大鼠糖尿病实验(小鼠糖尿病实验)

• 1、糖尿病(DM)大鼠模型的建模方法
• 2、华媒：哈佛大学研制出新型口服胰岛素 大鼠测试成功
• 3、我国新型高效糖尿病治疗药物开发取得重要进展

糖尿病(DM)大鼠模型的建模方法

来源：链脲佐霉素（STZ）诱导的糖尿病

模式动物品系：SD大鼠（SPF），雄性，周龄为4w~6w，体重为180g~200g。

实验分组：

实验分六组：正常对照组、模型组、阳性药组、受试药组三个剂量组，每组15只动物。

实验周期：4w

建模方法：主要试剂及配制方法 柠檬酸、柠檬酸三钠、链脲佐霉素(Streptozocin, STZ) 1. 柠檬酸钠缓冲液配制：将2.10 g柠檬酸加入双蒸水100 ml配成柠檬酸母液， 称为A液； 将2.94g柠檬酸三钠加入双蒸水100 ml配成柠檬酸钠母液，称为B液； 将A、B液按1:1.32比例混合，pH计测定pH值，调定溶液pH=4.0，即是所需配制STZ的0.1 mol/L柠檬酸钠缓冲液。 2. STZ溶液的配制：将STZ溶于0.1 mol/L柠檬酸钠缓冲液中，新鲜配制成10 mg/mL浓度的STZ溶液，并用0.22μm滤菌器过滤除菌。注意避光配制，现用。

建模方法 1.术前12h禁食 2. 模型组大鼠按照55 mg/kg 剂量的STZ 进行腹腔注射，对照组给予给予相同剂量的柠檬酸钠缓冲液。 3. STZ注射7 d后，测空腹血糖，选择血糖为13.5-25mmol/L纳入正式实验。 4. STZ注射后，每周测血糖，称体重，观察体重血糖变化。 5. 第4周检测各组大鼠的体重和空腹血糖值后，摘眼球采血，室温静置2h后于4℃ 3000r离心10分钟提取血清，放入-80冰箱冻存。同时取黄脂，皮下脂肪，骨骼肌，白脂，肝脏，肺脏，心脏，肾脏用于病理和分子生物学检测。

应用：疾病模型

模型评价 1. 大体观察：正常组大鼠体型适中，精神状态良好，动作自如，反应灵敏，毛发平伏有光泽。而糖尿病大鼠体重变轻，精神萎靡，反应迟钝，毛竖无光泽，动作迟缓，弓背捲体，尿量显著增加。糖尿病大鼠较正常组体重显著减轻，心脏系数、肝脏系数较正常组有显著增加，且有统计学意义。 2. 空腹血糖、甘油三酯和总胆固醇水平的变化： 正常对照组的空腹血糖、甘油三酯和总胆固醇水平在实验前后均无显著差异； DM组的空腹血糖、甘油三酯和总胆固醇水平显著高于对照组。

组织病理学 1.糖尿病大鼠心脏组织形态学的变化 经HE染色可见正常对照组大鼠心肌纤维排列整齐，致密，结构清晰，细胞核染色质分布均匀，细胞外间质较少，微血管结构正常，可见少量成纤维细胞，间质无明显的炎症细胞浸润；DM模型组大鼠心肌纤维排列紊乱，心肌细胞肥大，细胞间隙增大，结构不清晰，有的细胞核膜皱缩，核固缩，并有炎症细胞浸润，肌细胞间也可见成纤维细胞浸润 4.糖尿病大鼠肺脏组织形态学的变化 HE染色显示，对照组大鼠肺组织结构清晰，肺泡分布均勾，肺泡隔、支气管 壁完整，肺间质分布均勻，少见炎性细胞浸润；DM组大鼠肺组织结构紊乱，部分肺泡腔萎缩、塌陷，可见肺大泡，支气管壁增厚，肺间质和血管周围细胞外基 质增多，成纤维细胞增多，并有大量炎症细胞浸润， 2.糖尿病大肾脏组织形态学的变化 HE染色显示，DM组大鼠肾小球肥大增生，肾小球系膜基膜增厚，肾小管空泡变性，胞质空亮。 3.糖尿病大鼠肝脏组织形态学的变化 经油红O染色可见DM组大鼠肝内脂滴较大，红色脂滴明显，肝脏可见显著的脂质沉积。

华媒：哈佛大学研制出新型口服胰岛素 大鼠测试成功

中新网6月27日电 美国侨报网6月26日刊文称，对于许多糖尿病患者来说，为稳定病情，最头疼的可能就是需要每天多次注射胰岛素。但哈佛大学的研究人员近日研发出了一种将胰岛素注射入药片内的方法，并在大鼠测试中取得了不错效果。

文章摘编如下：

据美媒报道，该项研究作者、哈佛大学生物工程教授米特拉高特里(Samir Mitragotri)指出，虽然口服胰岛素面临着很多问题，而此次的研究显示，他们可以将胰岛素安全地从肠道输送至血液中，且对于患者而言，将是一种非侵入性、舒适的、易于使用的治疗方法。

