糖尿病肾病动物模型的研究进展*

罗文婷，唐诗韵，肖 湘，罗斯敏，杨子璇，黄 巍，唐宋琪△

1.海南医学院 中医学院（海口 571199）；2.成都中医药大学附属医院（成都 610015）；3.成都中医药大学 基础医学院（成都 611137）

糖尿病肾病（diabetic kidney disease，DKD）是糖尿病（diabetes mellitus，DM）常见的微血管并发症，临床以长期高血糖状态引起肾功能逐渐下降，伴或不伴有蛋白尿为主要特征。1 型糖尿病（type 1 diabetes mellitus，T1D）和2 型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2D）在导致肾病的病理生理机制方面比较，差异无统计学意义（P>0.05）[1]。DKD早期肾小球病理改变以系膜基质扩张、肾小球基底膜（glomerular basement membranes，GBM）增厚、肾小球代偿性肥大引起肾小球通透性增高为主，随后逐渐发展为弥漫性或结节性肾小球病变，导致节段性肾小球硬化、肾小球滤过率（glomerular filtration rate，GFR）下降，并伴有小动脉透明变性。小管间质损伤是DKD的另一特征，表现为间质炎症、管状基底膜增厚、管状萎缩和间质纤维化。T2D-DKD患者由于常伴有动脉硬化，病变不均匀，慢性小管间质损伤可能比糖尿病肾小球病变更严重。25%～40% DM患者可发生DKD，DKD是终末期肾脏疾病（end stage renal disease，ESRD）的主要病因之一[1]；同时DKD存在心血管风险，可较大程度增加DM患者的心血管病死率。尽管控制血糖、抗高血压、调节血脂联合生活方式干预的治疗方案在临床上已被证明能有效延缓DKD的进程[2]，但迄今DKD依旧是无法被治愈或逆转的疾病。因此，寻找新的风险生物标志物和防治手段是未来DKD研究的重点。

DKD的病因及发病机制复杂，迄今尚未明确。动物模型可以为研究DKD的病因、发病机制和病理生理改变提供重要线索，同时也为临床治疗DKD提供依据。基于人类DKD的临床和病理特点，糖尿病并发症动物模型联盟（animal models of diabetic complications consortium，AMDCC）制定了DKD模型应具备的最佳特征：1）在整个动物的生命周期中，GFR下降>50%；2）与相同品系、年龄、性别的对照组相比，蛋白尿增加>10 倍；3）存在组织病理学改变，包括系膜硬化（系膜体积增加50%）、任何程度的动脉透明化、GBM增厚（电子显微镜形态测量比基线增加25%）和小管间质纤维化。尽管目前在DKD动物模型开发上已取得重大进展，但尚无一种模型能够完美复刻人类DKD的所有关键特征。同时这些模型存在一定的局限性。因此根据研究方向和目的选择合适的动物模型至关重要。

目前实验室使用的DKD动物模型主要有诱发型（包括化学诱导、饮食诱导、外科手术诱导）和基因型（包括自发基因突变、基因修饰）两大类。本文将围绕表型、造模方式、优点和局限性等方面对各种主流及特殊类型的DKD动物模型进行综述，为不同的实验需求选择合理的实验动物提供参考依据。

1 诱发型DKD 动物模型

1.1 链脲佐菌素诱导性DKD 动物模型

链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）或四氧嘧啶可用于构建DM及其并发症动物模型。STZ比四氧嘧啶效力更高、模型更稳定，组织毒性相对较小，使用频率也更高。STZ是一种由链霉菌染色体基因合成的2-脱氧-2（3-（甲基-3-亚硝基脲基）-氨基葡萄糖，极易通过葡萄糖转运蛋白2（glucose transporter type 2，GLUT-2）转运到胰腺β细胞中。作为N-乙酰氨基葡萄糖类似物，STZ可选择性抑制O-连接的N-乙酰葡糖胺水解酶（O-GlcNAcase，OGA）的活性，导致细胞内蛋白不可逆O-糖基化；STZ在细胞内代谢时产生的NO、活性氧及强烷基化特性，均可诱发DNA碎裂，使β细胞凋亡，最终导致胰岛素的绝对缺乏。

