STZ(streptozotocin链脲霉素)
STZ 对一定种属动物的胰岛β细胞有选择性破坏作用,能诱发许多动物产生糖尿病,一般采用大鼠和小鼠制造动物模型。国外有学者报道选用雄性大鼠制造模型的成模率明显高于雌性大鼠。1型糖尿病与 2 型糖尿病动物模型的制备与 STZ 注射的剂量有关系:
一次性大量剂量→快速1型糖尿病
小剂量多次+高脂饲料→更接近人类2型糖尿病

造模前的喂养:
1型糖尿病模型成模比较快,通常在普通饲料适应性喂养 2 周后即可开始造模
2型糖尿病模型:高脂饮食诱导加相对小剂量 STZ。造模前喂以高脂(高糖)饲料,诱发出胰岛素抵抗。
预实验的重要性很重要。实验时 STZ 的给药量应参照预实验的结果,尽量不要盲目按照文献上或他人的给药量来直接使用,鼠均重和空腹(低糖状态)抗药力、禁食时长、注射选时、以及之前饲养过程、测糖选时等都不相同,通过预实验来确定符合自己实验鼠的给药计量,才是最科学的。
常用给药剂量:
动物的均重(注射时)不同,预实验剂量选取也不同。STZ 单位剂量选取上体重成反比关系。
举例(例为鼠/腹腔/一次给药):
220-250 克大鼠重为例 Ⅰ型糖尿病模型:剂量通常为 65~50mg/Kg; Ⅱ型糖尿病模型:高糖高脂喂养四-八周,STZ 剂量通常在 35~50mg/Kg; 180-200 克大鼠重为例 Ⅰ型糖尿病模型:剂量通常为 70~50mg/Kg;

Ⅱ型糖尿病模型:高糖高脂喂养四-八周,STZ 剂量通常在 55~40mg/Kg; 25-35 克小鼠 Ⅰ型糖尿病模型:剂量为 150-200mg/Kg; Ⅱ型糖尿病模型:高糖高脂喂养四-八周,STZ 剂量在 65-100mg/Kg ;剂量的选取,直接决定成模的效果,本公司仅给出一些参考范围,具体剂量的选取,希望各位老师通过预实验的结果来最终确定。以上数据仅能得出不同重量动物在 STZ 单位给药量上的关系,即体重越大的动物,单位剂量要适当减少;当然体重大的动物总的 STZ 耗量仍是高于体重小的。
单次注射和多次注射之间的关系:
举例:每次给药 50mg/Kg,连续给三次,总剂量为 150mg/Kg 的方法 与一次给药 150mg/Kg方法相比,前者死亡率可能得到缓解,但 STZ 的对胰岛β细胞的破坏力不如后者(一次给药)来得明显彻底。换句话说,多次注射,可能减少死亡,但一次注射效果明显,如果剂量选取科学,一次注射可以直接到位。建议根据动物品种和抵抗能力,来决定给药次数,目前,大部分客户采用一次注射方法。
分次注射的周期和次数的选取:
周期:STZ 注射后,药力发挥主要集中在注射后的 3-72 小时,特别是在前 24 小时。所以如果采用分次注射,希望在 2-72 小时内延续第二次注射,目前大部分使用者以 24 小时为周期居多。次数::从 1~7 次都用人选用过。根据使用这情况大致排序:1 次 3 次 2 次 5 次 7 次
配置 STZ 液柠檬酸缓冲液的配制: 柠檬酸(FW:210.14) 2.1g 加入双蒸水 100mL 中配成 A 液 柠檬酸钠(FW:294.10)2.94g 加入双蒸水 100mL 中配成 B 液链脲佐菌素配制液:用时将 A、B 液按一定比例混合(1:1.32 也有按 1:1 的),PH 计测定ph 值,调节 ph=4.2-4.5,即是所需配置 STZ 的柠檬酸缓冲液。
以下常见问题仅供参考,感谢批评指正!
(1)如果我缓冲液配完后 PH 值不在范围内怎么办?
加溶剂(溶剂皆为偏酸)或加水调节即可。
(2)我的缓冲液可否贮藏再用?
可以。用的时候再次测 PH 值,保证合乎范围。注意:偏酸性的柠檬酸缓冲液在空气中容易被氧化,所以建议在 2-8℃中冷藏,同时不建议存放 10 天以上,最好现用现配比。
(3)如果 PH 值不在要求的 4.2-4.5 之间怎么办?
配置后或存放的缓冲液,如发现偏酸和偏碱,分别用水和溶质来调剂即可。
(4)缓冲液是否需要过滤和灭菌?
