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背景和目的糖尿病(Diabetes),一种以高血糖为主要特征的代谢性疾病。其高血糖的发生原因是胰岛素分泌出现缺陷,或胰岛素敏感性下降导致其生物作用受损,或者是以上两个原因兼有。糖尿病后期由于长期较高的血糖,可导致多种组织发生并发症,包括血管、神经、眼、心脏、肾脏等出现慢性损伤,以至功能障碍。而对于糖尿病前期的糖代谢异常如果能够加以控制,患者的发病年龄能得到延缓,并减轻糖尿病病情。而另一方面,单基因糖尿病的发生也是一个需要得到注意的问题,单基因糖尿病是由于一个或多个缺陷单基因而导致的糖尿病,约占儿童糖尿病总发病例数的1%～4%。迄今己发现40多种单基因糖尿病,主要包括青年发病成人型糖尿病(MODY)、新生儿糖尿病和线粒体糖尿病、单基因胰岛素抵抗综合征等。当前国内对于单基因糖尿病的诊断尚无有效手段,作者认为,出生12个月内被诊断为糖尿病的婴儿,应进行基因检测;而缺乏1型糖尿病或2型糖尿病特征的糖尿病患者,也需要进行基因检测。单基因糖尿病还需要个体化的的治疗手段,但其前提是对单基因糖尿病进行精确诊断与分型。临床服用齐多夫定(zidovudine,AZT)的病人中,3%-4%的病人可因齐多夫定的毒副作用而发生糖尿病,目前认为该类糖尿病为2型糖尿病,但对齐多夫定导致糖尿病的具体过程和机制尚不清楚,然而,齐多夫定作为一种核苷逆转录酶抑制剂,属于核苷类似物,其具有线粒体毒性,可导致骨髓抑制、贫血、线粒体肌病、乳酸酸中毒等。对齐多夫定诱发的毒副作用,作者认为可能均来自于齐多夫定的线粒体毒性,由于线粒体功能受损,ATP合成减少,导致下游多种细胞代谢和蛋白质合成过程不能顺利进行,包括GLUT2和GLUT4等多种葡萄糖转运蛋白,导致细胞对外周血糖吸收和胰岛β细胞的胰岛素分泌功能下降等,同时胰岛素的合成不足均可导致糖尿病的发生。本次研究为了验证上述机理,解开齐多夫定导致糖尿病的诱因和机制,并给予临床服用齐多夫定而导致糖尿病的病人更准确的用药标准,同时也希望引起人们对单基因糖尿病的重视。方法造模剂量研究,用于确定最佳的诱导剂量:将小鼠分为正常组、齐多夫地超高剂量组(以下简称齐超组)、齐多夫定高剂量组(齐高组)、齐多夫定中剂量组(齐中组)、齐多夫定低剂量组(齐低组),后四组分别以不同剂量齐多夫定溶液予以小鼠自由饮用,实验持续8周,此8周期间,每2周进行1次小鼠的口服葡萄糖耐量检测(OGTT)和胰岛素抵抗检测(IR)。第8周麻醉小鼠后取血,取胰腺,血液用于血清胰岛素浓度检测,胰腺组织部分以福尔马林固定以备组织学检查,部分冻存以备后期使用。造模方法研究,用于确定最佳的诱导方法:将小鼠分为正常组、模型组(饮用齐多夫定溶液联合食用高脂饲料)、HFD组(单纯食用高脂饲料)、AZT组(单纯饮用齐多夫定溶液,所用剂量为造模剂量研究得出的最佳剂量),实验持续8周,此8周期间,每2周进行1次小鼠的口服葡萄糖耐量检测(OGTT)和胰岛素抵抗检测(IR)。第8周麻醉小鼠后取血,取胰腺,血液用于血清胰岛素浓度检测,胰腺组织部分以福尔马林固定以备组织学检查,部分冻存以备后期使用。治疗药物干预实验,用于观察药物对模型小鼠的治疗干预效果,并了解青蒿琥酯的最佳治疗剂量:将小鼠分为正常组、模型组、青蒿琥酯高剂量组(以下简称青高组)、青蒿琥酯中剂量组(青中组)、青蒿琥酯低剂量组(青低组)以及阳性治疗组(阳性组),其中青高组给予模型组同样的造模方法,同时予lOmg/kg青蒿琥酯干预;青中组予5mg/kg青蒿琥酯干预;青低组予lmg/kg青蒿琥酯干预;阳性组予二甲双胍干预,持续8周。期间,每2周进行1次小鼠口服葡萄糖耐量检测(OGTT)和胰岛素抵抗检测(IR)。第8周麻醉小鼠后取血,取胰腺,血液用于血清胰岛素浓度检测,胰腺组织部分用于纯化线粒体呼吸控制率(RCR)检测,部分以福尔马林固定以备组织学检测,部分以戊二醛固定用于电镜检测,部分液氮冻存用于聚合酶链式反应(PCR)和免疫印迹(western blot,WB)检测。结果(1)造模剂量研究实验显示,四种造模剂量中,低剂量AZT对小鼠血糖无影响作用;超高剂量AZT对提高血糖作用最明显,但具有较高致死率;高剂量AZT较中剂量AZT对血糖作用更明显,同时造成的小鼠死亡率也较低。因此选用高剂量AZT(400mg/kg)作为AZT的造模剂量,但高剂量组小鼠的糖尿病成模率仍较低。(2)三种造模方法研制小鼠糖尿病模型实验显示,模型组小鼠(自由饮用齐多夫定溶液同时食用高脂饲料)的糖耐量降低较正常组、高脂饮食组和AZT组更明显,随机血糖也较另外三组更高,同时成模率接近100%,可以认为采用自由饮用齐多夫定溶液联合食用高脂饲料的方法能更快更明显地诱导小鼠糖尿病模型。(3)治疗药物对该小鼠模型的干预作用二甲双胍和青蒿琥酯中剂量组能一定程度降低小鼠糖尿病模型的随机血糖,提高糖耐量,青蒿琥酯高剂量组反而有加重小鼠糖尿病的趋势,空腹血糖升高和糖耐量降低均比模型组明显,可能与青蒿琥酯高剂量组的青蒿玻酯用药浓度过高有关。(4)通过RCR、PCR和WB检测等检测,本研究所造成的小鼠糖尿病模型为线粒体糖尿病,该疾病的发生发展与AZT造成的线粒体毒性有关。结论(1)自由饮用齐多夫定溶液结合高脂饮食的方法能用于诱导小鼠糖尿病模型,较之单纯饮用齐多夫定溶液或单纯食用高脂饲料的方法,其造模作用更明显。(2)二甲双胍和中剂量青蒿琥酯对该糖尿病模型有一定的缓解治疗作用,但高剂量青蒿琥酯反而起到加重病情的作用,因此需注意青蒿琥酯的用药剂量。(3)通过齐多夫定结合高脂饮食方法造成的糖尿病模型属于线粒体糖尿病模型。