糖尿病(diabetes mellitus, DM)是由多種疾病因素復合導致的以慢性血糖水平增高為特征的全身慢性代謝性疾病，與家族遺傳、環(huán)境因素以及自身免疫相關，已成為嚴重危害人類健康的公共衛(wèi)生問題，其并發(fā)癥不僅嚴重影響糖尿病患者的生活質(zhì)量，同時也是致殘、致死的重要原因，但其具體的發(fā)病機制目前尚未*闡明。因此，建立合適的糖尿病動物模型，闡明DM及其并發(fā)癥的發(fā)病機制就顯得尤為重要。目前，DM動物模型制備方法主要有：手術切除胰腺、化學藥物誘導、自發(fā)性糖尿病動物模型、轉(zhuǎn)基因動物等。

目前，采用較多的是利用Streptozocin鏈脲佐菌素鏈(STZ)誘導的糖尿病疾病模型，適合長期觀察。STZ是一種含亞硝基的化合物，進入體內(nèi)可通過以下機制特異性地破壞胰島β細胞：

（1）STZ直接破壞胰島β細胞：主要見于注射大劑量STZ后。STZ注射后可引起β細胞內(nèi)輔酶I（NAD）的濃度下降，NAD依賴性能量和蛋白質(zhì)代謝停止，導致β細胞死亡；

（2）通過誘導一氧化氮(NO)的合成，破壞胰島β細胞；

（3）STZ激活自身免疫過程，進一步導致β細胞的損害：小劑量注射STZ可破壞少量胰島β細胞，死亡的胰島β細胞可作為抗原被巨噬細胞吞噬，產(chǎn)生TH1刺激因子，使TH1細胞系占優(yōu)勢而產(chǎn)生IL-2及IFN-γ，在胰島局部促使炎性細胞浸潤，并活化釋放IL-1、TNF-α、IFN-γ、NO和H₂O₂等物質(zhì)殺傷細胞。死亡細胞又可作為自身抗原，再次遞呈給抗原遞呈細胞進行處理，釋放細胞因子，放大細胞損傷效應，最終誘發(fā)DM。

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1. STZ誘導糖尿病模型的構建標準SOP

1.1 動物的準備

盡量選用雄性動物，雌性含有激素影響建模效率。有研究顯示，雌性動物成模率差，而且可能會比雄性出現(xiàn)更高死亡率，尤其是I型。

I型糖尿病(Type I diabetes) 一般按照體重選擇即可，推薦大鼠170-200g，小鼠17-22g，適應性喂養(yǎng)1~2周后空腹注射STZ，成模率相對理想。

II型糖尿病(Type II diabetes) 對于大鼠（比如SD/Wistar），選取4-5周齡，體重在90-100g，高脂高糖飼料喂養(yǎng)4-6周體重約達240-280g。對于小鼠（比如C57/ICR/昆明小鼠），選取4-5周齡，體重在16-20g，高脂高糖飼料喂養(yǎng)4-6周體重約達30-35g。對于新購入動物或更換飼養(yǎng)環(huán)境需要先用普通飼料適應性喂養(yǎng)一周，然后再選擇適合周齡/體重動物轉(zhuǎn)用高脂高糖飼料繼續(xù)喂養(yǎng)。從模型建立成功率來看，大鼠推薦用SD，小鼠推薦C57。
1.2 造模前的喂養(yǎng)

造膜前的喂養(yǎng)，Ⅰ型糖尿病模型成模比較快，通常大鼠在普通飼料適應性喂養(yǎng)2周后即可開始造模；Ⅱ型糖尿病模型：高脂飲食誘導加小劑量STZ，造模前喂以高脂高糖飼料，誘發(fā)出胰島素抵抗。
1.3 試劑的準備

①高脂高糖飼料

由基礎鼠飼料加蔗糖、煉豬油和蛋黃按質(zhì)量比搭配制作高脂高糖飼料：其比例為豬油10 %，蔗糖20 %，蛋黃粉10%，膽酸鈉0.5%，基礎飼料59.5%。

②STZ－檸檬酸鈉緩沖液的配制

A液和B液的配制：稱取檸檬酸(MW: 210.14) 2.1 g加入雙蒸水100 mL中配成A液；稱取檸檬酸鈉(MW: 294.10) 2.94 g加入雙蒸水100 mL中配成B液。

檸檬酸鈉緩沖液的配制：將A、B液按一定比例混合（1：1.32或1:1），調(diào)節(jié)pH值到4.2－4.5，用0.22 μm濾膜過濾除菌，即是所需檸檬酸鈉緩沖液，建議現(xiàn)配現(xiàn)用。

稱取STZ凍干粉，放置干燥無菌瓶中，用錫箔紙包好，置于冰上，加入預冷的檸檬酸鈉緩沖液(1% w/v)溶解，用0.22 μm濾膜過濾除菌。

注意：①STZ凍干粉從?20°C冰箱取出后，室溫干燥避光放置10 min左右，使其*解凍（很重要）。②STZ不穩(wěn)定，易失活，快速稱取后剩余試劑仍要求干燥避光，推薦用干燥鋁箔(或錫箔)紙包裹。③注射時若操作不熟練，切忌不可一次性溶解完STZ。建議根據(jù)操作熟練度，分組溶解STZ，比如10只或15只鼠/組。亦可提前將STZ按動物分組的所需量稱重，分裝。
1.4 注射

