺 β 细胞的自身免疫破坏，导致胰岛素分泌不足。目前使用最广泛的 I 型糖尿病自发性常用模型是 NOD 小鼠和 BB 大鼠。NOD 小鼠在第 3 周或第 4 周出现胰岛炎，胰岛被多种免疫细胞浸润，与人类胰岛浸润过程相似。该模型在了解疾病的病理生理过程中发挥了重要作用，包括识别新的与人类相似的自身抗原和生物标志物，并帮助研究人员设计和筛选治疗靶点。BB 大鼠代表自发性自身免疫性糖尿病模型，其糖尿病表型极端，需要立即进行胰岛素治疗以维持生存。
II 型糖尿病在肥胖和非肥胖动物模型中均有不同程度的胰岛素抵抗和 β 细胞衰竭。许多 2 型糖尿病的动物模型都是肥胖模型，说明肥胖与人类 2 型糖尿病的发展密切相关。自发性 II 型糖尿病的常用模型有 Lepob/ob 小鼠、Zucker 脂肪大鼠和 Zucker 糖尿病脂肪大鼠等。
此外，糖尿病动物模型还可以用于评估具有治疗潜力的新疗法。例如，通过在低剂量 STZ 后给动物喂食高脂肪饮食，可以建立一种有用的 2 型糖尿病大鼠模型，该模型可以密切模拟疾病事件的自然史和进展，适用于研究和测试治疗 2 型糖尿病的潜在新疗法。
同时，糖尿病动物模型也为研究糖尿病并发症提供了重要手段。如糖尿病心肌梗死动物模型，包括糖尿病动物模型和心肌梗死动物模型两部分，可以用于研究糖尿病引起的心脏疾病的病理生理机制、药物治疗效果、新疗法探索等方面。
还有，糖尿病动物模型的构建方法也在不断创新。如胰岛细胞皮下移植新方法在 1 型糖尿病动物模型中取得了良好的效果，为 1 型糖尿病患者提供了一种新的治疗选择。
总之，建立合适的糖尿病动物模型对于阐明糖尿病及其并发症的发病机制、开发新的抗糖尿病药物和治疗方法具有至关重要的意义。
二、动物选择
常用的实验动物包括小鼠、大鼠、犬等，不同动物各有特点，如大鼠常被用于 2 型糖尿病模型的建立。大鼠具有易饲养、成本相对较低、生理特性与人类较为接近等优点。在糖尿病动物模型构建中，大鼠的体型适中，便于进行各种操作和检测，如注射药物、采集血液样本等。
三、诱导方法
饮食诱导胰岛素抵抗：大鼠喂以高糖高脂饲料饲养一个月后测定相关指标。饲料成分含 10% 蔗糖、10% 猪油、5% 胆固醇。这种高糖高脂饲料能够诱导大鼠产生胰岛素抵抗，模拟人类 2 型糖尿病发病过程中的早期阶段。测定指标包括 24 小时摄食量、体重、血压、非禁食血糖、血浆胰岛素、血甘油三酯和胆固醇水平，并作胰岛素抑制试验以评价胰岛素敏感性。通过这些指标的测定，可以全面了解大鼠在饮食诱导后的生理变化，为判断是否成功建立胰岛素抵抗模型提供依据。
小剂量 STZ 注射诱导糖尿病：高糖高脂饮食一个月后，大鼠腹腔注射 25mg/kg STZ。STZ 通过自由基损伤 β 细胞，使 β 细胞功能受损，胰岛素合成减少，引发糖尿病。注射后不同时间点测定相关指标，如 24 小时摄食量、体重、非禁食血糖、血浆胰岛素以及血甘油三酯、胆固醇水平等。STZ 对一定种属动物的胰岛 β 细胞有选择性破坏作用，能诱发许多动物产生糖尿病。在使用 STZ 诱导糖尿病模型时，需要注意配置 STZ 液的方法。柠檬酸缓冲液的配制是将柠檬酸（FW:210.14）2.1g 加入双蒸水 100mL 中配成 A 液，柠檬酸钠（FW:294.10）2.94g 加入双蒸水 100mL 中配成 B 液。