मधुमेह (डीएम), एक प्रणालीगत क्रोनिक चयापचय रोग है जो कई रोग कारकों के संयोजन के कारण क्रोनिक उच्च रक्त शर्करा की विशेषता है, एक वैश्विक स्वास्थ्य महामारी है और पारिवारिक आनुवंशिकी, पर्यावरणीय कारकों से संबंधित है, और स्वप्रतिरक्षा। भले ही मधुमेह सहस्राब्दियों से जाना जाता है और इसके निदान और प्रबंधन में बहुत प्रगति हुई है, लेकिन वर्तमान में इस बीमारी का कोई इलाज नहीं है और इसके सार्वजनिक स्वास्थ्य परिणाम केवल बढ़ रहे हैं। इसलिए, मधुमेह के लिए एक उपयुक्त पशु मॉडल स्थापित करना और मधुमेह के रोगजनन और इसकी जटिलताओं को स्पष्ट करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। आम तौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले मधुमेह पशु मॉडल अग्न्याशय की शल्य चिकित्सा, रासायनिक रूप से प्रेरित मधुमेह, सहज मधुमेह पशु मॉडल और ट्रांसजेनिक जानवर आदि हैं।

वर्तमान में, मधुमेह रोग मॉडल द्वारा प्रेरित स्ट्रेप्टोज़ोटोसिन (एसटीजेड) व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, दीर्घकालिक अवलोकन के लिए उपयुक्त है। STZ एक नाइट्रोसोरिया यौगिक है, जो शरीर के अंदर जाने के बाद, निम्नलिखित तंत्रों के माध्यम से अग्नाशयी β-कोशिकाओं को विशेष रूप से नष्ट कर सकता है:

(1) उच्च खुराक एसटीजेड के इंजेक्शन से β-कोशिकाओं में इंट्रासेल्युलर कोएंजाइम I (एनएडी) की सांद्रता कम हो सकती है, और इस प्रकार एनएडी पर निर्भर ऊर्जा और प्रोटीन चयापचय को बाधित कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कोशिका मृत्यु हो सकती है;

(2) STZ नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) को बढ़ाता है उत्पादन, जिसे β-कोशिका क्षति में भाग लेने के लिए प्रदर्शित किया गया है;

(3) कम खुराक पर प्रशासित, एसटीजेड एक ऑटोइम्यून प्रक्रिया को ट्रिगर कर सकता है जिससे अग्नाशय के आइलेट्स की β-कोशिकाओं का विनाश हो सकता है: एसटीजेड की कम खुराक के कारण मृत β-कोशिकाओं को मैक्रोफेज द्वारा एंटीजन के रूप में फेगोसाइटाइज़ किया जा सकता है ताकि Th1 उत्तेजक कारक का उत्पादन किया जा सके, जिससे Th1-प्रकार के लिम्फोसाइट्स प्रमुख हो जाते हैं। फिर Th1-प्रकार के लिम्फोसाइट्स IL-2 और IFN- γ का उत्पादन करते हैं, जिससे आइलेट में भड़काऊ कोशिकाओं की घुसपैठ होती है और IL-1 और TNF- α, IFN- γ, NO और H निकलते हैं₂हे₂ कोशिकाओं को मारने के लिए, अंततः मधुमेह को प्रेरित करना।

येसेन बायोटेक उच्च सफलता दर प्रदान करता है एसटीजेड (कैट#60256ईएस) मॉडलिंग के लिए: उच्च शुद्धता ≥ 98% (एचपीएलसी)।

1 एसटीजेड-प्रेरित मधुमेह मॉडल के निर्माण के लिए मानक एसओपी

1.1 पशु तैयारी

इसमें स्पष्ट यौन द्विरूपता होती है और नरों में मधुमेह विकसित होने की अधिक संभावना होती है। चूंकि एस्ट्रोजन STZ क्रिया में हस्तक्षेप करता है, इसलिए मादा पशु नर की तुलना में STZ की मधुमेहजन्य क्रिया के प्रति कम संवेदनशील होती हैं। अध्ययनों से पता चला है कि मादाओं में मॉडलिंग दर खराब है और पुरुषों की तुलना में मृत्यु दर अधिक है, विशेष रूप से टाइप I।

टाइप I मधुमेह (T1DM): चूहे (170-200 जी) और चूहे (17-22 जी) की सिफारिश की जाती है। अनुकूली आहार के एक सप्ताह के बाद, जानवरों को 12 घंटे तक उपवास कराएं और उसके बाद एसटीजेड का इंट्रापेरिटोनियल इंजेक्शन लगाएं, जिसे आसानी से संचालित किया जा सकता है और इसकी सफलता दर उच्च है।

