链脲佐菌素诱导C57BL/6J和昆明小鼠1型糖尿病模型的比较

郑国亚，张金宝，刘顺梅Δ，齐佳，尹金良，马娟

( 1.潍坊医学院 生物科学与技术学院，山东 潍坊 261053；2.潍坊医学院 临床医学院，山东 潍坊 261053)

链脲佐菌素诱导C57BL/6J和昆明小鼠1型糖尿病模型的比较

郑国亚1，张金宝2，刘顺梅1Δ，齐佳1，尹金良1，马娟1

( 1.潍坊医学院 生物科学与技术学院，山东 潍坊 261053；2.潍坊医学院 临床医学院，山东 潍坊 261053)

目的 比较相同剂量STZ处理时C57BL/6J和昆明小鼠1型糖尿病模型的成模率及稳定性，探究经济有效的糖尿病小鼠建模品系。方法 健康雄性C57BL/6J 和昆明小鼠分别随机分为3组(20只/组)：正常对照组、150 m g/kg组(单次腹腔注射)、50 mg/kg组 (连续注射5 d)。末次注射STZ后每天测量小鼠摄食量和饮水量，每周测量小鼠空腹血糖及体重一次，连续观察4周。结果 2种建模方法均能使C57BL/6J和昆明小鼠表现出糖尿病的“三多一少”症状，且空腹血糖值比对照组显著增加(P<0.01)，但2种小鼠的血糖差异无统计学意义 。实验结束时，C57BL/6J和昆明小鼠的成模率没有差别，50 mg/kg组均为80%，150 mg/kg组均为65%。C57BL/6J小鼠的死亡率略低于昆明小鼠。 结论 相同剂量STZ处理下C57BL/6J 和昆明小鼠1型糖尿病的成模率和模型稳定性基本一致，昆明小鼠是较C57BL/6J小鼠更为经济有效的建立糖尿病模型的小鼠品系。

R587.1C57BL/6J小鼠；昆明小鼠；链脲佐菌素；1型糖尿病模型

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一类由环境因素和遗传因素共同作用导致的严重威胁人类健康的慢性代谢类疾病，主要由胰岛β细胞功能遭到破坏而引起，持续性高血糖是其主要临床特征[1-2]。近年来糖尿病的发病率急剧上升，并发症也逐渐增多，但其发病原因和机理尚不清楚，根治药物尚无开发[3]。因此，构建适宜的糖尿病动物模型，对糖尿病的发病机制研究及降血糖药物的开发具有重要意义[4]。

链脲佐菌素(Streptozotocin，STZ)因其操作简便、高选择性的破坏胰岛β细胞、成模快及模型稳定性好等优点已成为国内外建立糖尿病动物模型最常用的药物[5-7]。因链脲佐菌素诱导糖尿病小鼠模型的建立与小鼠的品系、药物浓度和用药次数有关[8]，很多研究者都在探寻理想的建模方法。目前关于STZ 诱导建立糖尿病小鼠模型的动物品系较多，最常用的是C57BL/6J小鼠[4,6,9-13]，利用昆明小鼠(KM)建模的报道较少[5,14]。由于C57BL/6J小鼠的价格较昆明小鼠高很多，使实验成本无形增加。因此，本实验通过比较相同处理条件下(STZ，150 mg/kg单次腹腔注射；50 mg/kg连续注射5 d)C57BL/6J和昆明小鼠的成模率和模型稳定性，以期探寻经济有效的构建1型糖尿病模型的小鼠品系。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 实验动物：6周龄清洁级雄性C57BL/6J和昆明小鼠(25±2)g购自山东大学实验动物中心，合格证号：SCXK(鲁) 2013-0009。 小鼠饲养于通风、清洁的动物房中，室温23 ℃±2 ℃，相对湿度(50±5)%，12 h光照和12 h黑暗循环进行，所有小鼠均自由摄食、饮水。实验动物严格遵守《实验动物保护条例》，动物处理程序经过潍坊医学院伦理委员会认证。

1.1.2 药品与仪器： STZ购自Sigma公司。德国卓越型罗氏血糖仪和血糖试纸购自德国罗氏诊断公司。

1.2 实验方法

1.2.1 动物分组与处理：C57BL/6J和昆明小鼠适应性饲养1周后选取空腹血糖介于3.0～6.0 mmol/L的健康小鼠各60只，分别随机分为3组(20只/组)：正常对照组、150 mg/kg组(一次性腹腔注射)和50 mg/kg组(连续注射5d)。小鼠建模方法参考文献[4,9-10]中的方案及课题组前期研究结果(中国生化药物杂志，2015年12期)。各组小鼠分笼饲养，造模前禁食12 h，自由饮水。禁食结束后，正常对照组无任何处理；150 mg/kg组分别一次性腹腔注射150 mg/kg 1% STZ溶液；50 mg/kg组分别连续5d腹腔注射50 mg/kg 1% STZ溶液。

