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免疫缺陷小鼠STZ诱导1型糖尿病模型:干细胞疗法临床前评估方案与药效

2026-07-10     来源:南模生物     点击次数:18

1型糖尿病:为什么需要干细胞疗法?
做干细胞来源胰岛移植的小伙伴们,选模型时是不是经常纠结:用普通小鼠会排斥人源细胞,用免疫缺陷品系又怕诱导不出稳定的糖尿病表型?

其实,重度免疫缺陷品系 + STZ诱导的组合,正是目前1型糖尿病干细胞疗法临床前评估中公认的"黄金模型"方案。

1型糖尿病(Type 1 diabetes mellitus,T1DM),也叫胰岛素依赖型糖尿病(IDDM)或青少年糖尿病,是一种自身免疫性疾病,多发生在儿童和青少年时期。其根本原因是负责产生胰岛素的胰岛β细胞被自体免疫系统错误地破坏,导致胰岛素分泌不足,以至于机体处于长期高血糖状态。

 

STZ诱导糖尿病模型-南模生物
图1 STZ诱导糖尿病模型

目前,T1DM的治疗主要依靠胰岛素注射,但胰岛素治疗不能从根本上治愈T1DM,多数患者仍面临血糖控制不佳、慢性并发症发生等问题。研究人员始终致力于寻找和开发更具特异性的治疗方案,期望能够恢复β细胞功能,提高患者生活质量。

胰岛移植是一种具有治愈潜力的治疗策略,可使患者摆脱外源性胰岛素依赖,恢复内源性血糖调节能力。几十年来,胰岛移植治疗糖尿病虽已取得较好的临床疗效,但碍于人胰腺供体短缺,胰岛移植难以在临床上大规模推广应用。

近年来,随着干细胞生物学的发展,人多能干细胞(hPSC)因具备无限增殖能力及向功能性胰岛细胞分化的潜能,被认为是解决胰岛供体短缺、实现糖尿病根治的有力候选。

干细胞疗法研发进展
· 殷浩团队 E-islet 01
2025年4月,上海长征医院殷浩团队宣布通过干细胞再生移植疗法治愈了多位1型糖尿病患者,其研发的"异体人再生胰岛注射液(E-islet 01)"获国家药监局临床试验默示许可,成为中国首个进入临床试验的异体通用型再生胰岛产品。

· 福泰制药 Zimislecel(VX-880)
2025年4月,福泰制药(Vertex)宣布其干细胞疗法Zimislecel已启动关键3期试验。该疗法是一种同种异体干细胞再生疗法,通过iPSC技术生成胰岛素分泌细胞,通过静脉输注将工程化胰岛细胞植入患者肝脏区域,旨在恢复患者自身胰岛素生产能力。2025年6月,Vertex在美国糖尿病学会(ADA)第85届科学年会上公布了积极数据:在接受全剂量Zimislecel单次输注并随访至少一年的12名患者中,目标血糖范围(70-180 mg/dL)内时间从基线平均49.5%改善至93.3%,平均胰岛素剂量减少92%,其中10名患者实现了完全胰岛素独立。该关键3期试验已于2025年上半年完成入组和给药,计划2026年向全球监管机构提交上市申请。


STZ诱导糖尿病模型原理
链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)是链球菌来源的天然产物,是目前广泛应用的糖尿病诱导药物。STZ主要通过葡萄糖转运蛋白2(GLUT-2)转运到胰腺β细胞,导致其DNA发生烷基化引起毒性,致使β细胞无法分泌胰岛素,因而出现1型糖尿病症状。

STZ注射一般有两种方式:
· 单次大剂量注射: 操作方便省力,用药节约,但模型的成模率不是很高。
· 多次低剂量注射: 逐步损伤胰岛细胞,可引发自身对胰岛的免疫应答,最终使模型动物血糖调节失代偿,出现多饮、多尿、血糖持续偏高的1型糖尿病症状。


南模生物T1D模型及药效评估
在动物体内精确模拟人类疾病,对于深入解析糖尿病的发病机制、加速新型药物及疗法的开发与验证至关重要。南模生物利用重度免疫缺陷小鼠M-NSG和大鼠M-SRG,通过注射STZ成功构建了1型糖尿病模型。

M-NSG是一种基因敲除小鼠背景的重度免疫缺陷品系,缺乏T细胞、B细胞和NK细胞,能够有效接受人源细胞移植而不产生排斥反应。该疾病小鼠模型能够安全、高效地评估人源胰岛素细胞(如由hiPSC分化而来)在肾包膜下移植或肝内移植等策略下,治疗1型糖尿病的长期疗效、安全性和功能性。


STZ诱导的M-NSG小鼠1型糖尿病模型及药效评价

通过在M-NSG小鼠腹腔中注射STZ,构建1型糖尿病模型-南模生物
图2. 通过在M-NSG小鼠腹腔中注射STZ,构建1型糖尿病模型。

结果显示,STZ诱导后,模型组小鼠血糖升高,体重下降。

M-NSG小鼠1型糖尿病模型药效评价-南模生物
图3. M-NSG小鼠1型糖尿病模型药效评价。

STZ诱导的M-SRG​大鼠1型糖尿病模型及药效评价

通过在M-SRG大鼠腹腔中注射STZ,构建1型糖尿病模型-南模生物
图4. 通过在M-SRG大鼠腹腔中注射STZ,构建1型糖尿病模型。

结果显示,STZ诱导后,模型组大鼠血糖升高,体重下降。

M-SRG大鼠1型糖尿病模型药效评价。结果显示,治疗组血糖和体重均有所改善-南模生物
图5. M-SRG大鼠1型糖尿病模型药效评价。结果显示,治疗组血糖和体重均有所改善。

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Reference:
[1] Vieira R, Souto SB, Sánchez-López E, et al. Sugar-Lowering Drugs for Type 2 Diabetes Mellitus and Metabolic Syndrome-Strategies for In Vivo Administration: Part-II. J Clin Med. 2019;8(9):1332.

[2] Vertex Presents Positive Data for Zimislecel in Type 1 Diabetes at the American Diabetes Association 85th Scientific Sessions. BusinessWire, June 20, 2025.
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