BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ ĐÔNG
MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM IN VIVO TRONG NGHIÊN CỨU
THUỐC ĐIỀU TRỊ ĐÁI THÁO ĐƯỜNG

CHUYÊN ĐỀ TIẾN SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ ĐÔNG
MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM IN VIVO TRONG NGHIÊN CỨU
THUỐC ĐIỀU TRỊ ĐÁI THÁO ĐƯỜNG

CHUYÊN ĐỀ TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH: HÓA SINH DƯỢC
Mã số: 62 72 04 08

HÀ NỘI, NĂM 2016

MỤC LỤC
CÁC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT

TRANG


CÁC CHỮ VIẾT TẮT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

23
24
25
26

Akt
Db/db
ĐTĐ
ECLIA
FDA
GDH
GIP
GLP-1
GOD
GUT
HbA1c
HOMA
IR
IRS
ISI
JNK
MAPK
NOD
NOS
OB/OB
PI3
POD
PTP1B
QUICKI
STZ

TLR6

The serine/threonine kinase
Diabetes
Đái tháo đường
Electro Chemiluminessance Immuno Assay),
Food and Drug Administration
Glucose dehydrogenase
Glucose-dependent insulinotropic polypeptide
Glucagon-like peptide 1
Glucose oxidase
Glucose - transorter
hemoglobin A1c
Homeostasis Model Assessment
Insulin receptor
insulin receptor substrate
(insulin sensitivity index
Jun N-terminal kinase
Mitogen –activated protein kinase
nonobese diabetic
nitric oxide synthase

Obese
Phosphatidylinositol 3
Peroxydase
protein-tyrosine phosphatase 1B
Quantitative Insulin Sensitivity Check Index
Streptozocin
Toll-like receptor-6



ĐẶT VẤN ĐỀ
“Thế kỷ 21 là thế kỷ của các bệnh nội tiết và rối loạn chuyển hóa”. Dự báo này
của các chuyên gia y tế từ những năm 90 của thế kỷ trước đã trở thành hiện thực [1].
Trong số các bệnh nội tiết và rối loạn chuyển hóa thì đái tháo đường (ĐTĐ), nhất là
đái tháo đường typ 2 đã và đang là mối quan tâm của không chỉ những người làm
công tác y tế mà còn cả những nhà quản lý xã hội. Bệnh đang là gánh nặng về kinh tế
xã hội tại các nước phát triển và đặc biệt nặng nề hơn là ở những nước đang phát triển
[11]. Nhu cầu sử dụng thuốc điều trị đái tháo đường ngày càng gia tăng. Việc nghiên
cứu tìm kiếm các thuốc mới có tác dụng hạ glucose máu hiệu quả, an toàn, giá thành
hợp lý đang là vấn đề được đặt ra cấp thiết. Tất cả các loại thuốc mới nói chung và
thuốc điều trị đái tháo đường nói riêng đều phải thử nghiệm tiền lâm sàng trên động
vật.
Việc sử dụng các mô hình động vật cho phép các nhà khoa học nghiên cứu thử
nghiệm tiền lâm sàng, bảo đảm hiệu quả, an toàn cho các nghiên cứu lâm sàng tiếp
theo trên người. Mô hình động vật thường được sử dụng trong nghiên cứu y sinh học
với mục đích nghiên cứu về dược lực học, dược động học, cơ chế tác dụng của thuốc,
nguyên nhân gây bệnh, độc tính... Các mô hình bệnh lý trên động vật có thể có bản
chất tự nhiên hoặc được gây ra bằng các tác nhân vật lý, hóa học hoặc sinh học…
Trong nghiên cứu thuốc chữa ĐTĐ, ngày càng có nhiều mô hình ĐTĐ thực nghiệm
được phát triển. Tùy từng mục đích nghiên cứu và điều kiện thí nghiệm mà có thể lựa
chọn các mô hình thực nghiệm khác nhau.
Xuất phát từ các lý do nêu trên, chuyên đề: “Mô hình thực nghiệm in vivo
trong nghiên cứu thuốc điều trị đái tháo đường” được thực hiện với mục tiêu: Tìm
hiểu về các mô hình thực nghiệm in vivo thường được sử dụng trong nghiên cứu
thuốc điều trị đái tháo đường.

5



1. MÔ HÌNH GÂY TĂNG GLUCOSE THỰC NGHIỆM
Có nhiều nguyên nhân tăng glucose máu thực nghiệm như khi sử dụng một
lượng đường quá nhiều trong một thời gian ngắn hoặc khi sử dụng một trong các
hormon gây tăng glucose máu như: Adrenalin…Mô hình này đơn giản nhưng chỉ đơn
thuần là gây tăng glucose máu thực nghiệm chứ chưa thể hiện rõ là đái tháo đường
typ 1 hay typ 2
1.1. Tăng glucose máu do glucose ngoại sinh
Mô hình tăng glucose máu bằng cách cho chuột đã nhịn đói, sau khi uống dung
dịch chế phẩm thử 3-4 giờ cho uống dung dịch glucose. Định lượng glucose máu vào
các thời điểm ngay trước và sau khi uống dung dịch glucose 30 hoặc 60 phút []. Mục
đích là xác định được tác dụng của chế phẩm thử trên sự tăng glucose máu ngắn hạn
do glucose ngoại sinh. Với ưu điểm là dễ thực hiện, đơn giản rẻ tiền nhưng hạn chế
của mô hình này chưa xác định được tác dụng hạ glucose máu trên các động vật bị
đái tháo đường. Hiện nay, mô hình này không còn được áp dụng nữa mà các thử
nghiệm trên test dung nạp glucsoe đường uống được thay thế [39], [10], [54].
1.2. Tăng glucose máu do tiêm Adrenalin
Adrenalin có tác động lên gan, mô mỡ và cơ với cùng cơ chế tác dụng thông qua
AMPv như glucagon. Do đó, bên cạnh những tác động tương tự glucagon trên gan
như tăng cường thoái hóa đồng thời ức chế tổng hợp glycogen, kích thích tân tạo
glucose ở gan, tăng cường huy động acid béo từ mô mỡ… Adrenalin còn kích thích
quá trình đường phân yếm khí ở cơ để cung cấp năng lượng cho co cơ [73]. Ngoài ra,
để củng cố thêm những tác động trên chuyển hóa nói trên, Adrenalin ức chế bài tiết
insulin và kích thích bài tiết glucagon ở tuyến tụy [73]. Mô hình gây đái tháo đường
thực nghiệm bằng Adrenalin được thực hiện để đánh giá tác dụng ban đầu của chế
phẩm thử. Với liều 0,6 - 0,8mg/kg tùy vào loài động vật thí nghiệm. Sau khi động vật
đã sử dụng chế phẩm thử 3-4 giờ và định lượng glucose máu ngay trước và sau khi
tiêm Adrenalin 1-2 giờ [74].
6