1.2.2 检测指标：末次注射STZ后每天观察并记录小鼠的精神状态、活动情况、毛发颜色、排尿量及死亡情况等；每天测定各组小鼠的摄食量和饮水量；每周测量一次空腹血糖(FBG)和体重，连续4周。空腹血糖值≥11.1 mmol/L为建模成功[11]。比较2种品系小鼠在相同建模条件下的成模率、死亡率及血糖值变化。

2 结果

2.1 小鼠日常活动状态观察 对各组小鼠外观、形态等观察发现，正常对照组的C57BL/6J和昆明小鼠均表现为毛发顺滑有光泽，精神状态良好，比较活泼，反应灵敏。2个品系的150 mg/kg组和50 mg/kg组(下称模型组)小鼠均表现出活动少，精神萎靡，反应迟钝等现象。模型组的垫料明显比正常对照组的垫料湿度大，多尿症状明显。饮水量和摄食量数据显示，2种品系模型组的摄食量和饮水量均明显高于正常对照组，多饮和多食现象明显。体重数据显示，随着实验时间的延长，2种品系模型组小鼠的体重呈现负增长，而2个正常对照组小鼠的体重却逐日增长。上述现象说明模型组小鼠表现出了糖尿病的典型“三多一少”症状。

2.2 小鼠空腹血糖检测 昆明小鼠在注射STZ后，150 mg/kg组和50 mg/kg组小鼠的平均空腹血糖与正常对照组相比都显著升高(P<0.01)。第2周时，150 mg/kg组小鼠的血糖值升至最高，随后呈现下降的趋势；而50 mg/kg组的空腹血糖缓慢持续升高，最终达到一个较高的水平，在第4周时，其平均空腹血糖明显高于单次大剂量组(P<0.05)。见图1。

图1 昆明小鼠建模前后的空腹血糖*P<0.05，**P<0.01，与正常对照组相比;△P<0.05，与150 mg/kg组相比Fig.1 The fasting blood glucose level of KM mice before and after modeling*P<0.05，**P<0.01， compared with normal control group△P<0.05， compared with the group of 150 mg/kg

实验期间C57BL/6J小鼠与昆明小鼠的血糖变化情况非常相似。建模前各组空腹血糖差异没有统计学意义；但在注射STZ后，150 mg/kg和50 mg/kg组的平均空腹血糖均显著高于对照组(P<0.01)。第4周时，50 mg/kg组的平均空腹血糖值高于150 mg/kg组(P<0.05)。见图2。

图2 C57BL/6J小鼠建模前后的空腹血糖*P<0.05，**P<0.01，与正常对照组相比;△P<0.05，与150 mg/kg组相比Fig.2 The fasting blood glucose level of C57BL/6J mice before and after modeling*P<0.05，**P<0.01，compared with normal control group△P<0.05，compared with the group of 150 mg/kg

在整个实验期间，在相同处理条件下，即150 mg/kg STZ单次注射和50 mg/kg STZ连续注射5 d情况下，昆明小鼠和C57BL/6J小鼠的平均空腹血糖差异无统计学意义。见图3。

图3 相同处理条件下不同品系小鼠(C57BL/6J和昆明小鼠)的空腹血糖Fig.3 The fasting blood glucose level of different strains of mice(C57BL/6J and KM mice)under the same treatment conditions

2.3 小鼠的成模率和死亡率 STZ注射1周后，150 mg/kg处理组中昆明小鼠和C57BL/6J小鼠的成模率均为60%，死亡率分别是10%和5%。第2周和第3周时2品系的成模率增至70%～75%，但到第4周时由于个别小鼠血糖降回正常值而使4个品系的成模率均降至65%。50 mg/kg处理组中昆明小鼠和C57BL/6J小鼠1周后的成模率分别为55%和60%，随着实验时间的延长，2个品系的成模率逐渐升高，到第4周时均升至80%。上述实验结果表明昆明小鼠和C57BL/6J小鼠在150 mg/kg一次性注射和50 mg/kg连续5 d注射STZ时成模率均没有差别。见表1。

