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STZ/HFD 小鼠与 MIN6 细胞糖尿病模型实操_ MedChemExpress (MCE)

已有 295 次阅读 2026-10-10 10:45 |系统分类:科研笔记

糖尿病研究离不开可靠模型。动物模型模拟整体病理，细胞模型解析分子机制。本文梳理常用糖尿病小鼠模型构建、GTT/ITT/GSIS 评估、MIN6 高糖损伤模型及验证要点，附操作参考与 Q&A。

Section.01

先分清: 糖尿病不止一种

根据病因和临床特征，糖尿病通常分为 1 型糖尿病、2 型糖尿病和妊娠期糖尿病。首先，我们通过一张表来了解 1 型/2 型糖尿病。

图 1. 糖尿病类型^[¹^]。

Section.02

糖尿病研究 (上篇):

动物模型的构建与验证

糖尿病研究模型主要分为动物模型 (体内) 和细胞模型 (体外) 。其中，动物模型是最常用的研究工具，能模拟疾病的整体病理生理过程。

科研中常用的糖尿病小鼠模型一般分为自发性：自然发生；诱导性：用化学、药物或物理方法诱导；遗传改变：比如转基因模型等。常用糖尿病动物模型概述见图 2-1，用于研究糖尿病及其并发症的各种实验模型见图 2-2^[2]。

其中，化学诱导模型中，链脲佐菌素 (STZ) 是造模常用物质之一。STZ 通过特异性破坏胰岛 β 细胞，模拟 1 型糖尿病^[2]。

『T1D 小鼠模型： STZ 诱导的高血糖症』

经典方案采用腹腔注射单次高剂量 STZ，150 mg/kg，诱导 12 周龄雄性小鼠发生 β 细胞耗竭和高血糖。

每周监测小鼠的总体重和血糖水平。非空腹血糖>250 mg/dL 的小鼠被判定为高血糖。进行葡萄糖耐量试验 (GTT) 以确诊高血糖。

操作步骤 (供参考^[3])

时间：4 周

1. 将 STZ 溶解于新鲜配制的 pH 4.5 柠檬酸钠缓冲液中，浓度为 10 mg/mL。

2. 将 12 周龄的 C57BL/6J 雄性小鼠分成两组 (n = 12) ，在注射 STZ 前禁食 4-6 小时。

3. 腹腔注射 150 mg/kg STZ 或赋形剂。

4. 连续 4 周，每周监测小鼠的体重、血糖和胰岛素水平。

5. STZ 治疗 4 周后进行葡萄糖耐量试验。

避坑提示：STZ 注射后 1–2 小时可能出现低血糖反应，需密切观察。注射 6 小时后可提供 5%–10% 葡萄糖水，24 小时后恢复正常饮水。单次高浓度 STZ 可能诱发高血糖导致死亡，建议先用较低剂量预实验。

『T2D 小鼠模型：HFD 诱导的胰岛素抵抗』

为了诱导胰岛素抵抗，将 6 周龄雄性小鼠喂食 60% 高脂饮食 10 周。

每周监测小鼠的总体重。喂食 HFD 10 周后，进行葡萄糖耐量试验 (GTT) 和胰岛素耐量试验 (ITT) 以确认饮食诱导的胰岛素抵抗。

操作步骤 (供参考^[3])

时间：10 周

1. 将 5 周龄的 C57BL/6J 雄性小鼠分成两组 (每组 n = 12) ，分别饲养在笼子里 (每笼 4 只小鼠) ，饲养 1 周。

2. 将一组六周龄小鼠喂以高脂饮食 (HFD) (60 kcal% 脂肪)，另一组小鼠喂以普通饲料 (CD) ，持续 10 周。

3. 每周监测每只小鼠的体重。

4. 高脂饮食喂养 10 周后进行葡萄糖耐量试验。

5. 将小鼠放回原笼中再饲养 2 天，以确保血糖恢复到基础水平。

6. 恢复期 2 天后进行胰岛素耐量试验。

多维度评估：你的动物造模成功了吗？

判断糖尿病动物模型是否造模成功，主要依据血糖水平：

空腹血糖 ≥16.67 mmol/L 或血糖连续 3 天超过 250 mg/dL；

还可结合典型症状：

(1) 体重下降 (一少); 出现多饮、多食、多尿现象 (三多)^[4]；

(2) 血浆胰岛素、C-肽浓度显著降低^[5];

(3) 血浆胆固醇显著升高、低密度脂 (LDL) 水平显著升高等^[6]；

(4) 葡萄糖耐量试验 (GTT) 和胰岛素耐量试验 (ITT) 等进行综合评估。

『葡萄糖耐量试验 (GTT) 』

——测"降糖能力"。

核心目的：就好比给小鼠灌一针管的葡萄糖，看看它需要花多久能把血糖降回正常水平。这反映的是胰岛素的总体分泌效果和身体利用糖的能力 (如果血糖居高不下，说明胰岛素分泌不足或作用不够)。

