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模型制备

自发性糖尿病大鼠

2017年01月26日 浏览量: 评论(0) 来源:《大鼠、小鼠辨证论治实验方法学》 作者:方肇勤 主编 责任编辑:yjcadmin
摘要:在糖尿病患病人群中,2型糖尿病约占95%,所以获得较稳定的2型糖尿病动物模型,对2型糖尿病的基础研究及中医药防治2型糖尿病的实验研究非常重要。以STZ复制2型糖尿病大鼠模型,因大鼠体质差异等原因,成模不稳定,有小部分会形成糖调节受损或1型糖尿病;而Goto-kakisaki自发性2型糖尿病大鼠(GK大鼠)是一个比较理想的动物模型。

在糖尿病患病人群中,2型糖尿病约占95%,所以获得较稳定的2型糖尿病动物模型,对2型糖尿病的基础研究及中医药防治2型糖尿病的实验研究非常重要。以STZ复制2型糖尿病大鼠模型,因大鼠体质差异等原因,成模不稳定,有小部分会形成糖调节受损或1型糖尿病;而Goto-kakisaki自发性2型糖尿病大鼠(GK大鼠)是一个比较理想的动物模型。GK大鼠是1973年在日本仙台由Goto及Kakizaki等人通过选择糖耐量处于上限的Wistar大鼠近交繁殖重复数代而来,是一个常用的自发性非肥胖2型糖尿病模型,具有空腹血糖轻度增高,进食后血糖升高,以及稳定的葡萄糖刺激的胰岛素分泌受损与葡萄糖不耐受,并且具有与人类2型糖尿病微血管并发症相似的改变。

我们业已证明STZ复制的不同分型的糖尿病大鼠具有与人类类似的证候演变及同病异证,那么自发性的2型糖尿病GK大鼠是否也存在类似的表现呢?辨证论治是否能改善已出现的证候?本文通过四诊标准化、客观化检测,并进行计量化辨证,探索GK大鼠具有哪些证候以及证候的演变特点,在已有证候的基础上,采用辨证论治给予相应中药干预,并对辨证论治疗效进行评价,为以GK大鼠为模型进行中医药辨证论治2型糖尿病的研究提供理论依据。

一、材料与方法

1.实验动物

清洁级16周龄Wistar大鼠30只和GK大鼠50只,均为雄性,购自上海斯莱克实验动物有限责任公司,实验动物生产许可证号:SCXK(沪)2003-0003。每笼5只,自由饮水和摄食,光照明暗周期12h,室温21±1℃,湿度50±10%。

2.主要仪器

ONETOUCH Horizon随手测血糖仪及配套试纸,721分光光度计,MP1001型电子天平,数字WMY201型温度计,SQF2EA体视显微镜,3200K(色温)、250W摄像专用光源和普通光源,底部划有6.5cm×7.0cm方格的实验笼,NIKON Coolpix4500数码相机,YLS-13A型大鼠、小鼠抓力测定仪,Photoshop7.0图像软件,SPSS11.5统计软件。

3.实验方法

(1)分组

实验分先后两部分,具体分组为:

1)第一部分:大鼠不分组,正常Wistar大鼠30只和GK大鼠50只全部进入四诊检测及辨证,于第1日、第24日各检测1次。第2次检测后,筛选2次检测结果一致的正常(未出现任何证候)、正常气虚大鼠各2只,GK相对气虚、GK气盛大鼠各4只,于第25日处死取下丘脑、垂体、肾上腺、甲状腺、睾丸、胰腺等组织用以基因芯片检测,以探索证候的物质基础(芯片检测方法和结果将另行报告)。

2)第二部分:第一部分完成后,剩余正常Wistar大鼠26只、GK大鼠40只(第一部分结束时已死亡2只)。根据第2次检测结果,Wistar大鼠筛选各证候值均接近1.0的15只设定为第二部分辨证论治实验的正常对照组(余11只剔除),40只GK大鼠随机分为模型组12只、西药组14只、中西医结合辨证论治组(简称辨证组)14只。

