发展Nongenetic 2型糖尿病小鼠模型

文摘

胰岛素抵抗和损失β细胞质量导致2型糖尿病(T2D)。本研究的目的是生成一个nongenetic T2D的小鼠模型。九十六个6个月大的雄性C57BL / 6 n为1的12组,包括(1)低脂肪饮食(最晚完成日期;低脂控制;利物浦),(2)最晚完成日期1 i.p。40毫克/公斤BW链脲霉素(STZ)注射,(3),(4),(5),(6)最晚完成日期与2、3、4或5天连续注射STZ,分别(7)高脂肪饮食(HFD),(8)与1注射STZ HFD, (9)、(10)、(11)、(12) HFD与2、3、4或5天连续注射STZ,分别。4周后,血清胰岛素水平减少HFD老鼠服用至少2注射STZ与氢氟烃。葡萄糖耐量受损的老鼠食用HFD和接收2、3或4注射STZ。HFD小鼠胰岛素敏感性低于最小的致命剂量的老鼠,不管STZ治疗。胰岛质量不受饮食影响,但降低了50%的小鼠注射STZ收到3。HFD和三个40毫克/公斤注射STZ诱导模型与T2D的代谢特点,包括外周胰岛素抵抗和减少β电池质量。

1。介绍

据估计,2360万或8%的美国人患有糖尿病(1]。几乎相同的数字有前驱糖尿病。而新型药物的可获得性、技术和外科干预改善糖尿病患者的存活率,糖尿病的患病率在美国人仍然上升,和糖尿病患者的数量到2025年预计将翻一番(2]。这些令人震惊的统计数据强调了需要研究旨在发现新的治疗策略的预防或治疗这种疾病。研究2型糖尿病(T2D)有各种各样的近交品系小鼠作为流行的模型(3]。遗传肥胖糖尿病小鼠,包括瘦素和瘦素受体淘汰赛(ob / ob和db / db,职责),常用T2D模型开发新的治疗这种疾病(3]。然而,T2D疾病源于累积多基因性状的组合和相互作用与环境压力(4]。食源性模型可以用来更像是肥胖胰岛素抵抗和T2D的逐渐发展,人类表型的特点(4]。T2D nongenetic老鼠模型的发展涉及到建立胰岛素抵抗,一段补充胰岛素释放葡萄糖来维持体内平衡。T2D的发病机制涉及的因素包括销毁β细胞减少胰岛素的分泌,维持normoglycemia阻碍身体的能力。因为T2D是这样一个复杂的、异构的疾病造成的遗传和lifestyle-induced因素的组合,不太可能有一个模型,该模型最适合所有T2D场景(5]。

有多个研究描述涉及T2D的C57BL / 6模型的发展(6]。罗等。6)开始他们的研究的质询老鼠和管理一个注射STZ 100毫克/公斤体重3周后喂养高果糖,高脂肪,或标准食物饮食诱导糖尿病。T2D通常发生在中等older-aged个人。因此,小鼠模型,密切代表了生理状态前胰岛素抵抗和T2D可能更适合模仿人类疾病。此外,胰岛素抵抗和高胰岛素血症的发病后肥胖的一个基本方面T2D病因(7]。罗等。6)一个合适的模型,描述了两个标准T2D:(1)代谢轮廓匹配的疾病和(2)成本效益。几组(8,9)使用成人提供高脂肪食物的老鼠和几个星期之后,一个相对高剂量的注射STZ诱导T2D的典范。在最近出版,我们表明,连续5低剂量(40毫克/公斤体重)引发轻度至中度STZ糖尿病的年轻老鼠标准造成渐进破坏啮齿动物食物的胰腺癌β细胞(10]。鉴于这种观察胰腺和我们的假设β肥胖老鼠细胞更容易受到环境因素的伤害,我们开发了一种方法来生成一个nongenetic T2D使用老年肥胖小鼠模型。我们采用连续喂养高脂肪饮食和管理多个低剂量的注射STZ,不会引起糖尿病标准chow-fed老鼠。这个协议导致渐进,部分破坏胰腺βfat-fed细胞高,胰岛素抵抗小鼠没有显著影响胰岛chow-fed老鼠,更像人类T2D的特点。