Nghiên cứu gần đây của Vijayalaxmi và cộng sự (2016) với mục đích đánh giá
tác dụng hạ glucose máu của Gluconarc (Ayu-Dia), tác giả đã sử dụng liều Adrenalin
0,8mg/kg để gây đái tháo đường cho chuột cống Vista. Sau 1 giờ tiêm Adrenalin,
nồng độ glucose máu của chuột tăng lên 232,7mmol/dL [74].
Mô hình này có ưu điểm là dễ thực hiện, nồng độ glucose máu tăng nhanh và
cao ngay sau khi tiêm Adrenalin 10-15 phút. Do đặc tính của Adrenalin tác động kích
thích thần kinh trung ương nên khi sử dụng những động vật này thường có biểu hiện
run rẩy, sợ sệt nhiều khi có phản ứng thái quá chống lại khi lấy máu đo nồng độ
glucose máu. Hạn chế tiếp theo của mô hình này là nghiên cứu cũng chỉ đánh giá
được tác dụng hạ glucose máu tức thời của các chế phẩm thử [74].
2. MÔ HÌNH GÂY ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TYP 1
Đái tháo đường typ 1 là do sự tổn thương của tế bào beta đảo tụy (thường do tự
miễn). Do vậy các mô hình ĐTĐ typ 1 cũng được phát triển dựa trên nguyên tắc gây
suy giảm về cấu trúc và/ hoặc chức năng của tụy. Mô hình ĐTĐ typ 1 được xây dựng
bằng nhiều phương pháp khác nhau nhưng cơ bản có 4 phương pháp phổ biến được
nghiên cứu [11].
2.1. Đái tháo đường do di truyền
Có thể gây ĐTĐ typ 1 hoặc ĐTĐ typ 2 di truyền cho động vật nghiên cứu bằng
phương pháp lai tạo và chọn giống. Động vật ĐTĐ typ 1 di truyền hay được sử dụng
nhiều nhất là chuột cống BB và chuột nhắt NOD [32]. Trên mô hình này các nhà khoa
học đã tìm ra nhiều loại gen liên quan đến việc phá hủy tế bào bê ta (Idd1, Idd5, Idd
9... trên chuột NOD, Ins2 trên chuột Akita hay Iddm1 trên chuột BB…) [78]. Cùng
với các phát hiện về cơ chế phân tử của insulin, đã có nhiều phương pháp gây ĐTĐ
cho động vật bằng cách chuyển gen hoặc đột biến gen [32]. Xiaotian Lin và cộng sự
(2015) đã sử dụng phương pháp cấy chuyển gen để gây ĐTĐ typ 1 cho chuột nhắt
(NOD) trên biến thể alen PTPN22. Kết quả một sự gia tăng đáng kể tỷ lệ mắc bệnh
đái tháo đường typ 1 ở chuột NOD mang gen có alen PTPN22R619W là một dị hợp tử
7



[78]. Chuột Akita đột biến gen Ins2C96Y/+ dẫn đến suy giảm tế bào bê ta và tăng
glucose máu kéo dài. Một nghiên cứu so sánh những con chuột đực Akita (các chủng
khác nhau như C57BL/6, 129/SvEv, DBA/2, FVB/NJ, F1(D2:B6) đột biến gen
Ins2C96Y/+ với những chuột Akita không đột biến gen Ins2C96Y/+ nhưng sử dụng STZ.
Kết quả cho thấy các chuột Akita đột biến gen có glucose máu tăng cao, ổn định trên
33,2 mmol/dl trong khi các chuột gây đái tháo đường bởi STZ thì glucose máu chỉ ở
mức >22,0mmol/l. Mặt khác, các chuột Akita đột biến gen có các biến chứng của
bệnh đái tháo đường mà con người mắc phải, trong khi đó những con chuột Akita gây
đái tháo đường bằng STZ thì không thấy dấu hiệu này [32].
Động vật ĐTĐ di truyền có các biểu hiện tương đối giống ở người nhưng loại
động vật này không đại diện cho cơ chế bệnh sinh ĐTĐ ở người do những gen đột
biến này rất ít gặp. Hơn nữa, ĐTĐ ở người thường do sự thay đổi của nhiều gen và
thường kết hợp với các nguyên nhân khác [32]. Mô hình này còn có những hạn chế
nhất định như quy trình gây bệnh phức tạp và khả năng thành công giữa cá thể là
không ổn định phụ thuộc vào khả năng miễn dịch của từng cá thể. Mặt khác, thời gian
gây bệnh kéo dài 18-20 tuần, chi phí tốn kém [32]. Việt Nam đã có tác giả công bố
các nghiên cứu trên chuột cống GK [5]. Tuy nhiên, các thí nghiệm này đều được tiến
hành tại nước ngoài. Hiện nay, chưa thấy có các giống chuột ĐTĐ do di truyền.
2.2. Đái tháo đường do cắt bỏ tuyến tụy
Đây là phương pháp kinh điển gây ĐTĐ typ 1 ở một số loài động vật với các
triệu chứng tương tự như đái tháo đường typ 1ở người. Mức độ trầm trọng của bệnh
phụ thuộc vào mức độ phá hủy tụy (một phần hay hoàn toàn). Động vật được cắt bỏ
85-90% tuyến tụy. Điểm hạn chế của mô hình này là sự tái sinh của tuyến tụy còn lại.
Do đó mô hình này chỉ thích hợp cho các nghiên cứu về cơ chế thích nghi của tế bào
beta tuyến tụy [32].
Cắt bỏ một phần tuyến tụy là yêu cầu kỹ thuật cao, phải sử dụng thuốc mê và
kháng sinh phòng nhiễm khuẩn. Vì vậy có thể gây ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu
8



[32]. Sau khi cắt bỏ phần lớn tụy, động vật ít đáp ứng với các tác động nhằm hạ
glucose máu. Hơn nữa, trong quá trình làm thí nghiệm cần phải thường xuyên bổ
xung các enzym tụy cho động vật [75]. Gần đây, không ghi nhận được nghiên cứu
nào sử dụng phương pháp này gây để gây bệnh đái tháo đường typ 1.
2.3. Đái tháo đường do nhiễm virus
Sở dĩ nhiễm virus được coi là nhân tố quan trọng trong các nguyên nhân gây
ĐTĐ typ 1 ở người vì tỉ lệ phát bệnh tăng theo mùa, đặc biệt trong mùa có dịch cúm.
Trong một phân tích gần đây của Anita Kondrashova cho thấy virus cúm A gây ra
bệnh đái tháo đường, đặc biệt với trẻ em [13]. Mặt khác, các nhà khoa học đã phân
lập được virus Coxsacki loại B4 từ tiểu đảo tụy của một số bệnh nhân ĐTĐ typ 1 tử
vong do nhiễm toan ceton. Khi tiến hành gây nhiễm với virus Coxsacki ở động vật thí
nhiệm cho thấy tế bào beta bị nhiễm virus và xuất hiện ĐTĐ ở những động vật này.
Từ những năm 80 Kilham đã khám phá ra việc nhiễm virus trên chuột BBDR là một
trong những nguyên nhân gây ra bệnh đái tháo đường typ 1 [32]. Có thể gây bệnh đái
tháo đường cho chuột bằng cách cho nhiễm các loại virus khác như: quai bị, rubella,
rota, parvo, herpes, entero viêm gan B, C [32]. Michael đã gây mô hình đái tháo
đường typ 1 bằng cách cho chuột nhiễm virus herpes, xác định nồng độ interleukin 10
(IL-10) và theo dõi quá trình tự phá hủy của tế bào tại các mạch bạch huyết. Trong
12-14 giờ đầu sự phá hủy tế bào diễn ra hàng loạt trong đó có tế bào beta và nồng độ
glucose máu của chuột tăng cao [49]. Mặc dù, có những nghiên cứu sâu hơn xác định
tầm quan trọng của các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự khởi phát của bệnh đái
tháo đường typ 1. Tuy nhiên, cơ chế do nhiễm virus có thể tham gia vào sự phát triển
của đái tháo đường typ 1 vẫn khó giải thích [32]. Mô hình này cho tới nay vẫn chưa
được áp dụng tại Việt Nam.
2.4. Đái tháo đường do hóa chất
Hiện nay, mô hình gây bệnh đái tháo đường týp 1thường được tạo ra bằng một
số tác nhân phá hủy tế bào beta tuyến tụy trong đó có Streptozptocin (STZ) và
9