必须过滤。柠檬酸/柠檬酸钠为普通的化学试剂,内有杂质影响动物对 STZ 的吸收。特别是直接静脉注射,严格要求过滤。
关于灭菌,目前没有发现是否灭菌对实验的影响,我们主张是,如果条件允许,采用静脉注射的使用者最好灭菌,而腹腔注射的用户可以不做灭菌处理。注射时用柠檬酸缓冲液以 1%的浓度溶解 STZ,按空腹体重注射相应的 STZ, 在 30 分钟内注射完毕。★ STZ 容易潮解失活, STZ 快速称取后仍严格要求干燥,推荐用干燥铝箔(或锡箔)纸或干燥的称量纸。
(5)能否使用其他溶液配置缓冲液
可以。但我们推荐使用柠檬酸。例如用醋酸等溶液,也可以做出,但其 PH 值不好控制,而STZ 只有在 PH4.2-4.5 的时候才具有最佳药力活性。
(6)禁食和血糖的联系
禁食 12 小时以上(一般过夜禁食,不禁水)。禁食的时间越长,STZ 对胰岛β细胞的破坏力越明显,即药效越高。所以相对禁食时间延长,可以降低 STZ 的用量。
(7)腹腔注射和尾部注射的区别
尾部注射即静脉注射,药物利用率较高,同比腹腔注射,可节省药量,缺点是操作起来不如腹腔注射方便。
(8)注射前有那些操作步骤?
过夜禁食后称重,按大鼠总重量比称取 STZ,放一干燥灭菌瓶内,外用锡纸包好,将柠檬酸缓冲液及装 STZ 的瓶子置冰浴(此时未溶解 STZ!),一起带到动物房,如果注射操作技术不熟练,应两组交替注射,建议分组溶解 STZ,比如 10 只或 15 只鼠/组。确保 STZ 在溶解后,30 分钟内用完(且越快越好)!
(9)注射时,推进速度和血糖的关系
推注的速度快,更容易形成高血糖,推注的速度慢,相对的危险性较低,但也不容易成模,常规操作中多要求快速注射。当然,STZ 的剂量是决定血糖高低的主要因素。
(10)成模后饲养问题
调查得出,那些注射剂量准确或者偏高于理想剂量的(部分死亡),成模后往往能较长时间维持高糖;而那些大部分勉强达标,即部分 “成模”,此时有血糖回落的可能.建议这种情况下,如果想长时间维持高糖状态,建议继续给高脂喂养 4-8 周。
(11)死鼠问题的解决
鼠的个体差别和空腹(低血糖)抵抗力的差异而致死亡率的不同,开始死亡率高可能主要是血糖突然升高,鼠不适应,或发生了 DKA(即酮症酸中毒)。首先,一定要保证足够的饮水量(饮水量不足容易导致死鼠);其次,低血糖和高血糖都会造成死鼠。相应措施分别为补糖和注射胰岛素。1、补糖法。禁食后的鼠,注射的时候已经处于低血糖状态,直至在注射 STZ 后的 48 小时内,死亡的原因都很可能是由于急性低血糖,或低血糖昏迷引起的水电解质紊乱,造模 4 小时后腹腔注射百分之 20 的葡萄糖(或者灌胃,但对于已经严重虚弱发蔫的个体,不推荐用灌胃,可能加速致死),可避免因血糖过低死鼠;:2、补胰岛素法。对于学糖过高的模型,可补一些中效胰岛素,例如给诺和灵 n 或 NPH(中性鱼精蛋白锌胰岛素),每次 2--3 个单位,过了一周,大鼠一般死亡率就低了;再次,防止动物自相残杀。食物缺乏和供水不足的情况下,会互相撕杀、啃食同类,所以食物和饮水要供应充足,最好是两路供应;最后,防止感染。糖尿病大鼠尿量多,垫料潮湿,需要勤换垫料,所以糖尿病大鼠较其他大鼠容易出现感染,特别是泌尿道感染和腹腔感染。腹腔注射、皮下注射及采血测血糖等侵入性操作前后,要注意消毒工作。如每次采血测血糖后可用四环素(或金霉素眼药膏)局部涂抹处理伤口预防感染。模型不达标者,三天后补注 STZ(以 25mg-40mg/kg 体重剂量腹腔注射),也很容易成模,或让血糖恢复正常后再常规剂量注射;但要达到理想的效果,往往是恢复到正常状态下重新造模。
(12)STZ 的保存方法
2-8℃,干燥避光保存。(注:本品易潮解,如需反复取量过程中,应避免其触水受潮,受潮后 30 分钟后失效,这和注射时要求其快速注射是一个道理,即其水溶液不稳定)。
(13)多次称取 STZ 时的操作方法和注意事项
如确实需要多次称取,要严格按照避免受潮的原则操作和存放。操作方法:操作环境、盛装容器、分装工具都必须保证干燥。无需冰浴,分装后用封口膜密封瓶口,用铝箔纸(或锡箔,即避光)将瓶子包好,装入防潮塑料贴袋中(双层更可取),并2-8℃冷藏,可长期保存。本品保质期为 3 年半。再次使用时,开启瓶口前应先使瓶口通风干却。
链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)对机体组织毒性相对较小,动物存活率高,是目前国内外使用较多的制备糖尿病动物模型的药物。
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