糖尿病（diabetesmellitus，DM）的全球患病率逐年上升，已成为威胁人类健康的主要疾病之一，主要分为1型（T1DM）和2型（T2DM）。T1DM作为目前高发的一种慢性胰岛素依赖性自身免疫性疾病，主要病理表现为T淋巴细胞浸润胰腺，导致胰岛β细胞破坏，进而使其丧失合成和分泌胰岛素的功能。然而，临床上对T1DM的防治措施尚不完善，还需要对其进行深入的研究。因此，建立较理想的动物模型对研究该病的发病机制和治疗具有重要意义。
（一）化学损伤法
通过化学手段对胰腺β细胞进行大量破坏，导致内源性的胰岛素急剧减少，引发模型动物糖耐量异常、高镁血症和体质量减轻等症状。一般通过两种试剂来引发1型糖尿病：链脲佐菌素(streptozotocin，STZ)和四氧嘧啶(alloxan，ALX)。
优点：操作简便，既可以用于对啮齿类动物造模，也适用于大型实验动物，如犬、小型猪等。
模型症状：在较短时间内引起胰岛素分泌大量减少，一定程度上模拟出了1型糖尿病患者多饮、多尿、血糖增高、体质量减轻的症状。
STZ是一种使胰腺β细胞产生毒素的广谱抗菌素，它通过葡萄糖转运蛋白2(GLUT2)转运到胰腺β细胞，导致其DNA发生烷基化，生成NO和自由基，破坏细胞，致使β细胞无法分泌胰岛素，因而出现1型糖尿病症状。
STZ注射方式：单次大剂量注射和多次低剂量注射。STZ注射一般有两种方式，一是单次大剂量注射，注射药物剂量为150~200 mg/kg。单次大剂量注射操作方便省力，用药节约，但模型的成模率不是很高；另一种方式为多次低剂量注射STZ，剂量通常为50 mg/kg，连续5 d，低剂量注射逐步损伤胰岛细胞，可以引发自身对胰岛的免疫应答，最终使模型动物血糖调节失代偿，出现多饮、多尿、血糖持续偏高的1型糖尿病症状。相比于单次大剂量注射，多次低剂量注射的成模率高，且死亡率低。单次大剂量注射STZ的诱导模型目前广泛用于1型糖尿病药物试验，而多次小剂量诱导模型主要用于探讨胰岛坏死以及增殖的机制。研究表明造模的成功率受很多因素的影响，如实验动物是否禁食，注射方式，实验动物的体重等因素。
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STZ诱导1型糖尿病 |
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注射方式 |
单次大剂量注射 |
多次低剂量注射 |
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剂量 |
150~200mg/kg |
50mg/kg，连续5d |
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特点 |
注射操作方便省力，用药节约，成模率比多次低剂量注射相比不是很高。 |
成模率高，死亡率低。 |
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应用 |
目前广泛用于1型糖尿病药物试验。 |
主要用于探讨胰岛坏死以及增殖的机制。 |
ALX是一种尿酸类衍生物，进入机体代谢后产生5-羟基巴比土酸、过氧化物和超氧自由基。超氧自由基与葡萄糖转运体GULT2结合，进入胰岛β细胞后使DNA烷基化，因而可以选择性的破坏胰腺β细胞，引起胰岛素缺乏，致使模型动物出现1型糖尿病典型症状。
ALX的注射剂量通常为100~200mg/kg，缺点是对机体的其他器官毒性很大，因此不能通过加大剂量的腹腔注射来取代尾静脉注射，但剂量不足又会导致成模率不高。有研究表明剂量为37.5mg/kg分3次隔天注射的方案较为合适，这样对胰腺β细胞的损伤作用较为缓和，血糖逐步上升，可以明显降低模型动物死亡率并提高成模率。
（二）自发性1型糖尿病动物模型
NOD小鼠(non-obesediabeticmouse)是JCL-ICR品系的糖尿病小鼠近亲杂交而得到的非肥胖型小鼠，其生理特征是多饮、多尿、高血糖，与人类的1型糖尿病症状十分接近，属于自发胰岛素依赖型糖尿病小鼠。NOD小鼠从发病到死亡的时间约为22d，在发病之前，会伴有胰腺炎、胰岛素分泌逐渐减少的症状。NOD小鼠自身免疫性胰岛炎最早于4周龄时发生，患鼠的胰岛会被淋巴细胞浸润形成胰腺炎，进而导致胰岛的萎缩和纤维化。NOD小鼠与人类1型糖尿病有所不同的是，即使没有胰岛素的注射治疗，NOD小鼠也可存活数周，不会因为酮血症而死亡。目前，NOD小鼠主要用于1型糖尿病药物的筛选以及1型糖尿病遗传机制的研究。
BB大鼠是于1974年由加拿大渥太华BioBreeding生物育种实验室发现的，其发病是由于遗传型和自身免疫反应所致。BB大鼠的自身免疫系统如T细胞、B细胞和巨噬细胞会毁坏胰腺β细胞，引起胰腺炎而导致胰岛素分泌缺乏。与NOD小鼠不同的是，BB大鼠会因胰岛素缺乏引发的酮血症而很快死亡，并且CD8+和CD4+淋巴细胞会减少。BB大鼠的临床表现与人类1型糖尿病十分相似，所以BB大鼠作为1型糖尿病模型被广泛使用。
自发性糖尿病动物模型可以很好的模拟出1型糖尿病的临床症状，其遗传性和人类的1型糖尿病十分相似，因此是作为研究干细胞治疗1型糖尿病的理想动物模型。
（三）病毒感染法诱导1型糖尿病动物模型
病毒可以通过两种方式诱导1型糖尿病的发生：一是病毒直接感染胰腺β细胞，导致胰腺β细胞大面积被破坏，如Kilham大鼠病毒；二是诱导机体产生对胰腺β细胞的免疫反应，从而产生特异性免疫疾病，如脑心肌炎病毒。此外也有研究培育出了转基因动物模型，该模型中胰岛素启动子启动淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒（LCMV）抗原的表达。此模型小鼠平时不会出现胰腺β细胞被破坏的症状，一旦注射LCMV便会引起小鼠机体内的免疫应答和抗原交叉反应，进而损伤胰腺β细胞，诱发小鼠产生1型糖尿病。
（四）其他动物模型
目前，对于1型糖尿病动物模型的研究，主要集中于啮齿类动物，但啮齿类成模后的病理特征与人类有着较大差异。不仅如此，对于1型糖尿病的治疗方法，啮齿类动物与人的治疗效果也存在着较大差异，如对于口服胰岛素和烟碱，啮齿类动物可以取得很好的效果，但却不适用于人类。
因此，对于小型猪与猴等哺乳动物的1型糖尿病动物模型的研究便孕育而生，通常也使用STZ诱导其产生1型糖尿病。其中，巴马小型猪、尤卡坦小猪和哥廷根小猪相对其他品种有着实验周期短、血液生化指标与人类相似的优势。在所有的动物模型中，与人类的血糖指标、病理特征最为相似的是猴类模型，有报道使用恒河猴成模效果较好。
参考文献
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