STZ造模的成功率及肾脏病损的严重程度高度依赖于动物品种和品系。其中，大鼠和小鼠胰腺β细胞对STZ的细胞毒性作用较家兔、狗、猪等动物更为敏感，且造模时间短、繁育成本低，故目前研究中，STZ常用于诱导啮齿类动物的DKD。C57BL/6（B6）、DBA/2、CD1（ICR）、129/Sv、KK/HIJ是目前最常用的小鼠品系，其中DBA/2、KK/HIJ和CD1小鼠对STZ诱导的DKD敏感性最高，而B6 小鼠则对肾病的发展具有相对抗性，但因易于基因操作的优势，该品系仍旧被广泛使用。SD大鼠和Wistar大鼠是STZ诱导中最常使用的大鼠品系。近些年，STZ在诱导斑马鱼、果蝇等模式生物的DM及相关并发症方面也有一定进展，其优势为繁殖率高、易于基因操作、相对容易在体内对深层组织进行成像。但由于斑马鱼和果蝇的原始肾细胞在功能上与人类不同，因此这些模型更多用于基因或药物筛选，其研究结果尚需在哺乳动物中进行重复验证。

T1D-DKD诱导：多次低剂量（小鼠：40～55 mg/kg[3-6]）腹腔注射STZ，连续5 d，或单次高剂量（小鼠：150～200 mg/kg[3，7]；大鼠：55～75 mg/kg[8-11]）腹腔注射STZ，是目前最常用的2 种方案。在多次低剂量方案中，STZ造成胰腺β细胞次优损伤，而DM的进展部分依赖于继发性自身免疫性胰岛素炎[3]。单次高剂量注射STZ可对胰腺β细胞造成直接损伤，能迅速导致DM，对比多次低剂量方案，毒效更高，DM发病率及严重程度也更高，生成的模型在发病机制和形态学变化方面更接近人类T1D。T2D-DKD诱导：在诱导T2D-DKD时，STZ常与烟酰胺（nicotinamide，NAD）搭配使用。NAD是维生素B3 的衍生物，其强大的抗氧化作用能保护β细胞部分抵抗STZ带来的毒性损伤，使动物不发生胰岛素的绝对缺乏。对大鼠单次腹腔注射STZ（45～65 mg/kg）和NAD（85～230 mg/kg）可诱导T2D-DKD[12-15]。Pérez等[16]通过对小鼠单次腹腔注射STZ（60 mg/kg）和NAD（120 mg/kg）获得DKD模型。NAD通常在STZ给药前15 min注射，因为NAD摄取需要依赖ATP，而STZ会明显降低细胞内ATP的含量，若在STZ给药后注射NAD会影响NAD的作用效果。这一类T2D-DKD模型的血糖升高与β细胞胰岛素分泌减少有关，并不产生胰岛素抵抗和葡萄糖耐受不良。雌性动物诱导：STZ造模多选用雄性啮齿类动物，因为雌性对STZ的毒性作用较不敏感，考虑其与性别二态性和雌激素有关[17]。Zamboni等[17]建议若需使用雌性小鼠作为研究对象时，低剂量诱导应至少保证每次使用STZ浓度>50 mg/kg；增加诱导期及诱导后期天数；选用<3周龄（青春期前阶段）的雌性小鼠，以减少雌激素的影响。

STZ诱导法的优点和局限性：成本低、实验工序简单[18]，还可与其他诱发手段或基因手段联用，是实验室最常用的造模方式之一。但STZ诱导的肾脏病变大多轻微，几乎没有出现结节性/弥漫性肾小球硬化和GFR下降等晚期病理改变；在高剂量或全身给药时，STZ对肾脏尤其是肾小管细胞具有非特异性细胞毒性作用，可导致动物急性肾损伤，不利于解释动物肾脏病变的发生原因和机制，因此，建议在使用STZ后2～3 周开始评估实验动物的肾脏形态和功能[19]。

