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GLP-1 相关研究中,肥胖/糖尿病动物模型选择指南

发布时间:2026-07-03点击量:6
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这几年从降糖,到减重,再到脂肪肝、心血管风险、代谢综合征,GLP-1 相关研究已经不只是“糖尿病药物”这么简单。


对科研课题和临床前药效评价来说,问题也随之而来:同样是 GLP-1 方向,到底该做肥胖模型,还是糖尿病模型?是选 DIO,还是 db/db?如果还想看脂肪肝或胰岛保护,又该怎么设计?


这篇文章我们从实验设计角度,把 GLP-1 相关研究中常用的肥胖/糖尿病动物模型讲清楚。



一、先看研究目的,再选动物模型


研究目的

优先考虑模型

重点观察指标

看减重效果

DIO 高脂饮食诱导肥胖模型

体重、摄食量、脂肪重量、体脂、血脂

看早期胰岛素抵抗

高脂饮食模型

空腹血糖、空腹胰岛素、OGTT、ITT

看明确降糖效果

db/db 小鼠、HFD+STZ 模型、ZDF 大鼠

血糖、HbA1c、OGTT、胰岛素

看胰岛保护

HFD+低剂量 STZ、db/db 不同病程阶段

胰岛面积、β 细胞比例、胰岛素染色

看脂肪肝/MASH 改善

高脂/高糖/高胆固醇饮食模型

肝脏 HE、Oil Red O、炎症、纤维化指标



二、DIO 模型:适合看“减重”和代谢改善


DIO,也就是高脂饮食诱导肥胖模型,是 GLP-1 减重方向最常用的动物模型之一。

常用造模方法:使用 6 周龄的 C57BL/6J 小(一般使用雄性)给予高脂饲料喂养一段时间,使动物出现体重增加、脂肪堆积、糖耐量受损和胰岛素抵抗。


这个模型适合回答几个问题:

① 给药后体重是否下降?

② 摄食量是否减少?

③ 脂肪组织重量是否降低?

④ 糖耐量和胰岛素敏感性是否改善?

⑤ 肝脏脂质沉积是否减轻?


DIO 模型的优势是更接近“饮食诱导的肥胖和代谢异常”,适合研究肥胖、减重、脂肪代谢和早期胰岛素抵抗。

但它也有部分限制:

①造模周期比较长,通常需要数周到数月。

②单纯 DIO 模型的血糖升高不一定很严重,如果项目重点是“强降糖”,只做 DIO 可能不够。


所以,DIO更适合 GLP-1 减重方向,不适合单独承担所有糖尿病药效评价任务。



三、db/db 模型:适合看“明确降糖效果”


db/db 小鼠是经典 2 型糖尿病模型,具有肥胖、高血糖、胰岛素抵抗等明显表型。

和 DIO 相比,db/db 的优势是表型更稳定,血糖升高更明显,造模等待时间更短,适合做降糖药效评价。


它适合观察:

① 空腹血糖;

② 随机血糖;

③ HbA1c;

④ OGTT;

⑤ 血清胰岛素;

⑥ 胰腺病理;

⑦ 胰岛素免疫组化;

⑧ 肝脏和脂肪组织代谢变化。


但 db/db 是遗传性肥胖/糖尿病模型,和普通人群中由饮食、环境、多基因因素共同造成的肥胖和 2 型糖尿病并不完全一样。


因此,如果项目要证明“药物能快速降低血糖”,db/db很合适;如果项目要证明“药物改善饮食诱导的肥胖和代谢异常”,DIO 更合适;如果想让证据链更完整,可以考虑 DIO + db/db 两类模型互相补充。



四、HFD+STZ 模型:适合看“胰岛素抵抗 + β 细胞损伤”


HFD+STZ 是另一类常见 2 型糖尿病模型。

造模思路:先用高脂饮食诱导胰岛素抵抗,再用低剂量 STZ 损伤部分胰岛 β 细胞,使动物出现更明显的高血糖状态。


这个模型适合 GLP-1 课题中关于胰岛功能和降糖作用的研究,例如:

① 药物是否降低血糖?

② 是否改善糖耐量?

③ 是否减轻胰岛素抵抗?

④ 是否保护胰岛结构?

⑤ 是否改善 β 细胞功能?


这个模型的关键点在于 STZ 剂量,如果 STZ 剂量太高,β 细胞破坏太严重,模型会更接近胰岛素缺乏状态。

所以HFD+STZ 模型要重点控制:

① STZ 剂量;

② 注射次数;

③ 造模后血糖筛选标准;

④ 给药起始时间;

⑤ 动物死亡率;

⑥ 胰岛剩余功能。


如果课题重点是“降糖 + 胰岛保护”,可以考虑HFD+STZ;如果课题重点是“减重 + 摄食调控”,通常更优先选择DIO 。



五、如果看脂肪肝/MASH,不能只做一个 HE


GLP-1 热度升高后,越来越多课题开始关注肥胖、糖尿病和脂肪肝/MASH 的交叉方向。

如果要评价脂肪肝/MASH 改善,建议关注:

① 肝脏重量;

② ALT、AST;

③ 肝脏 HE 染色;

④ Oil Red O 染色;

⑤ 炎症细胞浸润;

⑥ Masson 或 Sirius Red 观察纤维化;

⑦ 脂代谢、炎症、纤维化相关分子检测。



六、GLP-1 动物实验,指标怎么搭?


GLP-1 相关实验更完整的评价体系可以分成 4 层:

第一层:基础表型

① 体重;

② 摄食量;

③ 饮水量;

④ 空腹血糖;

⑤ 随机血糖;

⑥ 血脂;

⑦ ALT、AST。


第二层:糖代谢功能

① OGTT;

② ITT;

③ 空腹胰岛素;

④ HbA1c;

⑤ HOMA-IR。


第三层:组织病理

① 肝脏 HE;

② 肝脏 Oil Red O;

③ 脂肪组织 HE;

④ 胰腺 HE;

⑤ 胰岛素 IHC/IF;

⑥ 必要时增加 Masson 或 Sirius Red。


第四层:机制验证

① 胰岛素信号通路;

② GLP-1R 相关通路;

③ 脂肪生成和脂解相关分子;

④ 炎症因子;

⑤ 氧化应激指标;

⑥ 肝脏脂代谢和纤维化相关分子。

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七、一张图看懂模型选择思路


可以按照下面这个逻辑判断:

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关于晶莱


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晶莱生物创立于2016年,拥有北京(北京晶莱华科生物技术有限公司)及长沙(湖南晶莱生物技术有限公司)两个研发机构,是专注于生物医药临床前研发与基础医学科研服务的国家高新技术企业及专精特新企业。依托北京、长沙两地的3000余平实验平台,晶莱构建了8个研究平台,可为客户提供包括临床前CRO、类器官模型构建、动物寄养、动物模型构建、细胞型构建、药效及各类表型、机制、通路等全方位的研究服务。



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