Goto-Kakizaki

在人類對(duì)抗Ⅱ型糖尿病的漫長(zhǎng)科研征程中，一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于：如何在實(shí)驗(yàn)室中找到一個(gè)既能精確模擬疾病本質(zhì)，又能排除肥胖等混雜因素的理想研究模型？這一問(wèn)題，隨著一種特殊大鼠品系的誕生而找到了答案——這就是 Goto-Kakizaki (GK) 大鼠，一種非肥胖、自發(fā)性的Ⅱ型糖尿病動(dòng)物模型。

與通過(guò)高脂飲食誘導(dǎo)或化學(xué)藥物破壞而獲得的糖尿病模型不同，GK大鼠的獨(dú)特性在于其疾病是“與生俱來(lái)”的。

尤為重要的是，GK大鼠在整個(gè)病程中不伴隨肥胖，這使其成為研究“瘦型糖尿病”及其主要機(jī)制——胰島功能障礙與胰島素抵抗——的黃金標(biāo)準(zhǔn)模型。它為科學(xué)家在不受肥胖因素干擾的情況下，深入探索Ⅱ型糖尿病的遺傳基礎(chǔ)、病理生理機(jī)制以及新型療法的療效。

接下來(lái)，我們將從它的起源、生物學(xué)特性、在科學(xué)研究中的具體應(yīng)用以及飼養(yǎng)注意事項(xiàng)等方面，多面解讀這一重要的生物醫(yī)學(xué)模型。

基本資料

品系名稱：Goto-Kakizaki

品系簡(jiǎn)稱：GK

品系編號(hào)：C000124

品系對(duì)照：Wistar、Fisher、Brown-Norway

繁殖方式：近交繁殖

微生物級(jí)別：SPF級(jí)

品系描述

1、 GK 大鼠是非胰島素依賴、非肥胖自發(fā)性、 II 型糖尿病大鼠模型，主要表現(xiàn)為胰島功能不足，胰島 β 細(xì)胞分泌功能受損，空腹血糖高，肝糖原生成增多，肝臟、肌肉和脂肪組織中度胰島素抵抗，血脂升高，多尿，并出現(xiàn)各種糖尿病并發(fā)癥，且不伴隨肥胖。表現(xiàn)與人類糖尿病相似的代謝、內(nèi)分泌和血管疾病。

2、 GK 大鼠新生期血糖水平正常，成年期發(fā)展為顯性糖尿病，表現(xiàn)為輕度空腹血糖高、明顯的餐后血糖高、高胰島素血癥、胰島素抵抗、葡萄糖刺激的胰島素分泌受損，不伴酮癥。雄性和雌性發(fā)病率相同，但雌性血糖濃度稍低于雄性。雄性大約在 14-16 周齡時(shí)出現(xiàn) II 型糖尿病，即出現(xiàn)了血糖升高、心率降低、心肌萎縮等癥狀，與人類 Ⅱ 型糖尿病、心臟病進(jìn)展極為相似。

3、 GK 大鼠具有與人類 II 型糖尿病相似的微血管改變，在長(zhǎng)期的近交繁殖中保持了相當(dāng)穩(wěn)定的葡萄糖不耐受（機(jī)體對(duì)葡萄糖的耐受能力，胰島 β 細(xì)胞分泌的胰島素處理葡萄糖的能力）和葡萄糖刺激的胰島素分泌受損。

4、晚期并發(fā)癥：微血管病變、視網(wǎng)膜病變、神經(jīng)病變和腎病。

5、特別是血糖，具有飲食依賴性。

應(yīng)用領(lǐng)域

1、Ⅱ 型糖尿病發(fā)病機(jī)制及胰島素抵抗方面

2、GK 大鼠是非胰島素依賴型(NIDDM)模型

3、非肥胖自發(fā)性模型

繁育保種

1、溫度控制在 20~26℃之間，溫差不超過(guò) 4℃。濕度控制在 30%~70%之間。空氣中的濕度低于 30%，大鼠尾巴易發(fā)生環(huán)狀壞死癥（環(huán)尾病）。

2、避免噪聲刺激，動(dòng)物房?jī)?nèi)噪音控制在 60 dB(A)及以下。

3、飼料：飼料使用輻照繁殖飼料。

4、飲水使用 PH 為 2.5~3.0 的滅菌酸化水。

5、手提大鼠尾部時(shí)不要抓尾巴末端，以防大鼠掙扎造成尾部皮膚脫落。

6、由于 GK 自發(fā)糖尿病，群養(yǎng)盒飼養(yǎng)密度不超過(guò) 4 只/盒，籠盒每周至少更換兩次。而且要注意飼料和飲水是否充足。

7、 GK 大鼠多飲多尿，會(huì)出現(xiàn)毛色發(fā)黃的現(xiàn)象。

文獻(xiàn)解讀

STG對(duì)體重和血糖相關(guān)指標(biāo)的影響

與Con組相比，Mod組在第5、7、9、11和13周時(shí)體重明顯減少（p < 0.05或p < 0.01）。與Mod組相比，Met組和STG組的體重變化無(wú)明顯差異（p > 0.05）。與Met組相比，STG組的體重變化無(wú)明顯性（p > 0.05），如上文所示圖1A.

與Con組相比，Mod組在第1、3、5、7、9、11和13周的FBG水平明顯上升（p < 0.01）。與Mod組相比，Met組和STG組的FBG水平明顯下降（p < 0.01）。與Met組相比，STG組的FBG水平無(wú)明顯變化（p > 0.05）（圖1B). 與Con組相比，Mod組的GAUC明顯更高（p < 0.01）。與Mod組相比，Met組和STG組的GAUC明顯下降（p < 0.01）。與Met組相比，STG組的GAUC無(wú)明顯變化（p > 0.05）（圖1C,D).

Mod組與Con組之間FIns水平無(wú)明顯差異（p > 0.05）。與Mod組相比，Met組和STG組的FIns水平無(wú)明顯變化（p > 0.05）。與Con組相比，Mod組的HOMA-IR明顯增加（p < 0.01）。與Mod組相比，Met組和STG組的HOMA-IR指數(shù)明顯較低（p < 0.01）。與Met組相比，STG組的FIns水平和HOMA-IR水平無(wú)明顯變化（p > 0.05）（圖1E,F).

CAVENS

使用卡文斯GK小鼠發(fā)表文獻(xiàn)

1、Liu Y, Sun D, Xing D, et al. Mechanism of the Traditional Chinese Medicine Simiao Biejia Decoction Improves the Diabetes Mellitus-Induced Erectile Dysfunction in Rats. Drug Des Devel Ther. 2025;19:2609-2628. Published 2025 Apr 3. doi:10.2147/DDDT.S495366.

2、Zhao JD, Fang ZH. Proteomic Analysis of the Effects of Shenzhu Tiaopi Granules on Model Rats with Type 2 Diabetes Mellitus. Diabetes Metab Syndr Obes. 2025;18:583-599. Published 2025 Feb 25. doi:10.2147/DMSO.S493036.

3、Zhao J, Fang Z. Alterations of the gut microbiota and metabolites by ShenZhu TiaoPi granule alleviates hyperglycemia in GK rats. Front Microbiol. 2024;15:1420103. Published 2024 Aug 29. doi:10.3389/fmicb.2024.1420103.

4、Guo Z, Zhang J, Li M, et al. Mechanism of action of quercetin in regulating cellular autophagy in multiple organs of Goto-Kakizaki rats through the PI3K/Akt/mTOR pathway. Front Med (Lausanne). 2024;11:1442071. Published 2024 Aug 15. doi:10.3389/fmed.2024.1442071.