1.2 饮食诱导性T2D-DKD 动物模型

目前普遍认为，T2D是由遗传因素和不良生活方式相互作用导致。其中不健康的饮食结构如高脂肪（尤其指高反式脂肪酸、低不饱和脂肪酸）和高碳水化合物的超量摄入是导致T2D发病的重要原因，而过度肥胖（体重指数≥30 kg/m2）被认为是T2D的独立风险因素[20]。肥胖诱发细胞应激及代谢综合征，同时，氧化应激和巨噬细胞相互作用介导的细胞炎症会加剧肾脏脂代谢、蛋白质及DNA的损伤，从而导致DKD[21]。

用于诱导动物T2D-DKD的饮食结构包括高脂饮食（high-fat diet，HFD）、高糖高脂饮食、高糖饮食、高脂高糖高胆固醇饮食等，前两种最常见。国际上对于HFD中确切脂肪含量和脂肪成分尚未有统一标准，现普遍认为，HFD是指由脂肪提供的能量占食物总能量40%～60%的饮食结构。脂肪主要指动物脂肪和含ω-6/ω-9 脂肪酸的植物油；鱼油和植物甘油并不能引起动物肥胖、代谢紊乱及胰岛素抵抗，甚至对动物有一定的益处[22]。因雄性B6 小鼠对高热量饮食的反应性较高，故目前在饮食诱导法中较常使用，研究[21，23-24]表明，雄性B6 小鼠经过12 周以上的HFD喂养后出现代谢紊乱、蛋白尿，伴肾小球肥大、系膜扩张、GBM增厚、肾小管扩张及空泡化、肾脏脂质沉积及炎性浸润等早期肾病表现。单纯饮食干预并不常用于诱导野生型大鼠的T2D-DKD[25]。猪是饮食诱导法中非常有前景的模型动物，其在解剖学、昼夜节律及新陈代谢方面与人类相似；杂食性的猪在饮食结构和进食行为上也与人类更相近。Liu等[26]研究发现，喂食5 个月的高糖高脂饮食或高脂高糖高胆固醇饮食（在51%正常小型猪饲料中添加10%猪油、37%蔗糖和2%胆固醇）后，中华巴马迷你猪出现代谢综合征及胰岛细胞破坏、异位脂质沉积、微量白蛋白尿、中度肾小球硬化和小管间质纤维化等，高脂高糖高胆固醇饮食组病变更严重。单独的饮食干预较少导致猪出现严重高血糖。

饮食诱导法的优点和局限性：该法从造模层面复刻了人类不健康的饮食模式，更接近人类T2D-DKD的发病机制，这类模型也是研究代谢紊乱、胰岛素抵抗潜在机制、饮食干预治疗方式的优良模型。绝大多数啮齿类动物对于饮食干预诱发的肥胖、糖尿病及相关肾病的发展具有抗性，因此需联用其他手段来增加疾病严重程度，加快肾病进展，如联合低剂量STZ部分破坏β细胞，使胰岛功能发生一定障碍；使用基因模型动物；通过肾切除术减少肾脏质量，加快肾功能下降。

1.3 联合诱导的DKD 动物模型

1.3.1 STZ+单侧肾切除术诱导性T1D-DKD动物模型 对于DKD发展具有抗性的品系，如B6 小鼠，STZ联合单侧肾切除术（uninephrectomy，UNx）是诱导T1D-DKD的最佳方法[27]。STZ+UNx可诱导小鼠和大鼠出现高血糖、白蛋白尿以及肾小球早期病理改变。Uil等[27]研究发现，对B6 小鼠使用多次低剂量STZ联合UNx方案，小鼠在12 周后可出现肾小管损伤，如管状萎缩、刷状边缘丧失和管扩张，甚至肾小管间质纤维化，目前考虑这种管状损伤由葡萄糖毒性导致，该病理改变在单纯使用化学药物诱导下并不明显或不存在。

