مرض السكري (DM)، وهو مرض أيضي مزمن جهازي يتميز بارتفاع نسبة السكر في الدم بشكل مزمن بسبب مجموعة من عوامل المرض المتعددة، وهو وباء صحي عالمي ويرتبط بالوراثة العائلية والعوامل البيئية، وعلى الرغم من أن مرض السكري معروف منذ آلاف السنين وقد تم تحقيق تقدم كبير في تشخيصه وإدارته، إلا أنه لا يوجد علاج للمرض حاليًا وعواقبه الصحية العامة تتزايد فقط. لذلك، من المهم بشكل خاص إنشاء نموذج حيواني مناسب لمرض السكري وتوضيح مسببات مرض السكري ومضاعفاته. نماذج الحيوانات المستخدمة بشكل شائع لمرض السكري هي الاستئصال الجراحي للبنكرياس، ومرض السكري الناجم كيميائيًا، ونموذج حيواني لمرض السكري التلقائي والحيوانات المعدلة وراثيًا، إلخ.

في الوقت الحالي، نموذج مرض السكري الناجم عن ستريبتوزوتوسين (STZ) يُستخدم على نطاق واسع، وهو مناسب للمراقبة طويلة المدى. STZ عبارة عن مركب نيتروسويوريا، بمجرد دخوله الجسم، يمكنه تدمير خلايا بيتا البنكرياسية بشكل خاص من خلال الآليات التالية:

(1) قد يؤدي حقن جرعة عالية من STZ إلى انخفاض تركيز الإنزيم المساعد داخل الخلايا I (NAD) في خلايا بيتا، وبالتالي تثبيط عملية التمثيل الغذائي للطاقة والبروتين المعتمدة على NAD، مما يؤدي إلى موت الخلايا؛

(2) STZ يزيد من أكسيد النيتريك (NO) الإنتاج، والذي ثبت أنه يشارك في تلف خلايا بيتا؛

(3) عند تناول جرعة منخفضة من STZ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحفيز عملية مناعية ذاتية تؤدي إلى تدمير خلايا بيتا في جزر البنكرياس: يمكن أن تلتهم الخلايا الميتة بيتا، بسبب جرعة منخفضة من STZ، بواسطة الخلايا البلعمية كمستضدات لإنتاج عامل تحفيز Th1، مما يجعل الخلايا الليمفاوية من النوع Th1 مهيمنة. ثم تنتج الخلايا الليمفاوية من النوع Th1 IL-2 و IFN- γ، مما يتسبب في تسلل الخلايا الالتهابية في جزر البنكرياس وإطلاق IL-1 و TNF- α و IFN- γ و NO و H₂ا₂ لقتل الخلايا، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى الإصابة بمرض السكري.

ياسين للتكنولوجيا الحيوية يوفر معدل نجاح مرتفع STZ (رقم الفئة 60256ES) للنمذجة: نقاء عالي ≥ 98% (HPLC).

1 إجراءات التشغيل القياسية القياسية لبناء نموذج مرض السكري الناتج عن STZ

1.1 إعداد الحيوانات

هناك ازدواجية واضحة بين الجنسين، كما أن الذكور أكثر عرضة للإصابة بمرض السكري. ولأن الإستروجين يتداخل مع عمل هرمون الاستروجين، فإن الحيوانات الإناث أقل حساسية لتأثير هرمون الاستروجين المسبب لمرض السكري مقارنة بالذكور. وقد أظهرت الدراسات أن الإناث لديها معدل نمذجة ضعيف ومعدل وفيات أعلى من الذكور، وخاصة النوع الأول.

مرض السكري من النوع الأول:الفئران (170-200 ج) والفئران (17-22) ج) يوصى بذلك. بعد أسبوع واحد من التغذية التكيفية، يتم صيام الحيوانات لمدة 12 ساعة تليها حقنة داخل الصفاق من مادة STZ، والتي يمكن إجراؤها بسهولة وبمعدل نجاح مرتفع.

