II 型糖尿病（T2DM）动物模型实验指南

以下是关于 Ⅱ 型糖尿病（T2DM）动物模型的详细总结，涵盖诱发性模型和自发性模型的原理、方法、特点及应用场景，便于实验设计和模型选择：

 

一、诱发性模型（高糖高脂饲料 + STZ 注射）

 

1. 造模原理

 

第一步：诱导胰岛素抵抗：通过高糖高脂饲料喂养，使动物（如 C57 小鼠）出现肥胖、脂肪堆积和糖脂代谢紊乱，导致胰岛素敏感性下降。

 

第二步：损伤胰岛 β 细胞：低剂量链脲佐菌素（STZ）腹腔注射，轻度破坏 β 细胞功能，诱发胰岛素代偿性分泌不足，最终导致持续性高血糖。

 

2. 造模方法

 

步骤 1：6 周龄 C57 小鼠喂饲高糖高脂饲料 4-8 周，观察体重显著上升（胰岛素抵抗形成）。

 

步骤 2：连续 5 天腹腔注射低剂量 STZ（如 30-50 mg/kg/ 天），避免单次高剂量导致的高死亡率。

 

步骤 3：注射后每 3 天检测空腹血糖，当血糖≥11.1 mmol/L且持续稳定时，模型成功；未达标可追加低剂量 STZ 注射。

 

3. 特点与注意事项

 

优点：操作简单、周期短（6-12 周）、成本低，适用于短期机制研究或药物筛选。

 

缺点：人为干预性强，病理特征（如 β 细胞损伤）与人类 T2DM 不完全一致，较少模拟慢性并发症。

 

关键提示：多次低剂量 STZ 注射比单次高剂量更安全，成模率高（死亡率＜10%），需监测体重和血糖动态变化。

 

二、自发性模型（基因突变型）

 

1. db/db 小鼠（瘦素受体缺陷）

基因型：Lepr 基因纯合突变（db/db），分两种遗传背景：

 

C57BL/6J（B6）：4 周龄后高血糖、高胰岛素，β 细胞代偿性增生，18-20 月龄持续高胰岛素血症，适合研究 β 细胞代偿机制。

 

C57BLKS/J（BKS）：高血糖表型不可逆，4 周龄后血糖持续升高，无 β 细胞代偿，更适合降血糖药物疗效评价。

 

表型：3-4 周龄肥胖（多食、多尿），4-8 周龄血糖≥16.67 mmol/L，伴随胰岛素抵抗、高血脂，寿命约 12-14 个月。

2. ob/ob 小鼠（瘦素缺陷）

 

基因型：Leptin 基因纯合突变（ob/ob），瘦素缺失导致食欲亢进、肥胖。

表型：4 周龄轻度肥胖，4-12 周龄高血糖（非禁食血糖≈16.67 mmol/L）、高胰岛素，12 周后血糖逐渐恢复正常，属于早期高血糖模型。

应用：适合研究肥胖相关胰岛素抵抗、早期糖代谢紊乱，不适合慢性高血糖并发症。

 

3. ZDF 大鼠（Zucker 糖尿病脂肪大鼠）

 

背景：源于 Zucker 肥胖大鼠（ZF），胰岛素抵抗和 β 细胞凋亡更严重，肥胖程度低于 ZF 大鼠。

 

表型：6 周龄后高血糖、高胰岛素，12 周龄 β 细胞显著凋亡，伴高血脂、肾脏病变，模拟人类 T2DM 中 β 细胞渐进性损伤。

 

优势：与人类病理更接近，适合研究 β 细胞功能衰竭和糖尿病肾病。

 

4. OLETF 大鼠（非肥胖型）

 

特点：轻度肥胖，14 周龄出现胰岛素抵抗、腹内脂肪堆积、高三酰甘油血症，24 周龄发病率 100%，伴随轻度 β 细胞功能异常。

 

应用：适合研究胰岛素抵抗为主的 T2DM 早期阶段，及代谢综合征相关并发症。

 

三、模型对比与选择建议

 

