Tóm tắt
Streptozotocin(STZ), có nguồn gốc từ Streptomyces achromogenes, là một hợp chất glucosamine-nitrosourea được công nhận rộng rãi về khả năng gây ra bệnh tiểu đường ở mô hình loài gặm nhấm. Bài viết đánh giá này đi sâu vào các tác dụng dược lý của STZ, xem xét cơ chế tác dụng, tác dụng độc hại và tiện ích của nó trong việc gây ra các mô hình động vật mắc bệnh tiểu đường. Bằng cách hiểu được đặc điểm dược lý phức tạp của STZ, các nhà nghiên cứu có thể khai thác tốt hơn tiềm năng của nó trong việc nghiên cứu bệnh tiểu đường và các biến chứng của nó.
Chúng tôi cung cấp Streptozotocin Stz CAS 18883-66-4, vui lòng tham khảo trang web sau để biết thông số kỹ thuật chi tiết và thông tin sản phẩm.
Từ khóa: Streptozotocin, tiểu đường, tác dụng dược lý, mô hình động vật, -độc tính tế bào
|
|
|
Giới thiệu
Bệnh đái tháo đường, đặc trưng bởi tình trạng tăng đường huyết do khiếm khuyết trong việc tiết hoặc hoạt động của insulin, gây ra gánh nặng sức khỏe toàn cầu đáng kể. Streptozotocin (STZ), một hợp chất hóa học được phân lập từ Streptomyces achromogenes, đã nổi lên như một công cụ then chốt trong nghiên cứu bệnh tiểu đường do khả năng tiêu diệt có chọn lọc các tế bào tuyến tụy, dẫn đến thiếu hụt insulin và sau đó là bệnh tiểu đường. Đánh giá này nhằm mục đích cung cấp sự hiểu biết toàn diện về tác dụng dược lý của STZ, cơ chế gây độc tế bào và ứng dụng của nó trong việc gây ra các mô hình động vật mắc bệnh tiểu đường.
Cấu trúc hóa học và tính chất
STZ thuộc nhóm amino glucose-nitrosoureas. Về mặt hóa học, nó bao gồm một nửa glucosamine liên kết với một nhóm nitrosourea. Cấu trúc độc đáo này cho phép STZ đi vào tế bào -thông qua chất vận chuyển glucose GLUT2, chất vận chuyển có ái lực thấp chủ yếu được biểu hiện ở tế bào -. Khi vào bên trong tế bào, STZ trải qua quá trình kích hoạt trao đổi chất, dẫn đến tác dụng dược lý của nó.
Cơ chế gây độc tế bào
Độc tính tế bào của STZ rất đa dạng, liên quan đến một số cơ chế:
Sự kiềm hóa và hư hỏng DNA
STZ trực tiếp kiềm hóa DNA, gây đứt gãy sợi, biến đổi bazơ và hình thành các chất cộng DNA. Tổn thương DNA này kích hoạt sự kích hoạt poly(ADP-ribose) polymerase (PARP), dẫn đến tiêu thụ ATP và NAD+ của tế bào, cuối cùng dẫn đến chết tế bào.
01
Cảm ứng stress oxy hóa
Quá trình trao đổi chất của STZ tạo ra các loại oxy phản ứng (ROS), chẳng hạn như các gốc superoxide, góp phần gây ra stress oxy hóa trong tế bào. Căng thẳng oxy hóa làm gián đoạn chức năng của ty thể, thúc đẩy quá trình peroxid hóa lipid và tăng cường tổn thương DNA, làm trầm trọng thêm tình trạng độc tính -cell.
02
Kích hoạt con đường Apoptotic
Tổn thương DNA do STZ gây ra và stress oxy hóa sẽ kích hoạt các con đường apoptotic bên trong và bên ngoài. Điều này dẫn đến sự phân cắt các enzyme caspase, flip-flop phospholipid màng và cuối cùng là apoptosis -cell.
03
Suy giảm bài tiết và tổng hợp insulin
STZ phá vỡ sự tiết insulin bằng cách làm giảm sự giải phóng insulin do glucose kích thích và giảm biểu hiện gen insulin. Ngoài ra, nó ức chế sự tổng hợp các enzyme sinh tổng hợp insulin, làm ảnh hưởng thêm đến việc sản xuất insulin.
