1型糖尿病( T1DM) 是由于免疫介導(dǎo)或特發(fā)性胰島β細胞破壞，導(dǎo)致胰島素絕對缺乏舀寓。根據(jù)誘導(dǎo)β細胞減少的模式不同胆数，可分為藥物誘導(dǎo)性和基因修飾誘導(dǎo)性T1DM 模型。

藥物誘導(dǎo)性模型：早期利用轉(zhuǎn)基因斑馬魚Tg (-1.0ins:eGFP) 可在熒光顯微鏡下觀察的特點互墓，手術(shù)切除表達熒光蛋白的胰島組織以誘發(fā)高血糖必尼。但此方法創(chuàng)傷大、成功率低篡撵，逐漸被藥物誘導(dǎo)刪減β細胞取代判莉。鏈脲佐菌素( streptozocin，STZ) 和四氧嘧啶(alloxan)可誘導(dǎo)胰腺β細胞凋亡育谬，已應(yīng)用于多種糖尿病實驗動物模型券盅。腹膜內(nèi)注射STZ誘導(dǎo)T1DM的成年斑馬魚模型，不僅表現(xiàn)出空腹血糖增高和血清胰島素水平下降膛檀，而且出現(xiàn)視網(wǎng)膜锰镀、腎臟損傷，傷口愈合不良和尾鰭再生受損咖刃。腹膜內(nèi)注射四氧嘧啶也可導(dǎo)致β細胞壞死泳炉，但具有高致死率。Benchoula等提出了四氧嘧啶誘導(dǎo)模型的優(yōu)化方案嚎杨，即單次腹腔注射300mg/kg的四氧嘧啶是誘導(dǎo)斑馬魚高血糖的最佳劑量花鹅。此方法降低四氧嘧啶的毒副作用，延長了高血糖癥維持時間枫浙。

基因修飾誘導(dǎo)性模型：隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展刨肃，可在一定條件下靶向編輯基因，使斑馬魚達到高血糖狀態(tài)箩帚。Li 等構(gòu)建了轉(zhuǎn)基因品系Tg(1.2ins:htBidTE-ON;LR)真友，利用四環(huán)素和蛻皮素雙重作用于TetOn系統(tǒng)，特異性刪除β細胞膏潮，導(dǎo)致胰島素絕對缺乏锻狗。另一種轉(zhuǎn)基因品系Tg (1.2ins:Kir6.2CAGFPTE-ON;LR)满力，Kir6.2編碼β細胞膜上ATP依賴的K+通道的主要亞基焕参，通過四環(huán)素誘導(dǎo)鉀離子持續(xù)流出，細胞膜超極化油额，使胰島素分泌減少叠纷，β細胞代償性分化減少。在轉(zhuǎn)基因魚Tg(ins:Cre)介導(dǎo)下潦嘶，Tg(ins:loxp:BFPloxp:DTA)的β細胞特異性表達致死性白喉毒素α涩嚣，可致細胞完全消除。β細胞缺失的斑馬魚幼魚表現(xiàn)出更高的游離葡萄糖水平，且存在顯著的發(fā)育遲緩航厚。Pisharath等利用大腸桿菌的硝基還原酶基因(nitroreductase顷歌，NTR)，構(gòu)建轉(zhuǎn)基因斑馬魚Tg( T2Kins:nfsB-mCherry)幔睬，該斑馬魚胰腺β細胞表達NTR和mCherry的融 合熒光蛋白眯漩，用甲硝唑(metronidazole，MTZ) 處理轉(zhuǎn)基因魚麻顶，無毒性的MTZ被NTR還原為細胞毒性的代謝產(chǎn)物赦抖，特異性致死胰腺β細胞，最終引起血糖升高辅肾。

