鏈脲佐菌素(Streptozotocin，STZ)— —糖尿病模型建立

【產(chǎn)品信息與造模問(wèn)題】

1.  STZ誘發(fā)糖尿病動(dòng)物模型的原理

STZ對一定種屬動(dòng)物的胰島β細胞有選擇性破壞作用，能誘發(fā)許多動(dòng)物產(chǎn)生糖尿病，一般采用大鼠和小鼠制造動(dòng)物模型。I型糖尿病與II型糖尿病動(dòng)物模型的制備與STZ注射的劑量有關(guān)系：大劑量注射時(shí)，由于直接引起胰島β細胞的廣泛破壞，可造成I型糖尿病模型；而注射較少量STZ時(shí)，由于只是破壞一部分胰島β細胞的功能，造成外周組織對胰島素不敏感，同時(shí)給予高熱量飼料喂養，兩者結合便誘導出病理、生理改變都接近于人類(lèi)II型糖尿病的動(dòng)物模型。國內外有學(xué)者報道選用雄性大鼠制造模型的成模率明顯高于雌性大鼠【可靠數據】。

2. 糖尿病模型動(dòng)物的選擇（體重，周齡，性別）

2.1  I型糖尿?。═ype I diabetes）動(dòng)物選擇

一般按照體重選擇即可，推薦大鼠170-200g，小鼠17-22g，適應性喂養1~2周后空腹注射STZ，成模率相對理想?！窘?jīng)驗顯示動(dòng)物體重過(guò)高，比如當大鼠超過(guò)300g或小鼠超過(guò)35g，對STZ的耐藥性加強，成模率隨之降低。不建議使用超重的動(dòng)物建模?！?/span>

建議全部選擇雄性動(dòng)物，除非是實(shí)驗方案有特定要求。有研究顯示，雌性動(dòng)物成模率差，而且可能會(huì )比雄性出現更高死亡率，尤其是I型。

2.2   II型糖尿?。═ype II diabetes）動(dòng)物選擇

對于大鼠（比如SD/Wistar），選取4-5周齡，體重在90-100g，高脂（高糖）飼料喂養4-6周體重約達240-280g。

對于小鼠（比如C57/ICR/昆明小鼠），選取4-5周齡，體重在16-20g，高脂（高糖）飼料喂養4-6周體重約達30-35g。

對于新購入動(dòng)物或更換飼養環(huán)境需要先用普通飼料適應性喂養一周，然后再選擇適合周齡/體重動(dòng)物轉用高脂高糖飼料繼續喂養。從模型建立成功率來(lái)看，大鼠推薦用SD，小鼠推薦C57。

建議全部選擇雄性動(dòng)物，除非是實(shí)驗方案有特定要求。

3. STZ給藥前動(dòng)物的喂養

3.1Ⅰ型糖尿病模型：因成模比較快，通常動(dòng)物在普通飼料適應性喂養1-2周后即可開(kāi)始造模

3.2Ⅱ型糖尿病模型：高脂高糖喂養誘導加小劑量STZ。造模前喂以高脂（高糖）飼料4-6周，誘發(fā)出胰島素抵抗，再注射STZ。

4. 高脂（高糖）飼料

高脂（高糖）飼料基本要求：含10%蔗糖，10%豬油，5%膽固醇。由基礎維持飼料加蔗糖、煉豬油和蛋黃按比搭配制作高脂高糖飼料：其比例為豬油18 % ,蔗糖20 % ,蛋黃3 % ,基礎飼料59 %。飼料的成分比不是絕對的，可為了迎合口感，根據動(dòng)物愛(ài)好，增加一些成分如豬油或全脂奶粉。

也可直接購買(mǎi)我司（懋康生物）提供的高脂高糖飼料，歡迎咨詢(xún)。

5. 預實(shí)驗的重要性

非常重要。實(shí)驗時(shí)STZ的給藥量應參照預實(shí)驗的結果來(lái)確定，盡量不要盲目按照文獻上或他人的給藥量來(lái)直接使用。因為動(dòng)物均重和空腹（低糖狀態(tài)）抗藥力、禁食時(shí)長(cháng)、注射手法、以及之前飼養過(guò)程、測糖選時(shí)等都不相同，通過(guò)預實(shí)驗來(lái)確定符合自己實(shí)驗情況的給藥劑量，才是最科學(xué)的。