04
Phản ứng viêm
Tổn thương tế bào do STZ gây ra gây ra phản ứng viêm, đặc trưng bởi sự xâm nhập của các tế bào miễn dịch vào các đảo nhỏ của Langerhans. Môi trường viêm này làm trầm trọng thêm tình trạng chết tế bào và làm suy yếu chức năng của đảo tụy.
05
Hành động dược lý
Do độc tính đối với tế bào của nó, STZ đã được ứng dụng rộng rãi trong việc gây ra các mô hình động vật mắc bệnh tiểu đường, chủ yếu ở loài gặm nhấm. Những mô hình này rất quan trọng để nghiên cứu cơ chế bệnh sinh của bệnh tiểu đường, đánh giá các can thiệp điều trị và tìm hiểu các biến chứng liên quan đến căn bệnh này.
Trước hết
Streptozotocin đặc biệt nhắm mục tiêu và phá hủy các tế bào beta trong các đảo nhỏ Langerhans trong tuyến tụy. Tế bào beta chịu trách nhiệm sản xuất và bài tiết insulin, một loại hormone quan trọng để điều chỉnh lượng đường trong máu. Bằng cách phá hủy các tế bào này, Streptozotocin làm gián đoạn quá trình sản xuất insulin bình thường, dẫn đến tăng đường huyết (nồng độ đường huyết tăng cao), giống như tình trạng bệnh đái tháo đường ở người.
Thứ hai
Thiệt hại do Streptozotocin gây ra cho tế bào beta là không thể khắc phục được. Một khi các tế bào bị phá hủy, chúng không thể tái tạo được, dẫn đến tình trạng thiếu hụt insulin dai dẳng. Điều này làm cho Streptozotocin trở thành một công cụ hiệu quả để tạo ra mô hình động vật mắc bệnh tiểu đường ổn định cho các nghiên cứu dài hạn.
Hơn thế nữa
Bệnh tiểu đường do Streptozotocin gây ra ở động vật có nhiều điểm tương đồng với bệnh tiểu đường tuýp 1 ở người, bao gồm sự phát triển của tình trạng thiếu insulin, tăng đường huyết và các biến chứng liên quan như bệnh võng mạc, bệnh thần kinh và bệnh thận. Vì vậy, mô hình này được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu để điều tra cơ chế bệnh sinh, phòng ngừa, điều trị bệnh tiểu đường và các biến chứng của nó.
|
|
|
Ứng dụng
Cảm ứng mô hình động vật mắc bệnh tiểu đường
Các mô hình bệnh tiểu đường do STZ gây ra giống bệnh tiểu đường Loại 1, đặc trưng bởi sự thiếu hụt insulin do phá hủy tế bào. Bằng cách sử dụng STZ cho loài gặm nhấm, các nhà nghiên cứu có thể gây ra tình trạng tăng đường huyết, không dung nạp glucose và thiếu hụt insulin một cách đáng tin cậy, mô phỏng trạng thái bệnh ở người.
01
Nghiên cứu các biến chứng của bệnh tiểu đường
Các mô hình động vật mắc bệnh tiểu đường do STZ gây ra là vô giá để nghiên cứu các biến chứng khác nhau liên quan đến bệnh tiểu đường, bao gồm bệnh lý thần kinh, bệnh thận, bệnh võng mạc và bệnh tim mạch. Những mô hình này cho phép điều tra các cơ chế cơ bản, xác định các dấu hiệu sinh học và thử nghiệm các chiến lược điều trị tiềm năng.
02
Đánh giá trị liệu
Các mô hình bệnh tiểu đường do STZ gây ra đóng vai trò là nền tảng để đánh giá các tác nhân trị liệu mới nhắm vào bệnh tiểu đường và các biến chứng của nó. Bằng cách đánh giá hiệu quả và độ an toàn của các tác nhân này ở động vật mắc bệnh tiểu đường, các nhà nghiên cứu có thể ưu tiên các ứng cử viên để phát triển lâm sàng hơn nữa.
