以下是关于链脲佐霉素(Streptozotocin, STZ)诱导糖尿病(大鼠/小鼠)模型的完整技术文章,重点详述检测项目:
链脲佐霉素(STZ)诱导糖尿病动物模型:建立与检测指南
(适用于大鼠/小鼠)
一、模型原理
链脲佐霉素(STZ)是一种氨基葡萄糖-亚硝基脲化合物,能选择性破坏胰岛β细胞,导致胰岛素分泌不足,模拟1型糖尿病病理特征。其机制是通过GLUT2葡萄糖转运蛋白进入β细胞,引起DNA烷基化损伤和氧化应激,最终诱发β细胞凋亡。
二、模型建立流程
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动物选择
- 种属:SD大鼠、Wistar大鼠、C57BL/6小鼠(最常用)
- 体重/周龄:大鼠180–220g(8周),小鼠18–22g(6–8周)
- 环境:SPF级动物房,自由摄食饮水,12h光暗周期
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STZ配制与给药
- 溶剂:0.1 mol/L柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液(pH 4.5),现配现用
- 剂量(需预实验优化):
- 大鼠:单次腹腔注射 50–65 mg/kg
- 小鼠:连续5天腹腔注射 40–50 mg/kg/天
- 禁食:给药前禁食6–12小时(提高β细胞敏感性)
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糖尿病确认标准
- 给药后72小时起,连续2次检测空腹血糖 ≥ 11.1 mmol/L(200 mg/dL)
- 伴随机体质量下降、多饮多食多尿症状
三、核心检测项目(重点)
(一)基础代谢指标
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血糖监测
- 空腹血糖(FPG):禁食6小时后尾静脉采血,血糖仪检测
- 随机血糖:非禁食状态下检测
- 时间点:给药前(基线)、给药后24h、48h、72h、1周、2周、4周
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体重变化
- 每周称重1–2次,糖尿病模型通常伴随体重下降(>10%)
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摄食量与饮水量
- 记录24小时摄食量(g)和饮水量(mL),模型组显著高于对照组
(二)胰岛功能与胰岛素抵抗
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口服糖耐量试验(OGTT)
- 步骤:禁食6h → 测空腹血糖 → 灌胃葡萄糖(大鼠2g/kg,小鼠1.5g/kg)
- 检测点:0、30、60、90、120分钟血糖
- 结果:模型组血糖曲线下面积(AUC)显著增大
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胰岛素水平
- 血清胰岛素:ELISA法检测
- 时间点:成模后1周、4周(反映β细胞进行性损伤)
- 特征:胰岛素水平显著降低(1型糖尿病)
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胰岛素抵抗指数
- HOMA-IR =(空腹胰岛素 μIU/mL × 空腹血糖 mmol/L)/22.5
- 适用于部分STZ模型(如联合高脂饮食诱导2型糖尿病)
(三)胰腺组织学检测
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HE染色
- 观察指标:胰岛萎缩、β细胞数量减少、炎性浸润
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免疫组化(IHC)
- 标志物:
- 胰岛素(Insulin)染色:评估β细胞残留量
- 胰高血糖素(Glucagon)染色:评估α细胞比例
- 定量:ImageJ软件分析阳性细胞面积占比
- 标志物:
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TUNEL染色
- 检测β细胞凋亡情况
(四)并发症相关指标(可选)
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肾脏损伤
- 血清指标:肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)
- 尿蛋白:24小时尿微量白蛋白(ELISA)
- 肾组织PAS染色:观察肾小球基底膜增厚
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氧化应激
- 血清/组织:MDA(丙二醛)、SOD(超氧化物歧化酶)、GSH(谷胱甘肽)
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血脂谱
- 血清:总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、LDL-C、HDL-C
四、模型验证要点
五、注意事项
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STZ毒性控制:
- 小鼠死亡率高,建议分次注射(40mg/kg × 5天)
- 注射后补充10%葡萄糖水24h(预防低血糖休克)
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伦理终点:
- 血糖持续 >30 mmol/L 或体重下降 >20% 需人道处死
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对照设置:
- 正常对照组 + 溶剂对照组(柠檬酸缓冲液注射)
六、参考文献
- Furman BL. Streptozotocin-Induced Diabetic Models in Mice and Rats. Curr Protoc Pharmacol. 2015.
- Wu KK, et al. STZ-induced diabetes models: Pathophysiological mechanisms and fidelity to human diabetes. J Diabetes Res. 2022.
注:实际检测项目需根据研究目的(如药物疗效、并发症机制)选择性组合,基础必检项目为血糖、体重、OGTT、胰岛素、胰腺病理。