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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 生物醫(yī)藥區(qū) » 醫(yī)學 » 綜合其他 » 糖尿病腎病動物模型
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糖尿病腎病動物模型
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糖尿病腎�。╠iabetic nephropathy，DN） 是糖尿病主要的慢性并發(fā)癥之一，也是導致終末期腎病的主要原因。控制血糖及血壓能夠減緩糖尿病患者向終末期腎病轉(zhuǎn)化，但目前臨床上尚缺乏新的治療方法醫(yī)治糖尿病腎病。建立適當?shù)膭游锬Ｐ停梢詾檠芯緿N的病因、發(fā)病機制和病理生理改變提供重要的線索，同時也為臨床治療DN提供理論依據(jù)。 DN動物模型分為誘發(fā)性DN動物模型、自發(fā)性動物模型和基因工程小鼠模型。 造模方法 一 誘發(fā)性DN動物模型 誘導性建模常用大鼠品系以Wister和SD為主。 1 化學藥物誘導DN模型 目前該類模型最常見的是由鏈脲佐菌素（STZ） 、四氧嘧啶（ATX） 作為主要藥物誘導而成。STZ應用較為廣泛，適用于多種大小鼠模型且DN模型制備時間短，但此類模型腎臟病變比較溫和，而且STZ本身的非特異性毒性會干擾實驗結(jié)果判斷。 造模方法：STZ腹腔注射劑量為50～75mg/kg體質(zhì)量，病程為4～24 周。動物從4周開始出現(xiàn)腎臟早期病變，系膜基質(zhì)擴張，基底膜增厚。隨病程延長，后期可出現(xiàn)腎間質(zhì)小血管玻璃樣變等腎小管及間質(zhì)病理改變，模型鼠尿蛋白排泄率增加。 缺點：化學誘導動物模型只能簡單地模擬早期人類腎病模型。STZ本身的非特異性毒性會干擾實驗結(jié)果判斷。 2 合并性誘導 DN 模型 研究者對原有單一藥物誘導的DN模型加以改進，結(jié)合單側(cè)或部分腎切除、高糖高脂誘導等手段，加速糖尿病腎病進展。 造模方法：選取DN相對耐受的 C57Bl /6 小鼠中，利用STZ結(jié)合單側(cè)腎切除術，成功地建立了Ⅰ型糖尿病腎病模型。具體方法是：選取6周齡C57BL6/J小鼠行左側(cè)腎切除術后，每只小鼠隔日注射50mg/kgSTZ，共3次。12周后，與對照組相比，模型組小鼠血糖水平差異顯著，24h蛋白尿明顯增加；模型組小鼠腎小球肥大且損傷嚴重，腎小球系膜基質(zhì)擴張，TGF-β1、cTGF、Collagen IV等纖維化標志物的表達水平明顯升高。 二 自發(fā)性動物模型 自發(fā)性動物模型是沒有經(jīng)過任何人為干預，在自然情況下由于基因突變或染色體畸變等發(fā)生的DN模型。 1 NOD（ non-obese diabetic mouse） 小鼠 NOD小鼠來源于ICR小鼠，它通過自身免疫系統(tǒng)破壞胰島細胞，小鼠胰腺在4～5 周自發(fā)出現(xiàn)不同程度的炎癥反應，到24～30周齡時多數(shù)胰腺β細胞遭到破壞出現(xiàn)糖尿病，37周齡時NOD小鼠可發(fā)展為DN，主要表現(xiàn)為蛋白尿增加、腎臟病理學變化、系膜細胞增生、腎小球毛細血管基底膜增厚、細胞外基質(zhì)增多、最后出現(xiàn)腎小球硬化。 