文摘

Zucker脂肪(ZF)鼠窝藏一个错义突变(脂肪,足总瘦素受体基因)(Lepr)发展非糖尿病肥胖;Zucker糖尿病老鼠脂肪(二台)来源于ZF应变表现出肥胖的糖尿病患者,被广泛用于研究2型糖尿病(T2D)。我们建立一个新型糖尿病菌株来自normoglycemic ZF老鼠。在我们的ZF鼠殖民地,我们偶然发现的fa / fa纯合子的雄性小鼠生殖能力,通常在这些动物缺席。在维护这一毒株的交配fa / fa男性和fa / +杂合的女性,我们进一步确认fa / fa雄性老鼠出现糖尿病。然后我们进行选择育种利用fa / fa雄性大鼠表现出相对较高的血糖水平在10周的年纪,导致建立糖尿病应变,我们指定居屋计划:ZFDM -Lepr^足总(ZFDM)。这些fa / fa雄性老鼠开发糖尿病早在10周的年龄,年龄21周的发病率达到100%,而没有一个fa / +雄性老鼠患上了糖尿病。这糖尿病菌株的表型特征不同于normoglycemic ZF老鼠。ZFDM鼠应变有生殖效率高应该作为T2D的更有用的动物模型。

1。介绍

2型糖尿病(T2D)是一种代谢紊乱的特点是高血糖导致胰岛素抵抗和胰岛素缺乏。T2D占超过90%的糖尿病和T2D和前驱糖尿病的患病率在世界范围内迅速上升。更好的治疗和预防T2D及其并发症需要克服疾病。

T2D的动物模型提供了一个深入学习疾病的机会。迄今为止,许多动物模型等建立了T2D Goto-Kakizaki(门将)大鼠(1),大冢Long-Evans德岛脂肪(OLETF大鼠)(2),自发糖尿病鸟居(SDT)鼠3)、(鼠SDT脂肪4),纯种肥鼠(5)、(鼠Zucker糖尿病脂肪(二台)6),db / db鼠标(7),KK -鼠标(8(NSY)鼠标[],名古屋柴田Yasuda9),新西兰肥胖(NZO)鼠标10),四马马车(TH)鼠标11),Tsumura铃木肥胖糖尿病(TSOD)鼠标12]。ZDF老鼠在鼠疾病模型中,最广泛地用于研究T2D与肥胖有关。

我们认识到,瘦素受体基因的突变(Lepr)导致不孕的纯合状态。因此,老鼠为错义突变纯合子(脂肪,足总)Lepr不育的;其中包括SDT肥老鼠,等/水肥鼠[13),纯种肥老鼠,ZDF老鼠,和Zucker脂肪(ZF)鼠14),所有的港口足总突变。不孕不育的fa / fa纯合子动物需要维护和生产之间的菌株通过交配fa /+杂合的动物。只有一个男的八幼崽通过这种类型的交配有望fa / fa纯合子和作为研究材料。

我们在这里建立一个新颖的糖尿病鼠应变,ZFDM,fa / fa雄性小鼠生殖能力。我们进行了初步表征应变比较他们的表型特征与原始ZF老鼠。

2。材料和方法

2.1。动物

ZFDM老鼠(累积量:ZFDM -,fa / fa和fa /+)被Hoshino提供实验动物,Inc .(日本茨城县)。Normoglycemic ZF老鼠(Slc: Zuckerfa / fa和)从日本购买SLC, Inc .(日本滨松)。所有动物都保持在特定病原体自由的条件°C和相对湿度与12 h明暗周期和提供水和商业饮食CE-2(克丽日本,Inc .,东京,日本)科比生物技术研究和动物设施的神户大学的人力资源发展中心。所有动物实验委员会批准的神户大学的动物实验和实施按照指南在神户大学动物实验。

2.2。表现型

ZFDM和ZF检查老鼠的体重和nonfasting由便携式血糖仪血糖水平(ANTSENSE三世,HORIBA,京都,日本)每周5 - 21周的年龄。糖尿病被定义为一种血糖水平等于或高于300 mg / dl随意饮食条件。6、8、12、16、20周的年龄,nonfasting从睑板静脉全血样品收集,和血浆样本被离心分离和存储测量后胰岛素的−80°C。8点在不同的批次,ZFDM老鼠,12日,16日,20日和24周的时候检查体重,身体长度(肛门),nonfasting血糖水平和牺牲了组织学分析。禁食全血样品收集从心脏,和被离心分离血清样本存储在−80°C后瘦素,脂联素,脂质参数测量。身体质量指数(BMI)计算体重(克)除以身体长度(厘米)的平方。

2.3。化验

血浆胰岛素水平测定胰岛素酶联免疫试剂盒(群马县Shibayagi有限公司,日本)。血清中瘦素和脂联素水平测定瘦素酶联免疫试剂盒(森永生物科学研究所Inc .横滨日本)和脂联素酶联免疫试剂盒(大冢制药。有限公司、东京、日本)。7070年日立自动分析仪测定血清脂质参数(日立高新技术公司,日本东京)。

