糖尿病肾病小鼠模型Word下载.docx

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将从药物诱导性模型、自发性模型、基因工程模型DN小鼠模型三方面对国内外的研究进展做一综述。

1化学药物诱导性模型

制备DN动物模型的诱发药物包括链脲佐菌素（streptozotocin,STZ）、四氧嘧啶（alloxan,ALX）、链脲佐菌素联合弗氏完全佐剂以及四氧嘧啶加嘌呤霉素等。

最为常用的是链脲佐菌素（STZ）。

STZ是属于乙酰氨基葡萄糖

（N-acetylglucosamine，GlcNAc）的一种，经由GLUT-2受体转运至胰岛β细胞。

STZ通过选择性抑制O-连接的N-乙酰氨基葡糖胺水解酶（O-GlcNAcase

），导致胰岛细胞内蛋白质的不可逆的O-糖基化，从而造成胰岛β细胞的凋亡，丧失分泌胰岛素功能[3]。

目前STZ诱导糖尿病肾病小鼠模型主要集中在Ⅰ型糖尿病，包括三种剂量的诱导。

主要的造模小鼠品系有C57BL/6、C57BLKS、Balb/c、DBA2等。

1.1低剂量STZ多次诱导

大量的实验研究已经建立了可信的低剂量STZ多次诱导的DN的小鼠模型的方案。

AMDCC的方案是7-8周的小鼠禁食四小时，腹腔注射50mg/Kg的STZ，连续五天。

2周内出现高血糖，5周内开始出现蛋白尿。

在早期，肾脏组织学主要表现为肾小球的肥大，可能主要是因为肾组织血流动力学的改变所引起的。

之后，会出现系膜的扩张，一些品系的小鼠会发生系膜硬化。

只有少数品系的小鼠

（如KK）会发生小动脉透明样变和结节性硬化。

Tesch等[4]提出16-7周的小鼠禁食6小时，腹腔注射55mg/Kg的STZ，连续五天,相比AMDCC的方法，可以提高C57BL/6造模的成功率，节省资源、避免动物的浪费。

因为不同品系的遗传背景不同，对STZ的易感性不同，使的造模成功率也不同。

Gurley等鉴定

出不同品系对低剂量STZ多次诱导糖尿病的易感性的顺序（DBA/2>

C57BL/6>

MRL/MP>

129/SvEv>

BALB/c）[5]。

1.2高剂量STZ诱导

AMDCC高剂量STZ诱导DN的方法是小鼠禁食4小时，150mg/Kg的STZ腹腔注射。

高剂量STZ的细胞毒性更强，加速胰岛β细胞的破坏，导致造模小鼠糖尿病高发并且病情严重。

高剂量STZ诱导的模型表现出更高的蛋白尿。

但是高剂量的STZ同时会引起非特异性细胞毒性，高糖引起肾脏病叠加在STZ引起的肾毒性，使结果不易解释[4][6]。

然而，高剂量STZ诱导的DN模型仍被广泛接受和应用，因为上述STZ潜在的肾毒性不是占据主导地位的，观察到在补充胰岛素控制血糖的情况下，糖尿病损伤可以逆转[7]。

Chow等采用STZ125mg/kg腹腔注射C57BL/6小鼠，连续两天诱导DN。

通过胰岛素治疗可以阻断肾脏病理形成，提示STZ并没有表现出肾毒性，最后的造模成功率接近90%[8]。

2自发性糖尿病肾病动物模型

该模型是指动物未经过任何有意识的人工处置，在自然情况下发生的糖尿病，或者由于基因突变的异常表现通过遗传育种保留下来的动物疾病模型，进而发生糖尿病肾病。

这类动物模型特点是种类有限，疾病动物饲养条件要求高，发病率低，病程长，价格昂贵，但在一定程度上减少了人为的因素，更接近自然的人类疾病，此类动物模型对DN的病因学研究有较高的应用价值,主要用于DN的机制探讨和药效药理研究。

可分为I型糖尿病模型和II型糖尿病模型。

2.1 Akita小鼠

Akita小鼠是C57BL/6小鼠常染色体胰岛素的显性突变,导致胰岛素A链96

位发生半胱氨酸到酪氨酸的替代,引起错误折叠的胰岛素的蛋白毒性，造成选择

性的胰岛β细胞功能衰竭[9]。

动物3月后出现肾小球系膜扩张、基质积聚、足细胞损害、肾小球硬化及小管间质性纤维化等典型的DN的病理改变[10]。

但是与其他C57BL/6背景的DN小鼠模型相比，蛋白尿并不是突出性的特征（实验组10.23±

2.73μg/24hvs对照组13.9±

8.8μg/24h）[11]。

2.2NOD小鼠

NOD小鼠产生自发性胰岛素依赖型糖尿病,是研究1型糖尿病的良好模型。

NOD小鼠与人类Ⅰ型糖尿病有诸多相似：

遗传特异性的MHCⅡ类等位基因和非MHC基因作为疾病的多个易感基因；

疾病是通过造血干细胞进行传代的；

胰岛内出现炎细胞浸润和抗胰岛素抗体;