(2)用药

第一部分实验不用药。第二部分分组后,正常组和模型组灌胃2.0ml/天·只消毒饮用水,西药组灌胃2.0ml/天·只二甲双胍水溶液(第29日~第42日药液浓度为30mg/ml,监测血糖变化发现,随机血糖虽然下降较明显,但处于较高水平,遂从第43日开始将药液浓度加倍至60mg/ml至实验结束),辨证组以血瘀方1/4为基本方(即0.5ml),出现某一证则加1/4对应方,不足则补充水至2ml(大于则均等减少,使总量为2m1),同时加入浓度与西药组相同的二甲双胍。每周辨证1次,根据出现的证候调整用药;治疗24日,每周用药5日,停2日。

(3)辨证论治中药处方

1)血瘀方:当归10g、川芎10g、赤芍药10g、牡丹皮10g、丹参10g。

2)气虚方:生晒参10g、太子参10g、生黄芪10g、淮山药10g、白术10g。

3)阴虚方:生地10g、玄参10g、麦冬10g、花粉10g、玉竹10g。

4)阳虚方:淫羊藿15g、附子10g、肉桂5g、山茱萸10g、菟丝子10g。

5)胃热方:黄连10g、黄芩10g、黄柏10g、山栀10g、知母10g。

以上处方采用水煎醇沉方法获得药液,浓缩至生药2g/ml。

(4)对照西药

盐酸二甲双胍片(中美上海施贵宝制药有限公司,国药准字:H20023370)。根据不同用途溶解于不同液体中,西药组用药溶解于蒸馏水中,中西医结合辨证组用药溶解于中药药液中,浓度分为30mg/ml和60mg/ml。

4.指标检测

(1)四诊指标检测

饮水量(ml),摄食量(g),体重(g),腋温(℃),爪、尾显微拍照及图像处理,旷场水平跨格和垂直站立,抓力(g)。分别于第1日(第1次,1st)、24日(第2次,2nd)、35日(第3次,3rd)、42日(第4次,4th)、52日(第5次,5th)对以上指标进行检测。

(2)疾病特殊指标检测

第一部分结束后(第25日),剩余动物分成四组,于第25日(第29日开始用药)测定各组治疗前随机血糖(每次固定于下午1:30进行检测)。之后与四诊检测同步,于第35日(用药第7日)、42日(用药第14日)、52日(用药第24日)各检测随机血糖一次。

5.数据处理

此批动物的辨证标准与本章第六节基本一致,个别地方稍做调整,具体如下:

(1)气盛衰度

气盛衰度=(各动物水平/正常组均数)×0.3+(各动物直立/正常组均数)×0.2+(各动物抓力/正常组均数)×0.5

辨证标准:与正常组比较,>1.25为气盛,<0.95为偏气虚,<0.9为气虚,<0.8为气亏,<0.7为气损。

(2)阴盛衰度=各动物体重/正常组均数

辨证标准:与正常组比较,>1.2为形丰,<0.9为阴虚,<0.8为阴亏,<0.7为阴竭。

(3)阳盛衰度

阳盛衰度=(各动物腋温/正常组均数)×0.3+(各动物爪r值/正常组均数)×0.5+(各动物尾r值/正常组均数)×0.2

辨证标准:与正常组比较,>1.02为阳盛,<0.95阳虚,<0.90阳亏,<0.80为阳竭。

(4)胃热程度

胃热程度=(各动物饮水量/正常组均数)×0.5+(各动物摄食量/正常组均数)×0.5

辨证标准:与正常组比较,>4为胃火盛,>3为胃火,>2为胃热。

各组计量辨证值大小排序,赋予单证候名,用药阶段,根据辨证出现的证候调

整每周用药。

(5)辨证论治及其疗效评价

从治疗开始,将模型组、西药组和辨证组的组内大鼠根据每次四诊辨证结果分为虚与不虚,如模型气虚、未虚,西药气虚、未虚,辨证气虚、未虚(辨证组出现气虚即给予中药补气方);阴虚、阳虚、胃热亦同,即出现这些证候则一样,给予对应的辨证论治小复方。

使用下一次与这些对应大鼠的四诊证候值与本次值做比值,可得到每个证候的3rd/2nd、4th/3rd、5th/4th值,由此可观察各组的证候变化趋势。同时计算各组大鼠的3rd/2nd、4th/3rd、5th/4th随机血糖。

