静脈内グルコース負荷試験とヒト以外の霊長類における代謝状態のキャラクタリゼーション

この静脈内グルコース耐性試験（IVGTT）の全体的な目的は、マカク属における代謝性疾患の進行を、健康な状態から代謝異常を伴う高血糖状態まで特徴付けることです。この手法は、糖尿病におけるインスリン抵抗性に対する治療法の治療有効性を、食事または薬理学的に調査するために、代謝状態によって層別化した被検体群を構築するために利用できます。この技術の主な利点は、より時間を要しコストのかかる他の手法に比べて、実施が容易であることです。

処置を開始する14〜18時間前に、食後の血糖値の変動を避けるため、マカクのケージから餌を取り除きます。翌朝、鎮静化した動物の体重を測定します。その後、霊長類を加熱処置台の上に側臥位で配置します。

15〜20分ごとにパルスオキシメーターを使用して、心拍数と末梢毛細血管酸素飽和度を測定します。呼吸数はストップウォッチを用いて測定し、体温は直腸温度計で測定してください。また、各クリニックパラメータの確認時に、歯茎や唇の周囲の粘膜が湿っており、ピンク色であることを合わせて確認してください。

動物のベースラインの健康状態を確認した後、バリカンを使用してカテーテルを挿入する部位の被毛を刈り取り、続いてクロルヘキシジンと70%アルコールを用いて両領域を交互に擦式洗浄し、滅菌します。挿入部位の準備が整ったら、1本目のカテーテルを挿入し、3方活栓を用いてルアーをヘパリン生理食塩水フラッシュに接続します。ここが血液サンプリングの採取部位となります。

ストップコックをテープで固定し、脚に装着させます。カテーテルの留置位置は、開通性の維持と正確な連続採血にとって極めて重要です。したがって、ヘパリン希釈液によるインロックシステムを容易に固定し操作できるよう、伏在静脈の内側かつより近位の領域を検討することが重要です。

次に、2本目のカテーテルを留置し、ブドウ糖注入用のポートを装着します。続いて、ブドウ糖の注入までカニューレの開通性を維持するため、ヘパリン生理食塩水 1 mLをフラッシュします。ポートを腕にテープで固定します。2本のカテーテルの留置が完了したら、ベースラインサンプルを採取し、携帯型血糖測定計を用いて空腹時血糖値を測定します。

標準的な化学分析用の血清サンプルと、動物の全身状態を評価するための全血球計算用全血サンプルを採取します。全血サンプルを転倒混和します。各採血後、EDTAチューブに入れたサンプルをプロテアーゼ阻害剤とともに混合します。

ベースライン検体を取得後、50%ブドウ糖溶液をブドウ糖注入ポートから30秒かけて注入します。次に、ポート内にブドウ糖が残らないよう、5 mLのヘパリン生理食塩水でフラッシュします。注入終了後、注入時の残留ブドウ糖がその後の血液検体を汚染させる可能性があるため、手袋を交換してください。

注入後の最初のサンプリング時点はブドウ糖注入終了から3分後とし、続いてT 5、7、10、15、20分にサンプリングを行い、最後のサンプルをT 30分に採取します。採取後10分以内に、ブドウ糖およびインスリン分析用のサンプルを遠心分離し、その後、プラズマをクライオバイアルに分注して、以降の分析まで-80 °Cで冷凍保存します。T 3のサンプリング時に、携帯型血糖計を用いて血糖値を確認し、ブドウ糖注入を確認してください。

最後のサンプルを採取した後、カニューレを抜去し、止血のためにカテーテル挿入部位に圧迫を加えます。その後、動物が完全に回復するまで観察します。ここでは、成熟した健康なカニクイザルおよび糖尿病のカニクイザルにおける、30分間のIVGTT（静脈内ブドウ糖耐性試験）中の典型的な血糖値およびインスリン値の曲線を示しています。健康なサルの空腹時ベースライン血糖値は50〜60 mg/dLまで低下することがあり、T 3 minの時点で血漿血糖値の初期スパイクが観察されます。

これは、糖尿病動物に見られる典型的な血漿グルコース値の急上昇よりも劇的に低い値です。処置の過程で、健康な動物のグルコース値はしばしばベースライン値に戻りますが、代謝異常および糖尿病の動物の数値は戻りません。健康な動物の付随するインスリン曲線は2つのピークを示し、これは、グルコース輸送および取り込みに対するインスリンの末梢効果により、通常よりも大きな割合で媒介される血中グルコースの初期の急速な低下に対応しています。

これらの末梢への影響の大きさは、インスリン反応の第一相においても、肝臓による血糖降下への寄与には及びません。肝臓は、より小規模ながら持続的なインスリンの第二ピークにおいて、内因性糖新生の抑制を通じて血糖値に最大の影響を与えます。動物が高度な糖尿病状態になると、デキストロース投与に対するインスリン分泌が劇的に低下します。その場合、処置の間、血糖値は高いまま維持されます。

グルコースと同様に、クリアランスは現在、ほぼ完全に非インスリン依存性メカニズムによって媒介されています。この手順に続き、インスリン感受性に関するさらなる疑問を解決するために、段階的グルコース注入法や高インスリン血症・正常血糖クランプ法などの他の手法を実施することが可能です。マカク血液にさらされた針を扱うことは、B型ヘルペスウイルスに曝露する危険性があるため、極めて危険であることに留意してください。

本手順の実施中は、適切な個人用保護具の着用や鋭利物の取り扱いにおける細心の注意など、安全上の注意事項を常に遵守してください。