糖尿病研究如何建模?四大诱导策略解析(上篇)
2025-12-08

2025 年国际糖尿病联盟(IDF)世界糖尿病大会发布了《全球糖尿病地图》第十一版,该报告显示,2024 年全球 20-79 岁成年糖尿病患者已达 5.89 亿,占该年龄段总人口的 11.1%;预计到 2050 年,这一人群规模将攀升至 8.53 亿,占比升至 13%。其中,中国是全球糖尿病患者数量最多的国家,2024 年我国 20-79 岁成年糖尿病患者达 1.48 亿(见表 1)。


表1. 2024 年及2050年20-79岁成年糖尿病患者数量前十的国家/地区


微信图片_2025-12-08_091352_665.png


糖尿病是一类以高血糖为核心特征的代谢性疾病,其发病核心机制为胰岛素分泌缺陷和(或)胰岛素作用障碍。临床上糖尿病主要分为四大类型:1型糖尿病(T1DM)、2 型糖尿病(T2DM)、特殊类型糖尿病及妊娠期糖尿病,其中2型糖尿病占比超90%,是最主要的类型。


近年来,糖尿病新药研发领域不断涌现新的药物靶点,如胰高血糖素样肽-1(GLP-1)受体激动剂、钠-葡萄糖协同转运蛋白 2(SGLT2)抑制剂以及长效胰岛素等,为糖尿病患者的血糖管理和并发症防控提供了全新方案。具体来看,GLP-1受体激动剂主要通过促进胰岛素分泌、延缓胃排空来发挥降糖作用;SGLT2抑制剂则借助抑制肾脏对葡萄糖的重吸收,增加尿糖排泄以降低血糖。为有效应对糖尿病这一全球性流行病,亟需研发更安全、高效的治疗策略,而这离不开依托动物模型开展新型疗法的发现、验证与优化工作,以此保障其向临床转化的有效性和安全性。


维通达诱导型糖尿病模型


面对糖尿病治疗领域不断涌现的新型疗法,维通达生物依托成熟的技术平台与研发经验,构建了覆盖不同糖尿病类型、适配多种治疗方向的系列动物模型,为各类降糖药物的临床前研发与验证提供了精准支撑(本次为大家分享手术或化学或饮食诱导型模型):


(1)手术或机械损伤胰腺诱导实验性糖尿病(胰腺切除术):手术切除部分或全部胰腺组织(胰腺切除术)可减少或完全消除内源性胰岛素分泌。该方法的优势是无药物对其他器官的毒性副作用,但需专业培训和手术设备,且消除胰腺外分泌消化酶和其他胰岛激素会带来干扰,因此应用受限。


(2)化学方法(如链脲佐菌素STZ、四氧嘧啶Alloxan):两种药物均为细胞毒性葡萄糖类似物,因对GLUT2转运体的高亲和力而主要靶向β细胞。链脲佐菌素因稳定性更高、毒性更低,比四氧嘧啶更常用于糖尿病造模。研究人员最初用这些药物构建稳定的1型糖尿病模型(即破坏所有β细胞),但低剂量时仅导致部分β细胞丢失,更接近2型糖尿病。常使用的动物有B6、NPG、B6-hGCGR小鼠,F344RG、SD大鼠等。


(3)饮食诱导(HFD或WD):通常使用青年/成年期小鼠或大鼠进行高脂或西方饮食喂养,此法模拟人类2型糖尿病,出现肥胖、胰岛素抵抗和高血糖,但是诱导时间长、个体差异大,成模率低。常使用的有C57、NPG、B6-hGLP1R小鼠等。


(4)联合诱导(HFD + 低剂量STZ):将高脂饮食喂养与后续低剂量(约30-40 mg/kg 腹腔注射)链脲佐菌素注射结合,用以模拟从糖尿病前期胰岛素抵抗状态向显性2型糖尿病转化的过程。该非遗传模型的主要优势在于,研究人员可据此构建与人类2型糖尿病缓慢发病进程高度吻合的模型,完整呈现从成年期饮食诱导性肥胖逐步发展为葡萄糖耐受不良、胰岛素抵抗、代偿性胰岛素释放,最终部分β细胞死亡的全程病理演变。通常使用SD大鼠、F344RG大鼠或者NPG小鼠,相关诱导方案可能因物种、甚至品系而异。更多详细诱导方案见表2。