T2DM的主要特點是胰島素抵抗和β細胞胰島素分泌缺陷队萤。T2DM 斑馬魚模型可分為誘發(fā)性模型和自發(fā)性模型。

誘發(fā)性模型：成年斑馬魚的平均空腹血糖水平74±8.5mg/dl矫钓，高于三倍正常值被認(rèn)為是高血糖(＞200mg/dl) 要尔。Gleeson等用2%和0%的葡萄糖溶液交替浸泡28天，通過高糖暴露法建立斑馬魚糖尿病模型新娜。最終斑馬魚血糖呈波動性升高盈电，合并視網(wǎng)膜病變。此外杯活，用高糖溶液連續(xù)浸泡斑馬魚14天匆帚，觀察到斑馬魚血糖持續(xù)升高，對外源性胰島素反應(yīng)減弱旁钧，肌肉胰島素受體mRNA水平降低吸重，格列美脲和二甲雙胍治療后改善高糖代謝。肥胖是哺乳動物T2DM的誘因之一歪今，Zang等通過飲食誘發(fā)肥胖嚎幸，建立T2DM模型。將4~6個月健康成年斑馬魚分成正常喂養(yǎng)和六倍食量喂養(yǎng)寄猩，三個月后嫉晶，過度喂養(yǎng)的斑馬魚空腹血糖水平顯著升高。腹膜內(nèi)葡萄糖耐量和口服葡萄糖耐量試驗表明田篇，過度喂養(yǎng)導(dǎo)致葡萄糖耐量受損替废，降糖藥物治療后顯著緩解高血糖，與2型糖尿病胰島素抵抗表型相似泊柬。甲基乙二醛是終末糖基化產(chǎn)物(AGEs)的主要前體椎镣，短暫敲低乙二醛酶1可導(dǎo)致內(nèi)源性甲基乙二醛水平升高和血管改變，而永久敲除乙二醛酶1建立glo1-/-斑馬魚突變體兽赁，自發(fā)出現(xiàn)餐后血糖升高状答，葡萄糖耐量受損冷守，進一步飲食誘導(dǎo)肥胖，成年斑馬魚表現(xiàn)出空腹血糖升高和視網(wǎng)膜血管改變惊科，提示高營養(yǎng)攝入增加了乙二醛酶1缺乏對2型糖尿病的遺傳易感性拍摇。

自發(fā)性模型：Maddison等利用顯性負性作用，構(gòu)建胰島素樣生長因子1受體(IGF-1R)的顯性負性突變體馆截。利用α肌動蛋白啟動子授翻，建立骨骼肌胰島素抵抗的斑馬魚模型Tg (acta1:dnIGF1R-EGFP)。該模型最初表現(xiàn)為胰腺β細胞代償性增加和正常的葡萄糖耐量孙咪。隨著年齡增長和飲食攝入堪唐，逐漸出現(xiàn)空腹血糖增高，β細胞數(shù)量減少和胰島素抵抗等翎蹈。瘦素(Leptin淮菠，LP)是由哺乳動物脂肪組織產(chǎn)生的一種脂肪抑制因子，瘦素/瘦素受體缺乏的小鼠和人表現(xiàn)出食欲亢進荤堪、肥胖合陵、糖尿病和不育癥。研究表明澄阳，盡管缺乏瘦素受體的成年斑馬魚不表現(xiàn)出食欲增加或肥胖拥知，但瘦素受體突變的幼魚胰島β細胞數(shù)量增加，胰島素mRNA水平升高碎赢，葡萄糖穩(wěn)態(tài)受到影響低剔。白介素1β(IL-1β)在胰島炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用，通過核因子κB(NF-κB)肮塞、c-Jun氨基末端激酶(JNK)等途徑可介導(dǎo)β細胞凋亡襟齿。Luis等開發(fā)出IL-1β介導(dǎo)胰島炎癥的斑馬魚模型Tg(ins:il1b)，預(yù)先刪除IL-1β部分氨基酸枕赵，模擬被caspase-1切割后的活化形式猜欺，隨后產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)特異性損傷β細胞的功能和特性，表現(xiàn)出葡萄糖刺激后的鈣內(nèi)流顯著減少拷窜，β細胞成熟和功能相關(guān)的基因表達下降开皿，如轉(zhuǎn)錄因子Pdx1、2型糖尿病風(fēng)險基因kcnj11等篮昧，出現(xiàn)葡萄糖耐量受損和高血糖癥赋荆。由于該模型直接在β細胞中過表達IL-1β，與糖尿病病理生理模式存在一定差異恋谭。Yin等利用Cas9和多個sgRNA表達糠睡，建立了多重條件的誘變系統(tǒng)挽鞠。條件性CRISPR誘導(dǎo)表達可以在時間和空間上控制Cas9表達疚颊，并且能同時靶向多個基因狈孔，提高效率，達到消除冗余或分析基因-基因互作的目的材义。以此構(gòu)建的肝臟胰島素抵抗斑馬魚Tg(fabp10:Cas9;CG); (U6x:sgRNA(insra/b); LC)均抽，肝臟特異性啟動子fabp表達Cas9，胰島素受體基因insra其掂、insrb同時表達gRNA油挥，造成肝臟葡萄糖穩(wěn)態(tài)失衡，導(dǎo)致空腹低血糖和餐后顯著高血糖款熬。