结果解读：正常情况下，血糖会在 30 分钟左右达到峰值，然后迅速下降。如果 120 分钟时血糖依然很高，说明小鼠存在糖耐量异常 (IGT)，即糖尿病前期或糖尿病状态。

——T1D：曲线下面积显著增大，提示胰岛素绝对缺乏，无法清除血糖。

——T2D：早期可能正常或轻度受损 (高胰岛素代偿)，后期显著受损 (代偿衰竭)。

操作步骤 (供参考^[3])

时长：8 小时

1. 准备：

(1) 小鼠禁食 6 小时，可自由饮用经高压灭菌的水。

(2) 配制浓度为 0.05 g/mL 的葡萄糖生理盐水溶液。

(3) 用耳标或记号笔给小鼠做标记。

(4) 依次称量小鼠体重，测量空腹血糖水平。

2. 注射：

(1) 根据每只小鼠的体重，计算其所需的 D-葡萄糖体积 (1g/kg 体重) 。

(2) 向小鼠腹腔注射 D-葡萄糖，并按顺序计时。

3. 采血检测：注射后 15、30、45、60、90 和 120 分钟测量血糖水平。

『胰岛素耐量试验 (ITT) 』

——测“胰岛素降糖效率” (即胰岛素抵抗)

核心目的：直接给小鼠注射外源性胰岛素，看看血糖下降的幅度和恢复速度。这专门用来判断身体 (肝脏、肌肉、脂肪) 对胰岛素的敏感度——如果打了胰岛素血糖却降得很慢，说明存在胰岛素抵抗 (这是 2 型糖尿病的核心病因)。

结果解读：健康小鼠血糖会快速大幅下降；若下降幅度很小或下降后很快反弹，说明小鼠对胰岛素不敏感 (胰岛素抵抗)。

——T1D：因自身不分泌胰岛素，外源胰岛素注射后血糖下降通常很敏感 (除非严重脂毒性导致抵抗)。

——T2D：核心诊断指标。高脂喂养小鼠表现为明显的胰岛素抵抗 (血糖下降缓慢)。

操作步骤 (供参考^[3])

时长：8 小时

1. 准备：

(1) 小鼠禁食 6 小时，可自由饮用经高压灭菌的水。

(2) 将胰岛素溶液用生理盐水稀释 100 倍至终浓度 0.8 U/mL。

(3) 用耳标或记号笔给小鼠做标记。

(4) 依次称量小鼠体重，测量空腹血糖水平。

2. 注射：

(1) 根据每只小鼠的体重，计算其所需的胰岛素用量 (1.5 U/kg 体重) 。

(2) 给小鼠腹腔注射胰岛素，并按顺序计时。

3. 采血检测：注射后 15、30、45、60、90 和 120 分钟测量血糖水平。

建议：先使用更低剂量 (0.5–1 U/kg) 做预实验，确认小鼠对胰岛素是否敏感，防止低血糖休克/死亡。

『葡萄糖刺激胰岛素分泌 (GSIS) 测定』

一种在小鼠身上测试胰岛 β 细胞功能/胰岛素分泌能力的经典实验，通常用于糖尿病或肥胖研究。GTT 和 ITT 反映的是整体血糖调控，但 β 细胞本身分泌胰岛素的能力需要 GSIS 来直接评估。

STZ 和 HFD 诱导的小鼠模型，其 GSIS 检测则主要是在活体小鼠上进行的体内 (in vivo) 实验，部分研究也会分离小鼠的胰岛进行离体 (ex vivo) 检测。
结果解读：正常健康小鼠注射葡萄糖后血浆胰岛素急剧升高后回落，糖尿病或胰岛受损小鼠该高峰消失或低平，提示胰岛β细胞无法对高糖快速反应，这是 2 型糖尿病早期灵敏指标。

（www.medchemexpress.cn/inhibitor-kit/dmem-high-glucose-l-glutamine-pyruvate-phenol-red-no-hepes.html）

基础培养基

2-Mercaptoethanol

（www.medchemexpress.cn/2-mercaptoethanol.html）

作为巯基供体，可调节细胞氧化还原状态

Fetal Bovine Serum (Superfine), Uruguay

（www.medchemexpress.cn/inhibitor-kit/fetal-bovine-serum-superfine-uruguay.html）

牛胚胎血清，维持体外培养细胞存活

Penicillin-Streptomycin (100×), Steril (HY-K1006)

（www.medchemexpress.cn/inhibitor-kit/penicillin-streptomycin-(100%C3%97),-sterile.html）

青霉素和链霉素，可预防细菌污染

0.25% Trypsin-EDTA (1x), phenol red