性別差異對(duì)1型糖尿病大鼠造模的影響

趙圓宇，王藝蓉，徐彩婷，趙 豐，莫琳龍，胡林均，施 蕾，李生玉，盧營(yíng)杰，陳科利，張露丹，馬亞洪，譚 敏

(川北醫(yī)學(xué)院組織學(xué)與胚胎學(xué)教研室，四川 南充 637100)

隨著生活水平的提高，人們的營(yíng)養(yǎng)狀況和飲食結(jié)構(gòu)有了大幅度的轉(zhuǎn)變[1]：在營(yíng)養(yǎng)不良的情況得到較大改善的同時(shí)，營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩及其帶來(lái)的相關(guān)疾病成為新的課題。2013年，全球范圍內(nèi)約有3.82億人患糖尿病，占世界成人總?cè)丝诘?.3%[2-3]。糖尿病(diabetes mellitus,DM)已成為繼心血管疾病和腫瘤之后的第三大非傳染性疾病[4]，嚴(yán)重危害人類健康，但糖尿病的發(fā)病機(jī)制及其并發(fā)癥尚未完全闡明。因此選取正確的糖尿病動(dòng)物模型對(duì)研究糖尿病發(fā)病機(jī)制及其并發(fā)癥具有重要的意義。

鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)對(duì)胰島β細(xì)胞具有選擇性毒性，是公認(rèn)的糖尿病動(dòng)物模型造模藥物[5-6]。以往的研究顯示：大鼠的品種、周齡、STZ劑量等因素直接影響造模的結(jié)果[7-9]。王曉琳等人的研究表明：雌性Wistar大鼠可以利用25 mg/kg STZ加膳食誘導(dǎo)方法建立2型糖尿病模型，而雄鼠不能[10]。此外，有報(bào)道表明雌激素對(duì)糖尿病病程的發(fā)展有延緩作用[11]，且在糖尿病模型中發(fā)現(xiàn)雄性鼠的糖代謝紊亂程度大于雌性鼠[12]。近年來(lái)越來(lái)越多的專家提出動(dòng)物性別也是影響造模的重要因素之一。但大多數(shù)研究人員僅采用雄性大鼠來(lái)研究糖尿病的發(fā)病機(jī)制及其并發(fā)癥，不能準(zhǔn)確區(qū)分雌雄大鼠性別差異對(duì)STZ成模鼠發(fā)病機(jī)制及并發(fā)癥的影響。為明確性別因素對(duì)糖尿病大鼠造模的影響，本實(shí)驗(yàn)采用同一批次的雌性和雄性SD大鼠，60 mg/kg一次性腹腔注射誘導(dǎo)建立1型糖尿病大鼠模型[13-14]，探究在相同高劑量STZ作用下，雌雄大鼠性別背景差異對(duì)造模成模率以及成模后死亡率的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

SPF級(jí)成年健康SD大鼠118只，4月齡，雌、雄各60只，體質(zhì)量為210～280 g。由川北醫(yī)學(xué)院動(dòng)物研究所提供(動(dòng)物合格證號(hào)SYXK(川)2013-076)。選擇符合模型納入標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)物分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，雌、雄性大鼠分別隨機(jī)分為雄性對(duì)照組(13只)，雄性STZ注射組(46只)，雌性對(duì)照組(13只)，雌性STZ注射組(46只)。所有動(dòng)物均喂養(yǎng)于川北醫(yī)學(xué)院動(dòng)物研究所提供的SPF級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)前動(dòng)物適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d。各組大鼠實(shí)驗(yàn)期間均用標(biāo)準(zhǔn)顆粒飼料、標(biāo)準(zhǔn)籠喂養(yǎng),高壓滅菌自來(lái)水自由飲用。自然晝夜照明，室內(nèi)通風(fēng)良好，氨濃度<20 ppm，相對(duì)濕度為45%～65%，室溫保持在20～25 ℃。

1.2 造模方法

將STZ以0.1 mol/L(pH=4.2)的枸櫞酸-枸櫞酸鈉緩沖液溶解。STZ注射組按60 mg/kg一次性腹腔內(nèi)注射，對(duì)照組一次性腹腔內(nèi)注射等量緩沖液。部分動(dòng)物STZ注射一周內(nèi)出現(xiàn)死亡：雌性大鼠死亡5只，雄性大鼠死亡2只。STZ注射前、STZ注射后7 d和49 d動(dòng)物禁食、不禁水8 h，稱重后剪尾取血，用血糖儀及配套試紙檢測(cè)其血糖值。空腹血糖≥16.7 mmol/L作為模型納入標(biāo)準(zhǔn)[15-16]。記錄并統(tǒng)計(jì)死亡動(dòng)物數(shù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件,體質(zhì)量以SD表示。模型對(duì)照組與給藥組間的比較采用方差分析,方差分析有意義時(shí)采用LSD法進(jìn)行組間兩兩比較;方差齊性檢驗(yàn)(P<0.05)時(shí),采用單因素方差分析。