STZ+UNx的优点和局限性：与STZ通过诱导高血糖逐渐发展为GFR升高不同，UNx直接改变肾脏血流动力学造成残留肾脏GFR增加。超滤是慢性肾病的早期表现，可诱导机械拉伸造成系膜细胞损伤，导致肾小球肥大和细胞外基质的产生。UNx引起肾素-血管紧张素系统（renin-angiotensin system，RAS）过度激活导致血压升高、促纤维细胞因子和活性氧的产生增多。STZ和UNx二者联用有助于进行性肾损伤，加快肾病发展。但UNx要求具备专业技术知识和完备的手术条件，术后具有感染风险，需给予动物足够的抗生素和镇痛治疗。Wada等[28]研究指出，对于STZ敏感的品系CD1 小鼠，联用UNx对加速其肾病进程所发挥的作用有限。

1.3.2 STZ+高热量饮食诱导性T2D-DKD动物模型由于单纯高热量饮食诱导的模型大鼠缺失许多人类DKD的关键病理特征，因此饮食干预联合STZ是常用手段。SD大鼠或Wistar大鼠在进食4～6 周HFD或高糖高脂饮食后，接受单次腹腔注射低剂量STZ（30～35 mg/kg），其在诱导后均出现明显高血糖及蛋白尿，肾脏病理见肾小球肥大、系膜扩张、细胞外基质沉积、轻度肾小球硬化等早期DKD表现[29-32]。给予雄性B6小鼠HFD干预 4～12周后，单次腹腔注射低剂量STZ（40 mg/kg）[33]或中剂量STZ（100～120 mg/kg）[34-36]可诱发T2D-DKD；也有研究使用HFD联合多次腹腔注射低剂量STZ（40～50 mg/kg，连续5 d）的方案[37-38]。

STZ+高热量饮食的优点和局限性：胰岛素抵抗和β细胞功能障碍是T2D-DKD的两大特点[20]，在饮食干预诱导代谢紊乱的基础上加上STZ诱导的β细胞损伤可以进一步模拟人类T2D-DKD的特征，并加快模型动物肾病的进展。但在该方案中，大鼠或小鼠，肥胖和胰岛素抵抗的征象均不如单纯高热量饮食诱导方案明显，这可能与STZ使葡萄糖代谢减少、蛋白质和脂肪分解代谢过多引起肌肉消瘦，以及STZ损伤β细胞后造成的胰岛素释放减少有关[32]。上述机制也使联合方案诱导的老鼠具有更严重的高血糖，以上均可能是造模时需斟酌之处。

1.3.3 STZ+HFD+UNx诱导性T2D-DKD动物模型STZ、HFD、UNx三者联合方式诱导的啮齿类动物模型可用于T2D-DKD的研究[27，39]。这三者的诱导次序和具体内涵并没有统一的标准，其中HFD既可贯穿整个实验周期，也可在UNx和/或STZ诱导后开始使用，以诱导动物的代谢紊乱和胰岛素抵抗。Sugano等[39]通过对8 周雄性SD大鼠腹腔注射单次低剂量STZ（40 mg/kg），9 d后行UNx，并配合HFD干预，实验第25 周，大鼠肾脏病理检查出现了弥漫性肾小球硬化症。Bayrasheva等[19]对雄性Wistar大鼠使用另一种诱导程序也发现了类似结果。相比低剂量STZ，NAD联合高剂量STZ能使大鼠代谢综合征的表现更稳定[19，39]。Dusabimana等[40]对B6小鼠实施UNx后进行HFD干预，并在手术3周后行单次腹腔注射中剂量STZ（100 mg/kg），实验结束时，小鼠肾脏出现不同程度的透明样变、肾小球萎缩、肾小球囊缩小和慢性肾小球肾炎，足细胞数量明显减少，小管间质损伤显著增加。

STZ+HFD+UNx的优点和局限性：化学药物、饮食干预和肾外科手术联用能加快啮齿类动物的肾病进程。但这一结论并不具有一致性，在很多使用此类方案的研究中，无法观察到弥漫性肾小球硬化和小管间质纤维化等中晚期的肾脏病理改变。

