糖尿病マウスについて

糖尿病マウスについて

糖尿病マウスのイメージ

糖尿病(DM)は、既にがんと心血管疾患に次いで、人類の健康に対する主要な慢性疾患の中で第三位の脅威となっています。この疾患は、体内で完全にインスリンを分泌しないか、十分なインスリンを分泌しないか、あるいはインスリンを効果的に利用できないために、血糖レベルが上昇する慢性疾患です。

糖尿病は、体内の血糖値が正常に調整されない代謝疾患であり、主に1型糖尿病(Type 1 Diabetes)と2型糖尿病(Type 2 Diabetes)の2つのタイプがあります。その中で、1型糖尿病(Type 1 Diabetes Mellitus、T1DM)患者は糖尿病患者全体のおおよそ10%を占めています。2型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus、T2DM)患者は、糖尿病患者のほぼ9割を占めています。ほとんどの2型糖尿病患者は、インスリンに対する抵抗性を持っています。

1型糖尿病(Type 1 Diabetes)モデル

1型糖尿病モデルには、自然発症型1型糖尿病モデルと誘発型1型糖尿病モデルの2種類があります。

自然発症型1型糖尿病モデル(Autoimmune Diabetes Models)

自然発症型の糖尿病モデルは、1型糖尿病(Type 1 Diabetes、T1D)の疾患メカニズムや治療法の研究を行うために使用される実験的な動物モデルです。

NOD(non obesity diabetes)マウスは1種の自然発症型の糖尿病マウスで1型糖尿病の症状を模倣するモデルとして知られています。NODマウスの主な症状は高血糖、糖尿、多飲、多尿です。ヒトの糖尿病症状と似ています。外部からのインスリン治療が行われない場合、この動物はケトン血症により、1〜2ヶ月以内に死亡する可能性があります。また、メスのNODマウスはオスのマウスよりも糖尿病の発症頻度が高いことが知られています。

誘発型1型糖尿病モデル(Chemically Induced Models)

誘発型1型糖尿病モデルはストレプトゾトシン(STZ)という薬剤を用いて誘発される特定の実験モデルです。
ストレプトゾトシン(STZ)による誘発型1型糖尿病モデルは、ラットやマウスを対象に使用され、1型糖尿病の臨床症状、疾患過程、および膵島の形態学的変化などで人間の1型糖尿病と類似性が多く見られます。 STZは、糖尿病の動物モデルを誘発するための最も一般的な薬物であり、動物の膵島B細胞に特異的な損傷を引き起こす作用があります。この特性を活かして、高用量のSTZを使用して膵島B細胞を標的にし、1型糖尿病を動物に誘発することが可能です。STZの使用は操作が比較的容易で、薬物用量が少なく、膵島B細胞に特異的な損傷を与える利点があります。

2型糖尿病(Type 2 Diabetes)モデル

2型糖尿病モデルは飲食、化学物質、手術、遺伝子編集等の手法を使用して作製され、薬物が2型糖尿病マウスに対する血糖降下作用を探索するのに用いられます。

高糖質高脂肪食の摂取と腹腔に低用量のストレプトゾトシン(STZ)注射を混合して作製する

高糖質高脂肪食の摂取と腹腔に低用量のストレプトゾトシン(STZ)注射を混合するのが、2型糖尿病(T2DM)マウスモデルを構築する一般的な方法です。

具体的には、通常マウスの飼料に比べて高糖質高脂肪の飼料を給餌します。一定期間後、高脂肪食によって肥満とインスリン抵抗性が形成された後、腹腔に低用量のストレプトゾトシン(STZ)を投与して、T2DMモデルマウスを作製します。

このモデルは2型糖尿病の主要な特徴である肥満、高血糖、およびインスリン抵抗性をより忠実に再現することができます。ただし、具体的な実験プロトコルや倫理的規制に従うことが必要です。

高脂肪食誘発型肥満マウスモデル(DIO)