模型类型	代表模型	核心机制	主要表型	适用场景	缺点
诱发性	高糖高脂 + STZ 小鼠	胰岛素抵抗 +β 细胞轻度损伤	短期高血糖（需监测达标）	短期药物筛选、基础机制研究	人为干预，病理特征不完整
自发性（肥胖型）	db/db（BKS）小鼠	瘦素受体缺陷	持续高血糖、胰岛素抵抗	降血糖药物疗效评价	瘦素信号缺陷，非人类原发机制
自发性（肥胖型）	ob/ob 小鼠	瘦素缺失	早期高血糖（12 周后恢复）	肥胖相关胰岛素抵抗早期研究	血糖后期正常，不适合慢性研究
自发性（大鼠）	ZDF 大鼠	胰岛素抵抗 +β 细胞凋亡	进行性高血糖、β 细胞衰竭	β 细胞功能、糖尿病并发症研究	需特定饲养条件，成本较高
自发性（大鼠）	OLETF 大鼠	胰岛素抵抗（非瘦素依赖）	轻度肥胖、胰岛素抵抗早期表型	代谢综合征、早期病理机制研究	血糖升高幅度较低，需长期观察

 

四、总结

 

短期造模或成本优先：选择诱发性模型（高糖高脂 + STZ），但需注意 STZ 剂量和注射频率以降低死亡率。

 

模拟人类持续高血糖：首选 db/db（BKS 背景）或 ZDF 大鼠，前者适合药物检测，后者适合 β 细胞衰竭研究。

 

早期胰岛素抵抗研究：ob/ob 小鼠或 OLETF 大鼠更合适，前者侧重瘦素通路，后者侧重非瘦素依赖的代谢紊乱。

 

根据研究目的（如药物疗效、病理机制、并发症）和物种偏好（小鼠 vs. 大鼠），合理选择模型可提高实验结果的可靠性和转化价值。

 

2 型糖尿病（T2DM）动物模型的评估指标需从生理、代谢、病理、功能及并发症等多维度综合考量，以验证模型是否符合 T2DM 的核心特征（如胰岛素抵抗、β 细胞功能异常、高血糖及相关并发症）。以下是常见评估指标分类：

 

一、生理与基础指标

 

 

体重与体型

 

体重变化：肥胖是 T2DM 的重要风险因素，尤其在诱发性模型（如高糖高脂饲料喂养）和自发性模型（如 ob/ob、db/db 小鼠、ZDF 大鼠）中，需监测体重增长幅度及肥胖表型（如体脂率、腰围 / 体长比）。

 

外观特征：多食、多饮、多尿（“三多” 症状）、毛发状态、活动能力等，反映模型的糖尿病典型症状。

 

血糖水平

 

空腹血糖（Fasting Blood Glucose, FBG）：造模后需多次检测，通常以 FBG ≥ 11.1 mmol/L 作为成模标准（如 STZ 诱导模型）。

 

随机血糖：非空腹状态下的血糖波动，反映血糖控制紊乱。

 

糖耐量试验（Oral Glucose Tolerance Test, OGTT）：口服葡萄糖后 0、30、60、120、180 分钟血糖曲线，评估葡萄糖处理能力及胰岛素分泌反应。

 

胰岛素耐量试验（Insulin Tolerance Test, ITT）：注射胰岛素后检测血糖下降幅度及恢复速度，评估机体对胰岛素的敏感性（胰岛素抵抗程度）。

 

二、代谢相关指标

 

1.胰岛素与胰岛素抵抗

 

空腹胰岛素（Fasting Insulin, FINS）：反映基础胰岛素分泌水平，T2DM 模型常表现为高胰岛素血症（早期 β 细胞代偿）或胰岛素缺乏（晚期 β 细胞损伤）。

 

胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）：通过公式 HOMA-IR = (FBG × FINS) / 22.5 计算，是评估胰岛素抵抗的经典指标，值越高表明抵抗越严重。

 

胰岛素释放试验：结合 OGTT 检测不同时间点胰岛素水平，观察 β 细胞对葡萄糖刺激的反应（如峰值延迟或不足）。

 

2.血脂与脂肪因子

 

1)血脂谱：总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C），T2DM 模型常伴高脂血症（尤其诱发性模型）。

 

2)游离脂肪酸（FFA）：升高提示脂肪代谢紊乱，加剧胰岛素抵抗。

 

3)瘦素（Leptin）与脂联素（Adiponectin）：瘦素水平在 ob/ob、db/db 等瘦素信号缺陷模型中异常（如 ob/ob 小鼠瘦素缺乏），脂联素降低反映胰岛素抵抗。

 

病理与组织学指标

 

1、胰岛形态与功能

 

1）胰岛组织病理：通过 HE 染色观察胰岛大小、β 细胞数量、分布及形态（如增生、凋亡、纤维化），评估 β 细胞损伤或代偿情况（如 STZ 诱导模型的 β 细胞轻度损伤，db/db 小鼠的 β 细胞代偿性增生）。

 