Alloxan. Việc xây dựng mô hình bệnh lý đái tháo đường đã thực hiện trên các loài
động vật như chó, mèo, thỏ, và các động vật thuộc bộ gặm nhấm là thông dụng hơn
cả.
2.4.1. Alloxan
- Alloxan liều cao 150mg/kg
Alloxan, một hợp chất pyrimidin triceton có cấu trúc tương tự glucose và acid
uric, tích lũy gây độc trực tiếp và chọn lọc trên tế bào beta của tuyến tụy, thông qua
hệ thống vận chuyển glucose GLUT2. Alloxan tương tác với các nhóm SH nội bào,
đặc biệt là glutathione, sinh ra acid dialuric có khả năng oxi hóa. Quá trình tự oxi hóa
của chất này sản sinh ra các gốc superoxide: hydrogen, peroxide và gốc hydroxyl.
Gốc hydroxyl là tác nhân cuối cùng gây phá hủy tế bào Beta do tế bào này có khả
năng chống lại sự oxi hóa kém vì vậy gây ra tình trạng ĐTĐ phụ thuộc insulin.
Alloxan cũng có tác dụng ức chế glucokinase do đó ức chế bài tiết insulin. Rất nhiều
các nghiên cứu đã chứng minh alloxan là hợp chất thích hợp gây ĐTĐ trên động vật
thực nghiệm. Động vật được gây ĐTĐ bằng alloxan có những biểu hiện lâm sàng
giống biểu hiện ĐTĐ lâm sàng trên người: sút cân, uống nhiều nước, đái nhiều, có
đường trong nước tiểu, xeton niệu, glucose máu và xeton máu [28]. Ở hầu hết các
loài, sau khi dùng alloxan đều có biểu hiện tăng glucose máu sau đó glucose máu
giảm, có lẽ do insulin giải phóng nhiều từ tiểu đảo tụy khi tiểu đảo tụy tổn thương
mất dịch, tiếp theo là giai đoạn tăng glucose máu ổn định và kéo dài. Liều dùng để
gây ĐTĐ trên động vật thực nghiệm tùy thuộc vào từng giai đoạn và từng nghiên
cứu.
Nghiên cứu của Diptanu Biswas (2016) đã sử dụng alloxan pha trong dung
dịch nước muối 2% với liều 150mg/kg tiêm màng bụng cho chuột cống chủng Wistar
albino. Sau 48 giờ các lô chuột đầu có glucose máu tăng cao > 22,5mmol/L [28]. Một
công bố khác của Sarbashri Bank cũng đã sử dụng alloxan tiêm màng bụng với liều
150mg/kg cân nặng cho chuột Swiss albino trưởng thành (25-30g). Sau khi tiêm
10



alloxan 72 giờ, glucose máu của chuột tăng lên trên 28,0mmol/L [62]. Alloxan cũng
được sử dụng trên thỏ với liều 150mg/kg để gây đái tháo đường bằng cách tiêm vào
tĩnh mạch vành tai thỏ, sau 7 ngày tiêm alloxan nồng độ glucose máu của thỏ từ 1322 mmol/L [59].
Như vậy, liều alloxan 150mg/kg được sử dụng để gây bệnh đái tháo đường
thực nghiệm có ưu điểm là tăng glucose máu nhanh (48- 72 giờ trên chuột albino),
nhưng trên thỏ thì nồng độ glucose máu tăng chậm (sau 7 ngày). Liều 150mg/kg cho
các biểu hiện đái tháo đường, tăng glucose máu thực nghiệm chưa khẳng định được
đái tháo đường typ 1 hay typ 2.
- Alloxan liều 120mg/kg
Alloxan liều 120mg/kg chuột cũng thường được sử dụng để gây đái tháo
đường bằng cách tiêm màng bụng cho chuột, sau 5- 7 ngày nồng độ glucose máu của
các lô chuột tăng cao. Ưu điểm của mô hình này là dễ thực hiện, glucose máu của
chuột tăng cao ổn định trong một thời gian ngắn sau khi tiêm alloxan nhưng nhược
điểm là các tế bào gan, thận và các cơ quan khác bị ảnh hưởng bởi sự oxy hóa của
alloxan [32]. Một công bố của Babar và cộng sự (5/2016) đã sử dụng alloxan với liều
120mg/kg chuột cống đực chủng albino, sau 5 ngày tiêm alloxan nồng độ glucose
máu tăng trên 14,0mmol/L [16]. Mô hình gây đái tháo đường bởi alloxan liều
120mg/kg của Babar có nhiều ưu điểm hơn của Diptanu khi sử dụng liều 150mg/kg
(glucose máu trên 22,0mmol/L) [28]. Liều alloxan 120mg/kg chuột tăng glucose máu
vừa phải 14,0mmol/L. Đặc biệt trong thời gian điều trị dài ngày (42 ngày glucose của
nhóm chứng không được điều trị vẫn ổn định không bị tăng quá cao như mô hình của
Diptanu (sau 7 ngày điều trị nhóm chứng glucose máu tăng trên 30,0mmol/L và sau
14 ngày tăng quá cao không xác định được) liều alloxan 150mg/kg tương tự như biểu
hiện của đái tháo đường typ 1 [28]. Do đó mô hình gây đái tháo đường bởi alloxan
với liều 120mg/kg của Babar có thể thực hiện được các thí nghiệm để xác định được
test dung nạp glucose đường uống và nồng độ HbA1c [16].
11


2.4.2. Streptozocin (STZ)

Giữa thập niên 60 các nhà khoa học đã phát hiện ra tính độc chọn lọc của STZ
đối với các tế bào beta đảo tụy, trong khi các tế bào này lại điều tiết nồng độ glucose
máu bằng cách tiết ra các hormon insulin. Một gợi ý cho việc sử dụng STZ để gây mô
hình ĐTĐ typ 1 và điều trị ung thư tụy được hình thành. Năm 1982, FDA đã trao giấy
phép lưu hành thuốc điều trị ung thư tế bào đảo tụy dưới tên thương mại là Zanosar.
STZ được ứng dụng để gây mô hình ĐTĐ typ 1trên động vật thực nghiệm nhằm
nghiên cứu các thuốc, chế phẩm điều trị bệnh ĐTĐ và lần đầu tiên STZ được chứng
minh là gây ra bệnh đái tháo đường vào năm 1963 do Rakieten và các cộng sự, nhóm
các nhà khoa học này đã lần lượt thử STZ trên chó, chuột và đã chứng minh được
STZ có khả năng gây ra bệnh đái tháo đường và từ đó STZ cùng với Alloxan là
những tác nhân được sử dụng rộng rãi trong việc gây ra mô hình bệnh lý đái tháo
đường [32]. STZ có khả năng gây tăng glucose máu ổn định hơn alloxan, gây được
các biến chứng ĐTĐ tốt hơn đồng thời ít gây ra nhiễm ceton và ít gây chết động vật
nghiên cứu hơn alloxan. Hiện nay, STZ được dùng thay thế dần alloxan trong nghiên
cứu về bệnh ĐTĐ trên động vật và được rất nhiều nhà khoa học sử dụng [32]. STZ
được pha trong đệm natri citrate có pH 4,5. Trước khi tiêm STZ chuột bị nhịn đói từ 6
giờ -16 h [32]. Liều STZ gây ĐTĐ typ 1 trên động vật thực nghiệm tùy từng nghiên
cứu và tùy từng loài. Động vật sau khi tiêm STZ cũng có đáp ứng tương tự alloxan,
glucose máu trải qua 3 giai đoạn. Giai đoạn 1, glucose máu tăng cao (tăng tới 150200% sau 3h). Giai đoạn 2, sau 6-8h, insulin huyết tăng gấp 4 lần và kết quả là
glucose máu giảm. Giai đoạn 3 là pha tăng glucose máu tương đối ổn định và kéo dài
trong khoảng 10-14 ngày. Đây là thời điểm thích hợp để tiến hành các thí nghiệm
dược lý khi sử dụng STZ để gây bệnh đái tháo đường typ 1.
Các tác giả thường sử dụng các mức liều khác nhau bằng cách tiêm theo
đường tĩnh mạch đuôi hoặc màng bụng với liều từ 50-55 mg/ngày và tiêm liên tục
5 ngày liền. Sau 5 ngày glucose máu lúc đói của chuột là 16,7mmol/L [37]. Liều STZ
12


