实验性2型糖尿病肾病大鼠模型研究
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(收稿日期:20嘴一嘴一14)
文章编号:10137—428r7(2009)05一∞74一04
实验性2型糖尿病肾病大鼠模型研究
李玉山,刘丽秋。
(青岛大学医学院附属医院肾内科,山东青岛266003)
摘要:目的建立2型糖尿病肾病大鼠模型。方法雄性wigIar大鼠高糖高脂喂养8周后,腹腔注射链脲佐菌素(b-TZ,30ng/kg)诱导糖尿病大鼠。通过葡萄糖耐量试验和胰岛素抵抗指数判断胰岛素抵抗情况。结果在注射srz之前。高糖高脂喂养大鼠和对照组血糖基本相似,而血清胰岛素水平明显高于对照组。在注射sIZ之后,高糖高脂大鼠血糖明显增高,血清胰岛素降至对照组水平。在第10周末,2型糖尿病大鼠体重、血压、胆固醇、甘油三酯、24小时尿蛋白定量和肾重指数较对照组存在差异而肾功无明显差异。肾脏病理显示2型糖尿病大鼠具有典型2型糖尿病肾病的病理改变。结论联合高糖高脂饮食和小剂量si'z方法建立的动物模型可以用于2型糖尿病肾病的研究。
关键词:高糖高脂饮食;2型糖尿病肾病;大鼠;胰岛素抵抗;实验
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中图分类号:R587.2
文献标识码:A
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(Ch/n_,鼬嘶l,2009,13:0574)
糖尿病肾病(Diabeticnephropathy,ON)是糖尿病
的严重并发症之一。在我国,随着人们生活水平提
并对其发病机制进行研究具有重要意义。我们通过
高糖高脂饮食加用小剂量链脲佐菌素(St咖.
tJoein,STZ)的方法建立的类似于人2型糖尿病肾病发病过程的大鼠动物模型,适合糖尿病。肾病的研究。
l材料与方法1.1材料
高,糖尿病肾病已经成为慢性肾功能衰竭的第二、三位原因。研制快捷经济的2型糖尿病肾病动物模型
基金项目:2006年青岛市科技发展计划(0∞-2.3..r18lI一3)
*通讯作者
1.1.1主要试剂胆固醇,胆酸钠购自祁东同信生
.一57.5一
化厂,STZ购于Sigma公司,胰岛素ELISA试剂盒购自美国ADL公司,葡萄糖试剂盒购自拜耳公司。
1.1.2实验动物
SPF级雄性Wistar大鼠16只,
g。
美国LAND.MARK公司全自动生化仪(型号舱Ⅱ)
测定血肌酐、尿素氮、甘油三酯、胆固醇等生化指标。1.2.3葡萄糖耐量试验(OGTr)在高糖高脂饮食
购自青岛市动物实验中心,8周龄,体重约180
照12
h。
满8周即注射STZ前,大鼠禁食不禁水12小时,通
过灌胃针灌胃20%葡萄糖(2g/l【g)。通过大鼠内眦静脉丛分别在O,30,60,120min留取血标本,测定血清和血糖胰岛素。1.2.4血压监测
标准化房笼喂养,每笼4只,自由进食饮水,每天光
1.2方法
1.2.1实验动物分组及模型的建立参照文献[1,2]并改良。大鼠适应性喂养一周后,随机分为对照组(A组)6只、实验组(B组)10只。实验组喂以高糖高
脂饲料(猪油,10%,蔗糖20%,胆固醇2.5%,胆酸钠l%,常规饲料66.5%),同时饮用12%果糖水。对照
第10周,乙醚吸人麻醉,应用
RBF2型大鼠尾动脉血压计分别反复测量两组血压3次,取均值。