按動物空腹體重腹腔或尾靜脈注射，與腹腔注射相比，尾靜脈注射藥物利用效率更高，但操作難度較大。如果注射操作技術不熟練，應兩組交替注射，注射應在30 min內(nèi)完畢。

Ⅰ型糖尿病模型：大鼠劑量建議為70～65mg/kg，Ⅱ型糖尿病模型：高糖高脂喂養(yǎng)1～2個月的大鼠，劑量建議在25～40mg/kg。

注意：實驗前應進行預實驗，確定合適藥量，因為動物均重、空腹抗藥力、禁食時間、注射手法和飼養(yǎng)過程皆不一樣，不要盲目按照文獻用藥量直接進行實驗。

1.5 注射后

注射完STZ后要給予動物足夠的水、食物（糖尿病鼠的基本生活特征），需每日換墊料，保持鼠籠干燥。飼養(yǎng)時，注意避免強日光照射。盡可能勤消毒。

注意：STZ造模后，明顯血糖水平波動呈現(xiàn)3個時相，一時性高血糖(1-2 h)、短暫低血糖(6-10 h)、持續(xù)高血糖(>72 h)。必須適當補給胰島素和葡萄糖。

1.6 未達標模型如何補救

模型不達標，在動物穩(wěn)定后補注STZ（以10－20 mg/kg劑量腹腔注射，根據(jù)實際情況選擇合適劑量），或者待血糖恢復正常后再按常規(guī)劑量注射。但想要達到理想效果，往往是要恢復到正常狀態(tài)下重新造模。

2. STZ誘導糖尿病模型建模效果評估指標

1、一般性指標：出現(xiàn)多飲、多食、多尿現(xiàn)象，體重下降；

2、其他指標：空腹血糖、空腹血清胰島素水平、血清胰島素水平、胰島素敏感性、糖耐量等；

3、血清生化指標：T-Cho、TG、HDL-C、LDL-C、CR、BUN、Alt等；

4、病理切片：胰腺組織病理切片；

3. STZ誘導糖尿病模型的失敗的可能原因

1、STZ的品質(zhì)差，建模用STZ純度應不低于98%（HPLC檢測）。

2、STZ失效：STZ易潮解，應干燥保存，避免受潮。粉末避免長時間室溫放置，溶解的STZ非常不穩(wěn)定，在中性pH值的半衰期為15 min，應現(xiàn)配現(xiàn)用。注意用酸性pH值溶解STZ，最好放在冰浴里。

3、腹腔注射是否注射到腸子等臟器。

模型不達標，建議再觀察3天，若仍不成模型，重新注射一次。

4. STZ誘導小/大鼠死亡率高的原因解析

1、鼠的體重過低；

2、飲水量不足；

3、高血糖和低血糖都會造成鼠死亡，可以通過注射胰島素或暫時補糖降低死亡率：

①常見為血糖過高。補胰島素法，補一些中效胰島素。例如給諾和靈n或NPH(中性魚精蛋白鋅胰島素)，每次2-3個單位，3-5天后大鼠一般死亡率就低了；

②補糖法，禁食后的鼠，注射的時候已經(jīng)處于低血糖狀態(tài)，造模4 h后腹腔注射20%的葡萄糖，可避免因注射時血糖過低死鼠；

4、動物自相殘殺。食物缺乏和供水不足的情況下，會互相撕殺、啃食同類，所以食物和飲水要供應充足，最好是兩路供應;

5、感染。糖尿病大鼠尿量多，墊料潮濕，需要勤換墊料，所以糖尿病大鼠較其他大鼠容易出現(xiàn)感染，特別是泌尿道感染和腹腔感染。腹腔注射、皮下注射及采血測血糖等侵入性操作前后，要注意消毒工作。如每次采血測血糖后可用四環(huán)素(霉素眼藥膏)局部涂抹處理傷口預防感染。

5. 糖尿病建模的影響因素

糖尿病疾病模型的影響因素包括STZ建模試劑的質(zhì)量、動物狀況及給藥方式等。其中，試劑主要性能為純度、穩(wěn)定性、溶解特性等，動物狀況主要包括遺傳背景，雌雄，性別，體重，飼養(yǎng)環(huán)境，飲食結構等，給藥方式包括給藥時間、給藥間隔和給藥途徑。差異化的因素帶來差異化的建模效果。

6. 高建模成功率STZ使用指南

STZ保存、溶解、分裝等使用注意事項，

相關產(chǎn)品信息

使用本產(chǎn)品相關文獻:

Xi Z, et al. Dual-modified nanoparticles overcome sequential absorption barriers for oral insulin delivery. J Control Release. 2022 Feb;342:1-13. (PMID: 34864116, IF:7.727)