65mg/kg được sử dụng với chuột Sprague-Dawley đực, trưởng thành 8 tuần tuổi. Sau
3 ngày tiêm STZ các chuột đã tăng glucose máu lúc đói trên 14,4 mmol/L [48]. Liều

STZ 56mg/kg sau 7 ngày glucose máu lúc đói của chuột lớn hơn 16.5 mmol/L [84].
Với chuột C57BL/6J 9 tuần tuổi sử dụng liều 150mg/kg sau 7 ngày sau glucose máu
lúc đói của chuột đều tăng trên 29,0 mmol/L. Ở liều cao 200mg/kg trên chuột đực
CD-1 8 tuần tuổi cũng được sử dụng để gây mô hình đái tháo đường typ 1. 14 ngày
sau khi tiêm STZ glucose máu của chuột tăng trên 16,0mmol/L [40]. Động vật thực
nghiệm là chó cũng được sử dụng tiêm hai lần, lần một cách lần hai là 2 tuần với STZ
liều 25mg/kg [55].
Như vậy, STZ được các tác giả sử dụng để gây bênh đái tháo đường typ 1
tương đối thành công, tùy mục đích của nghiên cứu mà tác giả sử dụng các liều STZ
khác nhau và trên từng loài động vật. Thời gian xác định glucose máu sau khi tiêm
STZ cũng khác nhau (3,5,7,14 ngày…) Hầu hết các nghiên cứu tác giả đều gây mô
hình đái tháo đường typ 1 thành công và mở ra một triển vọng mới trong tương lai
tìm ra các thuốc điều trị đái tháo đường mới cho bệnh nhân đái tháo đường typ 1.
3. MÔ HÌNH GÂY ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TYP 2
ĐTĐ typ 2 là sự rối loạn phức tạp liên quan đến các yếu tố di truyền, dịch tễ
học, chuyển hóa và môi trường của mỗi cá thể. Gây mô hình ĐTĐ typ 2 thường dựa
trên yếu tố di truyền (gen), chế độ dinh dưỡng và hóa chất, kết quả làm tăng glucose
máu và kháng insulin ở mô ngoại vi. Mô hình ĐTĐ typ 2 được xây dựng bằng các
phương pháp khác nhau [11].
3.1. Đái tháo đường typ 2 do di truyền
Gen Leptin trên chuột béo phì ob/ob và chuột đái tháo đường đóng vai trò điều
chỉnh lượng thức ăn, tiêu hao năng lượng và duy trì chuyển hóa năng lượng [24].
Chuột béo phì (ob/ob) và (db/db) là những chuột thiếu hụt gen leptin và thụ thể của
nó, do đó dẫn đến béo phì và kháng insulin [70]. Nghiên cứu thêm về leptin cho thấy
trong thực tế nó là một loại hormone - kích thích tố. Kích thích tố leptin được sản
13


xuất trong nhiều loại tế bào, nhưng chủ yếu là trong các tế bào mỡ. Sau khi được các
tế bào mỡ tiết ra, leptin di chuyển theo glucose máu đến não và ở lại trong vùng dưới

đồi. Nhiệm vụ của leptin là truyền tín hiệu của gen ob báo cho não biết là cơ thể đã
no rồi, đừng ăn uống thêm nữa. Do đó, khi chuột không có leptin (và não không nhận
được tín hiệu), não tưởng rằng cơ thể vẫn còn đói nên ra lệnh cho cơ thể ăn uống
tiếp. Trường hợp chuột ob đề cập phần trên là trường hợp thiếu leptin. Khi chuột béo
phì được tiêm leptin chúng trở nên bình thường. Ngay cả chuột có trọng lượng bình
thường khi được tiêm leptin, chúng cũng giảm cân. Vì thế, leptin được xem là một
kích thích tố chống béo phì [70]. Đột biến gen Leptin trên chuột C57BL/6 xuất hiện
tăng insulin và tăng glucose máu lúc nhỏ. Glucose máu tăng cao nhất là lúc từ 3-5
tháng [9].
- Mô hình gây bệnh đái tháo đường typ 2 bằng đột biến gen được thực hiện trên
các chủng chuột khác nhau cụ thể như sau:
+ Chuột Zucker: Thiếu thụ thể Leptin gây nên béo phì trên chuột Zucker
(fa/fa). Đây là một mô hình di truyền tự phát béo phì. Biểu hiện ở nồng độ glucose
máu tăng nhẹ, không dung nạp glucose và tăng nồng độ insulin máu và tăng lipid
máu [53]. Chuột Zucker béo phì bị đái tháo đường là do được di truyền từ những
chuột béo Zucker với sự tăng vừa phải nồng độ insulin, tăng glucose máu là 20,0
mmol /L, kháng insulin và một trạng thái liên tục thèm ăn. Bệnh đái tháo đường xuất
hiện là do mỡ gây phá hủy tế bào bêta [34].
+ Chuột WDF/Ta-fa: Chuyển gen fa từ chuột Zucker để chuột Wistar Kyoto
phát triển thành chuột Wistar béo (WDF / Ta-fa), tăng nồng độ insulin, giảm dung
nạp glucose, tăng nồng độ lipid máu, và bị trạng thái thèm ăn tương tự như chuột
Zucker. Tuy nhiên, chuột WDF / Ta-fa tăng nồng độ glucosemáu hơn và mức độ
kháng insulin cũng cao hơn chuột béo Zucker [34].
+ Chuột Cohen: Chuột Cohen mắc bệnh đái tháo đường khi cho ăn chế độ ăn
giàu saccarose hoặc đường tinh chế. Bệnh đái tháo đường trong nhóm chuột này đặc
14


trưng bằng tăng nồng độ glucose máu, tăng insulin và kháng insulin, giảm nhạy cảm
với thụ thể của insulin [34].