总之，诱导法是DKD研究中常用且有效的造模手段。但由于大多数野生型啮齿类动物对肾病的发展具有抗性，仅表现出早期DKD的病理特征，因此为更好模拟人类DKD，近年来研究人员把更多目光放在基因动物身上，而诱导法也可用于诱导基因动物的DKD。

2 DKD 基因动物模型

基因动物在DKD研究中广受欢迎，因为它们通常比传统的诱导模型具有更晚期的肾病表现。与胰岛相关的基因突变和基因修饰可构建T1D-DKD动物模型，如Akita小鼠、OVE26 小鼠；而T2D-DKD基因动物模型则大多与瘦素信号通路异常相关，如ob/ob小鼠、db/db小鼠和ZSF1 大鼠。此外，基因修饰还能生成特殊的非蛋白尿DKD模型，为研究临床特殊类型的DKD提供更多模型选择。

2.1 T1D-DKD 基因动物模型

2.1.1 Akita小鼠系 Akita小鼠的胰岛素前基因（Ins2）携带常染色体显性自发点突变（Ins2C96Y），该突变导致胰岛素蛋白折叠不当，从而对胰腺β细胞产生蛋白质毒性，导致其功能障碍和细胞死亡。Akita小鼠在4 周龄时即可出现明显而持续的高血糖，一定程度的血压升高，但肾损伤的严重程度高度依赖于小鼠品系。原始系列B6-Ins2+/C96Y小鼠仅表现为轻度的肾脏损伤，研究人员尝试将该变异交叉到对肾病更易感的品系（如DBA/2、129/SvEv和KK/Ta）中，并成功开发出新的Akita小鼠系。对比B6-Ins2+/C96Y小鼠，DBA/2-Ins2+/C96Y小鼠和129/SvEv-Ins2+/C96Y小鼠可出现更明显的白蛋白尿，但在肾脏病理改变上并没有加重[41]。而雄性KK/Ta-Akita小鼠呈现出进行性肾病改变，5 周龄时尿白蛋白排泄明显增加，且随年龄增长而加重，10 周龄时出现GFR增加，至20 周龄时开始下降，此时肾脏病理检查可见中度系膜扩张、肾小球基底膜不规则增厚、肾小球硬化、小动脉透明质症和局灶性小管间质纤维化[42]。Yu等[43]研究发现，在Balb/c品系下诱导2 个胰岛素2 等位基因突变（Ins2C96Y/C96Y），80%小鼠可存活6 个月以上，与其他品系下纯合子大多在围产期死亡不同，这些小鼠同样发生比原始系列更严重的DKD。Akita小鼠的优点和局限性：Akita小鼠可自行发展为DKD，这在反应进展性肾病病理上具有一定优势。但目前任何遗传背景下单一地诱导Ins2+/C96Y突变，均未观察到广泛性或结节性肾小球硬化以及明显GFR下降（>50%）的晚期DKD特征性改变。

2.1.2 OVE26 小鼠 OVE26 小鼠是一种早发型T1D伴有晚期肾病改变的转基因模型，它由大鼠胰岛素2 启动子调节，在胰腺β细胞中过表达钙调素，导致胰腺β细胞损伤，胰岛素分泌不足。OVE26 小鼠在出生前几周会患上糖尿病，未经胰岛素治疗可存活1 年多，且体重保持在正常范围[44]。OVE26 小鼠在早期（约2 个月大）即可发生DKD，并可重现人类晚期DKD的许多特征，包括严重进行性白蛋白尿、肾小球基底膜明显增厚、弥漫性和结节性系膜基质扩张、GFR进行性下降及局灶性肾小管间质病变，如肾小管萎缩、间质单核细胞浸润和纤维化[44]。近年有研究[45]报道，与大多数DKD模型不同，雌性OVE26 小鼠较雄性呈现出更严重的肾损伤，而循环中的雌二醇和雌激素受体减少是导致这一现象的原因。OVE26 小鼠的优点和局限性：OVE26 小鼠被认为是精准的晚期DKD模型，在研究肾衰竭机制和治疗方面具有重要价值；既往研究[44]表明，OVE26 小鼠的肾脏组织中钙调蛋白表达正常，提示肾脏损伤由糖尿病本身引起，贴合人类T1D-DKD的自然发病过程；同时OVE26 小鼠在女性DKD的研究中具有优势，是阐明女性对肾脏损伤敏感潜在机制的优秀模型。该模型存在的局限性：转基因仅能在FVB小鼠品系中实现，以获得所需的DKD特征；极端而持续的高血糖（≥33.3 mmol/L）与人类的临床实际并不相符；没有观察到任何程度的动脉透明化改变。

