本研究由邢玮、王政霖、吕甜甜、王宏亮、袁悦莹、韩静和吴晏共同完成,他们来自北京中医药大学。该研究发表于2017年8月的《中国比较医学杂志》(Chinese Journal of Comparative Medicine)第27卷第8期。
糖尿病是一种严重威胁人类健康的慢性代谢性疾病,尤其是2型糖尿病,其患病率在全球范围内持续上升。国际糖尿病联合会预测,到2035年全球糖尿病患者将达到5.92亿。在中国,2型糖尿病的患病率也呈现显著增长趋势。因此,研发有效的2型糖尿病治疗药物成为当前的研究热点。选择合适的动物模型对于研究2型糖尿病的病理机制和开发新药至关重要。
db/db小鼠是一种自发性2型糖尿病啮齿动物模型,由美国Jackson实验室于1966年发现。该小鼠模型由于4号染色体上的瘦素受体基因缺陷,表现出与人类2型糖尿病相似的症状,包括贪食、肥胖、高血糖、高胰岛素血症和脂代谢异常等。因此,db/db小鼠被广泛应用于2型糖尿病的实验研究中。
本研究的目的是观察db/db小鼠的生物学特性,为该品系动物在实验研究中的应用提供基础数据。
本研究采用了自发性2型糖尿病bks.cg-dock7m+/+leprdb/jnju小鼠和野生型小鼠作为研究对象。实验分为以下几个步骤:
动物分组与饲养
实验使用了10只7周龄雄性db/db小鼠作为模型组,10只7周龄雄性野生型小鼠作为对照组。所有小鼠均购自南京大学—南京生物医药研究院,饲养于北京中医药大学清洁级动物室。小鼠在室温20-25℃、昼夜明暗交替12小时的环境下自由摄食和饮水。
体质量和血糖值的测定
在8、12、16、20和24周龄时,分别测定小鼠的空腹血糖值。检测前将小鼠禁食6-8小时,通过尾静脉取血,使用Abbott Diabetes Care Ltd生产的Optium Xceed血糖仪及其配套试纸测定血糖值。在10、12、16、20和24周龄时,称取两组小鼠的体质量。
血清胰岛素、总胆固醇和甘油三酯含量的测定
在24周龄时,摘取小鼠眼球取血,3000 r/min离心10分钟,分离血清,于-80℃冷冻保存。按照试剂盒提供的实验方法,分别检测血清中的空腹胰岛素(FIN)、总胆固醇(CHO)和甘油三酯(TG)含量。使用的试剂盒包括Millipore公司生产的胰岛素ELISA试剂盒、贝克曼库尔特实验系统有限公司生产的总胆固醇试剂盒和甘油三酯试剂盒。
肝脏、肾脏大体病变观察及脏器质量和肝脏系数的测定
解剖小鼠,观察肝脏和肾脏的病变情况。仔细分离小鼠的肝脏和左侧肾脏,剔除表面脂肪和筋膜后称重,计算肝脏系数(肝脏质量/体质量)。
组织病理学观察
将小鼠的肝脏和胰腺置于4%的多聚甲醛溶液中固定,梯度酒精脱水,石蜡包埋,切片,HE染色,使用Olympus电子显微镜观察并拍照。
数据分析
实验数据采用平均数±标准差表示,使用SPSS 17.0统计软件进行独立样本t检验,以p < 0.05为差异有显著性。
体质量和血糖水平
db/db小鼠在8周龄时血糖已明显高于野生型小鼠,并在8、12、16、20和24周龄时均维持较高的血糖水平(p < 0.01)。db/db小鼠在10周龄时体质量明显高于野生型小鼠,并在10、12、16、20和24周龄时均维持较高的体质量水平(p < 0.01)。
血清FIN、CHO和TG水平
模型组小鼠的血清胰岛素、总胆固醇和甘油三酯水平均显著高于对照组小鼠(p < 0.01),提示模型动物存在高胰岛素血症和脂质代谢紊乱。
肝脏、肾脏大体病变观察及脏器质量和肝脏系数的测定
24周龄的模型组小鼠体质量明显高于对照组小鼠(p < 0.01)。模型组小鼠的肝脏和肾脏质量显著高于对照组小鼠(p < 0.01),但肝脏系数与对照组相比无明显差异。
组织病理学观察
模型组小鼠的肝脏呈黄褐色,体积明显增大,油腻感明显;肾脏被大量脂肪包裹,体积增大。HE染色显示,模型组小鼠肝脏组织中的Ⅱ带和Ⅲ带肝细胞肥大、细胞浆疏松或空亮,胰腺组织中的胰岛细胞增生、变性或坏死,胰腺外分泌腺泡腔扩张。
db/db小鼠具有明显的高血糖、高血脂、高胰岛素血症等2型糖尿病特征,并且在24周龄时,其肝脏和胰腺已出现明显的病理变化。因此,db/db小鼠是进行2型糖尿病实验研究的理想动物模型。本研究为该品系动物在2型糖尿病研究中的应用提供了实验依据。
重要发现
本研究详细描述了db/db小鼠在不同周龄时的生物学特性,特别是在24周龄时的病理变化,为该品系动物在2型糖尿病研究中的应用提供了重要数据。
方法的创新性
本研究采用了连续监测血糖和体质量的方法,并结合血清生化指标和组织病理学观察,全面评估了db/db小鼠的生物学特性。
研究对象的特殊性
db/db小鼠是一种与人类2型糖尿病症状高度相似的自发性糖尿病模型,适合用于研究2型糖尿病的病理机制和新药开发。
本研究还提供了db/db小鼠在24周龄时的肝脏和胰腺病理变化的详细描述,为后续研究2型糖尿病相关脏器的病变机制提供了重要参考。