+ Chuột BHE: Là chuột được lai tạo giống từ chuột hoang dã (màu đen và màu
trắng) của Pennsylvania và chuột bạch tạng của các chủng Yale. Gây căng thẳng (cú
sốc chân điện, 180 lần tại một biên độ 0,3mA, thời gian 3-5 s mỗi lần [41]) cho các
chuột lai này dẫn đến đái tháo đường typ 2 được biểu hiện sau 50 ngày tuổi với sự
không dung nạp glucose, kháng insulin, tăng glucose máu và tăng lipid máu [34].
+ Chuột New Zealand béo phì (NZO): Là những chuột bị loại bỏ gen leptin,
chỉ được bổ sung leptin trên não của chuột. Do đó chuột có nhu cầu thèm ăn liên tục
gây ra béo phì sau 9-12 tuần tuổi. Kết quả bị kháng insulin tại gan và mô ngoại vi từ
khi còn nhỏ [9].
+ Chuột OLETF: Đây là giống chuột tăng huyết áp tự phát, tăng nồng độ
insulin, không dung nạp glucose, tăng triglyceride máu và béo phì tương tự như các
triệu chứng của bệnh đái tháo đường trên người [34]. Nguyên nhân cơ bản dẫn đến
đái tháo đường trên những chuột này đã được xác định là do một đột biến bị xóa
trong gen quy định acid béo vận chuyển CD3 [56].
+ Chuột Béo phì SHR: Sự căng thẳng của những con chuột béo phì SHR được
phát triển bởi sự giao phối giữa một chuột cái cao huyết áp tự phát do căng thẳng với
một chuột đực có huyết huyết áp bình thường Sprague Dawley Kyoto-Wistar và sau
đó giao phối cận huyết cho nhiều thế hệ. Việc lai tạo này tạo ra các thế hệ sau bị béo
phì, cao huyết áp, tăng lipid máu, tăng nồng độ insulin,tăng glucose máu và giảm tín
hiệu của insulin [35].
+ Chuột Kuo Kondo (KK): Có nguồn gốc từ những chuột ddY hoang dã có
xuất xứ từ Nhật Bản bởi Kondo vào năm 1957. Chuột được gây béo phì và tạo căng
thẳng nhẹ. Kết quả các chuột này bị kháng insulin ở cả cơ và mô mỡ [9].
+ Chuột TallyHo/JNG: Được lai chọn lọc từ những con chuột tăng glucose máu
và insulin tự phát. Sau đó, cho chuột ăn với chế độ ăn giàu chất béo, tăng glucose
15


máu được tìm thấy ở những con chuột đực thế hệ sau trong thời gian từ 10-14 tuần
sau khi sinh [9].

+ Chuột KK/Ay: Là những chuột mang cả hai gen béo phì và đái tháo đường.
Đồng hợp tử động vật mang gen béo phì thường chết trước hoặc sau khi lai. Dị hợp tử
KK/Ay xuất hiện béo phì và tăng nồng độ glucose máu nặng. Tăng nồng độ insulin và
giảm dung nạp glucose xuất hiện sau 8 tuần [68].
+ Chuột JCR/LA-cp: Chuột được lai tạo giữa chuột đực LA/N-cp với chuột
cái hoang dã. Xuất hiện ở thế hệ sau là chuột kháng insulin, giảm dung nạp glucose,
tăng nồng độ insulin và tăng lipid máu. Các chuột này mang gen lặn cp là một gen mã
hóa cho một mã kết thúc cho một receptor của leptin. Làm mất chức năng của leptin
và dẫn đến cảm giác thèm ăn, ăn nhiều do đó bị béo phì [68].
+ Chuột Israel (psammomys obesus): Đột biến gen GLUT2 và GLUT4 xuất
hiện sự kháng insulin và tăng glucose máu [8]. Chuột đột biến bằng cách ức chế biểu
hiện gen GLUT 4 (GLUT4+/-) dẫn đến kháng insulin tăng glucose máu . GLUT 4
biểu hiện giảm trong cơ bắp, mô mỡ và các cơ xương của chuột dị hợp tử đực. Chúng
phát triển tăng insulin, tăng glucose máu, tăng huyết áp nhưng không béo phì [65].
- Trên chuột béo phì, các nhà khoa học đã tìm ra được các loại gen nhạy cảm
khác như Tbc1d, Pctp, Abcg1, Nmur2, Nob3, Zfp69. Sự biến đổi các gen nhạy cảm ở
trên để tạo ra mô hình đái tháo đường typ 2 cụ thể như sau:
+ Tbc1d : Nhạy cảm với béo phì trên chuột NZO. Đây là một gen quan trọng
cho việc sử dụng glucose ở cơ. Sự biến đổi gen này bằng cách cắt ngắn một vùng
chức năng của protein. Các đột biến dẫn đến khởi phát của bệnh béo phì và đái tháo
đường ở thế hệ con nếu kết hợp với điều kiện chế độ ăn uống giàu chất béo[32].
+ Pctp: Đột biến các protein mã hóa phosphatidylcholine (Pctp)dẫn đến sự
thay thế R120H làm cho R120H không hoạt động dẫn đến sai sót trong quá trình
chuyển hóa phosphatidyl choline trong chuột NZO và góp phần vào sự phát triển của
bệnh đái tháo đường).
16


+ Abcg1: Chèn cặp trong intron 2 của gen Abcg1làm gián đoạn trình tự biểu
hiện gen gây ra béo phì [32]).

+ Nmur2: Thay đổi trình tự các acid amin các neuromedin U thụ 2 gen
(Nmur2) trên nhiễm sắc thể số 11gây đột biến gen Nmur2 dẫn đến béo phì và khởi
phát đái tháo đường [32].
+ Nob3: Chiếm gần như tất cả trong các bệnh đái tháo đường của các thí
nghiệm trên các chủng chuột lai như NZO × B6.Cg- Nidd / SJL và hầu hết có mặt
trong các thiết kế nghiên cứu để xác định các gen liên quan đến bệnh đái tháo đường.
Nob3 đặc biệt quan trọng, vì nó tương tác với các alen Zfp69 trong các gen liên quan
đến đái tháo đường. Đột biến một gen nhạy cảm lớn trên nhiễm sắc thể số 1 (Nob3)
gây ra bệnh béo phì và tăng glucose máu [32].
+ Zfp69: Thay đổi trình tự trong intron thứ ba của Zfp69 từ NZO và B6 gây ra
sự gián đoạn trong tổng hợp của một protein có chức năng làm giảm dự trữ
triglycerides trong mô mỡ trắng dẫn đến tăng glucose máu [32]. Nghiên cứu của
Bomee Chung và cộng sự năm 2015 đã làm thí nghiệm trên chuột đực hai giống NZO
và cho lai với chuột Tg (Zfp69). Kết quả có sự tăng glucose máu, nồng độ G6Pc và sự
kháng insulin. Như vậy gen Tg (Zfp69) là một gen quan trọng trong việc chuyển hóa
lipid, tích tụ mỡ ở gan và liên quan đến đái tháo đường [18].
- Mô hình gây bệnh đái tháo đường typ 2 di truyền thành công khi tiến hành
loại bỏ gen IRS đồng hợp tử trên chuột, xuất hiện sự kháng insulin và ở cơ. Hiện
tượng kháng insulin này cũng được tìm thấy ở những chuột bị đột biến dị hợp IR và
IRS1. Xuất hiện sự kháng insulin ở chuột bắt đầu từ tháng thứ 4 đến tháng thứ 6 [66].
- Một mô hình di truyền khác cũng cho thấy ở những con chuột thiếu gen biểu
hiện protein Akt2 xuất hiện sự suy giảm trong chuỗi truyền tín hiệu của insulin tại các
tế bào cơ, mỡ [23].
- Gen BDNF mã hóa cho việc truyền tín hiệu điều chỉnh sự trao đổi chất
glucose và trọng lượng cơ thể. Khi loại bỏ các gen BDNF dị hợp tử trên chuột, xuất
17


hiện sự béo phì và kháng insulin. Khi bị mất gen BDNF việc kiểm soát thức ăn bị vô
hiệu hóa dẫn đến chuột ăn nhiều và gây béo phì [29].

