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编号:10238807
链脲佐菌素糖尿病金黄地鼠模型建立的研究(一种同时评价药物降血糖和调节血脂作用的动物模型)
http://www.100md.com 中国糖尿病杂志 2000年第4期第8卷 论 著
     乔凤霞(中国医学科学院中国协和医科大学 药物研究所 邮政编码 100050);申竹芳(中国医学科学院中国协和医科大学 药物研究所 邮政编码 100050);叶菲(中国医学科学院中国协和医科大学 药物研究所 邮政编码 100050);陈跃腾(中国医学科学院中国协和医科大学 药物研究所 邮政编码 100050);谢明智(中国医学科学院中国协和医科大学 药物研究所 邮政编码 100050) 乔凤霞 申竹芳 叶菲 陈跃腾 谢明智

    关键词:金黄地鼠;链脲佐菌素;尿病脂质代谢异常

    摘要:

    中国糖尿病杂志000407 摘要 目的 建立一个糖尿病兼有脂质代谢异常的动物模 型。方法 给金黄地鼠连续腹腔注射小剂量链脲佐菌素3天,剂量为 40mg/kg。于注射后1、2、3、4、8周测动物血糖、血脂。结果 与正常对照组相比,血糖分别上升309%、247%、311%、376%和279%,血甘油三酯分别上升24 1%、212%、210%、321%和167%,血清胆固醇分别上升31%、58%、37%、54%和6%。用降血糖药 二甲双胍和调节血脂药普罗布考验证了该模型的反应性。结论 该 方法处理的金黄地鼠可作为同时评价药物降血糖作用和调节血脂作用的动物模型。
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    Streptozotocin-diabetic hamster

    (an animal model to evaluate hypoglycemics and hypolipidemics)

    Qiao Fengxia Shen Zhufang Ye Fei et al

    (Institute of Materia Medica,Chinese Academy of Medical Sciences &

    P eking Union Medical College,Beijing 100050)

    Abstract Objective To establish an animal model with dia betes and hyperlipidemia.The plasma lipid profile of golden hamsters is like tha t found in man.Methods For using golden hamsters as a mod el of diabetes with hyperlipidemia,we made them chronically insulin-deficient b y streptozotocin injection.Hamsters were injected with streptozotocin (40mg/kg) for 3 days intraperitoneally.Results Blood glucose,serum triglyceride and total cholesterol were determined in 1,2,3,4 and 8 weeks after the final streptozotocin injection.Fasting plasma glucose concentrations signifi cantly increased by 309%,247%,311%,376% and 279% respectively compared with thos e in norm al hamsters determined simultaneously.Serum triglyceride levels significantly in creased by 241%,212%,210%,321% and 167% respectively.Serum total cholesterol inc reased by 31%,58%,37%,54% and 6% respectively.They were significant in 1,2,3,4 w eek.The ratio of HDL-cholesterol to total cholesterol significantly decreased b y 46%,37%,26% and 23% in 2,3,4 and 8 weeks respectively.We also tested the effec ts of hypoglycemic agents and hypolipidemic agents in the animals.The effects we re revealed perfectly.Conclusion These results suggested that golden hamsters may be a suitable model of diabetes with dyslipidemia.It co uld be used to evaluate both hypoglycemic and hypolipidemic effects simultaneous ly.
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    Key words Golden hamster Streptozotocin Diabetic dyslip idemia

