Diabète sucré (DM), une maladie métabolique chronique systémique caractérisée par une glycémie élevée chronique causée par une combinaison de plusieurs facteurs pathologiques, est une épidémie de santé mondiale liée à la génétique familiale, aux facteurs environnementaux, et l'auto-immunité. Bien que le diabète sucré soit connu depuis des millénaires et que de grands progrès aient été réalisés dans son diagnostic et sa prise en charge, il n'existe actuellement aucun remède contre la maladie et ses conséquences sur la santé publique ne font que s'aggraver. Il est donc particulièrement important d'établir un modèle animal approprié du diabète sucré et de clarifier la pathogénèse du diabète sucré et de ses complications. Les modèles animaux couramment utilisés pour le diabète sucré sont la résection chirurgicale du pancréas, le diabète induit chimiquement, le modèle animal du diabète spontané et les animaux transgéniques, etc.
Actuellement, le modèle de maladie du diabète induit par Streptozotocine (STZ) est largement utilisé, adapté à l'observation à long terme. Le STZ est un composé nitrosouré qui, une fois à l'intérieur du corps, peut détruire spécifiquement les cellules bêta pancréatiques par les mécanismes suivants :
(1) L’injection de STZ à haute dose peut entraîner une diminution de la concentration de coenzyme I intracellulaire (NAD) dans les cellules β, et ainsi inhiber le métabolisme énergétique et protéique dépendant du NAD, entraînant la mort cellulaire ;
(2) Le STZ augmente l'oxyde nitrique (NO) production, dont il a été démontré qu’elle participe aux dommages causés aux cellules bêta ;
(3) Administré à faible dose, le STZ peut déclencher un processus auto-immun conduisant à la destruction des cellules β des îlots pancréatiques : les cellules β mortes, en raison d'une faible dose de STZ, peuvent être phagocytées par les macrophages comme antigènes pour produire le facteur de stimulation Th1, rendant les lymphocytes de type Th1 dominants. Ensuite, les lymphocytes de type Th1 produisent de l'IL-2 et de l'IFN-γ, provoquant l'infiltration de cellules inflammatoires dans l'îlot et la libération d'IL-1 et de TNF-α, d'IFN-γ, de NO et de H2O2 pour tuer les cellules, induisant éventuellement le diabète sucré.
Yeasen Biotech offre un taux de réussite élevé STZ (réf. 60256ES) pour la modélisation : haute pureté ≥ 98% (HPLC).
1 Procédure standard d'exploitation pour la construction du modèle de diabète induit par STZ
1.1 Préparation des animaux
Il existe un dimorphisme sexuel marqué et les mâles sont plus susceptibles de développer un diabète. Comme l'œstrogène interfère avec l'action de la STZ, les femelles sont moins sensibles à l'action diabétogène de la STZ que les mâles. Des études ont montré que les femelles ont un faible taux de modélisation et un taux de mortalité plus élevé que les mâles, en particulier de type I.
Diabète de type I (DT1): Rats (170-200 g) et les souris (17-22 g) sont recommandés. Après une semaine d'alimentation adaptative, jeûner les animaux pendant 12 h suivi d'une injection intrapéritonéale de STZ, qui peut être facilement opérée et avec un taux de réussite élevé.
Diabète de type II (DT2):Les rats (âgés de 4 à 5 semaines, pesant entre 90 et 100 g, par exemple SD ou Wistar) et les souris (âgées de 4 à 5 semaines, pesant entre 16 et 20 g, par exemple C57, ICR ou Kunming) doivent être nourris avec un régime riche en graisses et en sucre pendant 4 à 6 semaines avant l'administration de STZ, et le poids corporel peut être atteint individuellement à environ 240-280 g et 30-35 g. SD est recommandé pour les rats et C57 pour les souris.
1.2 Alimentation animale avant administration de STZ
DT1 : Autoriser toutes les souris ou rats à accéder librement à la nourriture standard pour rongeurs et à l'eau pendant 1 à 2 semaines d'alimentation adaptative avant le traitement STZ.
DT2 : Consommation d'un régime alimentaire riche en graisses et en sucre pour rendre résistant à l'insuline avant le traitement par STZ.