- Gen Syntaxin 4 đóng một vai trò quan trọng trong việc dự trữ GLUT4 trong tế
bào. Khiếm khuyết hoặc loại bỏ dị hợp syntaxin 4 xuất hiện giảm dung nạp
glucose[81].
- Một biến thể thụ thể b của melatonin melatonin 1 (MTNR1B) đã được
Tiinamaija và cộng sự nghiên cứu và chứng minh sự biểu hiện gen MTNR1B đồng
thời đi kèm với việc giảm tiết insulin. Nghiên cứu đã tiến hành loại bỏ MTNR1B trên
chuột và so sánh với những chuột có biểu hiện gen MTNR1B bình thường. Kết quả
những con chuột có biểu hiện gen MTNR1B ăn nhiều hơn và trở nên béo phì, trong
khi những chuột bị loại bỏ MTNR1B thì phát triển bình thường [71].
Như vậy, mô hình đái tháo đường do di truyền có bệnh sinh gần giống với bệnh
sinh đái tháo đường typ 2 ở người. Trong mô hình này các chủng chuột di truyền đã
được chọn lựa và phát triển bệnh đái tháo đường typ 2 một cách tự nhiên. Tuy nhiên,
mô hình này đòi hỏi điều kiện kỹ thuật lai tạo phức tạp và chọn giống chuột không
phải lúc nào cũng sẵn có ở tất cả các phòng thí nghiệm hay các cơ sở cung cấp động
vật thí nghiệm. Do đó, kinh phí tốn kém, mất thời gian và không chủ động tìm được
nguồn động vật. Mô hình này trên động vật chưa được thực hiện tại Việt Nam.
3.2. Gây đái tháo đường typ 2 bằng chế độ ăn nhiều carbohydrat
Carbohydrat thường sử dụng để gây bệnh đái tháo đường typ 2 trên động vật là
fructose và saccarose [17].
- Khi sử dụng fructose để gây bệnh ĐTĐ typ 2 trên động vật đã có những giả
thuyết nghiên cứu được giải thích như sau:
+ Fructose trong chế độ ăn uống được chuyển hóa ở gan và cung cấp các
nguyên tử carbon cho glycerol và acyl để tổng hợp triglycerid, vì vậy tăng biểu hiện
gen tổng hợp lipid. Điều này dẫn đến lắng đọng của triacylglycerol trong các cơ quan
như mô mỡ, gan, tim, thận, cơ và làm tăng trọng lượng cơ thể. Với một chế độ ăn
18


nhiều fructose 30 -70 % (14-15 tuần) hoặc chế độ ăn nhiều fructose kết hợp chất béo
hoặc chế độ ăn nhiều fructose kết hợp với tiêm STZ và nicotin các nhà khoa học đã

thành công trong việc gây bệnh đái tháo đường typ 2 trên chuột [32], [45], [83].
Chuột đực Syrian được cho ăn 60% fructose sau 10 tuần nồng độ insulin máu,
các acid béo tự do, triglycerid tăng cao kèm với sự giảm tín hiệu của insulin [51].
Nghiên cứu khác của Maged và cộng sự đã sử dụng chế độ ăn 70% lượng calo
từ chất béo kết hợp uống nước có hàm lượng fructose 60% cho chuột thí nghiệm.
Xuất hiện sự kháng insulin đi kèm với sự suy giảm GIP và GLP-1 [45]. Chuột Wistar
cho ăn 46% fructose và 20% chất béo, xuất hiện kháng insulin đặc trưng bằng sự
giảm biểu hiện gen thụ thể của insulin (IRS1 và IRS2), GLUT1, GLUT2 [25]. Một
nghiên cứu của Chia-Fa Lin và cộng sự đã gây mô hình đái tháo đường typ 2 trên
chuột Vista bằng Chuột Wistar cho ăn 46% fructose và 20% chất béo, xuất hiện
kháng insulin đặc trưng bằng sự giảm biểu hiện gen thụ thể của insulin [22]. Chế độ
uống giàu fructose và chất béo cũng đóng một vai trò trong việc đẩy nhanh xơ vữa
động mạch ở thỏ [52].
+ Cơ chế khác, giải thích vì sao ăn nhiều fructose dẫn đến kháng insulin là do
ăn nhiều fructose tăng cường sự hình thành các gốc tự do thông qua hexose
monophosphat [46]. Maithilikarpagaselvi đã nghiên cứu và chứng minh Curcumin có
tác dụng chống viêm và chống oxy hóa trong mô hình động vật gây đái tháo đường
bởi chế độ ăn nhiều fructose [46]. Nghiên cứu mới đây của Yuan Zhang và cộng sự
( 2016) đã sử dụng fructose 30% trong khẩu phần ăn cho những chuột chủng
C57BL/6. Kết quả của nghiên cứu đã chứng minh sự đột biến Toll-like receptor-6
(TLR6) có thể cải thiện rối loạn chức năng trao đổi chất và ức chế sự oxy hóa ở chuột
ăn nhiều fructose gây ra [83]. Trong một nghiên cứu khác, chuột đực Wistar nhận
được chế độ ăn uống chứa 21,4% chất béo, 35% fructose trong nước uống. sau 8 tuần
chuột không dung nạp glucose, kháng insulin và rối loạn lipid máu. Mô hình này
cũng gây ra các biến chứng của bệnh đái tháo đường đường như gan nhiễm mỡ, viêm
19


nhiễm, stress oxy hóa và béo phì liên quan đến rối loạn chức năng nội mô và tăng
glucose máu [43].

- Một loại carbohydrat khác là saccarose trong chế độ ăn cũng được sử dụng để
gây bệnh đái tháo đường typ 2 trên động vật và mang lại kết quả tương tự như chế độ
ăn nhiều fructose [67].
Trong nghiên cứu của Soria và cộng sự đã sử dụng chế độ ăn uống giàu
saccarose (62,5% ) cho chuột đực Wistar. Sau 120 ngày nồng độ triglyceride, acid béo
tự do, glucose máu cao và xuất hiện sự kháng insulin [67]. Nghiên cứu của Zivanit
Ergaz đã sử dụng chế độ ăn 72% saccarose cho chuột cái Sabra, sau 10 tuần xuất hiện
sự kháng insulin và tăng glucose máu [85].
Chế độ ăn giàu carbohydrate (saccarose hoặc fructose) gây ra sự kháng insulin
ở các mức độ khác nhau. Mức độ kháng insulin phát triển ở chuột được cho ăn với
chế độ ăn giàu carbohydrat cũng tương tự như những con chuột nhận được chế độ ăn
uống nhiều chất béo, nhưng điểm khác biệt là không có nhiều mỡ trong phủ tạng [27].
Như vậy, carbohydrate (saccarose hoặc fructose) có thể được sử dụng như một tác
nhân gây bệnh đái tháo đường typ 2 nhưng hạn chế chính của mô hình này là mất
khoảng thời gian khá dài nếu chỉ sử dụng chế độ ăn nhiều saccarose hoặc fructose
(10-15 tuần) để tạo ra tất cả các bệnh sinh chính của đái tháo đường typ 2. Hiện nay,
mô hình này đã được triển khai tại Việt Nam [4].
3.3. Gây đái tháo đường typ 2 bằng cách tạo ra các tổn thương
Tăng glucose máu liên quan đến kháng insulin là rất phổ biến trong các tổn
thương chẳng hạn như tai nạn, tổn thương phẫu thuật, bỏng, thậm chí ở những người
không có tiền sử của bệnh đái tháo đường. Kháng insulin phát triển trong mô cơ , mô
mỡ và gan sau khi bị tổn thương [77].
3.3.1. Gây tổn thương bằng nhiệt
Các nghiên cứu báo cáo rằng sự gia tăng hormon Adrenalin và các cytokine là
những tác nhân quan trọng trong việc gây ra sự đề kháng insulin sau khi bị bỏng hoặc
20


