人糖尿病模型(糖尿病模型小鼠的建立方法有哪些)

光明网 2025年01月26日 11:25 0

文章目录：

1、世界首例人类永久性新生儿糖尿病犬模型问世
2、糖尿病肾病模型：动物模型、二维细胞模拟及三维类器官模型
3、国际首个糖尿病诊疗多模态大模型来了！

世界首例人类永久性新生儿糖尿病犬模型问世

光明日报广州11月3日电记者吴春燕、雷爱侠从中国科学院广州生物医药与健康研究院获悉，该院与北京希诺谷生物科技有限公司合作，利用单碱基编辑器对葡萄糖激酶进行点突变，成功培育出世界首例人类永久性新生儿糖尿病犬模型。相关研究近日在线发表于《细胞发现》。

糖尿病是继心血管疾病及肿瘤后的第三大疾病。目前，全世界糖尿病患者已超过4亿人，中国糖尿病患者已超过1亿人。其中，部分病例发生于新生儿时期，是由与分泌胰岛素的β细胞功能相关的基因突变导致的遗传性糖尿病。葡萄糖激酶（GCK）是葡萄糖代谢过程中的第一个限速酶，也是葡萄糖浓度感受器，在调节血液葡萄糖浓度中起着关键作用。

GCK基因突变在青少年糖尿病中所占比例较大，且大多数为单核苷酸突变，纯合或复合型的杂合突变会导致GCK蛋白完全失活，患者表现出永久性新生儿糖尿病，临床症状包括出生第一天开始高血糖、伴随有生长缓慢、患者终身需要注射外源胰岛素才能够存活。

研究人员首次尝试利用单碱基编辑器对犬GCK基因进行点突变，使GCK基因上的CAG密码子完成C到T的转变，从而引入终止密码子，提前终止GCK的翻译，使GCK蛋白完全失去活性。其过程是首先从供体犬获取受精卵，借助显微操作系统将体外转录的碱基编辑器mRNA和sgRNA注射到受精卵中，然后将完成注射的受精卵移植入代孕犬的输卵管内，使其在体内继续发育成熟并分娩。

本实验总共移植56枚受精卵，产下17只幼犬，共获得4只GCK基因编辑犬，其中3只为纯合突变，1只为嵌合体。GCK基因点突变小狗刚出生就表现出高血糖症状，且生长缓慢，如果不注射外源胰岛素，新生犬将在两周内死亡，如果出生后第一天就开始注射胰岛素，新生犬的血糖浓度趋于正常水平，可以长期存活，同时体重与没有治疗的幼犬相比也得到很大程度的恢复。

研究人员对RNA测序结果进行GO富集分析发现，注射外源胰岛素的永久性新生儿糖尿病模型犬能促进脂类和脂肪酸等代谢，使犬的生理指标维持在一个相对正常的水平，从而能使其存活时间延长，这些特征都与人类永久性新生儿糖尿病症状一致。该单碱基基因编辑犬将为研究人类新生儿糖尿病的发生机制和开发新的治疗方法，如药物治疗、干细胞治疗和基因治疗等，提供理想的动物模型。

《光明日报》（ 2021年11月04日10版）

来源：光明网-《光明日报》

糖尿病肾病模型：动物模型、二维细胞模拟及三维类器官模型

摘要：

文题释义：

糖尿病肾病：是糖尿病晚期最严重的微血管并发症之一，多见于病史超过10年的糖尿病患者，临床症状以蛋白尿及持续的肾功能下降为主；主要病理改变包括系膜基质增生、细胞外基质过度沉积、肾小球硬化及肾小管间质纤维化。

肾脏类器官：是由干细胞产生的、能够在体外自发形成包含足细胞、近端小管细胞、远端小管细胞及血管内皮细胞等在内的多种固有细胞的器官样结构，具有稳定的遗传背景；可用于探索肾脏发育过程、疾病建模和药物筛选。

背景：近几年来，人类多能干细胞衍生的肾类器官及糖尿病肾病啮齿动物模型取得了一定的进展。然而，由于糖尿病肾病发病受环境因素及遗传因素共同作用，发病机制复杂，并且对于此类患者的临床治疗方法需要因人而异。因此，需要开发更灵活和综合的方法，从而发现强有力的临床前证据，以支持对糖尿病肾病患者进行更有针对性的干预。