مرض السكري من النوع الثاني:يجب تغذية الفئران (عمرها 4-5 أسابيع، وزنها 90-100 جرام، مثل SD أو Wistar) والفئران (عمرها 4-5 أسابيع، وزنها 16-20 جرام، مثل C57 أو ICR أو Kunming) بنظام غذائي عالي الدهون والسكر لمدة 4-6 أسابيع قبل إعطاء STZ، ويمكن أن يصل وزن الجسم بشكل فردي إلى حوالي 240-280 جرام و30-35 جرام. يوصى بـ SD للفئران وC57 للفئران.

1.2 تغذية الحيوانات قبل إعطاء STZ

النوع الأول من مرض السكري: السماح لجميع الفئران أو الجرذان بالوصول بحرية إلى نظام غذائي قياسي للقوارض والماء لمدة 1-2 أسابيع من التغذية التكيفية قبل علاج STZ.

النوع الثاني من مرض السكري: تناول نظام غذائي غني بالدهون والسكريات لجعل الجسم مقاومًا للأنسولين قبل العلاج بـ STZ.

1.3 إعداد الكواشف

① نظام غذائي غني بالدهون والسكر

يتم تصنيع النظام الغذائي عالي الدهون والسكر عن طريق خلط علف الفئران الأساسي مع السكروز ودهن الخنزير المكرر ومسحوق صفار البيض بنسبة كتلة: النسب هي 10٪ دهن الخنزير، 20٪ سكروز، 10٪ مسحوق صفار البيض، 0.5٪ كولات الصوديوم، و 59.5٪ علف أساسي.

② STZ-محلول سترات الصوديوم

تحضير المحلول أ والمحلول ب: وزن 2.1 جرام من حمض الستريك (الوزن الوزني: 210.14) وإذابته في 100 مل من الماء المقطر مرتين لتحضير المحلول أ؛ وزن 2.94 جرام من سترات الصوديوم (الوزن الوزني: 294.10) وإذابته في 100 مل من الماء المقطر مرتين لتحضير المحلول ب.

تحضير محلول سيترات الصوديوم: امزج المحلولين A وB بنسبة معينة (1:1.32 أو 1:1)، واضبط الرقم الهيدروجيني إلى 4.2-4.5، وقم بالتعقيم بالترشيح باستخدام غشاء ترشيح بقطر 0.22 ميكرومتر. هذا يعطي محلول سيترات الصوديوم المطلوب؛ يوصى بتحضيره واستخدامه على الفور.

قم بوزن مسحوق STZ المجفف بالتجميد، ثم ضعه في زجاجة جافة ومعقمة، ثم لفه بورق ألومنيوم، ثم ضعه على الثلج. أضف محلول سترات الصوديوم المبرد مسبقًا (1% وزن/حجم) ليذوب، ثم قم بتعقيمه بالترشيح باستخدام غشاء ترشيح بقطر 0.22 ميكرومتر.

【ملاحظة】① بعد إخراج مسحوق STZ من الثلاجة، يجب حفظه في درجة حرارة الغرفة وبعيدًا عن الضوء لمدة 10 دقائق تقريبًا حتى يذوب تمامًا. ② بعد الوزن، يجب تغطية الزجاجة التي تحتوي على عينة STZ بورق ألومنيوم لحمايتها من الضوء، حيث أن STZ غير مستقر. ③ لا تذيب STZ مرة واحدة إذا لم تكن ماهرًا في الحقن. يوصى بإذابة STZ في مجموعات وفقًا لكفاءة التشغيل. قم بإعداد محلول STZ لمجموعة واحدة في وقت واحد مثل 10 أو 15 جرذًا / فئرانًا لكل مجموعة.