tổn thương do nhiệt [30]. Việc gây tổn thương 25% tổng diện tích bề mặt cơ thể trong
10 giây ở chuột, sau ba tuần đã xuất hiện sự kháng insulin trong cơ, xương, mô mỡ và

gan [21]. Gây tổn thương do bỏng ở mức độ 3 cho chuột Sprague-Dawley cũng gây
tình trạng kháng insulin [79]. Đặt chuột CD trong một mẫu chứa nước sôi gây tổn
thương trên 40% tổng diện tích bề mặt cơ thể. Sau 5 ngày xuất hiện giảm nồng độ
GLP-1, thụ thể insulin giảm, nồng độ insulin và kháng insulin [64]. Ức chế NOS, một
trung gian chủ yếu của tình trạng viêm cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc
giảm kháng insulin do tổn thương bởi nhiệt gây ra [69].
3.3.2. Gây tổn thương bằng cơ học
Tổn thương do tai nạn và phẫu thuật gây tăng glucose máu và kháng insulin.
Để bắt chước tình trạng mất máu nhiều sau khi bị tổn thương (tai nạn) chuột được gây
chảy máu nhanh chóng khi áp lực động mạch đạt 40 mm Hg, thời gian chảy máu
được duy trì từ 30-90 phút, xuất hiện kháng insulin với sự giảm trong chuỗi truyền tín
hiệu IRS-PI3K-Akt và sự gia tăng của IGF binding protein-1, một gen ức chế sự
truyền tín hiệu insulin thông qua PI3K-Akt. Tuy nhiên, tín hiệu insulin thông qua con
đường MEK-ERK vẫn không thay đổi [44]. Trong một nghiên cứu được thực hiện
trên chuột đực Sprague-Dawley, gây chảy máu cho chuột bằng cách đặt ống thông
bằng Polyethylen trong động mạch đùi. Sự kháng insulin sảy ra trong gan và cơ
xương xuất hiện trong vòng 15 phút. Tỷ lệ thương tích tương đương với sự suy giảm
của IRS / PI3K / Akt trên con đường truyền tín hiệu của insulin. Sau 60 phút chảy
máu gần như mất hoàn toàn tín hiệu kích hoạt sự phosphoryl hóa IR, IRS-1, IRS-2 và
Akt [77].
3.3.3. Gây tổn thương bằng ethanol
Tổn thương gây ra bởi ethanol cấp tính và mạn tính đều dẫn đến sự kháng
insulin. Trong mô hình gây tổn thương bởi ethanol cấp trên chuột đực SpragueDawley bằng cách cho chuột uống ethanol với liều 2,5g/kg [50]. Một mô hình kinh
điển cũng được thực hiện trên chuột Wistar được dùng chế độ ăn uống chất lỏng có
21


chứa ethanol (36% lượng calo) mỗi ngày trong 4 tuần. Cả hai mô hình trên đều xuất
hiện sự kháng insulin [42]. Sử dụng ethanol gây đái tháo đường trên chuột SD với
liều (3g/kg, tiêm màng bụng hoặc uống), liên tục trong 3 ngày làm giảm dung nạp

glucose. Sự suy giảm trao đổi chất thể hiện bằng cách giảm tín hiệu insulin (Akt
phosphoryl hóa) trong vùng dưới đồi. Viêm và tăng biểu hiện của protein tyrosine
phosphatase 1B (PTP1B), sự suy giảm tín hiệu của insulin gia tăng ở vùng dưới đồi
và tăng kháng insulin bằng cách hoạt hóa PTP1B ở não [42]. Sử dụng rượu mạn tính
thay đổi hoạt tính của PI3K/Akt qua đó tăng bài xuất của phosphatase và gây kháng
insulin [50].
3.3.4. Gây tổn thương bằng glucose oxydase
Glucose oxidase (GOD) là một enzym oxy hóa khử, xúc tác cho quá trình
chuyển glucose thành glucolactone và H 2O2. Tiêm tĩnh mạch GOD (200U/kg và
400U/kg) cho chuột Sprague Dawley trong 3 ngày xuất hiện sự kháng insulin bằng
cách kích hoạt nhiều yếu tố bất lợi trong con đường truyền tín hiệu của insulin (kích
hoạt serine/threonine kinase p38 MAPK). Mặt khác, các gốc tự do được sinh ra từ
H2O2 sẽ oxy hóa lưới nội chất, phá hủy tế bào gan chuột [76]. Thậm chí rối loạn chức
năng của ty thể đã được tìm thấy trong mô hình này bởi biểu hiện giảm của yếu tố
PGC-1 α. PGC-1 α là yếu tố chịu trách nhiệm cho sự phiên mã của gen mã hóa các
tiểu đơn vị trong chuỗi hô hấp tế bào. Sử dụng GOD tạo nên sự ức chế phosphoryl
Akt, và hoạt hóa các yếu tố FOXO1α và GSK3α /β, FOXO1α (yếu tố phiên mã trong
các gen có vai trò trong tổng hợp glucose) dẫn đến tăng glucose máu và kháng insulin
[76].
3.4. Gây đái tháo đường typ 2 bằng cách tạo căng thẳng
Căng thẳng tâm lý có thể dẫn đến sự đề kháng insulin ở gan và cơ xương bởi vì
sự căng thẳng tao nên các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa carbohydrate
như rối loạn chức năng của ty thể, stress lưới nội chất dẫn đến sự tổn thương lưới nội
chất và phá hủy tế bào beta [41]. Sự kháng insulin cấp đã được quan sát thấy trong
22


gan chuột đực trưởng thành C57BL/6 sau căng thẳng tâm lý cấp tính (cú sốc chân
điện, 180 lần tại một biên độ 0,3mA, thời gian 3-5s mỗi lần) [41]. Một mô hình gây
căng thẳng kéo dài được thực hiện bằng cách cố định một chân sau trong 7 ngày. Mô