टाइप II मधुमेह (T2DM): चूहों (उम्र 4-5 सप्ताह, वजन 90-100 ग्राम, जैसे SD या विस्टार) और चूहों (उम्र 4-5 सप्ताह, वजन 16-20 ग्राम, जैसे C57, ICR या कुनमिंग) को STZ देने से पहले 4-6 सप्ताह तक उच्च वसा और उच्च चीनी वाला आहार दिया जाना चाहिए, और शरीर का वजन व्यक्तिगत रूप से लगभग 240-280 ग्राम और 30-35 ग्राम तक पहुँच सकता है। चूहों के लिए SD और चूहों के लिए C57 की सिफारिश की जाती है।

1.2 एसटीजेड प्रशासन से पहले पशु आहार

टी1डीएम: एसटीजेड उपचार से पहले 1-2 सप्ताह तक अनुकूली आहार के साथ सभी चूहों को मानक कृंतक आहार और पानी तक मुक्त पहुंच की अनुमति दें।

टी2डीएम: एसटीजेड उपचार से पहले इंसुलिन प्रतिरोधी बनाने के लिए उच्च वसा और उच्च चीनी वाले आहार का सेवन।

1.3 अभिकर्मक तैयारी

① उच्च वसा और उच्च चीनी वाला आहार

उच्च वसा और उच्च चीनी वाला आहार मूल चूहे के भोजन को सुक्रोज, परिष्कृत सूअर की वसा और अंडे की जर्दी के पाउडर के साथ द्रव्यमान अनुपात में मिलाकर बनाया जाता है: अनुपात 10% सूअर की वसा, 20% सुक्रोज, 10% अंडे की जर्दी का पाउडर, 0.5% सोडियम कोलेट और 59.5% मूल भोजन है।

② एसटीजेड-सोडियम साइट्रेट बफर

विलयन A और विलयन B की तैयारी: 2.1 ग्राम साइट्रिक एसिड (MW: 210.14) का वजन लें और विलयन A बनाने के लिए इसे 100 mL द्वि-आसुत जल में घोलें; 2.94 ग्राम सोडियम साइट्रेट (MW: 294.10) का वजन लें और विलयन B बनाने के लिए इसे 100 mL द्वि-आसुत जल में घोलें।

सोडियम साइट्रेट बफर की तैयारी: समाधान ए और बी को एक निश्चित अनुपात (1:1.32 या 1:1) में मिलाएं, पीएच को 4.2-4.5 पर समायोजित करें, और 0.22 माइक्रोन फ़िल्टर झिल्ली का उपयोग करके फ़िल्टर को स्टरलाइज़ करें। इससे आवश्यक सोडियम साइट्रेट बफर प्राप्त होता है; इसे तुरंत तैयार करके उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

STZ लाइओफिलाइज़्ड पाउडर को तौलें, इसे एक सूखी, स्टेराइल बोतल में रखें, एल्युमिनियम फॉयल से लपेटें और बर्फ पर रखें। घुलने के लिए पहले से ठंडा किया हुआ सोडियम साइट्रेट बफर (1% w/v) डालें और 0.22 μm फ़िल्टर मेम्ब्रेन का उपयोग करके फ़िल्टर स्टेरलाइज़ करें।

【नोट】① STZ पाउडर को रेफ्रिजरेटर से निकालने के बाद, इसे कमरे के तापमान पर और लगभग 10 मिनट तक प्रकाश से दूर रखा जाना चाहिए जब तक कि यह पूरी तरह से पिघल न जाए। ② वजन करने के बाद, STZ के नमूने वाली बोतल को प्रकाश से बचाने के लिए एल्युमिनियम फॉयल से ढक देना चाहिए, क्योंकि STZ अस्थिर है। ③ यदि आप इंजेक्शन लगाने में कुशल नहीं हैं तो STZ को एक बार में न घोलें। ऑपरेशन की दक्षता के अनुसार STZ को समूहों में घोलने की सलाह दी जाती है। एक बार में एक समूह के लिए STZ घोल तैयार करें जैसे कि प्रति समूह 10 या 15 चूहे/चूहे।

1.4 एसटीजेड इंजेक्शन

पशु के उपवास के वजन के आधार पर इंजेक्शन को पेट के अंदर या पूंछ की नस के माध्यम से प्रशासित करें। पेट के अंदर इंजेक्शन की तुलना में, पूंछ की नस में इंजेक्शन की दवा उपयोग दक्षता अधिक है, लेकिन यह तकनीकी रूप से अधिक चुनौतीपूर्ण है। यदि इंजेक्शन तकनीक कुशल नहीं है, तो इंजेक्शन के लिए दो समूहों के बीच बारी-बारी से इंजेक्शन लगाएं, और इंजेक्शन 30 मिनट के भीतर पूरा हो जाना चाहिए।