2。材料和方法

2.1。动物和研究设计

以下综述了动物程序和机构批准的动物保健和使用委员会在弗吉尼亚理工学院和州立大学。所有化学品都购自西格玛奥德里奇(圣路易斯,密苏里州),除非另有说明。食物从研究购买饮食有限公司(新泽西州新不伦瑞克)。雄性C57BL / 6 ncr弗雷德里克(NCI)小鼠(6 mo。旧)获得和单独住在标准尺寸的笼子里(14××13厘米)29日安排在双面140 -通风笼架在温度和湿度控制,无菌室在12 h光周期(6点到下午6点)免费的食物和水。随机完全区组设计被用来分配96 12组小鼠空腹血糖(FBG)作为阻碍因素。意思是光纤光栅和体重(BW)在任务组114.38 mg / dL和28.08 g,分别。身体成分是评估开始前的试验使用一个低频- 90仪器(力量光学公司,Billerica MA)。低频- 90身体组成仪器是基于时域核磁共振(TD-NMR)技术提供了体内测量精益组织,脂肪,和体液生活没有麻醉小鼠和大鼠。意味着瘦,脂肪和流体百分比相似组间(72.74±2.2、13.36±2.8、7.37±0.38%,职责)。 Mice were offered either a standard rodent chow containing 10% of kcal as fat (low-fat diet; LFD) or a diet containing 60% kcal as fat, primarily in the form of saturated fat from lard (high-fat diet; HFD; Table1)随意。老鼠收到一封腹腔内(i.p)注入车辆(0.05 M柠檬酸缓冲,pH值4.5;non-STZ最晚完成日期和HFD控制)或1、2、3、4、5剂量STZ溶解在车辆在40毫克/公斤体重/剂量。链脲霉素制备新鲜每一天和多个连续数日了疫苗接种。在第一次注射后1周,光纤光栅测量水平。在第一次注射后的2和3周,葡萄糖耐量试验(GTT)和胰岛素耐量试验(ITT)进行,分别。在4周注射STZ后,光纤光栅测量,以及身体成分和动物安乐死的有限公司₂窒息后一夜快。从轨道窦血收集到毛细管heparin-coated防止凝血、微型离心机管和收集的,其余是允许在冰凝块。腹腔脂肪垫、肝脏和胰腺手术切除的鼠标,冲洗在冰冷的PBS和体重。胰腺分为“头”(邻近十二指肠)和其余部分(“身体”)分为三等分。组织在neutral-buffered 10%福尔马林固定。胰腺样本被送往AML实验室(珀丽博士)石蜡包埋,切片,和安装玻璃幻灯片。三个部分是对于每个组织样本,这样总有12节/胰腺。幻灯片被苏木精和伊红染色,用于测量胰岛质量

2.2。血脂和激素剖面参数

总胆固醇是安乐死后立即测量从血液总使用CardioChek血液分析仪(聚合物技术系统,印第安纳波利斯;分)。凝结的血液样本在高速离心10分钟。上层清液被转移到一个新的地铁和高速离心机额外增加5分钟。上层清液的收集和转移到96孔板为存储−80°C。血清用于测量胰岛素使用一个超灵敏的鼠标/大鼠胰岛素ELISA (Mercodia, Inc .,乌普萨拉,瑞典)。上层清液从血液离心收集与肝素化毛细血管(等离子体)用于测量甘油三酯和高密度脂蛋白CardioCheck分析仪和适当的测试条。随机选择的血浆样本用于确定胆固醇水平和重新计算高密度脂蛋白和甘油三酯在全血的基础上。高密度脂蛋白水平计算使用Friedewald方程:总胆固醇(低密度脂蛋白胆固醇= -(脂蛋白胆固醇+甘油三酸酯/ 5)],与所有浓度mg / dL。

2.3。空腹血糖、葡萄糖耐量试验(GTT)和胰岛素耐量试验(ITT)

在2、4、6、7、8和9周,16小时光纤光栅水平测定全血从尾静脉使用一种超灵敏的手持glucometer(克罗格有限公司,辛辛那提,哦)。葡萄糖和胰岛素耐受性测试16小时后进行快速基线血糖立即开始之前进行测试。血糖测量是由一个人来消除潜在的运营商可变性。GTT,葡萄糖是经由ip注入的剂量在0.1毫升水的体积。血糖水平测定15岁,30岁,60岁,120分钟后注入。ITT公司,人类胰岛素是通过ip管理注入的剂量。血糖水平测定15岁,30岁,60岁,120分钟后注入所述GTT测试。