6.统计分析

全部数据采用SPSS11.5统计软件进行方差分析,检验水准口α=0.05。变量均以-x±5表示。

二、实验结果

(一)第一部分实验结果

1.各组证候程度的变化

本部分共检测2次,此时Wistar大鼠为30只,GK大鼠为50只。可见GK大鼠的气盛衰度、阴盛衰度均低于正常Wistar大鼠,且虚证程度随时间逐渐加重;而其阳盛衰度、胃热程度均高于正常Wistar大鼠,其程度亦随时间逐渐加重(图4-7-1~图4-7-4)。

2.用以基因芯片检测的大鼠

筛选2次四诊检测结果一致的正常大鼠2只、正常气虚大鼠2只、GK气虚大鼠4只、GK气盛大鼠4只,于第25日处死取下丘脑、垂体、肾上腺、甲状腺、睾丸、胰腺等组织用以基因芯片检测。筛选出的大鼠各证候情况见图4-7-5。以上筛选侧重于气盛衰度,其中阴盛衰度、阳盛衰度基本持平,均在正常范围内,只有GK大鼠在出现气虚或气盛时,同时伴有胃热表现。芯片检测结果将另行报告。

(二)第二部分实验结果

1.动物死亡情况

第45日因灌胃不当,辨证组死亡3只,以下统计中,这3只大鼠前面2nd、3rd、4th的检测结果均不计入统计,即辨证组所有数据以11只大鼠做统计。

2.对2nd数据的说明

2nd检测是整个实验第一部分和第二部分的分界,第一部分和第二部分所用2nd数据实际上是同一批数据,区别在于第一部分是以未分组时数据统计得来,第二部分是根据分组,将不同大鼠的数据分入不同组别,重新统计得来。

3.各组证候和血糖的演变

各组不同证候改变见图4-7-6~图4-7-9,随机血糖的改变见图4-7-10。总体上,与模型组大鼠比较,药物治疗组大鼠的阴盛衰度、胃热程度及随机血糖均有较大改善。相比较,在纠正胃热程度、血糖异常升高方面,中西医结合辨证论治优于单纯西药治疗;其余指标两者近似。

4.辨证论治疗效评价

因大鼠存在较大的个体差异,以及各组间同一时间均存在某个证候的虚与未虚的大鼠,故以上证候程度的组间比较可能淹没了部分客观存在的有效信息,从而不能对药物的疗效作出正确的评价,以下将根据各组大鼠是否出现虚证将各自数据分别进行总结和分析。

(1)气虚与未气虚大鼠的气盛衰度及其比值的变化

1)第一次用药:根据2nd辨证结果,给予对应药物治疗7d至3rd检测,只有西药气虚大鼠的气盛衰度得到改善,其余均有不同程度的加重(图4-7-11)。其中,气虚及未气虚大鼠均以辨证组的气盛衰度加重明显(3rd/2nd越小,加重的程度越大)(图4-7-12)。

2)第二次用药:根据3rd辨证结果,给予对应药物再治疗7d至4th检测,只有模型气虚与未气虚大鼠的气盛衰度趋好,其余均有不同程度的加重(图4-7-13)。其中,气虚及未气虚大鼠均以辨证组的气盛衰度加重明显,西药组次之(4th/3rd越小,加重的程度越大)(图4-7-14)。

3)第三次用药:根据4th辨证结果,给予对应药物再治疗10日至5th检测,只有西药和辨证未气虚大鼠的气盛衰度趋向严重,余均有不同程度的改善(图4-7-15)。其中,气虚大鼠气盛衰度改善:辨证>西药>模型;气盛衰度加重程度西药未气虚大于辨证未气虚(图4-7-16)。

(2)阴虚与未阴虚大鼠的阴盛衰度及其比值的变化

1)第一次用药:根据2nd辨证结果,给予对应药物治疗7日至3rd检测,只有模型未阴虚大鼠的阴盛衰度趋向加重,余均有不同程度的改善(图4-7-17)。其中,阴虚及未阴虚大鼠均以西药组较辨证组的阴盛衰度改善明显(3rd/2nd越大,改善的程度越大)(图4-7-18)。

2)第二次用药:根据3rd辨证结果,给予对应药物再治疗7d至4th检测,只有西药和辨证未阴虚大鼠的阴盛衰度稍有加重,余均有不同程度的改善(图4-7-19)。其中,阴虚大鼠阴盛衰度改善:模型>辨证>西药(图4-7-20)。