टी1डीएम: चूहों के लिए, एकल उच्च खुराक 100-200 मिलीग्राम/किग्रा की सिफारिश की जाती है, तथा लगातार पांच दिनों तक 20-50 मिलीग्राम/किग्रा की एकाधिक निम्न खुराक की सिफारिश की जाती है; चूहों के लिए, एकल इंजेक्शन में दी जाने वाली खुराक 40-70 मिलीग्राम/किग्रा सुझाई जाती है।

टी2डीएम:1-2 महीने तक उच्च चीनी और उच्च वसा युक्त आहार खिलाने के बाद, चूहों के लिए 70-120 मिलीग्राम/किग्रा की खुराक की सिफारिश की जाती है, जिसे एक इंजेक्शन में दिया जाता है; चूहों के लिए सुझाई गई खुराक 25-40 मिलीग्राम/किग्रा है, जिसे एक इंजेक्शन में दिया जाता है।

【नोट】प्रायोगिक पशुओं के अलग-अलग वजन, दवा सहनशीलता, उपवास समय, इंजेक्शन विधि और खिलाने की प्रक्रिया के कारण, एसटीजेड की उचित खुराक निर्धारित करने के लिए पूर्व-प्रयोग करने की सिफारिश की जाती है। साहित्य में दी गई खुराक के अनुसार सीधे प्रयोग न करें।

1.5 इंजेक्शन के बाद

एसटीजेड इंजेक्शन के बाद, जानवरों को पानी और भोजन के लिए स्वतंत्र छोड़ दें। हर दिन पैडिंग बदलें। पिंजरे को साफ और सूखा रखें। तेज धूप से बचाएं। जितनी बार संभव हो सके कीटाणुरहित करें।

【नोट】एसटीजेड इंजेक्शन के बाद, जानवरों के रक्त शर्करा का स्तर तीन चरणों को दिखाएगा: क्षणिक हाइपरग्लाइसेमिया (1-2 घंटे), क्षणिक हाइपोग्लाइसेमिया (6-10 घंटे), और निरंतर हाइपरग्लाइसेमिया (> 72 घंटे)। इंसुलिन और ग्लूकोज ठीक से प्रदान किया जाना चाहिए।

1.6 पशु मॉडलिंग का उपाय

उन मॉडलों के लिए जो मानदंड को पूरा नहीं करते हैं, पशु के स्थिर होने के बाद STZ को अतिरिक्त रूप से प्रशासित किया जा सकता है (10-20 मिलीग्राम/किग्रा की खुराक पर एक इंट्रापेरिटोनियल इंजेक्शन के साथ, वास्तविक स्थिति के आधार पर एक उपयुक्त खुराक का चयन करना), या तब तक प्रतीक्षा करें जब तक रक्त शर्करा का स्तर सामान्य न हो जाए और फिर नियमित खुराक पर इंजेक्शन लगाया जाए। हालांकि, वांछित प्रभाव प्राप्त करने के लिए, सामान्य स्थिति में लौटने के बाद मॉडलिंग प्रक्रिया को फिर से शुरू करना अक्सर आवश्यक होता है।

2 का मूल्यांकन एसटीजेड प्रेरित डीएम पशु मॉडल

① सामान्य लक्षण: शरीर के वजन में कमी, पॉलीडिप्सिया, पॉलीफेगिया और पॉलीयूरिया।

② उपवास रक्त ग्लूकोज (एफजीबी), सीरम इंसुलिन स्तर (एफआईएनएस), मौखिक ग्लूकोज सहिष्णुता (ओजीटी), उपवास सीरम इंसुलिन (एफएसआई) और इंसुलिन संवेदनशीलता।

③ सीरम जैव रासायनिक सूचकांक: टी-चो、टीजी、एचडीएल-सी、एलडीएल-सी、सीआर、बीयूएन、एएलटी, आदि।

④ अग्न्याशय की विकृति: एच एंड ई धुंधलापन।

3 एसटीजेड प्रेरित डीएम मॉडल की विफलता के संभावित कारण

① एसटीजेड की खराब गुणवत्ता। मॉडलिंग के लिए एसटीजेड की शुद्धता 98% (एचपीएलसी डिटेक्शन) से कम नहीं होनी चाहिए।