2.4。胰岛的质量和密度

组织学评价进行了4组老鼠:(1)控制消耗最小的致命剂量的小鼠,(2)小鼠消耗最小的致命剂量和接收3注射STZ,(3)控制老鼠HFD消费,(4)小鼠消耗3注射STZ HFD和接收。胰岛质量决定使用点估算体视学[11在苏木精和eosin-stained幻灯片。100平方的网格十字线(0.1毫米每平方)被用来计数点胰岛组织使用一个奥林巴斯BX51显微镜和10倍放大。小岛所占据的区域被表示为一个比胰腺组织的总面积在幻灯片上,乘以100来确定相对胰岛体积百分比。胰岛大规模计算的相对体积小岛乘以胰腺的总重量。图像的所有部分都是用CCD相机和分析使用图像J软件来确定胰腺区域在幻灯片上。该地区(毫米²)值是自动生成的。相对胰岛体积分析比较胰腺头部区域的主体和评价整个胰腺组织的总量。

2.5。统计分析

Proc单变量SAS程序被用来测试正常,和数据转换为规范化方差使用转换选择器(如前所述)(12]。所有的数据进行了分析使用SAS的Proc混合过程(卡里,NC)。一个α水平被认为是具有统计学意义。对于葡萄糖耐量和胰岛素耐受性测试,增量曲线下的面积和曲线下面积(AUC)计算。增量AUC的总和计算血糖测量连续两个时间点乘以时间间隔,然后除以2(梯形法则)。葡萄糖清除率也计算为每个动物从葡萄糖耐量试验数据确定直线的斜率血糖测量30到120分钟。这个计算是基于假设“正常”的瘦老鼠的血糖水平将达到30分钟post-glucose加载,因此,间隙率可以从直线的斜率决定30到120分钟(5]。GTT AUC的模型、ITT AUC STZ前后身体成分和血液激素和血脂参数收集当天安乐死包括饮食的主要影响和STZ治疗和双向互动。正交线性对比被用来进一步测试显著差异。对比系数生成比较控制在每个治疗各组低脂饮食和比较其各自的脂肪组织。鼠标嵌套在饮食×STZ治疗是在模型中指定一个随机效应,作为误差项。原始GTT和ITT公司数据,以及空腹血糖,BW和投料数据收集纵向,综述了与SEM图形随着时间的推移,最小二乘方法和统计模型包括饮食的主要影响,STZ治疗和时间,随着时间的推移和双向交互,重复测量。为每个变量分析、鼠标嵌套在饮食×STZ治疗受到至少3包括自回归阶协方差结构1,非结构化的协方差和复合对称。对所有变量,Akaike的信息则是接近零使用自回归阶1协方差结构,因此,它是用于每个分析Kenward-Roger调整方法近似的自由度。模型相对胰腺胰岛体积还包括地区(头部和身体)作为主要的效果。

3所示。结果

3.1。食物摄入量、身体和器官重量和身体成分

投料数据如图1。在第一周注射STZ后,采食量减少小鼠相比,消耗HFD noninjected老鼠食用HFD (;图1(一))。post-STZ第一周后,食物摄入量没有不同STZ-injected和non-STZ注入老鼠,无论饮食。老鼠食用HFD和接收3 4或5注射STZ明显吃的更少(比相应的最小的致命剂量组(图)1 (b))。

5周后随意喂养但在注射STZ之前,老鼠食用HFD是比老鼠重消耗最小的致命剂量(41.7±3.8 g和33.5±2.8,resp)。。在注射STZ后第一周,BW减少注射STZ和减少老鼠最突出,收到最注射STZ(图2(一个))。小鼠注射STZ没有影响BW消耗最小的致命剂量,而老鼠食用HFD和接收4或5注射STZ体重更轻()比各自控制老鼠。老鼠食用HFD和接收1、2或5注射STZ重量超过LFD-fed同行(),而没有显著差异在最晚完成日期和HFD老鼠注射了3或4。

