糖尿病是一种以慢性高血糖为特征的代谢性疾病，分为1型（T1DM）、2型（T2DM）及其他特殊类型。以下是常用实验模型的构建方法及关键要点。
原理：通过化学药物或免疫破坏胰岛β细胞，模拟胰岛素绝对缺乏。
常用方法：
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方法 |
操作步骤 |
特点 |
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链脲佐菌素（STZ）诱导 |
- 小鼠：单次腹腔注射STZ（50-200 mg/kg，溶于柠檬酸缓冲液，pH 4.5）。 |
成本低、成模率高（>80%），需监测血糖≥16.7 mmol/L持续3天确认成模。 |
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四氧嘧啶（Alloxan）诱导 |
单次腹腔注射（小鼠：50-100 mg/kg；大鼠：100-200 mg/kg） |
对β细胞选择性低于STZ，易致肝肾损伤。 |
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NOD小鼠（自发模型） |
非肥胖糖尿病（NOD）小鼠，8-12周龄后自发出现自身免疫性胰岛炎。 |
模拟人类T1DM自然病程，但成模周期长（3-6个月）。 |
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方法 |
操作步骤 |
特点 |
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HFD+STZ联合诱导 |
- 4-8周高脂饮食（60%脂肪供能）诱导胰岛素抵抗。 |
模拟T2DM“胰岛素抵抗→β细胞衰竭”病理过程，成模率>70%。 |
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db/db小鼠（Lepr缺陷） |
B6.BKS(D)-Leprdb/J小鼠，因瘦素受体突变导致肥胖、高血糖和胰岛素抵抗。 |
无需诱导，4周龄即出现高血糖，适用于研究肥胖相关T2DM。 |
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ZDF大鼠（Zucker Diabetic Fatty） |
携带Lepr突变，饲喂高脂饲料后发生严重胰岛素抵抗和β细胞凋亡。 |
稳定模拟人类T2DM晚期并发症（如肾病）。 |
方法：孕鼠在妊娠中期（小鼠：GD10-12；大鼠：GD6-8）注射STZ（35-50 mg/kg），破坏β细胞代偿能力。
评价指标：妊娠期空腹血糖≥7.0 mmol/L，产后血糖恢复。
血糖：空腹血糖≥7.0 mmol/L（糖尿病诊断标准），动态监测口服糖耐量（OGTT）和胰岛素耐量（ITT）。
胰岛素水平：ELISA检测血清胰岛素，计算HOMA-IR（胰岛素抵抗指数）。
血脂：检测总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）。
胰岛形态：HE染色观察胰岛大小及β细胞数量；免疫组化检测胰岛素（INS）和胰高血糖素（Glucagon）表达。
β细胞凋亡：TUNEL染色定量凋亡细胞比例。
糖尿病肾病：尿微量白蛋白（UACR）、肾小球基底膜增厚（PAS染色）。
糖尿病视网膜病变：眼底成像观察微血管瘤，ERG检测视网膜功能。
周围神经病变：热板试验（痛觉敏感度）、神经传导速度测定。
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模型类型 |
优点 |
局限性 |
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STZ诱导T1DM |
成本低、操作简单、成模周期短（1-2周） |
个体差异大，需严格控温（STX对温度敏感） |
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db/db小鼠 |
自发T2DM，表型稳定，适合长期研究 |
价格昂贵（≈$100/只），需专用繁育设施 |
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HFD+STZ联合诱导 |
模拟人类T2DM自然进展，可调控成模严重度 |
高脂饲料易致肝脂肪变性干扰实验结果 |
药物筛选：测试胰岛素增敏剂（如二甲双胍）、GLP-1受体激动剂或SGLT2抑制剂。
并发症机制：研究高血糖诱导的氧化应激、炎症信号（NF-κB、NLRP3）。
基因治疗：CRISPR/Cas9编辑糖尿病相关基因（如GCK、INS）的修复效果。
肠道菌群研究：粪菌移植（FMT）探究菌群-代谢轴对糖尿病的影响。
STZ毒性控制：
注射后48小时内提供10%葡萄糖水预防低血糖休克。
避免反复冻融STZ溶液（需现配现用）。
饮食控制：HFD诱导期间需严格记录摄食量和体重变化。
伦理规范：
血糖＞33.3 mmol/L或体重下降＞20%需立即干预或安乐死。
疼痛管理：使用布洛芬或局部麻醉（如足底刺激试验）。
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组别 |
空腹血糖（mmol/L） |
胰岛素（ng/mL） |
尿白蛋白（μg/24h） |
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对照组 |
5.2 ± 0.6 |
0.8 ± 0.2 |
10 ± 3 |
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STZ诱导T1DM组 |
25.1 ± 3.4 |
0.2 ± 0.1 |
15 ± 4 |
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db/db小鼠组 |
18.6 ± 2.8 |
5.5 ± 1.2 |
120 ± 25 |
