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自发性Ⅱ型糖尿病db/db小鼠病理学特性分析

来源:《中国高新科技》杂志 时间:2018-05-08

       糖尿病作为一种需要终身用药的慢性疾病,深深困扰着我国10%的人口。其中II型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)占比极高,可达95%。T2MD体内特异性的高血糖环境导致各种组织损伤,特别是胰、肝、肾、心脏、脑组织等的慢性损害,引起响应生理功能障碍。研究人员对糖尿病的基础研究方兴未艾,首要任务为建立持续、稳定的糖尿病动物模型,用以研究糖尿病的发生、发展规律及防治措施。

db/db小鼠可以产生自发性II型糖尿病,本文对其胰、肝、肾、心脏及海马组织进行病理学研究,观察其特征性改变,为db/db小鼠的进一步应用提供基础数据支持。

1 材料与方法

1.1 实验动物

db/db小鼠12只(♂,SPF级35~45g8周龄);db/m小鼠12只(♂,SPF级18~22g8周龄),购于常州卡文斯实验动物有限公司(SCXK(苏)2001-0003;20151030001MF01)。

1.2 主要试剂及仪器

TB-718E型生物组织自动包埋机;LEICA RM2245型切片机;OLYMPUS BX5高倍显微镜;HMIAS-2000真彩病理图像分析系统。

1.3 实验动物分组

db/db小鼠作为T2MD模型组,对照组为db/m小鼠。

1.4 检测指标

动物禁食过夜,给予葡萄糖(2g/kg)后测定0、30、60及120分钟血糖水平(口服糖耐量实验);摘取动物心脏、胰脏、肝脏、肾脏及脑组织石蜡包埋后HE染色,考察病理学改变。

1.5 数据处理

采用SPSS17.0统计软件处理数据;计量资料以`x±s表示;组间比较采用单因素方差分析;定义p<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 实验动物体重结果

与对照组db/m小鼠相比,db/db小鼠体重显著升高,数值为db/m小鼠2倍。

1 db/m小鼠与db/db小鼠体重结果(`x±sn=10)

组别

体重(g)

db/m

20.71±0.46

db/db

41.03±3.81**

注:*p<0.005vs db/m。

2.2 实验动物口服糖耐量结果

与对照组db/m小鼠相比,db/db小鼠给予葡萄糖后0min、60min、120min血糖值显著升高;db/db小鼠60min、120 min血糖降低值(30min血糖值相比)显著降低,提示血糖调节功能障碍。

表2 实验动物糖耐量的变化(`x±sn=10)

组别

0min

30min

60min

120min

60min降低值

120min降低值

db/m

4.1±0.56

16.65±3.64

7.4±1.79

5.4±0.12

9.25±2.67

12.8±2.87

db/db

8.6±1.88**

22.04±6.26

15.46±4.39**

11.14±3.32**

2.88±3.29*

7.5±1.35*

注:*p<0.05,p<0.005 vs db/m。

2.3 实验动物病理学结果

1)胰岛。光镜下正常对照组db/m小鼠胰岛形态正产(图1-A);db/db小鼠胰岛缩小,结构紊乱;胰岛内细胞数量减少,细胞边界模糊不清,分布凌乱(图1-B)。

2)心肌。光镜下对照组db/m小鼠心肌细胞结构完整(图1-C);db/db小鼠心肌细胞排列紊乱,肌细胞边界模糊,出现心肌局灶性坏死(图1-D)。

3)肾脏:光镜下对照组db/m小鼠肾单位未见异常,系膜区未见异常增生(图1-E)db/db小鼠肾小球明显增大,肾小管空泡变性,断裂(图1-F)。

4)肝脏。光镜下对照组db/m小鼠肝小叶内细胞索整齐,肝细胞排列规则,胞浆分布均匀(图1-G);db/db小鼠肝细胞索排列紊乱,肝细胞细胞核偏向一侧,胞浆含有脂滴空泡,出现气球样变(图1-H)。

 

1 db/m小鼠与db/db小鼠胰腺、心脏、肾脏及肝脏病理染色结果。

3 讨论

本文以db/db小鼠为研究对象,检测其体重变化,发现db/db小鼠体重为对照组db/m小鼠的2倍,提示db/db小鼠是一种肥胖型小鼠,与临床肥胖增加T2MD发病风险性一致。

T2MD患者血糖水平显著升高,促使胰岛分泌更多的胰岛素以降低血糖水平,长期过度分泌之后导致胰岛功能衰竭,胰岛出现结构异常,且胰岛内细胞数量减少,最终胰岛素分泌量剧减,体内血糖水平持续升高,形成恶性循环;心肌在高血糖条件下,葡萄糖利用受到抑制,脂肪酸的氧化加速,心肌受损,终至心肌坏死;血液中持续的高血糖会损伤肾单位,肾小球滤过功能、肾小管重吸收功能异常;db/db小鼠过度肥胖,容易并发脂肪肝,加之高血糖导致的微循环障碍,肝脏血液供应减少,并对病毒的易感性增强,引起肝细胞脂肪变性及纤维变性。

本文结果提示,db/db小鼠是一种适用于T2MD研究的动物模型,有助于研究T2MD的发病机理,为寻求新型有效治疗药物提供科学的理论指导。

参考文献

[1]中华人民共和国国家卫生健康委员会.http://www.nhfpc.gov.cn/xcs/s3578/201604/41c62036d35e46b2981e70f35a15bf94.shtml2016.

[2]宋丹,冉丽媛,姜如娇,等.糖尿病研究中的动物模型进展[J].中国比较医学杂志,2016,26(9).

[3]云新蕾,崔晓磊.阿卡波糖联合沙格列汀对老年2型糖尿病患者胰岛β细胞分泌功能的影响[J].临床心身疾病杂志,2018,24(3).

[4]王建行,王妍,刘曼,等.荞麦花叶发酵提取物对2型糖尿病db/db小鼠心肌损伤的影响[J].中国药理学通报,2017,33(7).

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收稿日期:2018-03-06

作者简介:郑屹(1999-),河北唐山人,就读于华北理工大学基础医学院,研究方向:糖尿病发病机制及药物治疗。高玲焕(通讯作者)(1982-),就职于华北理工大学基础医学院,研究方向:代谢性疾病及神经退行性疾病。

基金项目:河北省中医药管理局科学研究计划项目(2018175);华北理工大学2015年博士启动基金(28762999);河北省自然科学基金青年科学基金(H2018209260)。

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