    糖尿病病人除高血糖外,一般均有脂质代谢异常。因此评价治疗糖尿病药物 对脂质代谢的作用,以及调节血脂药物对糖尿病引起的高血脂的作用也非常重要。以往常用 的研究糖尿病脂质代谢的动物模型多为链脲佐菌素大鼠或四氧嘧啶小鼠,但都有一些不足之 处,这些动物的脂质代谢与人有很大差异,如人体肝脏VLDL只含有载脂蛋白B100(ApoB100) [1],血浆中具有胆固醇酯转移蛋白的活性,而大鼠肝脏VLDL则含有ApoB100和载脂 蛋白B 48(ApoB100)[2],血浆中无胆固醇酯转移蛋白的活性[3],而且其 血脂较低而不稳定,血清甘油三酯和胆固醇不能同时升高,高血脂维持时间不长,不能很好 地模拟人体的高血糖和高血脂状态,也不能同时评价药物的降血糖作用和调节血脂作用,因 此需要建立新的动物模型。金黄地鼠的脂质代谢与人有许多相似之处,其肝VLDL只含有ApoB100[4],血浆中有胆固醇酯转移蛋白的活性[5],饮食中胆固醇对血浆脂 质的影响与人体类似[6],给金黄地鼠饲以高脂饲料引起的冠状动脉损伤,在病理 学上与人类动脉粥样化形成早期相似[7]。所以本实验选用金黄地鼠,腹腔注射小 剂量链脲佐菌素(STZ),测定其血糖、血脂的变化,并观察降血糖药物和调节血脂药物对此 动物模型的反应,以求建立一个糖尿病兼有脂质代谢异常的动物模型。
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    材料和方法

    一、材料

    雄性金黄地鼠,6~10周龄,体重50~80g,购自中国预防医学科学院流行病研究所 。

    STZ购自Sigma公司,血糖、甘油三酯、胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)及ApoA-1、A poB的含量测定均采用北京中生高科技技术公司所售试剂盒。盐酸二甲双胍片由北京天安制 药公司生产。普罗布考片由承德制药厂生产。其余试剂均为北京化工厂生产,分析 纯。

    二、方法

    给动物腹腔注射STZ,剂量为40mg/kg,STZ以0.1mol/L柠檬酸缓冲液(pH4.4)配制,每天1次 ,连续3天,注射后1~8周测定血糖(BG)、甘油三酯(TG)和血清胆固醇(TC)。

    根据注射后1周血糖和血脂分组,以不同药物的水溶液或混悬液灌胃,对照组灌胃相同量的 水,每日1次。1~3周后测定血糖和血脂等指标,观察结果。统计学处理采用两组间均数比 较t检验。
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    结 果

    一、金黄地鼠糖尿病脂质代谢异常动物模型的建立

    正常金黄地鼠禁食3小时血糖为3.37~4.29mmol/L,连续腹腔注射STZ 40mg/kg 3次后 ,除 个别动物外,血糖均显著升高,1、2、3、4和8周血糖分别为14.78±3.17、16.05±2.0 3、14.73±1.44、16.03±1.56和16.28±2.68mmol/L,比同时测定的正常对照组分别 上升309%、247%、311%、376%和279%,均有极显著性差异。正常金黄地鼠甘油三酯含量为 1.73~1.86mmol/L,注射STZ后也显著上升,1、2、3、4和8周甘油三酯分别为5.90±4.1 0、5.58±3.47、6.57±2.18、5.77±1.54和4.96±1.70mmol/L,比正常对照组分别 上升241%、212%、210%、321%和167%,均有极显著性差异。正常金黄地鼠胆固醇含量随饲 养时间延长而有上升趋势,为1.58~2.84mmol/L,注射STZ后血清胆固醇也升高,1、2、3 、4和8周分别为2.07±0.64、4.14±1.35、3.35±1.01、3.63±1.10和3.01±1. 35mmol/L,比正常对照组分别上升31%、58%、37%、54%和6%,1~4周与对照组比较有显著性 差异,4周后虽较对照组稍高,但无显著性差异(附图)。
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    附图 金黄地鼠腹腔注射STZ(40mg/kg)后不同时间血糖、血清甘油三酯和胆固醇与正常对照组的比较 *P<0.05,** P<0.01,***P<0.001,**** P<0.0001

    -*-正常对照组 -o-STZ组

    实验过程中,在2、3、4和8周同时测定了血清HDL-C的含量,并计算了其与总胆固醇的比值 (HDL-C/TC),结果STZ金黄地鼠HDL-C/TC分别较正常对照组降低了46%、37%、26%和23%, 均有显著性差异。3周后还测定了ApoB和ApoA-1的含量,结果ApoB含量较正常对照组增加44 %,有显著性差异。ApoA-1含量较正常对照组减少,无显著性差异(表1)。

