动物模型在降糖药物的研究中应用.pdfVIP

北京大学基础学院药理学系 谭焕然教授 写在课前的话 动物疾病模型主要用于实验生理学、实验病理学和实验治疗学（包括新药筛选）研究。人类 疾病的发展十分复杂，以人本身作为实验对象来深入探讨疾病发生机制，推动医药学的发展来之 缓慢，临床积累的经验不仅在时间和空间上都存在局限性，而且许多实验在道义上和方法上也受 到限制。 一、糖尿病动物模型 目前获得糖尿病模型的方法主要有手术法、化学法、自发的方法。 (一)手术法胰腺切除法 胰腺是产生胰岛素的最主要器官，如果胰岛素不足血糖会升高，利用此原理切除75%以上的胰腺，小 鼠就会产生胰岛素缺乏、高血糖症状，胰腺的外分泌腺同时受到影响，会产生酮症酸中毒的现象。 胰腺切除法制备的小鼠的优点是可以形成稳定的高血糖，原理在于切除胰腺造成胰岛素缺乏。药理要 用糖尿病鼠做筛降糖尿，选降糖药，讨论降糖药的作用机制，讨论糖尿病的发病机制。把胰腺切除75%以 上，即使剩余25%能力再高也不足以降血糖，如果用的药物促进 β 细胞分泌胰岛素，就不会显现出来。 这种人为的切除胰腺的方式造成高血糖和临床的高血糖是完全不同的两个概念，因为糖尿病的发病机制很 复杂，并不是因为胰腺的缺失造成的，胰腺缺失可能是胰腺癌才有这种情况，所以这种方法做糖尿病模型 非常勉强，但是优点是高血糖，简单方便而且便宜。 STZ法与四氧嘧啶法都是糖尿病动物模型的化学法，二者在动物模型的形成 上有哪些不同的情况？ （二）四氧嘧啶法 四氧嘧啶法是选择性化学损毁胰岛β细胞，形成了高血糖。其和手术切除类似，因为是化学性损伤， 把胰岛的β细胞损害，这可能跟临床上罕见类型的糖尿病一样，如Ⅰ型糖尿病。但是这种模型非常容易产 生高血糖反应，因为它的血糖比正常小鼠高很多，这么高的血糖小鼠不能长时间维持。因为这种模型大概 一两个星期，就要给药处理，如果不给药处理，两三个星期就会死掉，而且高血糖会产生其他的并发症。 糖尿病的并发症是更严重的问题，是引起糖尿病人死亡的主要原因，如高血糖引起的高血糖毒性，然 后对血管、高血压、以及对小动脉、小静脉、肾、眼底的损伤，这些都不能通过这种模型来研究，当然模 型也有它的优势就是比手术方便，打药后监测血糖就可以。 1 （三） STZ法 是链佐菌素，或者链脲佐菌素引起的，这种方法也是损伤胰岛的β细胞，特征和四氧嘧啶不同，其血 糖的升高比较缓和，一般十几以上，小于30，四氧嘧啶法基本上一般的都能到30。 存在的问题是动物反应性较差，有时做出来30只动物，可能就剩17、18只有反应，剩下的12只没有反 应。有人认为链脲佐菌素引起的模型是 Ⅱ 型糖尿病模型。但它是用小剂量的 STZ 加上高脂饮食，造成 高脂高糖的状态。但是现在很难说它是 Ⅱ 型糖尿病，因为 Ⅱ 型糖尿病发病的原因很多，链脲佐菌素加 高脂很勉强。但是如果没有特别好的方法，这种方法也可以。但是成功率差，有时动物反应比较好，成功 率可能高些，动物反应差成功率就低。但是一般这种方法比四氧嘧啶法多一些，因为四氧嘧啶作用太大， 损伤太重。 （四）自发性 像 KK小鼠， OBOB鼠，都是属于经过很多代的遗传筛选，肥胖型 OBOB基因缺陷的鼠做的比较好，但 是这两种都要进口。 KK鼠国内只有一两家有， OBOB鼠一般都是从美国进口。葡萄糖在进入细胞后一定要 转化为6-磷酸葡萄糖，才有活性，然后进入三酸循环产生能量。 上图是计算计合成的葡萄糖模式图。基因存在于两个地方，胰腺和肝脏，在肌肉组织也要活化葡萄 糖，把葡萄糖转化为6-磷酸葡萄糖的酶叫己糖激酶，这两个基因分别存在于两个脏器里，而且都是单本类 基因，所以是非常好的基因位点。如果是多基因，敲除其中一个，其他可以补偿，可以把基因缺失的作用 掩盖。如果是单基因β，优点是敲除基因表型后显露，生物学形状也非常明显，敲除葡萄糖激酶基因也同 样会产生非常明显的血糖变化。 2 葡萄糖进入β细胞磷酸化，然后进入线粒体，进行三羧酸循环形成 ATP 。形成的 ATP 可以激活 APT ，APT 钾离子通道的开放可以使电压依赖的钙离子通道开放，钙离子内流，然后触发胰岛素分泌，是整个 胰岛素分泌过程中葡萄糖激酶