(1)基因编辑技术在糖尿病动物模型中的应用

目前，糖尿病动物模型的制备方法主要有两种，一种是传统的转基因方法，一种是基因打靶方法。其中，基因打靶技术又被分为两类：特定的内源性基因断裂或以其他基因代替。胰岛素信号转导是一个复杂的过程，包括胰岛素与受体的结合，受体(insulin receptor, IR)自身磷酸化，受体底物(insulin receptor substrate, IRS)磷酸化等，磷酸化的受体底物与 P13K(phosphotidylinositol-3-kinase)或其他信号转导蛋白结合将其激活启动下游级联反应，引起糖原合成酶激酶(glycogen synthase kinase-3, GSK-3)活性降低，糖原合成减少；葡萄糖转运载体(glucose transporter, GLUT4)从胞内移至质膜，摄取葡萄糖入细胞。因此，利用基因编辑技术敲除胰岛素信号转导通路中的某些关键基因，可以得到更为理想的糖尿病动物模型。另外，利用Cre-LoxP系统与基因打靶技术相结合，可以得到组织或细胞特异性靶基因被敲除的动物模型。

(2)不同种类的糖尿病动物模型及其特点

目前已经建立了多种不同类型的糖尿病动物模型，下面介绍其中几种常见的类型。

①GK/IRS-1双基因剔除小鼠：单独IRS-1-/-小鼠表现为胰岛素抵抗，但因为β细胞代偿性增生，胰岛素分泌增多，糖耐量正常；β细胞特异GK表达降低的小鼠，则显示轻度糖耐量异常。而将两者杂交得到的GK/IRS-1双基因剔除小鼠，则表现出了Ⅱ型糖尿病的症状，既有胰岛素抵抗又有糖耐量异常。

②IR+/- /IRS-1+/- 双基因剔除杂合体小鼠：单个基因剔除的杂合体小鼠无明显的临床症状。而将IR+/- 和 IRS-1+/- 剔除的杂合体小鼠杂交得到的双基因剔除小鼠，则表现出了明显的胰岛素抵抗和糖耐量异常，甚至糖尿病症状。

③MODY3模型：β细胞特异HNF-1a突变的转基因动物可特异抑制β细胞HNF-1a 的功能，出现胰岛素分泌功能受损、高血糖等症状，糖尿病鼠胰岛内胰岛素水平显著下降，高血糖素水平升高。动物出生后胰岛生长方式改变(a细胞/β细胞比值升高)，β细胞超微结构显示包括线粒体肿大在内的β细胞严重损伤。

(3)糖尿病动物模型的意义和前景

糖尿病是一种常见的具有遗传倾向的葡萄糖代谢和内分泌障碍，已成为全球范围内的重大健康问题。研究糖尿病动物模型的病程、发病机制、临床表现等，有利于深入理解糖尿病的发生发展机制，为糖尿病治疗提供新的靶点和方法。目前，基因编辑技术和生物技术的发展使我们构建更优秀、可靠的糖尿病动物模型成为可能，进一步促进对糖尿病的研究和糖尿病防治药物的开发。

北检院部分仪器展示