2 結(jié)果

2.1 一般狀況

造模早期大鼠基本狀態(tài)較好，皮毛較清潔，活動(dòng)正常。隨著病程進(jìn)展，成模組大鼠逐漸出現(xiàn)多飲、多尿、多食、消瘦、皮毛失去光澤、脫毛、活動(dòng)減少和傷口易感染等表現(xiàn)，部分成模大鼠有血尿出現(xiàn)。

2.2 各組大鼠體質(zhì)量的變化

實(shí)驗(yàn)初期成模組大鼠體質(zhì)量隨病程發(fā)展逐漸降低，但隨著動(dòng)物月齡增長(zhǎng)，體重有所回升，但成模組大鼠與同月齡對(duì)照組大鼠體質(zhì)量的差距逐漸增大。與對(duì)照組相比，雌性成模組大鼠體質(zhì)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；與對(duì)照組相比，雄性成模組大鼠體質(zhì)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與雌性對(duì)照組大鼠和成模組大鼠相比，雄性對(duì)照組和成模組大鼠體質(zhì)量均顯著高于雌性(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 STZ注射前后大鼠體質(zhì)量的變化

*P<0.05，與雌性組大鼠比較。

2.3 各組大鼠血糖值變化

與對(duì)照組相比，雌性、雄性成模組大鼠STZ注射后1周空腹血糖值均顯著升高(P<0.05)，并在整個(gè)觀察期間維持于較高水平。與雌性成模組大鼠相比，雄性成模組大鼠空腹血糖值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 STZ注射前、后大鼠空腹血糖的變化

2.4 大鼠成模率及死亡率

雄性STZ注射組成模31只，成模率為67.4%；雌性STZ注射組成模35只，成模率為76%。與雌性STZ注射組相比，雄性STZ注射組成模率無(wú)顯著性改變(表2)；與雌性成模組大鼠相比，雄性成模組大鼠死亡率顯著性增加。雌性成模組死亡率峰值為成模后第7周，而雄性成模組死亡率峰值為成模后第3周(表3，圖2)。

表3 雌、雄大鼠STZ注射組成模率統(tǒng)計(jì)表

表4 成模組大鼠死亡數(shù)及死亡率

*P<0.05，與雌性組大鼠比較。

3 討論

本實(shí)驗(yàn)選取4月齡雌性和雄性SD大鼠，一次性腹腔注射60 mg/kg STZ造模，一周后檢測(cè)空腹血糖值，空腹血糖值>16.7 mmol/L為達(dá)到糖尿病的診斷標(biāo)準(zhǔn)。模型組大鼠空腹血糖顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，攝食量及攝水量較對(duì)照組大鼠顯著增加，符合1型糖尿病發(fā)病癥狀。本研究結(jié)果顯示，雄性成模組較雌性成模組造模成模率無(wú)明顯差異，這與臨床調(diào)查的男性、女性糖尿病發(fā)病率一致[17]。

而在造模成功后短時(shí)間內(nèi)雄性大鼠死亡率明顯高于雌性大鼠，隨實(shí)驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)，雌性大鼠的死亡率升高，在第7周時(shí)其死亡率甚至高于雄鼠。王曉琳等人的研究表明：利用Wistar大鼠25 mg/kg STZ加膳食誘導(dǎo)方法建立2型糖尿病模型，與雌性大鼠相比，雄性大鼠血液內(nèi)甘油三酯濃度水平顯著增高，而胰島素水平顯著降低；以羅格列酮為陽(yáng)性藥物，羅格列酮高劑量組雌性大鼠空腹血糖水平給藥4周較給藥前顯著下降(P<0.05)，而雄性各組大鼠給藥前后空腹血糖水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)[10]。據(jù)此我們推測(cè)在糖尿病的病程發(fā)展中，由于糖尿病大鼠的疾病進(jìn)程、代謝及發(fā)病機(jī)制存在性別差異，因此雌、雄大鼠對(duì)糖尿病疾病的耐受程度存在差異。由于雌激素可能在一定程度上存在延緩糖尿病病程的作用，因此與雌性大鼠相比較，雄性大鼠較早出現(xiàn)死亡；盡管雌鼠體內(nèi)的雌激素可延緩糖尿病病程的發(fā)展，但由于耐受程度有限，當(dāng)病程緩慢發(fā)展至超出雌性大鼠的耐受限度，則雌性大鼠出現(xiàn)死亡峰值。此外，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中雄性大鼠的死亡率明顯高于雌性大鼠，雄性成模組大鼠體重較雌性成模組大鼠明顯偏低，毛色及毛密度不如雌性成模組，精神狀態(tài)較雌性成模組差，也說(shuō)明了糖尿病病程發(fā)展具有性別差異。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)大鼠性別因素對(duì)一次性大劑量STZ誘導(dǎo)建立1型糖尿病模型的成模率無(wú)顯著影響，而成模后的死亡率有顯著影響，說(shuō)明糖尿病的病程進(jìn)展、發(fā)病機(jī)制及其并發(fā)癥可能具有性別差異。因此，在糖尿病疾病進(jìn)展、發(fā)病機(jī)制以及糖尿病并發(fā)癥等相關(guān)的研究中，應(yīng)考慮性別對(duì)研究結(jié)果的影響，從而選擇雙性別動(dòng)物模型進(jìn)行研究。

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