腹部脂肪垫,既是绝对重量和BW的比例,不同组间(),具体来说,是更大的()在小鼠消耗HFD,不管STZ治疗,与小鼠相比消耗最小的致命剂量(数字3(一个)和3 (b))。在消耗最小的致命剂量的小鼠,4或5注射STZ减少脂肪垫的重量,绝对重量,BW(百分比)。在小鼠消耗HFD 4或5注射STZ绝对减少脂肪垫重量但是没有影响相对脂肪垫的重量。胰腺重量和相对胰腺重量是不同的治疗组中(和、职责)。胰腺的重量不是小鼠消耗最小的致命剂量(图中不同3 (c)),但是当表示相对于BW增加小鼠接受4或5注射STZ(图3 (d))。小鼠的胰腺重量更大,消耗HFD和接收1注入车辆或者STZ,与各自的LFD-fed集团()。老鼠食用HFD和接收5注射STZ表现出减少胰腺重量比HFD控件(),当表示相对于BW显示减少重量与最小的致命剂量组相比,收到5注射STZ ()。肝脏重量和肝脏相对重量也不同治疗组间(和交互的饮食×STZ治疗,职责)。肝脏的重量并不影响在小鼠消耗最小的致命剂量STZ(图3 (e)BW)但是当表达比例是大()在老鼠身上,收到了3、4或5注射STZ(图3 (f))。在老鼠身上消耗HFD和收到4或5注射STZ,肝脏的绝对重量大()和HFD控制相比,然而,当表示为一个比BW,没有老鼠HFD消费差异。老鼠食用HFD和接收4注射STZ大()肝脏重量与各自LFD-fed组相比,当肝脏表达相对于BW,肝脏在小鼠消耗最小的致命剂量大,收到车辆或3注射STZ,与各自的组小鼠相比HFD消费。

身体成分反映采食量和BW数据和被STZ治疗显著改变。后1 mo。喂养,意思是脂肪组织,精益组织和体液百分比的老鼠食用HFD和最晚完成日期分别为23.7±0.74,14.01±0.77,60.58±0.67,70.24±0.91,8.56±0.08,7.57±0.15,分别。STZ治疗4周后,脂肪组织减少百分比()在小鼠接种4或5注射STZ和消费最晚完成日期或HFD,相比,控制动物(图4(一))。精益百分比增加小鼠消耗最小的致命剂量和管理4注射STZ(图4 (b))。在小鼠消耗HFD,效果更加明显,老鼠接受2,3,4或5注射STZ显示增加(精益组织)百分比。液比例降低()在小鼠消耗最小的致命剂量和接收至少3注射STZ控制相比,在小鼠消耗HFD和接收至少4注射STZ(图4 (c))。

3.2。空腹血糖

空腹血糖水平测量后2、4、6,7,8,9周的研究(图5(一个))。经过4周的喂养和注射STZ之前,空腹血糖水平没有显著不同的最小的致命剂量-和HFD-fed老鼠(89.2±19.7和104.1±20.0 mg / dL,职责)。然而在应对STZ,空腹血糖水平的差异成为突出()和小鼠消耗最小的致命剂量的抗STZ的影响。在第一个工作开始注射STZ后,收到了至少3只小鼠注射STZ和消费HFD显示空腹血糖水平显著不同的HFD控件(;图5 (b))。小鼠接受至少3注射STZ和消费HFD也有空腹血糖水平大于相应的最小的致命剂量组()。4周期间注射STZ后,小鼠消耗最小的致命剂量和接收4或5注射STZ显示空腹血糖水平,不同于LFD-fed控制()。

3.3。葡萄糖耐量

葡萄糖耐量试验数据分析了总AUC和葡萄糖清除率30到120分钟。手段和标准误差随时间绘制在图所示6(一)和AUC和葡萄糖清除率数据图6 (b)和6 (c),分别。有更大的AUC小鼠消耗最小的致命剂量或HFD和接收4、5或2,3,4或5注射STZ的分别与各自的控制老鼠()。消耗的AUC是大老鼠HFD和接收3 ()或4 ()注射STZ相比各自的最小的致命剂量组。葡萄糖清除率是大幅降低STZ治疗(;图6 (c))。老鼠吃了最晚完成日期和接收5注射STZ,葡萄糖清除率降低()。HFD放大了对葡萄糖STZ间隙的影响。在老鼠身上消耗HFD, 3低剂量STZ足以显著损害葡萄糖清除率(5),但需要注射STZ减少葡萄糖清除率()在小鼠消耗最小的致命剂量。