2.2 T2D-DKD 基因动物模型

2.2.1ob/ob小鼠ob/ob小鼠的特点是编码瘦素的肥胖基因上单个常染色体隐性突变（Lepob/ob），导致缺乏瘦素产生，使小鼠出现吞咽亢进、肥胖、高脂血症、血糖升高及胰岛素抵抗[46]。目前该突变多在具有先天胰岛素抵抗的BTBR小鼠品系下诱导，B6、C57BLKS/J（BKS）等品系的ob/ob小鼠虽能出现高血糖，但在DKD的发展上并不理想。BTBR-ob/ob小鼠在4 周龄时即可检测到胰岛素抵抗，表现为胰岛细胞肥大、高胰岛素血症及持续的高血糖（达19.4～22.2 mmol/L），8 周龄时出现渐进性蛋白尿，10 周龄时肾脏病理见系膜扩张，类似人类早期DKD的特征；小鼠肾病呈进展性，大约18～20 周龄时发展为晚期DKD。另有研究[47]表明，对BTBR-ob/ob小鼠喂食高蛋白饮食，能加快其肾病进展，缩短造模时间，并加剧肾小球病理和间质纤维化程度。BTBR-ob/ob小鼠的优点和局限性：该模型接近AMDCC所拟定的标准，在较大程度上再现了人类DKD肾小球损伤的基本结构改变和功能特征，其中高度系膜扩张和间质溶解在其他模型中并不多见，该模型肾病进展的特点与人类相似，均表现为大量单核/巨噬细胞聚集；ob/ob小鼠并不会出现高血压，排除了血压因素的混杂效应，是研究炎症与DKD关系的有效模型；该模型还证实了晚期DKD在形态学上的可逆性，即通过渗透微型泵持续向BTBR-ob/ob小鼠输注瘦素可完全逆转晚期DKD的病变，也为其他DKD回归研究提供了思路。但该模型最大的局限性为品系依赖和瘦素缺乏：BTBR-ob/ob小鼠不孕不育，繁殖至足够数量用作实验研究需耗费大量时间和金钱；且明显的瘦素缺乏症并不是人类糖尿病的特征，基本限制了瘦素缺乏的小鼠模型与人类情况的总体相似性。