    二、评价降血糖药物和调节血脂药物

    用已知降血糖药物二甲双胍、调节血脂药物普罗布考对该动物模型进行了评价。二甲双胍剂 量为0.25g/kg,普罗布考剂量为0.25g/kg,每日灌胃一次,共3周。结果给药1周后,二甲 双胍组血糖较对照组下降57%,血清总胆固醇下降55%,血清HDL-C/TC增加92%,均有显著性 差异。血清甘油三酯下降40%,无统计学差异。普罗布考组血清胆固醇较对照组下降50%,血 清HDL-C/TC增加88%,血糖亦下降30%,有显著性差异。血清甘油三酯下降27%,无显著性差 异(表2)。给药2~3周后,作用更加显著,二甲双胍组血糖、血清甘油三酯和胆固醇分别较 对照组下降50%、55%和26%,HDL-C/TC上升138%,均有显著性差异,并使ApoB含量较对照组 降低35%,P>0.05。普罗布考组血糖、血清甘油三酯和胆固醇分别较对照组下降46 %、65%和51%,HDL-C/TC上升152%,ApoB含量较对照组降低49%,均有显著性差异(表3)。
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    讨 论

    从以上结果看出,给金黄地鼠连续腹腔注射 STZ 40mg/kg后,动物的血糖、 血清甘油三酯 和胆固醇均明显升高,HDL-C/TC增加,类似血糖控制不良的糖尿病患者。注射后3周测定了ApoA-1和ApoB的含量,结果ApoA-1含量减少,ApoB含量增加,说明动物体内清除脂质能力 下降,与Ebara等[8]的研究结果相似[8],即STZ糖尿病金黄地鼠的高血脂 主要是由于脂质代谢降低引起。

    表1 金黄地鼠连续腹腔注射STZ 40mg/kg后不同时间血清H DL-C/TC,ApoA-1和ApoB含量与正常动物的比较(±s) 时间

    组别(只数)

    HDL-C/TC(%)
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    ApoA-1(μg/ml)

    ApoB(μg/ml)

    2周

    正常组(9)

    38.5±15.6

    -

    -

    STZ金黄地鼠(8)

    20.6±5.5**

    -

    -

    3周
, 百拇医药
    正常组(9)

    42.5±12.0

    25.6±18.3

    204.2±86.2

    STZ金黄地鼠(8)

    26.9±6.7**

    17.0± 6.6

    295.0±113 .4*

    4周

    正常组(8)

    32.5±3.1
, 百拇医药
    -

    -

    STZ金黄地鼠(8)

    24.0±3.1*

    -

    -

    8周

    正常组(8)

    21.3±2.7

    -

    -

    STZ金黄地鼠(6)

    16.5±3.9*
, 百拇医药
    -

    -

    与同时测定的正常动物组比较*P<0.05,**P<0.01表2 给普罗布考、二甲双胍1周对STZ金黄地鼠血糖、血清 甘油三酯、胆固醇含量和HDL-C/TC的影响(±s) 组别(只数)

    BG(mmol/L)

    TG(mmol/L)

    TC(mmol/L)

    HDL-C/TC(%)

    正常对照组(8)

    4.62±0.93***
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    1.79±0.47***

    2.60 ±0.60**

    38.5±15.6**

    STZ对照组(9)

    16.05±2.03

    5.58±3.47

    4.14±1.35

    20.6±5.5

    二甲双胍组(9)

    6.89±3.80***

, http://www.100md.com     3.35±0.89

    1.85±0.67 **

    39.5±13.5**

    普罗布考组(9)

    11.17±4.03**

    4.06±1.36

    2.08±0.62**

    38.7±20.1*

    与STZ对照组比较*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001 表3 给普罗布考、二甲双胍2~3周对STZ金黄地鼠血糖、血清甘油三酯、胆固醇、HLD-C/TC和ApoB含量的影响(±s) 组别(只数)
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    BG(mmol/L)