3.4。胰岛素耐受性

胰岛素耐量试验数据总AUC也进行了分析。手段和标准误差随时间绘制在图所示7(一)和总AUC图7 (b)。AUC是受到饮食和STZ治疗()。老鼠HFD AUC显著高于那些接受最晚完成日期()。有一个更大的AUC小鼠消耗最小的致命剂量或HFD和接收至少3注射STZ,与各自对照组(相比),这表明STZ治疗部分可能导致胰岛素耐受这些动物。除了老鼠收到1注射STZ,所有组小鼠消耗的总AUC HFD大()比各自的AUC组老鼠吃了最晚完成日期。这些数据表明,HFD治疗4周内可以充分诱导胰岛素抵抗在年长的成年老鼠。

3.5。血液血脂和激素参数

在STZ后4周,血总胆固醇水平更大的()在小鼠消耗HFD和接收4或5注射STZ与各自的最小的致命剂量组(图8(一个))。往往()在小鼠消耗更多的胆固醇水平HFD和接收3注射与各自的最小的致命剂量组相比。总血高密度脂蛋白水平更大()在小鼠消耗HFD和接收5注射STZ相比HFD控制(图8 (b))。老鼠食用HFD和接收1、2、4或5注射STZ显示更大的()比相应的高密度脂蛋白浓度最小的致命剂量组和小鼠消耗HFD和接收3注射STZ往往(),高密度脂蛋白血药浓度大于相应的最小的致命剂量组。老鼠吃了HFD和接收4或5注射STZ显示更大的()血液血液中的甘油三酸酯水平与各自的老鼠相比,饮食中最晚完成日期。总血液甘油三酯水平相对较低()在小鼠消耗最小的致命剂量和接收4或5剂量STZ,相比与控制(图8 (c))。

符合发展中胰岛素抵抗HFD-fed老鼠,在HFD-fed小鼠血液胰岛素水平三倍的最小的致命剂量控制老鼠(),这表明治疗4周内和HFD年长的成年老鼠可以产生高胰岛素血症,代谢功能在T2D的发病机制。在HFD老鼠,至少需要2注射STZ减少血清胰岛素水平()与HFD控制相比,而4连续注射STZ被要求导致循环胰岛素显著减少()在小鼠消耗最小的致命剂量(图8 (d))。

3.6。相对胰岛体积和总胰岛质量

胰岛体积和质量测定控制小鼠消耗最小的致命剂量或HFD和老鼠,饮食和收到3注射STZ消耗。有大约6.5倍体积的小岛在体内胰腺与头部区域。没什么差别,在胰腺胰岛的头部区域的体积在治疗组中,有大约50%的胰岛体积减少胰腺的身体回应3注射STZ(图9(一个))。一致,总胰岛质量降低了同样比例的老鼠接受3比老鼠注射STZ消耗最小的致命剂量或HFD。

4所示。讨论

虽然外周胰岛素抵抗是常见的在肥胖和衰老小鼠和人,发展为T2D主要是由于胰岛素分泌功能障碍和功能的重要细胞凋亡β细胞(13- - - - - -17),导致无法弥补胰岛素抵抗。因此,再生和保护功能β细胞质量成为糖尿病研究增长最快的地区之一。而促进β细胞质量一直显示为一个有前途的战略来治疗糖尿病(13,14,18- - - - - -21),大多数的这些研究进行了与肥胖糖尿病小鼠(db / db)在相对年轻的年龄。然而,最近的研究显示的能力β细胞再生中年和老年小鼠(月初非常有限22,23],它提出了一个重要的问题在使用年轻的啮齿动物的适用性评估β细胞regeneration-based治疗人类T2D大多发生在中年和老年人。在目前的研究中,我们产生了nongenetic小鼠模型T2D使用早期的中年老鼠喂养一个HFD其次是腹腔内的多个低剂量STZ政府没有导致chow-fed糖尿病老鼠。像db / db的老鼠,这是一个昂贵的遗传肥胖糖尿病小鼠模型,这个鼠标模型股人类T2D的代谢特征,与外周胰岛素抵抗和减少β细胞质量和功能(6,24,25]。但是,与db / db老鼠发展明显,经常严重的糖尿病在很小的时候(4 - 8周内)3),一个条件和年龄不密切相关的人类发展中这种疾病,糖尿病模型报道,这是生成的老鼠在6个月的年龄,轻度至中度发展糖尿病,因此可能更适合作为T2D模型开发有效的治疗方法和预防策略。此外,使用低剂量STZ高fat-fed老鼠也会减少食源性糖尿病发展的变化,因此提供更好的实验控制评价糖尿病治疗策略。