2.2.2db/db小鼠db/db小鼠是最广泛使用的T2D-DKD模型之一，瘦素受体基因（LepR）单个常染色体由Gly到Thr的隐性突变（LepRdb/db）导致db/db小鼠的下丘脑瘦素信号通路缺陷，出现肥胖、胰岛抵抗和T2D。与ob/ob小鼠不同，db/db小鼠表现为循环瘦素过多和瘦素抵抗，且更易患上DKD。该突变最早发现于BKS品系中，该品系也是目前db基因突变最广泛使用的品系，其次为B6、DBA/2J、FVB品系。与B6-db/db小鼠轻度高血糖和明显的高胰岛素血症相比，BKS-db/db小鼠在8 周龄时由于部分胰岛β细胞萎缩、坏死，胰腺素分泌减少，呈现出严重的进行性高血糖和中等程度的高胰岛素血症，尿白蛋白排泄水平于8周龄时明显升高，肾脏病理改变主要发生在12周以后，肾小管病变以管状细胞空泡化为主；雄性BKS-db/db小鼠较雌性拥有更严重的高血糖和肾病[48]。联用HFD会导致BKS-db/db小鼠肾衰竭及早期死亡，饲养高蛋白饮食能在不增加死亡率的前提下明显加重小鼠肾小球和肾小管病理改变，出现肾小球硬化、小管间质纤维化。联用UNx[49-50]以及在FVB品系下的雌性db/db小鼠[51]均具有类似上述更晚期的DKD特征。DBA/2J-db/db小鼠虽具有更高水平的白蛋白尿，但在血糖水平和肾脏病理方面与BKS-db/db小鼠无明显差异。db/db小鼠的优点和局限性：该模型相对一致且呈显著的高白蛋白尿水平和系膜基质扩张表现，使其成为研究早期T2D-DKD的良好模型。但目前并没有在db/db小鼠中观察到肾小球结节硬化、进行性肾功能不全等晚期DKD表现，而肾小球中存在的免疫复合物沉积，以及白蛋白尿非持续性增加的特点与人类DKD表型并不一致[48]。

2.2.3 肥胖ZSF1大鼠 肥胖ZSF1大鼠（ZSF1fa/facp）是通过杂交瘦的雌性ZDF（ZDF +/fa）大鼠和瘦的雄性自发性高血压心力衰竭（SHHF/Mcc-facp，+/fa）大鼠产生的F1 后代。肥胖ZSF1 大鼠规避了ZDF大鼠肾盂积水这一缺点，且具有更严重的高血压，并出现心脏肥大、动脉粥样硬化，其在8 周龄时表现出糖尿病、代谢综合征和肾脏损伤，肾病呈进行性恶化，大约44 周龄后进入晚期DKD，最终发展为终末期肾脏病，且多数在12 个月时死亡[52]。肥胖ZSF1 大鼠的优点和局限性：该模型基本满足了AMDCC所提出的标准，在肾小球基因表达变化方面与人类DKD具有相似性[52-53]，因此被认为是优秀的T2D-DKD临床前翻译模型，也是研究综合风险因素（即高血糖、肥胖、高血脂、高血压）对肾功能影响的合适模型。

2.2.4 T2DN/Mcwi（T2DN）大鼠 T2DN大鼠是通过将小鹿连帽高血压大鼠的线粒体和某些乘客位点基因引入GK品系后发展而来。T2DN大鼠存在高血脂和高血糖，在6 个月时出现白蛋白尿，并伴有肾组织学异常，这些特征呈进行性发展，在18 个月时出现白蛋白尿增加>10 倍、GFR下降>50%、严重的弥漫性全肾小球硬化、类似Kimmelstiel-Wilson的结节形成、动脉透明质变性、间质炎症、纤维化和管状坏死[54]。T2DN大鼠的优点和局限性：该模型从3～18 月龄期间的肾病演变类似于人类DKD的自然发展过程，且基本囊括DKD所有组织学特征，适合测试延缓该疾病进展的新疗法的有效性；T2DN大鼠在DKD进展上具有明显性别二态性，雌性大鼠未出现胰岛素抵抗及高脂血症、血糖和肾病表现更轻微[55]，提示该模型可能是T2D-DKD性别差异研究中的宝贵工具。

2.2.5 KKAy/Ta小鼠 KKAy/Ta小鼠是通过将黄色肥胖Ay基因引入KK/Ta小鼠品系建立的，其具有与T2D-DKD患者相似的肥胖、多饮多食、葡萄糖耐受不良、胰岛素抵抗、高胰岛素血症、胰岛素分泌障碍、高脂血症[56-57]。KKAy/Ta小鼠在12 周龄时出现高血糖，以随机血糖升高为主（22.6～25.9 mmol/L），空腹血糖仅轻度升高，且在20 周龄后与对照组比较，差异无统计学意义（P>0.05）；渐进性蛋白尿出现在8 周龄后，于12 周龄后显著升高；肾脏组织在20 周龄时出现明显病理学改变，呈弥漫性系膜扩张、肾小球基底膜增厚、节段性硬化，40 周龄时可见慢性小管间质损伤伴不同程度间质纤维化和管状萎缩、结节性肾小球透明变性、局灶性节段或局灶性全球肾小球硬化[57]。HFD能加重KKAy/Ta小鼠的空腹血糖及代谢紊乱，加速肾病进展[56]。KKAy/Ta小鼠的优点和局限性：该模型的血糖水平及脂质代谢紊乱在16 周龄后会出现一定程度自发性恢复，蛋白尿增加<10 倍，且微量白蛋白尿改变差异无统计学意义（P>0.05）[56]；在没有人为因素干预情况下，小鼠并不会出现晚期DKD的特征改变。