胰岛素是一种荷尔蒙，有助于把人们食物中的糖引入细胞中消耗掉。而糖尿病患者通常因缺乏足够胰岛素而患病，但确切的病因取决于糖尿病类型。

口服胰岛素一直以来是不可用的，因为胰岛素会在胃中被消化。所以，目前主要采取注射针剂的方法，通过针头或通过皮下小管，将胰岛素输送至血液内，但因此带来的疼痛经常会导致患者停止或减少用药。

为了研制一种口服胰岛素，研究人员面临着许多挑战。研究人员解释称，首先要通过胃酸的考验，如果能穿过胃，肠道将是另一个大问题，因为胰岛素是一种大分子，而肠壁会将大多数大分子拦截。

为解决肠道屏障的问题，研究人员先将胰岛素注射入离子液体中，然后再在胰岛素离子液体组合物外覆盖涂层，涂层可以让药丸完整通过胃部，然后溶解在小肠中，随后，口服胰岛素进入大肠。在离子液体帮助下，胰岛素分子可通过肠壁，进入血液。

这种口服胰岛素的一个好处是，它比注射胰岛素更加稳定。目前的胰岛素一旦离开冰箱，有效期就只有28天左右，但口服胰岛素至少有两个月的有效期，且可能更长。

研究人员发现，口服胰岛素在大鼠试验中取得了血糖(葡萄糖)持续下降达45%的不错效果。研究人员指出，在进行人体试验前，仍需做更多的研究，包括在更大的动物身上测试。但如果一切顺利，有望在3至5年内开始人体临床试验。

他们还表示，目前还很难估计口服胰岛素的成本是多少，但离子液体和涂层材料并不昂贵，因此预计其成本与当前胰岛素价格类似。

我国新型高效糖尿病治疗药物开发取得重要进展

光明日报讯记者常河近日从中科院合肥研究院获悉，该院王俊峰课题组对糖尿病候选药物FGF21进行改造后制成FGF21ss，糖尿病小鼠的实验结果表明，改造后的药物表现出更加优异的降血糖、减体重效果，具有良好的成药性，未来有望为糖尿病患者带来福音。相关研究已申请国家发明专利和国际专利保护，目前已与多家企业达成初步意向，共同推进临床试验和产业化工作。

2020年发表在国际顶级医学期刊《英国医学杂志》上的调查文章表明，中国糖尿病患者人数已达1.3亿，居全球首位。目前糖尿病药物治疗以控制血糖、延缓相关并发症发生为主，并不能彻底治愈糖尿病，其主要原因在于糖尿病治疗药物作用机制绝大多数围绕胰岛素具有的降血糖功能展开，而没有针对糖尿病真正的病因——胰岛素抵抗，治标不治本。因此，开发能够改善胰岛素抵抗的治疗药物将有助于更好地治疗糖尿病。

FGF21是一种人自身具有的调节代谢的内分泌蛋白质，具有改善机体的胰岛素抵抗、促进糖脂能量代谢、消耗多余葡萄糖及脂类、逆转氧化应激反应引起的细胞凋亡（如糖尿病并发症大血管病变、动脉粥样硬化）等优点，有治疗肥胖症、糖尿病、非酒精性脂肪肝等代谢相关疾病的潜力。目前基于FGF21的药物开发取得了系列进展，但并没有很好地解决FGF21药代动力学和稳定性较差、需要频繁给药的问题，极大阻碍了临床应用。

在本研究中，研究人员依托稳态强磁场实验装置，运用核磁共振波谱学手段解析了FGF21的溶液结构，发现FGF21本身结构的稳定性较低，为此研究人员使用蛋白质工程手段对FGF21进行了改造，最终获得了一个新的变体FGF21ss。在蛋白质稳定性实验中，新变体表现出远优于FGF21的热稳定性。同时，糖尿病小鼠实验结果表明，新变体展现出了更高的生物学活性，在炎症脂肪细胞中，能够逆转由炎症因子引起的细胞胰岛素抵抗，恢复对胰岛素的敏感性。在治疗肥胖小鼠的糖尿病实验中，具有优秀的降血糖、减体重和降低血清胰岛素的能力，并且优于FGF21。

由于FGF21ss的热稳定性高，有利于药物的制作、存储，以及运输，同时其降血糖活性功能有较大提高，可有效减少给药次数，极大改善糖尿病患者的治疗方案。目前该药物的产业化进程正在稳步推进，已与多家公司达成协议共同开展临床前一系列实验，预计2年后申请临床批件开展临床实验，有望在完成临床转化后用于糖尿病、肥胖和非酒精性脂肪肝等慢性代谢性疾病治疗。

该成果发表于分子生物学国际期刊《欧洲分子生物学组织报告》。合肥研究院强磁场中心王俊峰和戴晗是本研究的通讯作者，朱磊、赵宏鑫和刘娟娟是本研究的共同第一作者。合肥工业大学和温州医科大学科研人员参与了研究。

《光明日报》（ 2021年01月03日03版）

来源： 光明网-《光明日报》