转基因技术糖尿病动物模型-2型糖尿病模型
简介
2型糖尿病模型,GK/IRS-1双基因敲除小鼠,IR+/-/IRS-1+/-双基因敲除杂合体小鼠,IRS-2-/-小鼠均为较成功的2型糖尿病动物模型。
材料与仪器
器材:
GK/IRS-1双基因敲除小鼠、IR+/-/IRS-1+/-双基因敲除杂合体小鼠、IRS-2-/-小鼠、GK(肝脏特异性葡萄糖激酶)小鼠、MODY模型。
试剂:无。
步骤
2型糖尿病模型的基本过程可分为如下几步:
(1)GK/IRS-1双基因敲除小鼠:IRS-1-/-小鼠表现为胰岛素抵抗,但由于B细胞代偿性增生,胰岛素分泌增多,糖耐量正常。B细胞特异GK表达降低的小鼠,显示轻度糖耐量异常。两者杂交产生的GK/IRS-1双基因敲除小鼠,表现2型糖尿病症状,既有胰岛素抵抗又有糖耐量异常。
(2)IR+/-/IRS-1+/-双基因敲除杂合体小鼠:IR+/-和IRS-1+/-单个基因敲除的杂合体小鼠无明显的临床症状。而IR+/-/RS-1+/-小鼠肝和肌肉中IR与IRS-21表达水平下降60% ,由胰岛素介导的IR自动磷酸化,IRS21和IRS22的酪氨酸磷酸化,PI3-激酶的p85亚基与IRS-1的结合都减少。
4~6个月前血糖正常,2个月时胰岛素水平升高,4~6个月时发生明显的胰岛素抵抗(表现为血胰岛素水平显著升高和对外源性胰岛素不敏感),6个月时,40% 的杂合体双突变鼠表现糖尿病症状。
(3)IRS-2-/-小鼠:IRS-2-/-小鼠表现为胰岛素抵抗和胰岛素分泌不足(不能引起B细胞代偿性增生,无法对抗胰岛素抵抗),从而引发2型糖尿病。但IRS-2-/-小鼠单个B细胞胰岛素分泌正常甚至升高。
(4)GK(肝脏特异性葡萄糖激酶)小鼠:该模型的建立基于Cre-loxP条件性基因打靶技术:首先将两个同方向的loxP序列插入到目的基因GK外显子的两侧,构建打靶载体。
将整合有打靶载体且发生正确同源重组的ES细胞显微注射入小鼠囊胚,移植入假孕雌鼠,获得F1代嵌合体小鼠。嵌合体小鼠进一步杂交后得到条件打靶小鼠。将该打靶小鼠与肝脏特异性表达Cre重组酶(Alb-Cre)的转基因昆明小鼠杂交,得到肝脏特异性葡萄糖激酶基因敲除小鼠。
(5)MODY模型:MODY即青幼年发病的成年型糖尿病,是2型糖尿病的一个亚型。
Bali等将小鼠葡萄糖激酶(GCK)基因外显子II用新霉素抵抗基因取代,制成目标载体杂合入正常小鼠,制得GK+/-鼠,发现该鼠糖耐量减退,肝细胞和胰岛B细胞葡萄糖敏感性低下,此胰岛B细胞和肝细胞GCK活性减退所引起的疾病与人MODY相似,可作为MODY的动物模型。