6. 常用給藥劑量（STZ）

動(dòng)物體重不同，STZ給藥量也不同。一般情況STZ劑量（mg/kg）高低和體重大小呈反比。

以200g均重大鼠為例，I型糖尿病，可用70~65mg/kg一次性給藥（或分次注射如35mg/kg，2次）。

以250g均重大鼠為例，II型糖尿病，先喂養4-8周的高脂（高糖）飼料，可用35~50mg/kg一次給藥。

以20g均重小鼠為例，I型糖尿病，可用150-220mg/kg一次性給藥（或分2次，100mg/kg）。

以30g均重小鼠為例，II型糖尿病，先喂養4-8周的高脂（高糖）飼料，可用70~120mg/kg一次給藥。

給藥劑量是影響成模率的最大因素，以上僅做參考。具體劑量請通過(guò)預實(shí)驗的結果來(lái)確定。

7. 一次給藥和多次給藥的選擇

假如需要給藥150mg/kg，可每次給藥50mg/kg，連續給3次。需注意的是與一次給藥（150mg/kg）相比，多次給藥造成動(dòng)物死亡率可能得到緩解，但STZ對胰島細胞的破壞力不如一次給藥明顯。換句話(huà)說(shuō)，多次給藥可能減少死亡，但是一次注射效果明顯。建議根據動(dòng)物品種和耐受能力來(lái)決定給藥次數。目前大部分用戶(hù)采用一次給藥。

8. 多次給藥方式的選擇

大劑量STZ注射后，藥力發(fā)揮主要集中在注射后的3-72h。如果采用多次給藥，建議在2-72h內延續第二次給藥，目前大部分用戶(hù)選擇24h為給藥周期居多。小劑量給藥STZ，當使用劑量偏低（低于理想值），動(dòng)物可能在第二周出現血糖緩慢提升跡象，但隨著(zhù)血糖峰值放緩且后延，有出現血糖先高后低、最終回落的可能。

多次給藥的總次數1-7次都有用過(guò)?？傮w上，1次和3次用的偏多。

9. 禁食和血糖的關(guān)系

禁食12h以上（一般過(guò)夜禁食，不禁水）。禁食的時(shí)間越長(cháng)，STZ對胰島β細胞的破壞力越明顯，即藥效越高。所以相對禁食時(shí)間延長(cháng)，可以降低STZ的用量。

10. STZ注射液的配置

10.1  STZ溶液的選擇

配制STZ選擇的溶液推薦用檸檬酸緩沖液，此緩沖液的pH范圍能很好的控制在4.2~4.5，STZ在此pH范圍內藥效最佳。當然，也可使用其他溶液比如醋酸等，但pH值不好控制。

10.2  檸檬酸緩沖液的配制

稱(chēng)取2.1g 檸檬酸（Mw: 210.14）加入雙蒸水100mL充分溶解中配成A液；

稱(chēng)取2.94g 檸檬酸鈉（Mw: 294.10）加入雙蒸水100mL充分溶解中配成B液；

將A、B液按比例混合（1：1.32，也有按1:1），pH計測定并調節pH=4.2-4.5，用0.22μm或0.45μm濾膜過(guò)濾除雜，即是配置STZ的檸檬酸緩沖液。根據實(shí)際需要等比縮小或放大配制，盡量現配現用以防止氧化引起pH漂移。

【注意事項】：

a）   如果緩沖液配好后pH值不在范圍內如何調節？— — 偏酸用檸檬酸鈉（或雙蒸水）調整，偏堿用檸檬酸調整。

b）   緩沖液是否需要過(guò)濾？— — 必須過(guò)濾，我司（懋康生物）的檸檬酸/檸檬酸鈉屬于A(yíng)R級化學(xué)試劑，內含雜質(zhì)和其他離子，會(huì )影響動(dòng)物對STZ的吸收。特別是靜脈注射，嚴格要求過(guò)濾。

c）   緩沖液是否需要滅菌？— — 滅菌是否對實(shí)驗結果產(chǎn)生影響，這個(gè)沒(méi)有實(shí)際的數據。如果條件允許，靜脈注射最好滅菌（120℃，20min）；腹腔注射可做可不做。

d）   緩沖液是否能儲存再用？— — 可以，但使用前需再次測pH值，確保合乎范圍。建議現配現用。

11.  STZ注射操作事宜

過(guò)夜禁食后稱(chēng)重，按動(dòng)物數目和注射劑量來(lái)計算，稱(chēng)取所需的STZ（凍干粉），放到一干燥的無(wú)菌瓶?jì)?，用鋁箔或錫箔紙包好。將檸檬酸緩沖液和裝STZ的瓶子提前置于冰浴中，一起帶到動(dòng)物房。