1.3 Préparation des réactifs
① Régime alimentaire riche en graisses et en sucre
Le régime alimentaire riche en graisses et en sucre est élaboré en mélangeant des aliments de base pour rats avec du saccharose, de la graisse de porc raffinée et de la poudre de jaune d'œuf dans un rapport massique : les proportions sont de 10 % de graisse de porc, 20 % de saccharose, 10 % de poudre de jaune d'œuf, 0,5 % de cholate de sodium et 59,5 % d'aliments de base.
② Tampon STZ-citrate de sodium
Préparation de la solution A et de la solution B : Pesez 2,1 g d'acide citrique (PM : 210,14) et dissolvez-le dans 100 mL d'eau bidistillée pour préparer la solution A ; pesez 2,94 g de citrate de sodium (PM : 294,10) et dissolvez-le dans 100 mL d'eau bidistillée pour préparer la solution B.
Préparation du tampon de citrate de sodium : Mélanger les solutions A et B dans un certain rapport (1:1,32 ou 1:1), ajuster le pH à 4,2-4,5 et stériliser par filtration à l'aide d'une membrane filtrante de 0,22 μm. On obtient ainsi le tampon de citrate de sodium requis ; il est recommandé de le préparer et de l'utiliser immédiatement.
Pesez la poudre lyophilisée de STZ, placez-la dans un flacon sec et stérile, enveloppez-la de papier aluminium et placez-la sur de la glace. Ajoutez un tampon de citrate de sodium pré-refroidi (1 % p/v) pour dissoudre et stérilisez par filtration à l'aide d'une membrane filtrante de 0,22 μm.
【Remarque】① Une fois la poudre de STZ sortie du réfrigérateur, elle doit être conservée à température ambiante et à l'abri de la lumière pendant environ 10 minutes jusqu'à ce qu'elle soit complètement décongelée. ② Après la pesée, le flacon contenant l'échantillon de STZ doit être recouvert d'une feuille d'aluminium pour le protéger de la lumière, car le STZ est instable. ③ Ne dissolvez pas le STZ en une seule fois si vous n'êtes pas compétent en matière d'injection. Il est recommandé de dissoudre le STZ par groupes en fonction de la maîtrise de l'opération. Préparez la solution de STZ pour un groupe à la fois, par exemple 10 ou 15 rats/souris par groupe.
1.4 Injection de STZ
Administrer l'injection par voie intrapéritonéale ou par la veine de la queue en fonction du poids à jeun de l'animal. Par rapport à l'injection intrapéritonéale, l'injection par la veine de la queue présente une meilleure efficacité d'utilisation du médicament, mais elle est plus difficile techniquement. Si la technique d'injection n'est pas maîtrisée, alternez entre deux groupes pour l'injection, et l'injection doit être terminée dans les 30 minutes.
DT1 : Pour les souris, une dose unique élevée de 100 à 200 mg/kg est recommandée, ainsi que plusieurs doses faibles de 20 à 50 mg/kg pendant cinq jours consécutifs ; pour les rats, la dose suggérée est de 40 à 70 mg/kg, administrée en une seule injection.
DT2 :Après une alimentation riche en sucre et en graisses pendant 1 à 2 mois, pour les souris, une dose de 70 à 120 mg/kg est recommandée, administrée en une seule injection ; pour les rats, la dose suggérée est de 25 à 40 mg/kg, administrée en une seule injection.
【Remarque】Il est recommandé de réaliser une pré-expérience pour déterminer le dosage approprié de STZ, en raison des différents poids, tolérance au médicament, temps de jeûne, méthode d'injection et processus d'alimentation des animaux de laboratoire. Ne réalisez pas aveuglément l'expérience directement selon le dosage indiqué dans la littérature.
1,5 Post-injection
Après l'injection de STZ, laissez les animaux boire et manger librement. Changez le rembourrage tous les jours. Gardez la cage propre et sèche. Évitez les rayons du soleil forts. Désinfectez aussi souvent que possible.
【Remarque】Après l'injection de STZ, le taux de glucose sanguin des animaux présentera trois phases : hyperglycémie transitoire (1 à 2 heures), hypoglycémie transitoire (6 à 10 heures) et hyperglycémie continue (> 72 heures). L'insuline et le glucose doivent être correctement administrés.