    TG(mmol/L)

    TC(mmol/L)

    HDL-C/TC(%)

    ApoB(μg /ml)

    正常对照组(9)

    STZ对照组(8)

    二甲双胍组(9)

    普罗布考组(9)

    3.37±0.58***

    16.03±1.56
, 百拇医药
    7.96±5.28**

    8.69±2.69**

    2.12±0.45**

    6.57±2.18

    2. 96±1.27***

    2.27±1.34**

    2.44±0.28*

    3 .35±1.01

    2.47±0.40*

    1.63±0.42**
, 百拇医药
    43.0±1 1.9**

    25.2±4.8

    60.0±9.6***

    63.6±27.5**

    204.2±86.2*

    295.0±113.4

    192.3±86.6

    151.4±32.7*

    与STZ对照组比较*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001

, 百拇医药     实验结果表明,腹腔注射STZ后连续测定8周,与对照组比较,血糖均上升240%以上;甘油三 酯均上升160%以上,1~4周胆固醇上升30%以上,8周上升6%,说明动物能一直维持在高血糖 和高甘油三酯状态,胆固醇水平在注射后1~4周较稳定,4周后有部分动物降低。故在注射 后1~4周试验药物的作用较好。

    研究过程中也探索了给金黄地鼠腹腔注射 STZ 30mg/kg ,结果大多数动物血糖、血清甘油 三酯和胆固醇均上升,其上升幅度不及注射40mg/kg的动物,但动物极少死亡,周龄和体重 较大的动物,血糖、血脂不易升高。而注射40mg/kg的动物有部分死亡,故如选用周龄较小 的动物,可适量减少STZ至30mg/kg,以达到血糖、甘油三酯和胆固醇均升高,但死亡率低的 目的。

    另外,给金黄地鼠禁食时,除将食物取出并更换干净垫料外,需将其颊囊中的食物取出,因 金黄地鼠有在颊囊中储藏食物的习惯。

    对已知降血糖药二甲双胍的评价表明,此模型能很好地反应其降血糖作用和调节血脂作用。 我们还试验了一种从天然产物中提取的α-葡萄糖苷酶抑制剂(本所协和制药厂提取)的作用 , 结果也可使血糖降低,血脂有所改善。普罗布考使其血胆固醇含量减少的同时,血糖亦降低 ,可能继发于其降血脂作用。随着给药时间的延长,血清甘油三酯也降低。说明该动物模型 能很好地反映各类降血糖药物和调节血脂药物的作用,可能成为一个较好的研究糖尿病脂质 代谢、同时评价药物的降血糖作用和调节血脂作用的动物模型。 参 考 文 献
, 百拇医药
    1,Kane JP,Hardman DA,Paulus HE.Heterogeneity of apolipoprotein B:isolati on of a new species from human chylomicrons.Proc Natl Acad Sci USA,1980,77∶2465 .

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    3,Ha YC,Barter PJ.Differences in plasma cholesteryl ester transfer activity in s ixteen vertebrate species.Comp Biochem Physiol,1982,71B∶265.
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    4,Arbeeny CM,Meyers DS,Bergquist KE,et al.Inhibition of fatty acid synthesis dec rease very low density lipoprotein secretion in the hamster.J Lipid Res,1992,26 ∶465.

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    6,Jensen H,Lammers R,Marinus G,et al.Effects of doxazosin on lipids,lipoprotein lipases,and cholesterol synthesis in the golden hamster.J Cardiovasc Pharmacol,1 989,13∶(suppl 2)∶S5.
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    8,Ebara T,Hirano T,Mamo John CL,et al.Hyperlipidemia in streptozocin-diabetic h amsters as a model for human insulin-deficient diabetes:comparison to streptozo cin-diabetic rats.Metabolism,1994,43∶299.

    收稿:1999-03-29

    修回:2000-02-22, 百拇医药