② एसटीजेड का क्षरण। एसटीजेड को नम करना आसान है, नमी से बचने के लिए इसे सूखा रखना चाहिए। पाउडर को लंबे समय तक कमरे के तापमान पर रखने से बचना चाहिए, और घुला हुआ एसटीजेड बहुत अस्थिर है, जिसका आधा जीवन तटस्थ पीएच 15 मिनट है, और इसे उसी स्थान पर इस्तेमाल किया जाना चाहिए। कृपया एसटीजेड को अम्लीय पीएच मान के साथ घोलें, अधिमानतः बर्फ के स्नान में।

③ एसटीजेड घोल को आंतों या अन्य अंगों में इंजेक्ट किया गया।

यदि मॉडल DM मानक पर खरा नहीं उतरता है, तो इसे अगले 3 दिनों तक निरीक्षण करने की सलाह दी जाती है। यदि फिर भी यह विफल रहता है, तो इंजेक्शन प्रक्रिया को दोहराएं।

4 एसटीजेड से प्रेरित पशुओं की उच्च मृत्यु दर के कारण

① पशुओं का वजन कम है।

② पीने के पानी की अपर्याप्त आपूर्ति।

③ हाइपरग्लाइसेमिया या हाइपोग्लाइसेमिया, आमतौर पर हाइपरग्लाइसेमिया। इसे इंसुलिन इंजेक्शन या अस्थायी ग्लूकोज सप्लीमेंटेशन द्वारा कम किया जा सकता है।

इंसुलिन पूरक विधि: उदाहरण के लिए, यदि नोवोलिन एन या एनपीएच (न्यूट्रल प्रोटामाइन जिंक इंसुलिन) प्रत्येक बार 2-3 यूनिट के लिए दिया जाता है, तो चूहों की सामान्य मृत्यु दर 3-5 दिनों के बाद कम हो जाएगी।

ग्लूकोज पूरक विधि: एसटीजेड इंजेक्शन के 4 घंटे बाद 20% ग्लूकोज का इंट्रापेरिटोनियल इंजेक्शन, उपवास के कारण कम रक्त ग्लूकोज के कारण चूहों की मृत्यु से बचा सकता है।

④ प्रायोगिक पशु भोजन और पानी की आपूर्ति की कमी के कारण एक-दूसरे को मार देते हैं।

⑤ संक्रमण। डीएम जानवरों को दूसरों की तुलना में संक्रमण का खतरा अधिक होता है, खासकर मूत्र पथ के संक्रमण और पेट के संक्रमण के कारण, पॉलीयूरिया के कारण। इंट्रापेरिटोनियल इंजेक्शन, चमड़े के नीचे इंजेक्शन और रक्त संग्रह जैसे आक्रामक ऑपरेशनों से पहले और बाद में कीटाणुरहित करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, संक्रमण को रोकने के लिए हर बार रक्त शर्करा माप के बाद घाव पर टेट्रासाइक्लिन (या ऑरोमाइसिन आई ऑइंटमेंट) लगाया जा सकता है।

5 मधुमेह मॉडलिंग को प्रभावित करने वाले कारक

मधुमेह रोग मॉडल को प्रभावित करने वाले कारकों में एसटीजेड मॉडलिंग अभिकर्मक की गुणवत्ता, जानवरों की स्थिति और प्रशासन की विधि शामिल है। अभिकर्मक की मुख्य प्रदर्शन विशेषताओं में शुद्धता, स्थिरता और घुलनशीलता शामिल है। जानवरों की स्थिति में मुख्य रूप से आनुवंशिक पृष्ठभूमि, लिंग, लिंग, वजन, प्रजनन वातावरण और आहार संरचना शामिल है। प्रशासन के तरीकों में प्रशासन का समय, खुराक के बीच अंतराल और प्रशासन के मार्ग शामिल हैं। विभेदित कारक विभेदित मॉडलिंग प्रभाव लाते हैं।

6 उत्पाद आरई-सिफारिश

प्रोडक्ट का नाम	बिल्ली#	विनिर्देश
स्ट्रेप्टोज़ोसिन (एसटीजेड)	60256ES60	100 मिलीग्राम
	60256ES76	500 मिलीग्राम
	60256ईएस80	1 ग्राम
साइट्रिक एसिड, monohydrate	60347ES25	25 ग्राम
साइट्रिक एसिड ट्राइसोडियम नमक, डिहाइड्रेट	60348ES25	25 ग्राम
स्ट्रेप्टोज़ोसिन एसटीजेड के लिए विलायक	60750ES76	500 एमएल

[1] शी जेड, एट अल. दोहरे-संशोधित नैनोकण मौखिक इंसुलिन वितरण के लिए अनुक्रमिक अवशोषण बाधाओं को दूर करते हैं। जे कंट्रोल रिलीज़। 2022 फरवरी;342:1-13. (पीएमआईडी: 34864116, आईएफ:7.727)