1.4 حقنة STZ

يتم إعطاء الحقنة داخل الصفاق أو عن طريق الوريد الذيلي بناءً على وزن الحيوان الصائم. بالمقارنة مع الحقن داخل الصفاق، فإن حقن الوريد الذيلي له كفاءة أعلى في استخدام الدواء ولكنه أكثر تحديًا من الناحية الفنية. إذا لم تكن تقنية الحقن متقنة، فقم بالتناوب بين مجموعتين للحقن، ويجب إكمال الحقن في غضون 30 دقيقة.

النوع الأول من مرض السكري: بالنسبة للفئران، يوصى بجرعة عالية واحدة بمقدار 100-200 ملغ/كغ، وجرعات منخفضة متعددة بمقدار 20-50 ملغ/كغ لمدة خمسة أيام متتالية؛ بالنسبة للجرذان، يقترح أن تكون الجرعة 40-70 ملغ/كغ، تُعطى في حقنة واحدة.

النوع الثاني من مرض السكري:بعد التغذية بنظام غذائي عالي السكر والدهون لمدة 1-2 شهر، بالنسبة للفئران، يوصى بجرعة 70-120 ملغ / كغ، تُعطى في حقنة واحدة؛ بالنسبة للجرذان، الجرعة المقترحة هي 25-40 ملغ / كغ، تُعطى في حقنة واحدة.

【ملاحظة】يوصى بإجراء تجربة أولية لتحديد الجرعة المناسبة من STZ، نظرًا لاختلاف الوزن وتحمل الدواء ووقت الصيام وطريقة الحقن وعملية التغذية للحيوانات التجريبية. لا تقم بإجراء التجربة بشكل أعمى مباشرة وفقًا للجرعة المذكورة في المراجع.

1.5 ما بعد الحقن

بعد حقن الحيوانات بـ STZ، اتركها تتناول الماء والطعام بحرية. قم بتغيير الحشوة كل يوم. حافظ على نظافة القفص وجفافه. تجنب أشعة الشمس القوية. قم بتطهير القفص قدر الإمكان.

【ملاحظة】بعد حقنة STZ، سيظهر مستوى سكر الدم لدى الحيوانات ثلاث مراحل: ارتفاع سكر الدم المؤقت (1-2 ساعة)، وانخفاض سكر الدم المؤقت (6-10 ساعات)، وارتفاع سكر الدم المستمر (>72 ساعة). يجب توفير الأنسولين والجلوكوز بشكل صحيح.

1.6 علاج النمذجة الحيوانية

بالنسبة للنماذج التي لا تفي بالمعايير، يمكن إعطاء STZ بشكل إضافي بمجرد استقرار حالة الحيوان (بحقنة داخل الصفاق بجرعة 10-20 مجم/كجم، واختيار الجرعة المناسبة بناءً على الموقف الفعلي)، أو الانتظار حتى تعود مستويات الجلوكوز في الدم إلى طبيعتها ثم الحقن بالجرعة الروتينية. ومع ذلك، لتحقيق التأثير المطلوب، غالبًا ما يكون من الضروري إعادة بدء عملية النمذجة بعد العودة إلى الحالة الطبيعية.

2 تقييم مرض السكري الناجم عن STZ نماذج حيوانية

① الخصائص العامة: فقدان وزن الجسم، كثرة التبول، كثرة الأكل، كثرة التبول.

② نسبة السكر في الدم الصائم (FGB)، ومستوى الأنسولين في المصل (FINS)، وتحمل الجلوكوز عن طريق الفم (OGT)، والأنسولين في المصل الصائم (FSI)، وحساسية الأنسولين.

③ المؤشرات الكيميائية الحيوية في المصل: T-Cho، TG، HDL-C، LDL-C، CR، BUN، Alt، إلخ.

④ أمراض البنكرياس: صبغ الهيماتوكسيلين والإيزوزيم.

3 الأسباب المحتملة لفشل نموذج DM المستحث بواسطة STZ

① جودة رديئة لـ STZ. يجب ألا تقل نقاء STZ للنمذجة عن 98% (كشف HPLC).