用时将 A、B 液按一定比例混合（1：1.32 也有按 1:1 的），PH 计测定 ph 值，调节 ph=4.2 - 4.5，即是所需配置 STZ 的柠檬酸缓冲液。注射时用柠檬酸缓冲液以 1% 的浓度溶解 STZ，按空腹体重注射相应的 STZ，在 30 分钟内注射完毕。STZ 容易失活，STZ 快速称取后仍要求干燥避光，推荐用干燥铝箔（或锡箔）纸。如果确实需要多次称取，要严格按照避免受潮的原则操作和存放。操作环境、盛装容器、分装工具都必须保证干燥。无需冰浴，分装后用封口膜密封瓶口，用铝箔纸（或锡箔，即避光）将瓶子包好，放入干燥罐里（干燥剂，即保持干燥状态），并 2 - 8℃冷藏，可长期保存。本品保质期为 3 年半。
在造模过程中，还需要注意一些问题。首先，禁食和血糖的联系密切。禁食 12 小时以上（一般过夜禁食，不禁水）。禁食的时间越长，STZ 对胰岛 β 细胞的破坏力越明显，即药效越高。所以相对禁食时间延长，可以降低 STZ 的用量。其次，腹腔注射和尾部注射的区别在于尾部注射即静脉注射，药物利用率较高，同比腹腔注射，可以节省药量，缺点是操作起来不如腹腔注射方便。注射前要过夜禁食后称重，按大鼠总重量比称取 STZ，放一干燥灭菌瓶内，外用锡纸包好，将柠檬酸缓冲液及装 STZ 的瓶子置冰浴，一起带到动物房，如果注射操作技术不熟练，应两组交替注射，建议分组溶解 STZ，比如 10 只或 15 只鼠 / 组。注射时，推进速度和血糖的关系也需要注意，推注的速度快，更容易形成高血糖，推注的速度慢，相对的危险性较低，但也不容易成模，常规操作中多要求快速注射。当然，STZ 的剂量是决定血糖高低的主要因素。
此外，在造模过程中可能会出现死鼠问题。鼠的个体差别和空腹（低血糖）抵抗力的差异而致死亡率的不同，开始死亡率高可能主要是血糖突然升高，鼠不适应，或发生了 DKA（即酮症酸中毒）。为解决死鼠问题，首先，一定要保证足够的饮水量（饮水量不足容易导致死鼠）；其次，高血糖和低血糖都会造成死鼠，避免死鼠可以通过注射胰岛素或暂时补糖，两种途径：1、常见为血糖过高。补胰岛素法，补一些中效胰岛素。例如给诺和灵 n 或 NPH（中性鱼精蛋白锌胰岛素），每次 2 - 3 个单位，过了 3 - 5 天，大鼠一般死亡率就低了；2、补糖法，禁食后的鼠，注射的时候已经处于低血糖状态，造模 4 小时后腹腔注射百分之 20 的葡萄糖，可避免因注射时血糖过低死鼠；再次，防止动物自相残杀。食物缺乏和供水不足的情况下，会互相撕杀、啃食同类，所以食物和饮水要供应充足，最好是两路供应；最后，防止感染。糖尿病大鼠尿量多，垫料潮湿，需要勤换垫料，所以糖尿病大鼠较其他大鼠容易出现感染，特别是泌尿道感染和腹腔感染。腹腔注射、皮下注射及采血测血糖等侵入性操作前后，要注意消毒工作。如每次采血测血糖后可用四环素（或金霉素眼药膏）局部涂抹处理伤口预防感染。模型不达标者，三天后补注 STZ（以 10mg - 20mg/kg 体重剂量腹腔注射），也很容易成模，或让血糖恢复正常后再常规剂量注射；但要达到理想的效果，往往是恢复到正常状态下重新造模。
四、模型特点
高脂饲料联合小剂量单次腹腔注射 STZ 法建立的实验性 2 型糖尿病大鼠模型具有以下特点：