正如所料,老鼠食用HFD是比老鼠重最晚完成日期并显示稍微降低食品的摄入量,可能由于高脂肪饮食的热量密度就越大。注射STZ略有减少食物摄入量在头几天但总的来说摄入量波动以类似的方式,保持相对稳定在接下来的4周,与小鼠消耗更多的最晚完成日期与老鼠吃了HFD。4或5注射STZ减少BW和老鼠的脂肪成分HFD消耗和减少腹部脂肪的重量虽然并不影响腹部脂肪的重量BW的比例。然而在小鼠消耗最小的致命剂量,减少脂肪成分和脂肪垫,既是绝对重量比例的BW, 4或5注射STZ,这也是合乎逻辑的,因为没有STZ对BW的影响在这些老鼠。BW和脂肪的减少严重糖尿病小鼠(4或5注射STZ)发生的食物摄入量没有区别这些老鼠和老鼠HFD消耗的其他组织。

血液血脂的影响在本研究中通过高脂喂养和STZ注入。血脂异常,表现为升高血胆固醇、甘油三酯、磷脂和脂蛋白的变化成分,是T2D的特征(26]。我们观察到的一个普遍趋势,高脂肪喂养和注射STZ导致高密度脂蛋白升高,总胆固醇和甘油三酯水平升高在老鼠吃了4或5注射STZ HFD和接收。其他人已经报道的影响注射STZ血胆固醇、脂蛋白和甘油三酸酯浓度(9,27]。这可能是由于高架乳糜微粒和内生低密度脂蛋白的形成由于消费HFD [9,27]。虽然这些血液测量往往先于T2D的变化,我们没有观察到显著变化在小鼠血液血脂消耗HFD没有接受注射STZ,表明糖尿病小鼠血脂异常是由STZ调制部分。其他人建议STZ导致增加肠道吸收和合成胆固醇(9,27]。STZ具有高度的亲和力的葡萄糖转运蛋白2 (GLUT2)小肠和胰腺中高度表达,表明STZ可能导致肠道功能发生变化28]。

虽然光纤光栅不同品系小鼠和水平往往要大于那些观察到人类,至少250 mg / dL光纤光栅被认为是糖尿病小鼠(3]。老鼠HFD和接收车辆或消耗1注射STZ显示高胰岛素血没有受损的光纤光栅,人类代谢状态前T2D的特点,个人仍能够保持血糖稳态。而注射2剂量STZ葡萄糖耐量和大大减毒HFD-induced高胰岛素血症显然需要抵消这些小鼠外周胰岛素抵抗,HFD-fed动物对待这些剂量STZ仍有正常的光纤光栅,这表明这个破坏胰腺STZ仍不足的数量β动物细胞大规模到了这样一种程度,成为糖尿病。

老鼠食用HFD和收到至少3注射STZ保持光纤光栅水平大于250 mg / dL在最后3周的审判。然而,老鼠食用低脂肪饮食和接收5注射STZ显示光纤光栅的水平达到峰值大于250 mg / dL在第八周的审判。虽然老鼠收到4或5注射STZ显示光纤光栅水平大于控制,无论饮食,STZ HFD放大的效果,和老鼠,消耗HFD和接收至少3注射STZ光纤光栅显示水平大于相应的消耗最小的致命剂量的小鼠,表明喂养的HFD和前建立胰岛素抵抗糖尿病提高STZ的作用。我们观察到小鼠的血清胰岛素水平降低,收到了至少2注射STZ和HFD消耗,控制相比,小鼠消耗最小的致命剂量和注射了4还显示循环胰岛素水平降低,而那些收到5注射胰岛素水平没有显著的低虽然数值低于对照组。