1.2.5肾脏组织病理肾脏摘下后,去除包膜,称重后,延长轴切开。4%多聚甲醛固定、常规脱水、浸蜡包
组喂以常规饲料,饮用自来水。大鼠均自由进食进
水。在高糖高脂饮食8周后,禁食不禁水12小时,实
埋,切片厚度2肿。皿染色和PAS染色,光镜观察。
1.3统计学处理所有资料以简明统计10.34进
验组腹腔一次性注射30
ms/ks
SIZ,对照组注入同等行分析,实验结果均以(万±s)表示,统计分析采用t
检验。2结果
2.1大鼠一般情况及各项生化
体积的枸橼酸缓冲液,注射48h后,采足底静脉血,连续3d随机测定血糖,血糖≥16.7rnmol/L,尿糖定性
为(卅)一(++++),伴有胰岛素抵抗者纳入2型糖
尿病组,未达标准者退出模型组。实验组大鼠共8只
造模成功。实验过程中每两周称量体重。
实验组大鼠喂养高糖高脂饮食4周后,体重较正
常对照组增加,有显著统计学意义(P<0.01)。高糖高脂大鼠表现为明显的腹型肥胖。实验组大鼠注射STZ后,成模大鼠饮水量,饮食量及尿量较对照组明
1.2.2血及尿标本收集与处理分别在大鼠饲养
满8周即注射STZ前和造模成功后(当时)即STZ注
射后,大鼠自由饮水,禁食12小时后无水乙醚吸入麻醉,内眦静脉取血测血糖,留取500脚血液,分离血清,ELISA法测胰岛素水平,采用自动酶标仪RT2100C。第10周,检测两组大鼠24小时尿蛋白定
量,24h尿标本采用金属代谢笼收集,收集时预先将
显增加。第10周,实验组大鼠体重有所下降,而对照组大鼠体重继续增加。见表1。第lO周,实验组大鼠
血压,血总胆固醇,甘油三酯较对照组均明显增加,具
有显著统计学意义(P<0.01)。同时实验组大鼠24
小时尿蛋白定量也开始增加,并且与对照组比较具有
大鼠放入洗净的代谢笼中,收集24h尿标本,记录
尿量后取10IIll,由Beckmansynchronex7型全自动生化仪测定。无水乙醚吸入麻醉后,开胸取心脏血。
统计学意义(P<0.05)。此时实验组血尿素氮及血肌
酐较对照组没有明显增加。见表2。
表1对照组及实验组大鼠不同时间体重变化(f-i-s,g)
注:与对照组比较,*P<O.01。B组第10周为8只鼠
表2第10周对照组及实验组大鼠各实验参数比较(f±j,g)
驯例数篙裟菩喾零雀零嚣。篓,。嚣,肾嬲数
A组
6
109.2-I-2.9
1.25±0.220.454-0.2110.454-3.1210.70±2.5067.22±3.7371.89±8.45
3.20±0.274.004-0.63。
B组8131.3-t-6.0“2.10±0.37”1.28.4-0.39“14.11-4-2.10‘11.20-I-3.80
注:与对照组比较.*P<0.05。**P<0.01
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2.2胰岛素抵抗
2.2.1口服葡萄糖耐量试验(OGTr)大鼠灌胃葡萄糖后,对照组和实验组中各时间点测得血糖值相差不大,两组之间差异无统计学意义。然而,实验组测
得血清胰岛素较对照组明显增高,差异具有显著统计学意义(P<0.01)。两组大鼠在相同血糖水平条件下,而实验组血清胰岛素水平较对照组明显增高,提示实验组与对照组比较存在胰岛素抵抗。见表3。
表3第8周末OGTF实验中两组大鼠不回时间点血糖及血清胰岛素变化(f±s.)