2.4。组织学分析

组织学分析使用过程本质上是如前所述[15]。胰腺中性缓冲福尔马林固定在10%。固定嵌在石蜡标本,切片在4μm,苏木精和伊红染色的组织病理学检查。

2.5。统计分析

数据表示为±SEM手段。血糖水平的差异,体重、体长、体重指数、血浆胰岛素水平,血清中瘦素水平,血清脂联素水平,并使用韦尔奇的血清脂质参数评估t测试。差异的值< 0.05被认为是具有统计学意义。

3所示。结果

3.1。建立Normoglycemic ZF鼠蚁群的繁殖效率高

提高繁殖效率的ZF鼠殖民地,我们一直试图获得fa / fa自1992年以来(图动物有生殖能力1)。在1997年,我们幸运的是确定fa / fa男性生殖能力和通过使用这些试图维持殖民地fa / fa男性。在2005年,我们成功地建立了一个远ZF鼠蚁群在这fa / fa男性生殖能力经常被和不断获得。我们一直保持这个殖民地之间的交配fa /+女性和10 - 15-week-oldfa / fa男性。

3.2。糖尿病大鼠建立殖民地,居屋计划:ZFDM -

2008年,在维护上述ZF鼠殖民地,我们偶然发现一个25-week-oldfa / fa雄性大鼠表现出糖尿病(图1)。后来,我们测量血糖水平fa / fa男性后裔在10周的年龄和选择的动物表现出相对较高的血糖水平保持殖民地。连续维修,这种类型的选择育种超过10代远系繁殖导致建立一个糖尿病鼠的殖民地,我们指定居屋计划:ZFDM -(ZFDM)。这是最值得注意的fa / fa男性在这个ZFDM鼠殖民地是肥沃和糖尿病。

3.3。ZFDM菌株的表型特征

然后我们比较体重和nonfasting血糖水平fa / fa和fa /+雄性老鼠ZFDM应变从5到21周的年龄(数字2(一个)和2 (b))。体重之间的差异fa / fa和fa /+老鼠明显早在6周的年龄(fa / fa 克和 克,),然后逐渐增加,直到21周的年龄(fa / fa 克和足总/ 克,)。nonfasting血糖水平之间的差异fa / fa和早在8周的老鼠明显年龄(fa / fa mg / dL和足总/mg / dL,)和显著增加到21周的年龄(fa / fa mg / dL和足总/mg / dL,)。Nonfasting血浆胰岛素水平明显更高fa / fa老鼠比足总/ + 6周的老鼠年龄(fa / fa ng / mL和足总/ng / mL,),fa / fa老鼠被增加到16周的年龄,然后下降,但仍明显高于足总/ +老鼠在20周的年龄(fa / fa ng / mL和足总/ng / mL,)(图2 (c))。的fa / fa老鼠开发糖尿病(nonfasting血糖水平≥300 mg / dL)早在10周的年龄和糖尿病的累积发病率达到100%(图21周的年龄2 (d))。相比之下,没有一个足总/ +老鼠患上了糖尿病。

在不同批次的实验中,我们比较体重,nonfasting血糖水平,体长和体重指数fa / fa和足总/ +雄性老鼠ZFDM应变在8日,12日,16日(图20和24周的年龄3)。动物的体重和nonfasting血糖水平上面描述(数据显示出类似的倾向3(一个)和3 (b))。身体长度明显更大fa /+老鼠比fa / fa老鼠在年龄和16周后(16周的年龄:fa / fa cm和足总/ +厘米,)(图3 (c))。BMI差异fa / fa和fa /+ 8周的老鼠明显年龄(fa / fa 克/厘米²与足总/ +克/厘米²,),显著增加了12周的时代,保持直到24周的年龄(fa / fa 克/厘米²与足总/ +克/厘米²,)(图3 (d))。发病水平的血清脂质参数和图所示4。大多数的脂质参数和瘦素水平高fa / fa老鼠比fa /+老鼠。相比之下,脂联素水平fa / fa老鼠是随着年龄的增长,低于在下降fa /(图+老鼠在24周的年龄4 (h))。

3.4。比较ZFDM应变的特征与Normoglycemic ZF应变

比较ZFDM菌株的表型和normoglycemic ZF应变,我们测量体重和nonfasting血糖水平fa / fa和老鼠的ZF应变从5到21周的年龄(数字5(一个)和5 (b))。体重之间的差异fa / fa和老鼠在ZF应变明显早在5周的年龄(数据在6周的年龄比较ZFDM应变:fa / fa g + / +克,)逐渐增加,直到21周的年龄(fa / fa g + / +克,)(图5(一个))。虽然身体的重量fa / fa老鼠在ZFDM和ZF菌株相似的年龄,这些的fa / fa老鼠ZFDM应变显著降低在11周的年龄和后,最有可能由于糖尿病的发病(补充图1(一)网上http://dx.doi.org/10.1155/2013/103731)。在nonfasting血糖水平没有区别fa / fa和老鼠在ZF应变实验期间,并没有fa / fa和老鼠在21周的ZF应变表现出糖尿病的年龄(图5 (b));的性格不同于ZFDM应变(补充图1 (b))。Nonfasting血浆胰岛素水平明显更高fa / fa老鼠比老鼠在6周的年龄(fa / fa ng / mL和+ / +ng / mL,),在fa / fa老鼠被增加到20周的年龄(fa / fa ng / mL和+ / +ng / mL,)(图5 (c))。