② تحلل STZ. يعتبر STZ محلولًا سهل الرطوبة، ويجب الحفاظ عليه جافًا لتجنب الرطوبة. يتجنب المسحوق وضعه في درجة حرارة الغرفة لفترة طويلة، كما أن STZ المذاب غير مستقر للغاية، مع عمر نصف درجة حموضة محايدة يبلغ 15 دقيقة، ويجب استخدامه في مكانه. يرجى إذابة STZ بقيمة pH حمضية، ويفضل أن يكون ذلك في حمام ثلج.

③ تم حقن محلول STZ في الأمعاء أو الأعضاء الأخرى.

إذا فشل النموذج في تلبية معيار DM، فمن المستحسن إجراء عملية مراقبة لمدة 3 أيام أخرى. إذا استمر الفشل، كرر إجراء الحقن.

4 أسباب ارتفاع معدل نفوق الحيوانات بسبب مرض STZ

① الحيوانات تعاني من نقص الوزن.

② عدم كفاية إمدادات مياه الشرب.

③ ارتفاع سكر الدم أو نقص سكر الدم، وعادة ما يكون ارتفاع سكر الدم. ويمكن التخفيف من ذلك عن طريق حقن الأنسولين أو مكملات الجلوكوز المؤقتة.

طريقة مكملات الأنسولين: على سبيل المثال، إذا تم إعطاء Novolin N أو NPH (الأنسولين المحايد بروتامين الزنك) لمدة 2-3 وحدات في كل مرة، فإن معدل الوفيات العام للفئران سيكون أقل بعد 3-5 أيام.

طريقة مكملات الجلوكوز: الحقن داخل الصفاق بنسبة 20% جلوكوز بعد 4 ساعات من حقن STZ يمكن أن يتجنب موت الفئران بسبب انخفاض نسبة الجلوكوز في الدم الناجم عن الصيام.

④ تقتل الحيوانات التجريبية بعضها البعض بسبب نقص إمدادات الغذاء والماء.

⑤ العدوى. تكون الحيوانات المصابة بمرض السكري أكثر عرضة للعدوى من غيرها، وخاصة عدوى المسالك البولية والبطن، بسبب كثرة التبول. ومن الضروري التطهير قبل وبعد العمليات الجراحية الغازية مثل الحقن داخل الصفاق والحقن تحت الجلد وجمع الدم. على سبيل المثال، يمكن وضع التتراسيكلين (أو مرهم العين أورومايسين) على الجرح بعد قياس نسبة السكر في الدم في كل مرة لمنع العدوى.

5 عوامل تؤثر على نمذجة مرض السكري

تشمل العوامل المؤثرة على نموذج مرض السكري جودة كاشف نمذجة STZ وحالة الحيوانات وطريقة الإدارة. تشمل خصائص الأداء الرئيسية للكاشف النقاء والاستقرار والذوبان. تشمل حالة الحيوانات بشكل أساسي الخلفية الوراثية والجنس والوزن وبيئة التكاثر والبنية الغذائية. تشمل طرق الإدارة توقيت الإدارة والفواصل الزمنية بين الجرعات وطرق الإدارة. تؤدي العوامل المتباينة إلى تأثيرات نمذجة متباينة.

6 منتج رتوصية

اسم المنتج	قطة#	مواصفة
ستريبتوزوسين (STZ)	60256ES60	100 ملغ
	60256ES76	500 ملغ
	60256ES80	1 جرام
حامض الستريك، أحادي الهيدرات	60347ES25	25 جرام
حمض الستريك ملح ثلاثي الصوديوم، ثنائي الهيدرات	60348ES25	25 جرام
مذيب لـستربتوزوسين STZ	60750ES76	500 مل

[1] Xi Z، وآخرون. تتغلب الجسيمات النانوية المعدلة بشكل مزدوج على حواجز الامتصاص المتتالية لتوصيل الأنسولين عن طريق الفم. J Control Release. 2022 فبراير؛ 342: 1-13. (PMID: 34864116، إذا: 7.727)