2 胰島素-2 Akita 小鼠 此小鼠在 Ins2（C96Y）中有一個突變，導致胰島素2A、B鏈間無法正確地形成二硫鍵，導致胰島素構(gòu)象發(fā)生劇烈的變化，同時對胰腺β細胞產(chǎn)生蛋白毒性，導致β 細胞團減少，分泌胰島素的能力減弱。4周齡Akita小鼠就出現(xiàn)明顯的高血糖癥、高水平的白蛋白尿以及持續(xù)的組織學變化。另外，Akita小鼠還會出現(xiàn)高血壓及心臟衰竭等糖尿病并發(fā)癥。 3 KK-Ay小鼠 這種小鼠最早由日本學者近藤恭司和西村正彥將Ay基因?qū)隟K小鼠體內(nèi)建立。與K小鼠相比，KK-Ay小鼠早期會出現(xiàn)重度肥胖及高血糖，且模型小鼠腎臟損傷與人類2型糖尿病腎臟損傷非常相似，可作為2型糖尿病模型動物。因KK-Ay小鼠體毛呈黃色，也有人稱其為yellow KK。KK-Ay 小鼠腎小球的病理變化與人類DN早期階段的病理變化一致。該研究發(fā)現(xiàn)，KK-Ay小鼠的尿蛋白/肌酐比率明顯高于非糖尿病的BALB/c小鼠，其 HbA1c的含量也明顯高于BALB/c小鼠（p＜0. 001）。AS和酸-甲胺銀染色結(jié)果表明，20周齡KK-Ay小鼠的腎小球中發(fā)生節(jié)段性硬化，而且AGEs和TGF-β定位在腎小球系膜區(qū)。 4 BB 大鼠 此種大鼠是由 Wistar大鼠經(jīng)篩選而得，可作為自身免疫性胰島素依賴性糖尿病動物模型，其腎臟病理改變較輕微且周期較長，18個月才出現(xiàn)腎小球基底膜增厚，系膜容量增加。而尿蛋白及白蛋白排泄沒有出現(xiàn)明顯的改變，GFR卻明顯增加。 優(yōu)缺點：自發(fā)性動物模型雖然可以較形象地模擬人類DN，但其培養(yǎng)困難，造價高昂。 三 基因工程小鼠模型 1 eNOS敲除鼠 在db/db 小鼠中，eNOS基因敲除會導致高血壓和內(nèi)皮功能障礙，并加速腎臟的損傷，可表現(xiàn)為早發(fā)性蛋白尿、小動脈透明質(zhì)化以及腎小球濾過率下降50%。26周后其病理改變表現(xiàn)為腎小球系膜基質(zhì)擴張、伴小動脈瘤的腎小球系膜溶解及 kimmelstiel wilson 結(jié)節(jié)性改變。 2 OVE26小鼠 在FVB背景下，OVE26小鼠2月齡時出現(xiàn)蛋白尿，9月齡時表現(xiàn)出腎小球結(jié)節(jié)性硬化，并且蛋白尿增加了十倍。OVE26小鼠單側(cè)腎切除會促使多種DN特征包括蛋白尿、炎細胞浸潤、纖維化和基因表達的變化的產(chǎn)生。 缺點：基因工程小鼠遺傳背景清晰，造模時間短、成模效果較好，但大多數(shù)基因工程小鼠與人類 DN仍然存在一定的差距。 總結(jié) 將致病基因與易感模型鼠結(jié)合可以快速地建立糖尿病腎病模型，其中一些模型表現(xiàn)出人類DN的基本特征包括高水平的白蛋白尿、結(jié)節(jié)性腎小球硬化和高血壓，這可能是未來糖尿病腎病動物模型的發(fā)展方向。模型動物能真實地模擬和反映人類DN相似的腎臟病理生理學變化，是人類糖尿病腎病研究的重要基礎。此外，將系統(tǒng)生物學、基因組學及代謝組學研究方法結(jié)合起來，不斷完善模型制備技術并增強DN復雜病因的轉(zhuǎn)化研究，有助于模擬出更接近人類DN的動物模型。因此，未來結(jié)合不同技術手段，從發(fā)病機制著手構(gòu)建與人類DN發(fā)病病因、病程及病理相似的動物模型，依舊是今后糖尿病腎病領域的研究重點。 |
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