按照1%（w/v）濃度加入適量的檸檬酸緩沖液溶解STZ，充分溶解。按照動(dòng)物空腹體重注射相應體積的STZ，

需在30min內注射完畢。對于注射技術(shù)不是很熟練，建議兩組交替注射，分組溶解STZ，比如10只鼠/組或15只鼠/組。

12.   注射時(shí)，推進(jìn)速度與血糖關(guān)系

一般來(lái)說(shuō)，推注速度快，更容易形成高血糖；推注速度慢，相對危險性較低。常規操作中多要求快速注射。當然，STZ劑量是決定血糖高低的主要因素。

13.   腹腔注射和靜脈注射的區別

靜脈注射（尾靜脈注射）藥物利用率高，與腹腔注射相比，可以節省藥量，但操作起來(lái)不如腹腔注射方便。

14.   未達標模型如何補救

模型不達標者，穩定后補注STZ（以10mg-20mg/kg體重劑量腹腔注射，根據實(shí)際情況選擇合適劑量）也可以成模?；蛘叽腔謴驼：笤侔闯Ｒ巹┝孔⑸?。但想要達到理想的效果，往往是恢復到正常狀態(tài)下重新造模。

15.   如何解決死鼠問(wèn)題

鼠的個(gè)體差別和空腹（低血糖）抵抗力的差異而致死亡率的不同，開(kāi)始死亡率高可能主要是血糖突然升高，鼠不適應，或發(fā)生了糖尿病酮癥酸中毒(diabetic ketoacidosis, DKA)。要解決死鼠問(wèn)題，可通過(guò)以下方式來(lái)降低或避免死亡：

a）   一定要保證足夠的飲水量（飲水量不足容易導致死鼠）

b）   高血糖和低血糖都會(huì )造成死鼠，避免死鼠可以通過(guò)注射胰島素或暫時(shí)補糖，兩種途徑： 1）常見(jiàn)為血糖過(guò)高。使用補胰島素法，補一些中效胰島素，例如中性低精蛋白鋅人胰島素（諾和靈N），每次2-3個(gè)單位，過(guò)了3-5天，大鼠一般死亡率就低了；2）補糖法，禁食后的鼠，注射的時(shí)候已經(jīng)處于低血糖狀態(tài)，造模4小時(shí)后腹腔注射20%葡萄糖，可避免因注射時(shí)血糖過(guò)低引起的死鼠。

c）   防止動(dòng)物自相殘殺。食物缺乏和供水不足的情況下，會(huì )互相撕殺、啃食同類(lèi),所以食物和飲水要供應充足,最好是兩路供應。

d）   防止感染。糖尿病大鼠尿量多，墊料潮濕，需要勤換墊料，所以糖尿病鼠較其他鼠更易出現感染，特別是泌尿道感染和腹腔感染。腹腔注射、皮下注射及采血測血糖等侵入性操作前后，要注意消毒工作。如每次采血測血糖后可用四環(huán)素（或金霉素眼藥膏）局部涂抹處理傷口預防感染。

16.   STZ保存和稱(chēng)量注意事項

保存：STZ置于-20℃凍存，避光干燥，可穩定至少保存2年?！居袛祿y試取一瓶按要求保存12年的STZ樣品，HPLC檢測顯示期內的α-anomer由原來(lái)的94.9%減低到94.7%，穩定性還是很理想的?！?/span>

稱(chēng)量：由于STZ比較容易受潮，在反復稱(chēng)量郭晨中很容易接觸到空氣中潮氣，其受潮30min后會(huì )失效，這和注射時(shí)要求快速注射也是一個(gè)道理，STZ水溶液也不是很穩定。為此，盡量避免反復稱(chēng)量，第一次使用本品可根據估算的單次用量分裝（操作環(huán)境、盛裝容器、分裝工具都必須保證干燥）。分裝后用封口膜密封瓶口。用鋁箔紙或錫箔紙避光包好，放入干燥罐內（含干燥劑），-20℃凍存。

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Streptozocin（STZ）鏈脲佐菌素（鏈脲霉素）

最值得期待的糖尿病造模試劑（I型/II型糖尿?。?/strong>