- 动物模型在糖尿病研究中的应用
人们向来对“甜”是心心向往,不仅生活要“甜甜蜜蜜”,甚至睡觉也希望“一枕黑甜”,然后糖尿病却是让人“甜到忧伤”的一种疾病。糖尿病,可谓是长年雄踞在“夺命榜”前几位的高手,而且常常借刀杀人,也就是所谓的糖尿病并发症,然而其杀人手段却简单粗暴地令人发指,对,仅仅是血糖升高而已。糖尿病,以高血糖为主要特征的代谢性疾病,主要由于胰岛素分泌绝对不足或相对不足引起。据此可分为1型糖尿病、2型糖尿病、特殊类型糖尿病及妊娠糖尿病等。如果把胰岛素当成降血糖的货币的话,1型糖尿病简单来说就是没钱,买不了,2型糖尿病就是通货膨胀,原来5毛钱买包辣条,现在5毛钱买根辣条,自然降血糖作用不够了。尽管说起来这么简单,在一百年前,如果没有有效治疗,糖尿病人面对的就是慢性死刑的判决,消瘦、营养不良、多饮多尿,失明残障,直至一步步迈向死亡。直到过去的近一百年里,人们经历了无数的尝试、研究才有能力与这个杀人不眨眼的魔头抗衡,让糖尿病成为一个有效管控的慢性疾病。而其中,糖尿病动物模型可谓一直在发光发热。
动物模型,在医学科学研究中建立的具有人类疾病模拟表现的动物。糖尿病动物模型是研究糖尿病发病机制及观察治疗药物的关键。通过对建模过程中动物模型的表现现象的观察及药物作用于相应的动物模型后的一系列反应,可直接、间接地认识其病因及其机制。
同人类糖尿病分型相似,糖尿病动物模型也相应的分为1型糖尿病、2型糖尿病、特殊类型糖尿病及妊娠糖尿病动物模型。
一、1型糖尿病动物模型[1]
二、2型糖尿病动物模型[1]
三、特殊类型糖尿病动物模型
特殊类型糖尿病有8个亚型:
1、基因缺陷所致胰岛β细胞功能异常
2、基因缺陷所致胰岛素作用降低
3、胰腺外分泌疾病
4、内分泌疾病
5、药物及化学制剂所致糖尿病
6、感染
7、非常见型免疫介导的糖尿病
8、其他遗传综合征有时伴发糖尿病
其中,最常见的就是第一种基因缺陷:常染色体或线粒体基因突变致胰岛β细胞功能异常,如青幼年发病的成年型糖尿病(maturity-onset diabetes of the young,MODY)迄今已发现6种亚型:MODY1/肝细胞核因子4α(HNF-4α)、MODY2/葡萄糖激酶(GCK)、MODY3/肝细胞核因子1α(HNF-1α)、MODY4/胰岛素启动子(IPF1)、MODY5/肝细胞核因子1β(HNF-1β)、MODY6/神经源性分化因子(Neuro D1/BETA2)。
β细胞特异性HNF-1α突变的转基因动物,可特异抑制β细胞HNF-1α的功能,胰岛内胰岛素水平显著下降,可作为MODY3动物模型[2]。
β细胞Tfam突变的小鼠,大约5周龄时发生糖尿病,表现为严重的mtDNA耗竭,氧化磷酸化不足和7~9周时胰岛内观察到异常的线粒体,可作为线粒体糖尿病动物模型[3]。
四、妊娠糖尿病动物模型
妊娠糖尿病(Gestational diabetes mellitus,GDM)动物模型:杂合体Leptin受体缺乏(Lepdb/+)小鼠发生GDM症状,其子代特征与GDM母亲所生胎儿症状相似[4];杂合体C57BL/KsJ-db/+小鼠也发生GDM,作为妊娠糖尿病动物模型。
“工欲善其事,必先利其器”,糖尿病动物模型对于研究人员来说就是这样一把利器,一路披荆斩棘,最终能直击糖尿病的要害,杀得其片甲不留,岂不快哉?
参考文献:
[1] King A J. The use of animal models in diabetes research [J]. Br J Pharmacol, 2012, 166(3): 877-94.
[2] Hagenfeldt-Johansson K A, Herrera P L, Wang H, et al. Beta-cell-targeted expression of a dominant-negative hepatocyte nuclear factor-1 alpha induces a maturity-onset diabetes of the young (MODY)3-like phenotype in transgenic mice [J]. Endocrinology, 2001, 142(12): 5311-20.
[3] Silva J P, Kohler M, Graff C, et al. Impaired insulin secretion and beta-cell loss in tissue-specific knockout mice with mitochondrial diabetes [J]. Nat Genet, 2000, 26(3): 336-40.
[4] Yamashita H, Shao J, Qiao L, et al. Effect of spontaneous gestational diabetes on fetal and postnatal hepatic insulin resistance in Lepr(db/+) mice [J]. Pediatr Res, 2003, 53(3): 411-8.