2.3 特殊类型的DKD 模型

非白蛋白尿性DKD在临床上并不少见，表现为正常范围的蛋白尿，即尿微量白蛋白/肌酐（urinary microalbumin/creatinine，ACR）<30 mg/g或白蛋白排泄率（albumin excretion rate，AER）<30 mg/day，但有肾功能不全，现在也被称为正常白蛋白尿性DKD（normoalbuminuric diabetic kidney disease，NADKD）。近年研究[58]表明，动脉粥样硬化和肾小管间质损伤与这种类型的DKD密切相关。与以往经典的DKD模型围绕尿白蛋白和肾小球病变不同，动脉粥样硬化、肾功能不全和小管间质损伤可能是NADKD模型的典型病理。Tomita等[58]使用8 周龄雌性和雄性ApoE+/-小鼠杂交产生ApoE-/-小鼠（B6 品系），随后选取10 周龄雄性ApoE-/-小鼠喂食HFD24 周生成NADKD模型。ApoE是一种多态蛋白，是具有消除受体中介作用的载脂蛋白的重要配体。ApoE缺失时，胆固醇在血管壁堆积，使血管壁增厚硬化、弹性降低、管腔狭窄，导致动脉粥样硬化。HFD可使ApoE-/-小鼠出现以甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平显著升高为主的代谢紊乱，并促进动脉粥样硬化的发展。与正常饲料喂养的ApoE+/+小鼠相比，HFD-ApoE-/-小鼠表现出肥胖相关的高血糖、主动脉粥样硬化、肾功能障碍；肾脏病理可见肾小球肥厚和系膜扩张伴纤维化，但足细胞超微结构基本正常，蛋白尿轻微；与轻度肾小球病变相比，肾小管上皮细胞损伤伴液泡改变、细胞凋亡以及小管间质纤维化和炎症在这些小鼠中表现严重[58]。HFD-ApoE-/-小鼠的优点和局限性：该模型被认为成功反映了人类NADKD的肾表型。该类小鼠的肾功能障碍程度较轻，且病变是否呈进行性发展尚不能明确，因此仅适用于疾病早期的研究。

3 小结与展望

DKD动物模型种类繁多，但没有任何一个模型能作为代表完美地包含人类DKD所有的特征。可根据研究需求选择合适的模型，目前STZ诱导模型和Akita小鼠是最常用T1D-DKD模型，而db/db小鼠是最常用T2D-DKD模型；少数动物可以发展出晚期DKD表型，如OVE26 小鼠、BTBR-ob/ob小鼠、肥胖ZSF1 大鼠和T2DN大鼠；雌性OVE26 小鼠在研究女性DKD中具有优势，而T2DN大鼠可能是T2D-DKD性别差异研究中的宝贵工具。由于DKD诱导法（化学诱导、饮食干预、外科手术）并没有国际统一规范和标准，规范化造模方法或许是未来DKD模型研究中的目标，可以提高造模成功率、稳定性，并节省资源，使实验数据更为可靠。啮齿类动物具有很强的适应性，实践表明，一些经典的DKD基因突变动物寿命延长，严重的肾脏病理改变不再发生，提示其出现了适应性改变。因此，评估现有模型动物以及开创稳定的新型模型依旧是未来DKD模型研究需重点关注的方向。