03
Cái nhìn sâu sắc về -Tái tạo tế bào
Các mô hình bệnh tiểu đường do STZ gây ra cũng cung cấp những hiểu biết sâu sắc về quá trình tái tạo tế bào và sự hình thành các tiểu đảo. Bằng cách nghiên cứu các cơ chế phục hồi tế bào và phục hồi đảo nhỏ trong các mô hình này, các nhà nghiên cứu có thể xác định các chiến lược điều trị tiềm năng để thay thế tế bào trong bệnh tiểu đường.
04
Tác dụng phụ
STZ được biết đến với độc tính, đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ liều lượng và phương pháp sử dụng để ngăn ngừa tác hại không cần thiết đối với động vật thí nghiệm. Một số phản ứng bất lợi quan sát thấy ở động vật bao gồm buồn nôn, nôn mửa và tiêu chảy. Mặc dù những phản ứng này hầu hết đều nhẹ và có thể hồi phục nhưng chúng vẫn cần được các nhà nghiên cứu chú ý. Ngoài ra, việc sử dụng STZ lâu dài có thể ảnh hưởng đến chức năng gan và thận, đòi hỏi phải theo dõi chặt chẽ các chỉ số liên quan trong quá trình áp dụng.
Phòng ngừa khi sử dụng
Kiểm soát liều lượng
Liều lượng STZ nên được xác định cẩn thận dựa trên kết quả trước thử nghiệm thay vì mù quáng làm theo tài liệu hoặc liều lượng của người khác. Các yếu tố như trọng lượng trung bình của động vật, sức đề kháng lúc đói, thời gian nhịn ăn, thời điểm tiêm và điều kiện cho ăn trước đó đều có thể ảnh hưởng đến liều lượng thích hợp.
01
Phương thức quản trị
STZ không ổn định và dễ bị bất hoạt. Do đó, cần nhanh chóng cân lượng thuốc thử còn lại và bảo quản thuốc thử còn lại trong môi trường khô ráo, tránh ánh sáng, tốt nhất nên bọc trong giấy nhôm khô. Khi tiêm, nên hòa tan STZ theo từng đợt tùy theo mức độ thành thạo của mỗi người để tránh lãng phí thuốc.
02
Chuẩn bị động vật
Động vật phải được nhịn ăn ít nhất 12 giờ trước khi dùng STZ để nâng cao hiệu quả của thuốc trên tế bào beta tuyến tụy. Thời gian nhịn ăn càng dài thì tác dụng của thuốc càng rõ rệt, cho phép giảm liều STZ.
03
Giám sát và theo dõi
Việc theo dõi chặt chẽ tình trạng sức khỏe và các chỉ số sinh lý của động vật là điều cần thiết sau khi sử dụng STZ. Trong trường hợp không đạt được mô hình mong muốn, có thể xem xét việc tiêm bổ sung, nhưng việc này phải được hướng dẫn bởi các quy trình thử nghiệm cụ thể.
04
Phần kết luận
Streptozotocin, với khả năng độc đáo là tiêu diệt có chọn lọc các tế bào, đã tạo nên một cuộc cách mạng trong nghiên cứu bệnh tiểu đường. Bằng cách hiểu rõ tác dụng dược lý, cơ chế gây độc tế bào và ứng dụng trong mô hình động vật mắc bệnh tiểu đường, các nhà nghiên cứu có thể khai thác tiềm năng của nó để nghiên cứu bệnh tiểu đường và các biến chứng của nó hiệu quả hơn. Tuy nhiên, bắt buộc phải cân bằng lợi ích của STZ với tác dụng độc hại của nó, đảm bảo tiến hành đạo đức và an toàn trong các nghiên cứu trên động vật. Nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc cải tiến các mô hình bệnh tiểu đường do STZ gây ra, khám phá các chất gây cảm ứng thay thế và phát triển các chiến lược điều trị mới để chống lại bệnh tiểu đường.
Tóm lại, Streptozotocin vẫn là nền tảng trong nghiên cứu bệnh tiểu đường, đưa ra những hiểu biết sâu sắc về cơ chế bệnh sinh của bệnh và tạo điều kiện phát triển các biện pháp can thiệp trị liệu mới. Bằng cách tiếp tục khám phá các tác dụng dược lý và cải tiến các ứng dụng của nó, cộng đồng khoa học có thể nâng cao hơn nữa sự hiểu biết và điều trị bệnh tiểu đường của chúng ta.