高糖高脂饮食后一个月，大鼠出现高胰岛素血症和胰岛素抵抗，高血压，高脂血症。在这个阶段，大鼠由于食用高糖高脂饲料，体内脂肪沉积增加，糖代谢异常。高糖高脂饮食会诱导大鼠产生胰岛素抵抗，模拟人类 2 型糖尿病发病过程中的早期阶段。此时，大鼠的血压升高，血脂水平也会上升，表现为血甘油三酯和胆固醇水平升高。这种模型特点与人类 2 型糖尿病患者在发病初期的一些症状相似，为研究糖尿病的早期病理变化提供了有效的实验模型。
STZ 注射后，大鼠血糖升高，血胰岛素降至常规饲料喂养大鼠水平，其他特征继续存在。STZ 通过自由基损伤 β 细胞，使 β 细胞功能受损，胰岛素合成减少，从而引发糖尿病。注射 STZ 后，大鼠的血糖迅速升高，而血胰岛素水平则下降至与常规饲料喂养大鼠相当的水平。同时，高糖高脂饮食所导致的高胰岛素血症、胰岛素抵抗、高血压和高脂血症等特征仍然存在。这一模型特点使得研究人员能够在模拟人类 2 型糖尿病的病理过程中，进一步研究糖尿病的发展机制以及各种治疗方法的效果。
五、应用范围
糖尿病动物模型在一定程度上模拟糖尿病的发病因素、病理过程和临床特征，对研究糖尿病的发病机制及防治方法等方面有广泛应用价值。
首先，这些模型可以用于深入研究糖尿病的发病机制。通过对不同类型糖尿病动物模型的观察和分析，研究人员能够更好地理解遗传因素与环境因素相互作用导致糖尿病发生发展的过程。例如，利用自发性糖尿病动物模型如 NOD 小鼠和 BB 大鼠，可以研究自身免疫性破坏胰岛 β 细胞的机制；而诱导性糖尿病动物模型如高脂饲料联合小剂量 STZ 注射建立的模型，则可以模拟人类 2 型糖尿病发病过程中的胰岛素抵抗和 β 细胞功能受损等环节。
其次，糖尿病动物模型为评估具有治疗潜力的新疗法提供了重要手段。例如，在低剂量 STZ 后给动物喂食高脂肪饮食建立的 2 型糖尿病大鼠模型，可以用于研究和测试治疗 2 型糖尿病的潜在新疗法。新的药物或治疗方法可以在动物模型上进行有效性和安全性评估，为临床应用提供依据。
此外，糖尿病动物模型也为研究糖尿病并发症提供了重要工具。如糖尿病心肌梗死动物模型，可以用于研究糖尿病引起的心脏疾病的病理生理机制、药物治疗效果、新疗法探索等方面。还有糖尿病视网膜病变动物模型，通过药物诱导（如 STZ 和四氧嘧啶）或高脂高糖饮食联合 STZ 注射建立的模型，可以模拟糖尿病视网膜病变的不同阶段，为研究其发病机制和治疗方法提供了有效的实验平台。
同时，糖尿病动物模型的不断创新也为糖尿病的研究和治疗带来了新的希望。如胰岛细胞皮下移植新方法在 1 型糖尿病动物模型中取得了良好的效果，为 1 型糖尿病患者提供了一种新的治疗选择。
总之，糖尿病动物模型在糖尿病的发病机制研究、新疗法评估以及并发症研究等方面都具有广泛的应用价值，为推动糖尿病的研究和治疗提供了重要的支持。
六、注意事项
判断模型成功与否的主要指标是血糖和尿糖的升高，但标准不一。大多数学者采用血糖 > 13.8mmol/L 或 > 16.7mmol/L 作为糖尿病模型成功的标志。由于所选造模方法和造模时所用试剂纯度的不同，判断成功与否的标准存在差异。因此，在构建糖尿病动物模型时，需要综合考虑多种因素，确保模型的准确性和可靠性。