2）胰岛素 / 胰高血糖素免疫组化：检测 β 细胞（胰岛素阳性）和 α 细胞比例，量化 β 细胞功能及胰岛内分泌结构变化。

 

2、靶器官损伤

 

肝脏：HE 染色观察脂肪肝（脂质沉积）、炎症或纤维化（常见于高脂饮食诱导模型）。

 

脂肪组织：脂肪细胞大小及分布（如白色脂肪组织肥大、棕色脂肪功能异常）。

 

并发症相关组织：肾脏（肾小球病变、肾间质纤维化，如 db/db 小鼠肾损伤）、视网膜（微血管病变）、周围神经（神经病变）等，评估糖尿病慢性并发症。

 

四、分子与功能指标

 

基因与蛋白表达

 

胰岛素信号通路：检测 IRS-1/2、Akt、GLUT4 等基因或蛋白表达，反映胰岛素受体后信号传导障碍（胰岛素抵抗机制）。

 

β 细胞功能相关基因：如 Pdx-1、MafA（调控 β 细胞分化与功能）、UCP2（线粒体功能，与 STZ 诱导的 β 细胞损伤相关）。

 

瘦素信号通路：在 ob/ob（瘦素缺陷）、db/db（瘦素受体缺陷）模型中，检测 Lep、Lepr 基因表达及下游 JAK-STAT 信号通路。

 

能量代谢与氧化应激

 

耗氧量（VO₂）、产热（能量消耗）：评估代谢效率（如 db/db 小鼠代谢率升高）。

 

氧化应激指标：MDA（丙二醛）、SOD（超氧化物歧化酶）等，反映氧化损伤程度（与 β 细胞凋亡相关）。

 

五、模型特异性补充指标

 

自发性模型（如 db/db、ob/ob 小鼠）：需关注瘦素信号缺陷相关表型（如肥胖、生育力低下、伤口愈合延迟）及血糖动态变化（如 ob/ob 小鼠 12 周后血糖可能恢复正常，属早期高血糖模型）。

 

诱发性模型（如 STZ 诱导）：需验证胰岛素抵抗（高脂饲料喂养后）与 β 细胞损伤（STZ 注射后）的双重机制，避免过度损伤导致 Ⅰ 型糖尿病特征。

 

大鼠模型（如 ZDF、OLETF）：关注胰岛素抵抗进展（如 ZDF 大鼠的 β 细胞凋亡、OLETF 大鼠 14 周龄后的胰岛素抵抗明确）及并发症发生率（如 OLETF 大鼠 24 周龄发病率 100%）。

 

六、其他注意事项

 

成模率与死亡率：如 STZ 多次低剂量注射可提高成模率、降低死亡率，需评估模型稳定性。

 

时间依赖性：不同模型的表型出现时间不同（如 db/db 小鼠 4-8 周龄血糖升高，OLETF 大鼠 24 周龄完全发病），需按周龄动态监测指标。

 

与人类疾病的相关性：优先选择兼具胰岛素抵抗和 β 细胞功能障碍的模型（如诱发性模型结合 “高脂饮食 + 低剂量 STZ”），避免单一机制模型（如仅肥胖或仅 β 细胞损伤）。

 

通过以上指标综合评估，可确保动物模型准确模拟人类 T2DM 的核心病理特征（胰岛素抵抗、高血糖、β 细胞功能异常及并发症），为糖尿病发病机制研究和药物筛选提供可靠工具。

 

动物实验服务平台
实验动物代养服务	动物饲养	1.屏障环境饲养 ：1）屏障环境饲养-小鼠 2）屏障环境饲养-大鼠 3）屏障环境饲养-豚鼠 4）屏障环境饲养-地鼠 5）屏障环境饲养-兔2.普通环境饲养 1）普通环境饲养-犬 2）普通环境饲养-猪 3）普通环境饲养-猴 3.一站式实验操作服务 1）给药服务（注射给药：静脉、腹腔、皮下、皮内、肌肉。消化道给药：灌胃、自由摄取、十二指肠、直肠。其他部位给药：呼吸道、皮肤、脑内、关节腔内、脊髓腔内、滴眼、生殖器等。"2）脏器、组织取样服务：脏器、腺体、淋巴结、骨及软骨、肌肉、肿瘤组织、脑组织、脂肪组织等。3）体液样本采集：血液（眼睑采血、剪尾采血、心脏采血）、尿液、脑脊液、胆汁、腔液。4）其他实验操作观察、拍照、称重、滴鼻、剪尾、人工肿瘤测量、解剖等。
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