随着实验的进行，150 mg/kg组和50 mg/kg组的小鼠死亡率均表现为逐渐增加，且150 mg/kg组的死亡率高于50 mg/kg组。实验结束时150 mg/kg组中昆明小鼠和C57BL/6J小鼠的死亡率分别为25%和20%，50 mg/kg组中两者的死亡率分别为15%和10%。C57BL/6J小鼠的死亡率略低于昆明小鼠。见表1。

表1 不同品系小鼠的成模率和死亡率 (%)

3 讨论

糖尿病是一种全球性疾病，特点是发病率高、并发症多、治愈率低，严重威胁着人类健康。为了克服人体研究的局限性，构建理想的糖尿病动物模型成为研究糖尿病发病机制及治疗药物的重要手段。

不同动物对STZ的敏感性不同，同一动物的不同品系对STZ的敏感性也有差异[10, 15]，因此在建模时要适当选择动物种类和品系。目前用STZ建立糖尿病模型的小鼠品系除最常用的C57BL/6J外，还有KM、ICR[10, 16]、BALB/C[13, 16-17]及CD-1[18]。研究发现C57BL/6J 小鼠对STZ的敏感性稍高于KM和 ICR，敏感性最低的是BALB/C小鼠[15]。张金保[10]和伍静[19]也分别证实了C57BL/6J比ICR和BALB/C小鼠敏感性高，同等STZ剂量下前者成模率高于后2者。

本研究用150 mg/kg单次腹腔注射和50 mg/kg连续5 d腹腔注射STZ 2种处理方式均使C57BL/6J和昆明小鼠表现出了糖尿病的“三多一少” 症状，2个品系模型组小鼠的平均空腹血糖也显著高于对照组，表明2种造模方法均能成功诱导小鼠发生糖尿病。相同处理条件下(150 mg/kg单次注射和50 mg/kg连续5d注射)C57BL/6J和昆明小鼠的空腹血糖值没有统计学意义，2者的成模率及随时间变化的趋势基本一致。虽然C57BL/6J小鼠的死亡率较昆明小鼠低，但2者的差异并不明显。

昆明小鼠是我国最常用的实验动物之一，价格便宜，适用性广。因此，结合本研究的实验结果，可以认为昆明小鼠是较C57BL/6J小鼠更为经济有效的建立1型糖尿病小鼠模型的动物品系，值得进一步研究和探讨。

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(编校：王冬梅)

Comparison of STZ-induced type 1 diabetes model in C57BL/6J and KM mice

ZHENG Guo-ya1, ZHANG Jin-bao2, LIU Shun-mei1Δ, QI Jia1, YIN Jin-liang1, MA Juan1

(1.School of Bioscience and Technology, Weifang Medical College, Weifang 261053, China; 2. School of Clinical Medicine, Weifang Medical College,Weifang 261053, China)

ObjectiveTo investigate an efficient and cost-effective mice strain for the establishment of STZ-induced type 1 diabetes model by comparing the molded rate and the stability of mice model of C57BL/6J and KM mice.MethodsHealthy male C57BL/6J and KM mice were randomly divided into three groups (20 mice in each group), normal control group, 150 mg/kg group (single injection of 150 mg/kg STZ) and 50 mg/kg group (injected for 5 consecutive days), respectively.After the last injection, daily food and water intake were tested, fasting blood glucose level and body weight were examined once a week for 4 consecutive weeks.ResultsC57BL/6J and KM mice in both of the groups of 50 mg/kg and 150 mg/kg showed the typical performance of diabetes.The fasting glucose levels in the model groups increased significantly than that of the control groups (P<0.01), but no significant differences were observed between the glucose of the two strains of mice.At the end of study, the molded rate of C57BL/6J and KM mice showed no difference, they were both 80% in the groups of 50 mg/kg and 65% in the groups of 150 m/kg.The mortality rate of C57BL/6J mice was lower than that of the KM mice, but no significant difference between the two mice strains.ConclusionThe molded rate and the stability of mice model of C57BL/6J and KM mice showed no differences under the same STZ treatment.Thus, the KM mice should be the most efficient and cost-effective strain for the establishment of type 1 diabetic mice model.

Streptozotocin; C57BL/6J mice; KM mice; type 1 diabetes model

山东省自然科学基金(ZR2010DM010)；山东省高等学校科技计划(J10LC20)潍坊医学院科技创新基金(K1301009)；潍坊医学院大学生创新基金(KX2015019)

郑国亚，女，硕士在读，研究方向：海洋生物活性物质，E-mail：1070933320@qq.com；刘顺梅，通信作者，女，博士，副教授，研究方向：海洋生物活性物质，E-mail：liushm@wfmc.edu.cn。

R587.1

A

1005-1678(2016)01-0020-03