3.5。组织学特征的胰腺ZFDM压力

虽然没有明显的内分泌和外分泌胰腺的病理变化fa /+老鼠ZFDM应变(数字6(一),6 (b),6 (e),6 (f),6(我),6 (j)),不同程度的病理变化观察胰腺的fa / fa老鼠在年龄16 - 24周,包括胰岛架构和纤维化(数据的损失6 (g),6 (h),6 (k),6(左))。决定是否特定于这些病理变化fa / fa老鼠ZFDM应变,我们执行的胰腺组织学特征normoglycemic ZF应变。尽管的胰岛细胞fa / fa老鼠在ZF应变的增大,胰岛架构是即使在24周的年龄(数据维护6 (o)和6 (p))。类似于fa /+老鼠ZFDM应变,老鼠在ZF应变表现出没有明显的胰腺病理变化(数据6 (m)和6 (n))。

4所示。讨论

在这项研究中,我们描述的建立和初始描述小说源自normoglycemic ZF大鼠2型糖尿病模型。我们首先建立了一个远ZF鼠群中fa / fa雄性生殖能力。然后我们偶然发现一个fa / fa用选育雄性大鼠表现出糖尿病和执行fa / fa雄性老鼠表现出相对较高的血糖水平在10周的年龄。我们成功地维护这个殖民地之间的交配fa / fa男性和fa /+女鼠,导致建立一个远系糖尿病鼠殖民地,我们指定的居屋计划:ZFDM -。男性fa / fa老鼠在ZFDM应变肥沃,展览肥胖、糖尿病和发展早在10周的年龄,在大约20周的年龄发病率达到100%。

ZDF表示应变成立于1990年是(6),已被广泛用于研究T2D与肥胖有关。ZDF应变是一个天生的早发性糖尿病的大鼠模型中所有的fa / fa雄性老鼠患糖尿病在10到12周的年龄5008年上贴一个特殊的饮食(查尔斯河实验室国际公司,威尔明顿,美国)。表型是均匀的,主要是由于压力的事实是天生的基因和特殊饮食。相比之下,ZFDM应变是一个远,年轻到中年成人型糖尿病大鼠模型中fa / fa早在10周的雄性老鼠患糖尿病的年龄和大多数患糖尿病(表12到20周的年龄1)。后糖尿病,高血糖水平维护,功能类似于二台的压力。由于ZFDM应变的前驱糖尿病的阶段是更长的比ZDF应变,ZFDM菌株更适合糖尿病的病理生理研究和治疗干预研究。ZDF应变表示的fa / fa雄性老鼠表现出糖尿病并发症包括肾病(16和神经病变17]。鉴于ZFDM应变港口一个相似的遗传背景的ZDF应变和展品严重的糖尿病,糖尿病并发症中发现ZDF应变很可能发生在ZFDM应变。

通常,人类、老鼠和老鼠缺乏正常Lepr不育是由于hypogonadotropic性腺机能减退。然而,有证据表明人类自发的青春期发育为拼接纯合子突变导致LEPR缺乏跨膜和胞内域,其中一个女人能生一个健康的儿子(18,19]。此外,人类被试LEPR错义突变已报告显示不太严重的临床特征与上面描述的剪接变异比(20.]。在鼠物种中,l·m·朱克和t . f . Zucker说fa / fa雌性老鼠总是不育(14),而Chelich和埃德蒙兹发现年轻的一小部分fa / fa雌性老鼠是肥沃的21]。此外,年轻fa / fa雄性老鼠更可能是肥沃的;大约70%的fa / fa雄性老鼠被报道在殖民地的瓦萨尔学院(22),但他们的现状是未知的。在我们ZF鼠殖民地,超过10代选择性繁殖生育的fa / fa雄性老鼠使我们获得肥沃fa / fa雄性老鼠稳定。

5。结论

我们已经建立了一个新颖的糖尿病鼠应变,ZFDM,fa / fa雄性老鼠是肥沃的。在这种压力,fa / fa雄性老鼠患糖尿病早在10周的年龄,达到100%的发病率在20周的年龄,虽然没有fa /+鼠患糖尿病。ZFDM鼠应变具有生殖效率高,因此应该作为一个有用的模型,年轻到中年成人T2D病理生理学的研究中,治疗干预,和疾病的并发症。

利益冲突

总统是m . Hoshino Hoshino实验动物,Inc .公司提供居屋计划:ZFDM -老鼠。

确认

作者表示赞赏和感谢所有的同事在他们的实验室。这项研究是由教育部科学研究补助金,日本的文化、体育、科学和技术。

补充材料