目的：从动物模型、二维细胞培养模拟及三维类器官模型等方面综述了糖尿病肾病模型的研究进展，为进一步的研究提供线索和思路。

方法：以“糖尿病，糖尿病肾病，糖尿病肾病模型，糖尿病肾病动物模型，类器官，肾脏类器官，糖尿病肾病细胞模型，糖尿病肾病病证结合动物模型”为中文检索词，“Diabetes，diabetic nephropathy，diabetic kidney diseases，diabetic nephropathy models，diabetic nephropathy animal models，organoids，diabetic and organoids，diabetic and kidney organoids，kidney organoids，diabetic nephropathy cell models，diabetic nephropathy syndrome combined animal models”为英文检索词，检索中国知网及PubMed数据库，最终纳入101篇文献进行综述分析。

结果与结论：糖尿病肾病体内模型和体外模型是深入研究糖尿病肾病发病机制的有力工具。动物模型可以观察到多系统之间的相互作用；二维细胞培养操作简便且成本较低；新兴的肾类器官填补了二维和整体水平之间的空白，无种属差异且一定程度模拟了人肾脏的复杂性。随着类器官技术的不断发展，肾类器官有望为探索糖尿病肾病的发病机制、病理生理过程和药物筛选提供一个新的视角。

https://orcid.org/0009-0003-1469-1223(钱足平)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 糖尿病肾病, 肾脏类器官, 糖尿病肾病类器官, 细胞模型, 动物模型, 中医病证结合糖尿病肾病模型, 工程化组织构建

引用本文：钱足平, 陈勇, 冉燕, 达静静, 查艳. 糖尿病肾病模型：动物模型、二维细胞模拟及三维类器官模型[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(17): 3632-3640.

糖尿病肾病模型：动物模型、二维细胞模拟及三维类器官模型

国际首个糖尿病诊疗多模态大模型来了！

糖尿病是全球上升最快的主要慢性病，其中，糖尿病视网膜病变（DR）作为最常见的糖尿病特异并发症，影响了30%-40%的糖尿病患者，严重情况下会造成失明。糖尿病防治形势则更为严峻，尤其在基层和偏远地区缺乏糖尿病管理适宜技术，基层医生的数量和经验远不能满足糖尿病管理的实际需求。

在这个“AI ”的时代，AI可以为解决基层糖尿病防治问题做些什么？能不能构建一个“糖尿病诊疗意见和糖尿病眼部并发症精准诊断”的智能系统？

糖尿病诊疗多模态大模型系统概览

近日，国际首个糖尿病诊疗多模态大模型出炉，给出治“糖”数字方案。该系统充分展现了“大语言模型和深度学习技术”的优势，利用37.2万条基层慢病诊疗和管理数据、超50万张眼底图像进行训练优化，可实现基于临床信息的糖尿病管理意见推荐、基于眼底图像精准预测糖尿病视网膜病变进展，进而生成临床诊疗意见，帮助基层医生更好地诊断糖尿病及糖尿病视网膜病变，给患者提出个性化的诊疗意见。

据介绍，研究团队邀请了10位糖尿病相关学科的著名学者组成国际多学科专家委员会，以专家对每个病例形成的诊疗共识为标准答案，对糖尿病诊疗多模态大模型和基层医生给出的诊疗意见进行盲法评分，发现这一系统产出的糖尿病诊疗意见的质量达到或强于基层医生的水平。

来自北京、上海、广州、武汉及香港等中国城市和新加坡、泰国、英国、乌兹别克斯坦等6个国家的眼底图像对该模型进行外部测试，结果显示其糖尿病视网膜病变诊断能力达到专业眼科医生水平。

该模型由清华大学、北京清华长庚医院黄天荫教授团队、上海交通大学电院计算机系/教育部人工智能重点实验室盛斌教授团队、上海交通大学医学院附属第六人民医院贾伟平教授和李华婷教授团队、新加坡国立大学覃宇宗教授团队研究团队合作研究，开展了随访769名中国基层糖尿病患者的前瞻性研究，证实该系统纳入糖尿病诊疗流程后，可有效提升基层医生的诊疗水平、为患者提供个性化的建议，显著改善新发糖尿病患者的自我管理行为，提高糖尿病视网膜病变患者的转诊依从性，相关成果于近日发表在《自然·医学》。