注:与对照组比较,*P<0.01
2.2.2胰岛素抵抗指数(HOMA.m)以空腹血糖对照组增高且差异具有显著性(P<0.01),表明大鼠经高糖高脂饮食喂养8周后诱导出胰岛素抵抗。实验组空腹血糖较对照组明显升高且达到了糖尿病诊断标准,实验组血清胰岛素较前有所降低,但与对照组比较无统计学意义(P>0.05)。见表4。
与空腹胰岛素乘积除以22.5表示(HOMA.Ill=FBG×FINs/22.5)【3J。P<0.05为有统计学差异。实验组大鼠在注射STZ前空腹血糖与对照组相比升高但差异无显著性(P>0.05),血清胰岛素较对照组明显升高差异有统计学意义(P<0.01),HOMA.Ill较
表4
STZ注射前后两组大鼠血糖及血清胰岛素水平比较(f-I-s)
注:与对照组比较.*P<0.Ol
2.3肾组织病理相对不足是2型糖尿病的主要发病机制。许多研究表明肥胖是2型糖尿病发病的易感因素。肥胖可以
通过游离脂肪酸和脂肪因子引起胰岛素抵抗、2型
正常大鼠肾小球及肾小管形态结构正常。2型糖尿病肾病大鼠肾脏病理表现为肾小球体积明显增大,髓攀腔扩张,肾小球系膜基质及基底膜轻度增
生。部分肾小球内可见Kimmelstiel.Wilson结节(K.W
糖尿病及肾脏损害【4,5J。因此首先利用高脂高糖饮食诱导产生胰岛素抵抗,再用化学制剂SIZ部分破坏胰岛细胞,使胰岛素分泌不足,从而建立与人2型糖尿病发病过程相似的模型,同时该模型具有更容
易发展为糖尿病肾病的优点。
结节),可见内皮细胞泡沫样变。肾小管上皮细胞肿胀、腔内可见细胞管型及蛋白管型,肾间质可见炎性细胞浸润,部分肾间质出现纤维化及部分小动脉硬
化。
如何判断大鼠是否存在胰岛素抵抗成为动物模型成功的关键。正常血糖高胰岛素钳夹技术是评估
胰岛素敏感性的金标准,但操作复杂,费用昂贵,动
3讨论
目前国外进行2型糖尿病。肾病的实验研究多采用遗传因素起重要作用的动物,如oh/oh,db/db小
鼠及OLETF,肥胖型Zueker大鼠等,而遗传因素在
物死亡率高,不容易在动物实验中推广。因此我们在大鼠高糖高脂饮食2月后通过HOMA.m和OG'IT来评价胰岛素抵抗情况,发现实验组存在明显的胰岛素抵抗。在模型成功l周后,再次通过HOMA.IR来评价胰岛素抵抗情况,虽然实验组大鼠血清胰岛素水平有所下降,但仍然存在胰岛素抵抗。大鼠不
人2型糖尿病肾病发病过程中并不起主要作用,另外该动物来源有限、价格昂贵。因此建立经济方便且类似于人2型糖尿病肾病自然病程和代谢特点的・动物模型具有很大价值。胰岛素抵抗和胰岛素分泌
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但存在胰岛素抵抗,而且血糖也达到了糖尿病诊断标准,这充分说明2型糖尿病造模成功。
糖尿病肾病是糖尿病严重的并发症之一。2型
研究生;刘丽秋(1956一),女,教授,硕士研究生导师,主要从事糖尿病肾病研究。参考文献:
【1]郭啸华,刘志红,李恒,等.实验性2型糖尿病大鼠模型的建立
糖尿病肾病在临床上表现为持续蛋白尿、高血压和进行性肾功能损害;生化检测上表现为高血糖、高胰岛素血症;组织病理学上早期表现为肾小球系膜基质增宽及毛细血管基底膜增厚,后期出现肾小球硬化及肾间质纤维化怕J。本研究制作的动物模型表现为高血糖、高血压、高甘油三酯、高胆固醇血症,糖尿
病模型制作成功后l周尿蛋白即有明显增加,较早
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常,考虑这可能与病程较短有关。很多研究表明,高
血糖可以增加血小板源性生长因子、结缔组织生长
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因子、血管内皮生长因子和转化生长因子8的表达,
这些因子又可以刺激纤维连接蛋白、层粘连蛋白、胶
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肾病【7J。另外高胰岛素血症可以引起肾脏血流动力
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学改变、肾小球肥大、系膜细胞增生、肾脏自我调节能力紊乱,除此之外,还能增强血压对肾脏的损害【8-10|。高脂血症在肾脏损害中也起重要作用,其
机制可能是由于脂质增加了氧化低密度脂蛋白介导
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诱发强大炎症反应和肾小球滤过屏障的破坏【川。本研究中大鼠模型还存在高血压,其机制可能是长期高糖饮食引起肾脏的肾素血管紧张素交感神经系统激活进而引起血浆和肾脏的血管紧张素Ⅱ增加【14J,据研究肾小球毛细血管内高压可以直接损伤肾脏引起蛋白尿[15],另外高血压可加重其他致病因素的肾脏损害。总之,在多种致病因素作用下,我们制作的2糖尿病大鼠较早的出现了肾脏病变,其发病机制及表现基本和人2型糖尿病肾病表现一致,这为2型糖尿病肾病的研究提供了很好的动物模型,非常适合在2型糖尿病肾病研究中推广应用。
作者简介:李玉山(1982一),男,青岛大学医学院,在读硕士
^lced叼妇讪in孵lI血岫科J].MKidI呵h吐,20∞,570):
92.
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