高脂肪食誘発型肥満マウスモデル(DIO)は高脂肪食を投与して誘発した肥満マウスであり、肥満や2型糖尿病を研究するのに用いられます。

高脂肪食によってマウスは体重を増やし、肥満の症状を発現させます。同時に、高脂肪食はインスリン抵抗性を誘導し、血糖値の上昇を引き起こします。2型糖尿病の特徴である肥満とインスリン抵抗性を模倣しますので、2型糖尿病の病態や治療法の研究に活用されます。

1型・2型糖尿病関連の遺伝子工学マウスモデル

遺伝子型 モデルマウス品系 一般的なライブラリでの保存状況
Abcc8 C57BL/6J 凍結精子
Adipoq C57BL/6N 凍結精子, 生体
Cacna1a C57BL/6J 凍結精子
Cacna1b C57BL/6J 凍結精子
Cacna1c C57BL/6N 凍結精子
Cacna1d C57BL/6N 凍結精子, 生体
Cacna1e C57BL/6J 凍結精子
Cacna1g C57BL/6J 凍結精子
Gck C57BL/6J 凍結精子
Hk1 C57BL/6J 凍結精子
Hk2 C57BL/6J 凍結精子
Hk3 C57BL/6N 凍結精子, 生体
Hkdc1 C57BL/6J 凍結精子
Ikbkb C57BL/6J 凍結精子
Ins1 C57BL/6J 凍結精子
Insr C57BL/6J 凍結精子
Irs1 C57BL/6N 凍結精子, 生体
Irs4 C57BL/6J 凍結精子
Kcnj11 C57BL/6J 凍結精子
Mafa C57BL/6J 凍結精子
Mapk1 C57BL/6J 凍結精子
Mapk10 C57BL/6J 凍結精子
Mapk3 C57BL/6J 凍結精子
Mapk8 C57BL/6J 凍結精子
Mapk9 C57BL/6J 凍結精子
Mtor C57BL/6J 凍結精子
Pdx1 C57BL/6J 凍結精子
Pik3ca C57BL/6J 凍結精子
Pik3cb C57BL/6J 凍結精子
Pik3cd C57BL/6J 凍結精子
Pik3r1 C57BL/6J 凍結精子
Pik3r2 C57BL/6J 凍結精子
Pik3r3 C57BL/6J 凍結精子
Pklr C57BL/6J 凍結精子
Pkm C57BL/6J 凍結精子
Prkcd C57BL/6J 凍結精子, 生体
Prkce C57BL/6J 凍結精子
Prkcz C57BL/6J 凍結精子
Slc2a2 C57BL/6J 凍結精子
Slc2a4 C57BL/6J 凍結精子
Socs1 C57BL/6J 凍結精子
Socs2 C57BL/6J 凍結精子
Socs3 C57BL/6J 凍結精子
Socs4 C57BL/6J 凍結精子
Tnf C57BL/6N 凍結精子, 生体

新規肥満・糖尿病マウスの作製(特許出願中)

糖尿病モデル動物として用いられている自然発症・遺伝子改変モデルは高価であり,高脂肪食法は餌が特殊であり,交換頻度が多く実験者の手間がかかる.そこで,一般的に使用されている動物を用い,簡易に肥満・高血糖を発症するモデルを開発しました.

新規肥満・糖尿病マウス作製法を用いた
肥満・糖尿病予防効果(特許出願中)

糖尿病薬の開発に用いられる糖尿病モデルが高価であり,高脂肪食法の餌が特殊であり,交換頻度も多いため, 一般的なマウスを用い,簡易に肥満・高血糖を発症するモデルを開発し,既存の抗糖尿病薬が予防効果を有するかを評価しました.

マウスを用いた耐糖能試験
-OGTT-

糖尿病は生活習慣病の一つであり,国が定める重要疾患の一つに位置付けられています.数多くの糖尿病薬や健康食品の開発初期のスクリーニングとしてマウスを用いた試験例をご紹介します.
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