本方案概述了一种通过高脂饮食喂养联合链脲佐菌素注射诱导糖尿病心肌病的方法。该方法旨在为糖尿病心肌病的科学研究提供一个可靠的框架，并探索潜在的临床治疗应用途径。
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本文内容
摘要
摘要
糖尿病心肌病（DbCM）是2型糖尿病（T2DM）患者死亡的主要原因之一，但其潜在的病理生理机制仍不明确。与T2DM相关的心肌毒性被认为由脂毒性、糖毒性、氧化应激、心脏效率降低以及脂质诱导的细胞凋亡等因素所致。与大鼠相比，小鼠在动物实验中具有更高的可获得性、成本效益和更广泛的应用性。胰岛素抵抗和胰岛素分泌受损是T2DM病理生理过程中的关键因素。我们提出一种新型的非遗传性小鼠模型，通过高脂饮食（HFD）喂养联合链脲佐菌素（STZ）注射，模拟人类DbCM的进展过程。在本研究中，我们采用野生型C57BL/6J小鼠，给予HFD喂养12周，随后进行腹腔注射STZ持续12周，以诱导T2DM的典型表型。通过口服葡萄糖耐量试验和血清胰岛素浓度测定，确认胰岛素抵抗和胰岛素分泌不足的发生。采用无创经胸超声心动图严格评估心脏结构和功能。通过Masson三色染色和麦胚凝集素（WGA）染色评估病理特征，揭示与DbCM相关的组织病理学改变。因此，我们提供了一种可靠且灵活的方法，用于建立非遗传性小鼠DbCM模型。
引言
2型糖尿病（T2DM）是一种日益加剧的全球性健康问题，是患者发病和死亡的主要原因之一。T2DM的流行与肥胖症的迅速蔓延密切相关1,2。超过三分之一的T2DM患者表现出一种独特的心血管表型，称为糖尿病性心肌病（DbCM），其特征是心肌功能障碍，且该病变独立于冠状动脉疾病、高血压和瓣膜性心脏病3。新兴证据表明，约20%的糖尿病患者易发展为心力衰竭3，而这一状况与其预后密切相关4。目前提出的DbCM多种病理生理机制包括炎症反应5、心脏重构与功能障碍6、线粒体功能障碍7、氧化应激8以及代谢紊乱9。尽管已有大量研究，DbCM的完整机制谱系及其各因素的相对贡献仍未完全阐明10。因此，建立完善的临床前动物模型对于深入研究该疾病至关重要。
2型糖尿病（T2DM）的特征是胰岛素抵抗和进行性胰岛素分泌不足11....
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方案
所有实验程序均遵循美国国立卫生研究院（NIH出版物第85-23号，1996年修订版）《实验动物护理和使用指南》中规定的机构动物研究指南。所有动物实验均经四川大学动物护理伦理委员会和伦理委员会批准。雄性C57BL/6J小鼠购自北京维通利华实验动物技术有限公司（中国）。实验期间，小鼠饲养在温度控制为24 °C、12小时光照/12小时黑暗循环的环境中，并可自由获取食物和水。
图 1：实验流程示意图。 HFD/STZ 组和 ND 组使用的小鼠年龄均约为 7–8 周。每周记录每只小鼠的体重和随机血糖水平。在喂养第 12 周和第 24 周时，通过口服葡萄糖耐量试验（OGTT）和血清胰岛素水平检测评估小鼠的代谢表型。此外，在基线期（第 0 周）、第 12 周和第 24 周进行超声心动图检查。在为期 24 周的喂养....
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结果
本研究将小鼠随机分为两组：ND组和HFD/STZ组，每组6只小鼠。在喂养24周后进行最后一次超声心动图和口服葡萄糖耐量试验（OGTT）检测，随后处死小鼠以获取心脏组织，进行组织学评估。
HFD/STZ 诱导小鼠体重明显增加，在12周时达到峰值，且显著高于ND组。给予STZ后，HFD/STZ组小鼠体重出现显著下降。相比之下，ND组小鼠在随后的12周内体重持续稳定增长（图2A）。在整个饲养期间，HFD/STZ组的随机血糖水平始终显著高于ND组（图2B）。HFD/STZ组的口服葡萄糖耐量试验（OGTT）曲线显著高于ND组。两组的血糖峰值均在15分钟时达到，随后逐渐下降（图2C、D）。在研究过程中，前12周内ND组的血清胰岛素水平高于HFD组；然而，在给予STZ后，血清胰岛素水平呈现出相反的趋势（图2E、.......
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讨论
鉴于糖尿病及其相关心血管并发症在全球范围内普遍存在，迫切需要揭示其潜在的分子机制，并开发针对该疾病的预防和治疗策略20。糖尿病性心肌病（DbCM）是2型糖尿病（T2DM）患者常见的心血管并发症之一，但其发病机制尚不明确，目前尚无有效的预防和治疗方法21。由于缺乏能够准确模拟人类心脏病理生理过程的可靠临床前模型，因此建立一种稳定且有效的特异性模型以深入研究DbCM的机制显得尤为重要。
本文介绍的实验方案概述了一种成熟且稳定的构建DbCM小鼠模型的方法，该模型是研究2型糖尿病（T2DM）相关心肌功能障碍的有力工具。通过高脂饮食（HFD）喂养以诱导胰岛素抵抗，通常被认为是一种模拟人类糖尿病多种并发症的有效方法22。在本方法中，HFD与低剂量链脲佐菌素（STZ） 注射相结合，后者是一种可诱导胰腺胰岛损伤的试剂。该方法能更好地模拟胰岛素抵抗及相对性胰岛素不足的发生过程。
通常，糖尿病心.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
本工作由国家自然科学基金（资助编号：U23A20395、81900258 和 82170375）以及科学技术重点研发项目支持 &中国四川省科技厅（2022ZDZX0020）；中华医学会心血管病学分会（CSC）临床研究专项基金项目（CSCF2020B04）；四川大学华西医院“1·3·5工程”项目（ZYGD23021）。 感谢四川大学华西医院动物影像中心设施的杨青在小动物超声成像方面提供的帮助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 动物超声系统 | Fujifilm Visual Sonics | VEVO 3100 | 超声心动图 |
| 血糖仪 | Yuwell | GU100 | 评估血糖水平 |
| 柠檬酸 | Sigma-Aldrich | 251275 | |
| 异氟烷 | RWD life science | R510-22 | 麻醉 |
| 异氟烷蒸发器 | RWD life science | R500 | 麻醉 |
| 小鼠胰岛素（INS）ELISA试剂盒 | 武汉菲优生物技术有限公司 | FY-EM14029 | 评估血清胰岛素水平 |
| Nair脱毛膏 | Nair | 255g | 去除小鼠毛发 |
| 含60%千卡脂肪的啮齿类动物饲料 | Research Diets Inc | D12492 | 高脂饮食喂养 |
| 柠檬酸钠 | Sigma-Aldrich | S4641 | |
| 无菌滤器 | Merck Millipore | SLHV033N | |
| 链脲佐菌素 | Solarbio | S8050 | |
| 超声耦合剂 | Keppler | KL-250 | 超声心动图 |
| 工作站加密狗 | Fujifilm Visual Sonics | Vevo LAB | 超声心动图数据分析 |
参考文献
- Defronzo, R. A., et al. Type 2 diabetes mellitus. Nat Rev Dis Primers. 1, 15019(2015).
- Htay, T., et al. Mortality and cardiovascular disease in type 1 and type 2 diabetes. Curr Cardiol Rep. 21 (6), (2019).
- Jia, G., Hill, M. A., Sowers, J. R.
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重印与许可