在2周后进行葡萄糖耐量试验STZ和胰岛素耐量试验STZ后3周。葡萄糖耐量在小鼠消耗HFD和接收至少2注射STZ。在小鼠消耗HFD,只收到1注射STZ很明显,从数据来看,葡萄糖耐量保持在这些动物分泌足量的胰岛素的能力来弥补受损的胰岛素抵抗。在老鼠身上消耗最小的致命剂量和收到4或5注射STZ,葡萄糖耐量受损,这主要是由于胰岛细胞的破坏。然而,喂养HFD强调了差异。葡萄糖清除率评估显示,老鼠的能力清除后葡萄糖从血液中葡萄糖水平达到高峰值(30分钟)受损的老鼠食用HFD和接收至少3注射STZ。小鼠消耗最小的致命剂量和接收5注射STZ显示类似的现象。因为影响小鼠接受4或5注射STZ是如此相似,不管什么样的食物,看来4和绝对5注射STZ 40毫克/公斤BW在胰腺中产生过度破坏性的影响。这些数据是符合的β细胞功能障碍在糖尿病注射STZ诱导的小鼠消耗HFD。

由HFD孤独和胰岛素敏感性的影响更显著影响饮食和STZ治疗的结合。除了老鼠收到1注射STZ,所有老鼠食用HFD显示AUC与小鼠相比消耗最小的致命剂量增加,表明损伤在胰岛素敏感性,独立于STZ治疗。HFD和最小的致命剂量组之间的显著差异观察支持过程喂HFD诱导受损的胰岛素敏感性。消耗HFD组小鼠中,那些收到至少3注射STZ显示胰岛素敏感性的更加明显障碍,建议至少3注射STZ产生真正的糖尿病模型。

胰岛质量的评价这项研究提供了一个直接衡量的影响STZ和相关生理参数测量。有一个相对胰腺β细胞体积减少60%肥胖T2D患者和肥胖患者受损的光纤光栅水平减少40% (29日,30.]。我们进一步评估小鼠胰岛体积和质量,消费HFD或最晚完成日期和接收车辆或3注射STZ来确定这些剂量STZ足以导致部分和重要β细胞的破坏。三种注射STZ,无论饮食,导致大约50%的破坏胰岛,类似数量的丢失β人类T2D细胞中观察到。显然,这么多的毁灭βHFD老鼠的细胞,但不是最小的致命剂量的小鼠,足以引起糖尿病。

有几种解释强调发展为糖尿病小鼠注射STZ后HFD消耗。消费的老鼠HFD逐渐发展胰岛素抵抗;我们表明,老鼠食用HFD显示受损的胰岛素敏感性结合更多的胰岛素分泌,这是许多人类肥胖的特征。然后触发胰腺的破坏β对残余胰岛细胞,导致不能分泌足够的胰岛素来弥补胰岛素抵抗。事实上,人类发展为T2D与肥胖主要是由于胰岛素分泌功能障碍和功能的重大损失β细胞(31日]。长期喂食高脂肪的饮食会导致代谢变化,改变小岛有毒药剂的敏感性。或者由STZ消融的细胞治疗后,剩余的细胞在老鼠HFD可能功能失调而消耗最小的致命剂量的剩余细胞在老鼠身上,进一步减少补偿胰岛素抵抗的能力。后者可能是这样的因为组织学分析表明,小鼠胰岛质量相似,消耗HFD或最晚完成日期和接收3注射STZ和血清胰岛素水平是不同的,表明确实,β细胞功能障碍之前注射STZ诱导的充分发展为糖尿病。总之,通过喂食高脂肪的饮食和交付连续低剂量STZ年长的成年老鼠,我们能够建立一个优化条件nongenetic和廉价的小鼠模型,更紧密地模仿人类描述T2D的代谢轮廓。这个老鼠模型应该适合未来的研究,旨在开发T2D预防和治疗的方法。

确认

这项工作是支持由美国糖尿病协会(7 - 11 - bs - 84 d . Liu),国家补充和替代医学中心的美国国立卫生研究所(1 r21at004694-01刘)和哈维·彼得斯(刘)基础。

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