表2. 适用于肥胖、胰岛素抵抗及2型糖尿病研究的啮齿动物模型精选列表


微信图片_2025-12-08_091458_453.png


维通达一站式


临床前糖尿病药效研究服务


此外,维通达的糖尿病模型体系可提供一站式临床前研究服务,涵盖模型构建、指标检测、药效评价全流程,能根据不同疗法的作用机制(如胰岛素替代、靶点调控、代谢改善)定制模型方案,提升从实验室到临床的转化效率。

分类

服务内容

NPG/F344RG/B6/SD+STZ诱导+药效(I型)

db/db小鼠+药效(II型)

ob/ob小鼠+药效(II型)

Alms l小鼠+药效(II型)

hGLP1R+药效(II型)

hGCGR+药效(II型)

NPG/FRG/B6/SD+高脂饲料+STZ诱导(II型)

DIO小鼠+药效(II型)


药物:

二甲双胍(Metformin),达格列净(Dapagliflozin),瑞司美替罗(Resmetirom),奥贝胆酸(OCA),司美格鲁肽/索马鲁肽(Semaglutide)拉尼兰诺(Lanifibranor), 埃拉菲布拉诺(Elafibranor);


I型模型适用于胰岛素、GLP-1受体激动剂、中药、小分子化药、干细胞等药效机制研究;


II型模型适用于研究与瘦素信号通路相关的降糖药物、减肥药、胰岛素增敏剂、GLP-1受体激动剂、GCGR相关药物等药效机制研究。


生理指标:

临床表现、体重等;


血脂指标检测:

TC、TG、LDL-C、HDL-C含量等


糖尿病相关指标:

空腹血糖、随机血糖、葡萄糖耐量试验(OGTT)、胰岛素耐量试验(ITT)、组织器官终点取材HE、免疫组化染色



STZ诱导案例


STZ诱导NPG小鼠I型糖尿病模型


小鼠:高度免疫缺陷小鼠NPG


微信图片_2025-12-08_091514_458.png


图1. STZ诱导NPG小鼠I型糖尿病模型造模与验证


(A)实验设计;


(B)STZ诱导的NPG小鼠体重变化;


(C)STZ诱导后测定空腹血糖。数据以平均值±SEM表示


模型优势:


1、STZ能特异性、高效地破坏胰岛β细胞,快速诱导出稳定的高血糖状态,成模率高且重复性好,死亡率较低;


2、空腹血糖值均稳定在11.1mmol/l以上;


3、临床观察:三多症状明显,符合糖尿病成模标准;


4、由于NPG小鼠高度免疫缺陷背景,造模I型糖尿病模型后使其成为研究人类细胞或组织移植(如胰岛移植)的理想载体,非常适合用于评估基于细胞或免疫疗法的糖尿病治疗策略。


参考文献:


1. Kleinert M, et al. Animal models of obesity and diabetes mellitus. Nat Rev Endocrinol. 2018 Mar;14(3):140-162. 


2. IDF Diabetes Atlas 2025


3. Bonner-Weir S, et al. Partial pancreatectomy in the rat and subsequent defect in glucose-induced insulin release. J Clin Invest. 1983 Jun;71(6):1544-53.


4. Skovsø S. Modeling type 2 diabetes in rats using high fat diet and streptozotocin. J Diabetes Investig. 2014 Jul;5(4):349-58. 


5. Gilbert ER, et al. Development of a nongenetic mouse model of type 2 diabetes. Exp Diabetes Res. 2011;2011:416254. 

联系我们
联系
如果您需要帮助
请随时联系我们
animalmodel@vital-bj.com
+8610-84928167
© 版权所有维通达生物技术有限公司 京ICP备17040463号