造模操作方法要合理，选择的实验动物要标准，所用试剂纯度高。在动物选择方面，应根据实验需求选择合适的品种，如常用的大鼠品种有 Sprague-Dawley、Wistar 等。在饮食诱导胰岛素抵抗时，要确保高糖高脂饲料的成分稳定，含 10% 蔗糖、10% 猪油、5% 胆固醇。小剂量 STZ 注射诱导糖尿病时，要注意 STZ 溶液的配制和使用。STZ 需在实验当天用 0.1M 柠檬酸缓冲液（pH 4.5）新鲜配制，溶液应避光保存并在制备后尽快使用。每次实验前应验证 STZ 的活性，以确保其诱导效应。同时，要严格控制注射剂量，常用 STZ 剂量为 25mg/kg，需根据动物体重精确计算剂量。注射方式要迅速且无菌，避免注射过程中引起感染或应激反应。为减少 STZ 对肝脏和其他组织的损伤，注射后应迅速提供饮水和恢复正常饲养。总之，合理的造模操作方法、标准的实验动物选择和高纯度的试剂使用，是构建成功糖尿病动物模型的关键。
七、模型评估
糖尿病动物模型构建方法中的高脂饲料联合小剂量单次腹腔注射 STZ 法建立的实验性 2 型糖尿病大鼠模型具有诸多优点，使其在糖尿病研究中具有重要的价值。该模型具有中度高血糖、高血脂、高血压、血胰岛素不低、胰岛素抵抗、成功率高等特点，是研究 2 型糖尿病血管并发症的理想模型，且实验周期短、费用低。
首先，中度高血糖的状态为研究糖尿病的血糖控制机制以及高血糖对身体各个器官的损害提供了合适的条件。通过对模型动物血糖水平的监测，可以了解糖尿病发展过程中血糖的变化趋势以及不同治疗方法对血糖的调节作用。例如，糖尿病模型小鼠的血糖水平通常通过空腹血糖测定或葡萄糖耐受性试验来评估，在糖尿病大鼠模型中也可以采用类似的方法来监测血糖变化。
其次，高血脂的特点有助于研究糖尿病与脂质代谢紊乱之间的关系。高血脂是糖尿病常见的并发症之一，该模型中的高血脂状态可以模拟人类糖尿病患者的脂质代谢异常情况。研究表明，高脂饲料联合小剂量 STZ 注射建立的模型，大鼠在高糖高脂饮食后一个月，会出现血甘油三酯和胆固醇水平升高的高脂血症。这为研究糖尿病患者的心血管并发症提供了重要的实验基础。
高血压也是该模型的一个重要特征。糖尿病患者常伴有高血压，增加了心血管疾病的风险。在该模型中，大鼠在糖尿病发展过程中出现高血压，为研究糖尿病性高血压的发病机制和治疗方法提供了可能。
血胰岛素不低以及胰岛素抵抗是 2 型糖尿病的重要特点。该模型能够很好地模拟人类 2 型糖尿病发病过程中的胰岛素抵抗阶段。在高糖高脂饮食诱导下，大鼠产生胰岛素抵抗，模拟人类 2 型糖尿病发病过程中的早期阶段。随后，STZ 注射使 β 细胞功能受损，胰岛素合成减少，但由于前期的胰岛素抵抗，血胰岛素水平不低。这种模型特点为研究胰岛素抵抗的发生机制以及寻找改善胰岛素抵抗的治疗方法提供了有力的工具。
此外，该模型的成功率高，实验周期短、费用低，使得更多的研究人员能够开展糖尿病相关的研究。与其他糖尿病动物模型相比，高脂饲料联合小剂量单次腹腔注射 STZ 法建立的模型具有操作相对简单、稳定性好等优点。例如，链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病模型具有操作简单、建模周期短、稳定性好等优点，被广泛应用于糖尿病病因、病理生理及药物筛选的研究。而该模型