1.6 Remède de modélisation animale
Pour les modèles qui ne répondent pas aux critères, la STZ peut être administrée en complément une fois l'animal stabilisé (avec une injection intrapéritonéale à une dose de 10-20 mg/kg, en choisissant une dose appropriée en fonction de la situation réelle), ou attendre que la glycémie revienne à la normale et injecter ensuite la dose habituelle. Cependant, pour obtenir l'effet souhaité, il est souvent nécessaire de recommencer le processus de modélisation après le retour à un état normal.
2 Évaluation de DM induit par STZ modèles animaux
① Caractéristiques générales : perte de poids corporel, polydypsie, polyphagie et polyurie.
② Glycémie à jeun (FGB), taux d'insuline sérique (FINS), tolérance au glucose par voie orale (OGT), insuline sérique à jeun (FSI) et sensibilité à l'insuline.
③ Indices biochimiques sériques : T-Cho, TG, HDL-C, LDL-C, CR, BUN, Alt, etc.
④ Pathologie du pancréas : coloration H&E.
3 Raisons possibles de l'échec du modèle DM induit par STZ
① Mauvaise qualité de STZ. La pureté de STZ pour la modélisation ne doit pas être inférieure à 98 % (détection HPLC).
② Dégradation du STZ. Le STZ est une solution facile à humidifier, doit être conservé au sec pour éviter l'humidité. La poudre évite un placement prolongé à température ambiante et le STZ dissous est très instable, avec une demi-vie de pH neutre de 15 min, et doit être utilisé en place. Veuillez dissoudre le STZ avec une valeur de pH acide, de préférence dans un bain de glace.
③ La solution STZ a été injectée dans les intestins ou d’autres organes.
Si le modèle ne répond pas à la norme DM, il est recommandé de l'observer pendant 3 jours supplémentaires. Si le résultat est toujours négatif, répétez la procédure d'injection.
4 Les causes de la forte mortalité animale induite par la STZ
① Les animaux sont en sous-poids.
② Approvisionnement insuffisant en eau potable.
③ Hyperglycémie ou hypoglycémie, généralement une hyperglycémie. Celle-ci peut être soulagée par une injection d'insuline ou une supplémentation temporaire en glucose.
Méthode de supplémentation en insuline : par exemple, si Novolin N ou NPH (insuline zinc protamine neutre) est administré pendant 2 à 3 unités à chaque fois, la mortalité générale des rats sera plus faible après 3 à 5 jours.
Méthode de supplémentation en glucose : l'injection intrapéritonéale de glucose à 20 % 4 heures après l'injection de STZ peut éviter la mort des rats due à une hypoglycémie provoquée par le jeûne.
④ Les animaux d’expérimentation s’entretuent à cause du manque de nourriture et d’eau.
⑤ Infection. Les animaux atteints de diabète sucré sont plus sujets aux infections que les autres, notamment aux infections urinaires et aux infections abdominales, en raison de la polyurie. Il est nécessaire de désinfecter avant et après les opérations invasives telles que l'injection intrapéritonéale, l'injection sous-cutanée et la prise de sang. Par exemple, de la tétracycline (ou une pommade oculaire à l'auréomycine) peut être appliquée sur la plaie après chaque mesure de la glycémie pour prévenir l'infection.
5 facteurs affectant la modélisation du diabète
Les facteurs affectant le modèle de diabète comprennent la qualité du réactif de modélisation STZ, l'état des animaux et la méthode d'administration. Les principales caractéristiques de performance du réactif comprennent la pureté, la stabilité et la solubilité. L'état des animaux comprend principalement le contexte génétique, le sexe, le genre, le poids, l'environnement de reproduction et la structure alimentaire. Les méthodes d'administration comprennent le moment de l'administration, les intervalles entre les doses et les voies d'administration. Des facteurs différenciés entraînent des effets de modélisation différenciés.
6 Produit lrecommandation
| Nom du produit | Chat# | Spécification |
| 60256ES60 | 100 mg | |
| 60256ES76 | 500 mg | |
| 60256ES80 | 1 g | |
| Acide citrique, Monohydrate | 60347ES25 | 25 g |
| Sel trisodique d'acide citrique, Dihydraté | 60348ES25 | 25 g |
| Solvant pour Streptozocine STZ | 60750ES76 | 500 ml |
[1] Xi Z, et al. Les nanoparticules à double modification surmontent les barrières d’absorption séquentielle pour l’administration orale d’insuline. J Control Release. 2022 févr.;342:1-13. (PMID: 34864116, SI:7.727)