hình này cho kết quả có sự giảm phosphoryl hóa tyrosine, IR và IRS-1 dẫn đến kháng
insulin [36]. Tiếp cận theo một cách khác để gây đái tháo đường typ 2 bằng tạo ra
những căng thẳng cho chuột, Tsuneki và cộng sự (2013) đã cho các con chuột thí
nghiệm nhốt chung với những con chuột hoang dại hung dữ 24 giờ và sau đó lại tiếp
tục gây kích thích tạo cảm giác khó chịu cho chuột thí nghiệm. Kết quả mô hình này
chó thấy có sự tăng nồng độ glucose máu và xuất hiện sự kháng insulin [72].
3.5. Gây đái tháo đường typ 2 bằng cách sử dụng hóa chất
3.5.1. Insulin tác dụng kéo dài
Sử dụng insulin tác dụng kéo dài gây ra kháng insulin ở chuột và khi được kết
hợp chế độ ăn giàu chất béo tích lũy và tạo nên stress oxy hóa trong gan và cơ xương.
Sử dụng liều cao insulin tác dụng kéo dài ảnh hưởng đến vai trò sinh học của ty thể
do đó tăng stress oxy hóa gây ra kháng insulin [20]. Một nghiên cứu khác sử dụng
quá liều insulin tác dụng kéo dài trong một thời gian dài ở chuột bình thường kết hợp
chế độ ăn uống gây kháng insulin. Ngoài ra, sử dụng insulin dư thừa dẫn đến sự chết
của tế bào beta đảo tụy, tích tụ mỡ trong gan, ngoài tử cung, tăng lượng cholesterol
trong gan và tuyến tụy [82].
3.5.2. Glutamat
Với vai trò là chất dẫn truyền thần kinh và chuyển hóa các chất dinh dưỡng
trong cơ thể, glutamat được sử dụng gây bệnh đái tháo đường trên chuột bằng cách
tiêm dưới da glutamat liều 2,0 - 4,0 mg/kg thể trọng. Liều glutamat 2,0mg/kg được sử
dụng để tiêm cho chuột ngay sau khi sinh đến 4 ngày tuổi. Sau 12 tuần trọng lượng cơ
thể của các chuột đã tăng cao hơn chuột bình thường và bắt đầu xuất hiện giảm dung
nạp glucose và kháng insulin [32]. Liều glutamat 4,0mg/kg cũng được sử dụng cho
chuột ngay sau khi sinh đến 8 ngày, 65 tuần sau đã xuất hiện béo phì và đục thủy tinh
23


thể [33]. Một nghiên cứu mới đây của Helena Pelantová và cộng sự (2016) cũng sử
dụng glutamat liều 4,0mg/kg tiêm dưới da cho chuột từ 2- 8 ngày tuổi. Trọng lượng
chuột được theo dõi mỗi tuần đến 9 tháng. Sau 2 tháng, có sự khác biệt rõ ràng về

nồng độ glucose máu, insulin huyết thanh, trọng lượng cơ thể và nồng độ leptin.
Chuột bắt đầu biểu hiện của béo phì và kháng insulin [33].
Mô hình này thích hợp cho việc nghiên cứu các thuốc có tác dụng làm giảm
các biến chứng của bệnh đái tháo đường typ 2. Tuy nhiên, hạn chế của mô hình là
thời gian gây bệnh quá dài (9 tháng), không thích hợp cho các nghiên cứu với mục
đích sàng lọc các thuốc có tác dụng hạ glucose máu.
3.5.3. Dexamethason
Dexamethason có tác dụng giảm tổng hợp glycogen ở gan, ngăn cản tác dụng
của insulin trong việc chuyển hóa glucose, tăng phân hủy protein, lipid…dẫn đến
tăng nồng độ acid béo tự do và xuất hiện sự kháng insulin [58]. Tiêm phúc mạc cho
chuột đực Wistar hàng ngày với dexamethason (liều 1,0 mg / kg hòa tan trong 0,9%
NaCl) sau 12 ngày, xuất hiện sự kháng insulin [58]. Tiêm phúc mạc cho chuột đực
Wistar hàng ngày với dexamethason (liều 1,0 mg / kg hòa tan trong 0,9% NaCl) sau
12 ngày, xuất hiện sự kháng insulin [63].
3.5.4. Streptozocin liều thấp
Về phương diện mô bệnh học, do ảnh hưởng của STZ liều thấp, tế bào Beta bị
mất hạt, thậm chí bị hoại tử. Mức độ nghiêm trọng của bệnh phụ thuộc vào liều STZ.
Do đó, thông qua việc lựa chọn liều STZ, có thể gây được nhưng mô hình ĐTĐ
tương tự ĐTĐ typ 1 hoặc typ 2. Điều này rất có ý nghĩa trong nghiên cứu tác dụng
của các thuốc điều trị ĐTĐ.
Trên chuột trưởng thành thường sử dụng liều STZ 35-65mg/kg tiêm màng
bụng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng với liều thấp hơn 35 mg/kg chuột thì không có
biểu hiện gì của đái tháo đường. Nếu tiêm liều lớn hơn 65mg/kg thì có dấu hiệu của
sự phá hủy tế bào beta và bệnh sinh tương tự như đái tháo đường typ 1[32]. Với
24


những chuột sau khi sinh 2 ngày sẽ được tiêm STZ liều 25-30mg/kg sau đó đến tuần
thứ 4 tiêm nhắc lại. Glucose máu tăng và dẫn đến khởi phát bệnh đái tháo đường
typ2. Ngoài ra, STZ cũng được sử dụng với liều 40-50 mg/kg trọng lượng cơ thể tiêm

tĩnh mạch hoặc tiêm màng bụng ở động vật trưởng thành [26]. Một nghiên cứu sử
dụng STZ liều duy nhất 45mg/kg tiêm màng bụng cho chuột, sự kháng insulin sảy ra
sau 4 tuần, nồng độ glucose máu tăng [14].
Ưu điểm của mô hình sử dụng STZ liều thấp để gây đái tháo đường typ 2 là sự
tăng glucose máu ổn định và biểu hiện của đái tháo đường trong vòng 52 tuần do đó
có thể nghiên cứu được các biến chứng của bệnh đái tháo đường. Tuy nhiên, mô hình
này có sự hạn chế đó là thời gian gây bệnh kéo dài (ít nhất 12 tuần). Vì vậy, mô hình
gây đái tháo đường typ 2 do sử dụng STZ liều thấp chỉ thích hợp cho việc sàng lọc,
đánh giá tác dụng hạ glucose máu của các chế phẩm tự nhiên [32]. Hiện nay, các nhà
khoa học hạn chế sử dụng đơn độc liều STZ cho việc gây mô hình đái tháo đường typ
2 cho động vật mà thường kết hợp tiêm STZ với nicotinamid [32].
3.5.5. Kết hợp streptozocin và nicotinamid
Một số tác giả gây ĐTĐ typ 2 cho động vật nghiên cứu bằng cách kết hợp sử
dụng STZ với các chất có tác dụng bảo vệ tế bào beta đảo tụy như nicotinamid. Bởi
vì, nicotinamid là một chất chống oxi hóa bảo vệ tế bào bằng cách trung hòa các gốc
tự do được sinh ra bởi STZ và hạn chế tổn thương tế bào beta đảo tụy [32].
Chuột cống được tiêm màng bụng nicotinamid (180-230mg/kg) 15-30 phút
trước khi tiêm tĩnh mạch STZ (50-65 mg/kg). Trên mô hình này sự tăng glucose máu
ổn định và từ từ mà không có sự thay đổi về nồng độ insulin máu [32].
Asmaa và cộng sự đã sử dụng nicotinamide và streptozotocin để gây bênh đái
tháo đườn typ 2 cho chuột albino với liều 100 mg STZ tiêm màng bụng và sau 15
phút tiêm 240 mg nicotinamid. Nồng độ glucose máu được xác định sau 72 giờ các
chuột có nồng độ glucose máu lúc đói trên 250mg/dL [15]. Cũng sử dụng STZ và
nicotinamid gây đái tháo đường typ 2 trên chuột đực trưởng thành albino nhưng với
25