疾病的发展高度依赖于T细胞的作用[7]。

这种小鼠大概在3月龄时出现胰岛b细胞损伤，随着胰岛b细胞破坏加重会发生典型的糖尿病，进而发展成为DN，表现为尿蛋白排泄增加。

肾脏病理变化：

系膜细胞增生，肾小球毛细血管基底膜增厚，细胞外基质增多，最后出现肾小球硬化[12]。

NOD小鼠可以用于研究转化生长因子β（TGF-β）、糖基化终产物

（AGEs）在DN的系膜增生和硬化病理形成的作用[13-16]。

2.3LepRdb/LepRdb小鼠

LepRdb/LepRdb小鼠是位于小鼠4号染色体的瘦素受体基因突变所致的先天肥胖性2型糖尿病模型。

C57BLKS/Jdb/db小鼠出生十天就可表现出高胰岛素血症，10周出现高糖血症（15.7±

4.3mM）[17]。

8-16周肾小球面积增加

20%-30%[18],20-24周系膜基质增多，18-20月系膜基质增多、肾小球扩张、GBM增厚明显，足细胞下有结节形成，但与KM结节不同,未观察到肾小管间质纤维化和小管萎缩[19]。

2.4KKAy小鼠

KKAy小鼠是将毛色基因（Ay）突变引入到KK小鼠的2型糖尿病小鼠,。

Ay基因不仅影响小鼠的毛色而且可引起代谢紊乱，与KK小鼠相比KKAy小鼠表现出更为明显的肥胖、高血糖、脂质代谢紊乱和高胰岛素血症等代谢异常综合征。

8-16周胰岛素水平显著增高，尿蛋白随着病情的进展不断升高，16周出现系膜基质的增生和局灶增生性肾小球肾炎[20]。

KK和KKAy均可形成肾小球结节性硬化[21]。

3基因工程动物模型

基因工程动物是通过遗传工程的手段对动物基因组的结构或组成进行人为地修饰或改造，并通过相应的动物育种技术使得这些经修饰改造后的基因组在世代间得以传递和表现。

利用之一技术，人们可以在动物基因组的特定位点引入所设计的突变基因，模拟造成人类遗传性疾病的基因结构或数量异常；

可以通过对基因结构进行修饰，在动物发生、发育的全过程中研究体内基因的功能及其结构功能之间的关系。

尽管糖尿病肾病是由多基因控制的，但是通过构建单基因的缺陷的小鼠，可以为了解某种分子在疾病发生过程中作用提供一种方法。

3.1eNOS敲除鼠

敲除内皮一氧化氮合酶（endothelialnitricoxidesynthase，eNOS）基因的C57BLKS/Jdb/db小鼠，表现为高血糖、高血压、蛋白尿。

26周后其病理改变为肾小球系膜基质扩张、伴小动脉瘤的肾小球系膜溶解及Kimmelstiel-Wilson结节性改变[22]。

eNOS可以减少内皮细胞间连接的开放，降低血管通透性，不含eNOS基因的小鼠更易形成糖尿病肾病损伤。

3.2转基因RAGE小鼠

DN中肾小球中有大量的糖基化终末产物（advancedglycosylatedend

products,AGEs）堆积，特别是羧甲基赖氨酸的修饰[23]。

其中由RAGE（receptorforAGEs）与AGEs结合可引起下游的一系列的效应。

如Oldfield等[24]体外证实AGE可独立于TGF-β介导肾小管上皮细胞向肌成纤维细胞的转化，因此AGE可能在肾小管间质的纤维化的过程发挥着重要作用[24]。

利用转基因技术，将人类RAGEs基因转入糖尿病鼠模型，使其血管内皮细胞过度表达RAGE。

4月后转基因鼠肾脏体积增大，肾小球肥大，基底膜增厚，肾小球硬化，尿蛋白增加[25]。

由于长期处于高糖环境中，动物模型体内大量的蛋白发生糖基化形成AGEs，转基因技术增加了该类模型中RAGE的表达，AGEs与RAGEs结合效率增加，并通过激活NF-kB系统，介导了肾小球血管内皮细胞的炎症反应，从而导致肾脏病理改变。

3.3缓激肽B2受体敲除鼠

研究表明血管紧张素转换酶（angiotensinconvertingenzyme,ACE）基因表达增加50%，仅对血压和血管紧张素II水平又轻微影响，但可导致缓激肽大量减少，提示可能是缓激肽而不是血管紧张素II在肾脏对糖尿病的应答中起着更为重要的作用[26,27]。

于是AMDCC研究员就着手靶向敲除Ins2Akita/+B6小鼠缓激肽受体B2（bradykinin2receptor,B2R），结果表明24周时编码B2R基因敲除的纯合子表现出蛋白尿增加4倍，更加广泛的系膜扩张，与人类的肾小球硬化相似[28]。

同时小鼠表现出了肾组织和其他组织线粒体DNA的损伤，提示细胞的衰老[29]。

尽管B2R敲除加重肾脏病得机制尚不明确，但已发现在B2R敲除的小鼠肾脏中有TGF-β1、p53等基因表达的增加[29]。

Buleon等[30]运用特异性的非肽的B2R受体阻断剂可以发挥ACEI类似的保护效应，如减少蛋白尿，抑制TGF-β通路。

4结语

随着DN动物模型研究的深入开展,出现了一些比较理想的动物模型,其肾脏的病理改变与人类比较相似,为探讨DN的遗传背景起了重要作用。

但是,目前仍有许多问题有待解决,通过药物诱发、动物杂交筛选及基因工程塑造的模型与人类的发病诱因并不一致,典型的肾间质纤维化病变不易出现,模型在晚期并不出现肾功能衰竭等。

寻求与人类病因、病程及病理改变均非常相似的动物模型,仍是今后努力的方向与目标。

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