3)第三次用药:根据4th辨证结果,给予对应药物再治疗10d至5th检测,只有模型未阴虚大鼠的阴盛衰度趋向严重,余均有不同程度的改善(图4-7-21)。其中,阴虚大鼠阴盛衰度改善:辨证<模型<西药;未阴虚大鼠阴盛衰度改善:辨证>西药(图4-7-22)。

(3)阳盛衰度及其比值的变化

囚各组大鼠均未出现阳虚表现,所以没有针对阳虚的治疗。

(4)胃热程度及其比值的变化

各组胃热程度的变化见图4-7-9,胃热程度比值小于1.0则得到改善,大于1.0则趋向严重。

模型组每次辨证所有大鼠均有胃热,胃热程度的比值均接近1.0,提示胃热程度基本持平;西药组每次辨证所有大鼠也均有胃热,但所有比值均小于1.0,提示西药组大鼠至实验结束时虽仍有胃热,但其程度每次均在降低,西药对胃热程度有轻微的改善作用;辨证组大鼠2nd均有胃热,3rd只有9只、4th只有6只大鼠胃热,其余大鼠胃热消失,至5th时所有大鼠均无胃热。图4-7-23将辨证组胃热消失的大鼠一起统计,可见其胃热程度明显降低(各次比值均明显<1.0),提示辨证论治能明显改善糖尿病大鼠的胃热程度。

(5)随机血糖及其比值的变化

随机血糖的变化见图4-7-10,随机血糖比值小于1.0则较上一次降低,大于1.0则升高。

1)各组随机血糖比值的变化情况:模型组的3个比值均在1.0附近,提示其随机血糖维持在一定水平,变化不大;西药组和辨证组的3个比值每次都小于1.0,即随机血糖在持续降低,药物治疗效果较好(图4-7-24)。

2)随机血糖持续降低的个体统计:图4-7-10所示西药组、辨证组的随机血糖较模型大鼠明显降低,但各大鼠随机血糖仍高于正常组。进一步对组内个体的随机血糖变化分析,发现随机血糖随时间持续降低的大鼠数量不同,其中模型组0只(0/12,0%)、西药组4只(4/14,28.6%)、辨证组4只(4/11,36.4%)。提示药物能有效降低大鼠的血糖,其中辨证论治有优于单纯西药的趋势。

三、讨论

1.辨证论治理论依据

课题组前期研究发现肿瘤小鼠、高血压大鼠、不同造模糖尿病大鼠等常见疾病动物模型均与人类类似,同病异证、异病同证的现象非常普遍,本实验发现先天性2型糖尿病GK大鼠也不例外,这为辨证论治用于疾病动物实验提供了理论依据。

2.发展个体化辨证论治的方法及其评价方法

课题组前期已开展了荷瘤小鼠辨证论治及计量化疗效评价的方法。本实验尝试在GK大鼠中进行辨证论治,模拟临床,1周左右辨证一次,根据辨证结果调整用药,以做到真正的个体辨证论治;并分阶段评价其辨证论治与非辨证论治的疗效,进行了新的探索和发展。

判断一个药物临床是否有效常依据国际公认的标准,一般采用治愈、显效、有效、无效等进行统计。但疾病动物模型个体辨证论治及其疗效的评价至今开展的较少,且无较公认的评价标准。如何评价其疗效?我们尝试将每次有/无证候的大鼠各自数据分别总结和分析,以后次/前次的比值大于或小于1.0来评价证候前后的改善或加重,有效提取客观存在的信息。结果显示个体辨证治疗对其胃热程度及随机血糖均有较好的改善作用,对阴盛衰度的影响具有阶段性,而各阶段气盛衰度却有加重趋势。提示辨证论治及其疗效评价还有广阔的探索空间。

3.辨证用药的选择

许多学者认为,血瘀证贯穿于糖尿病的始终,故活血化瘀也应贯穿于其治疗过程,本实验辨证组以血瘀方为基本方即是基于这样的认识。活血化瘀结合辨证,气虚血瘀则益气活血,阴虚血瘀则养血活血,随证变通。本实验在基本方基础上,出现某证即累加对应方,分析发现辨证论治能使部分证候好转。提示辨证论治的具体治疗方案还有优化的空间。

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