長期高血糖以及代謝紊亂可引起多系統(tǒng)損害议街，導(dǎo)致眼、腎璧榄、神經(jīng)特漩、心臟吧雹、血管等組織器官慢性進行性病變、功能減退及衰竭涂身。斑馬魚模型廣泛用于糖尿病并發(fā)癥的研究雄卷。

微血管并發(fā)癥：糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy，DR)是糖尿病常見的微血管病變蛤售，是失明的主要原因之一丁鹉。暴露于高糖溶液的斑馬魚視網(wǎng)膜內(nèi)網(wǎng)層(inner plexiform layer，IPL)和內(nèi)核層(inner nuclear layer悴能，INL)均比正常組減少揣钦，IPL顯著變薄，與其他糖尿病動物模型和糖尿病患者表型相似漠酿。Jung等用高糖處理斑馬魚胚胎拂盯，第六天觀察到玻璃體-視網(wǎng)膜血管擴張伴形態(tài)學(xué)損傷，緊密連接蛋白破壞记靡，血管內(nèi)皮生長因子(VEGF) mRNA和NO增多谈竿，這種短期糖尿病視網(wǎng)膜病變的模型將是用于篩選DR的潛在治療藥物的有效工具。最近摸吠，Wiggenhauser等通過CRISPR/Cas9技術(shù)敲除轉(zhuǎn)錄因子Pdx1空凸，pdx1-/-突變體表現(xiàn)出胰腺發(fā)育障礙和高血糖癥，并且幼魚血管擴張寸痢，通透性增加呀洲。高血糖誘發(fā)的早期血管表型可持續(xù)到成年期，視網(wǎng)膜脈管系統(tǒng)中血管改變加劇啼止，導(dǎo)致血管超支化道逗。VEGF和NO抑制劑和降糖藥物可緩解高血糖引起的血管改變，但pdx1-/-突變體較高的死亡率限制其成年期應(yīng)用献烦。

腎臟并發(fā)癥：糖尿病腎病是糖尿病所致的慢性疾病滓窍，也是導(dǎo)致終末期腎病的主要原因。STZ誘導(dǎo)的1型糖尿病斑馬魚巩那，在第3周時顯示腎小球基膜(GBM)增厚吏夯。Sharma 等發(fā)現(xiàn)利用反義嗎啉環(huán)寡核苷酸(morpholino，MO)技術(shù)敲降Pdx1誘導(dǎo)出斑馬魚高血糖即横，導(dǎo)致了前腎腎小球擴張噪生，濾過屏障高度萎縮。在敲降Pdx1的高血糖斑馬魚模型基礎(chǔ)上东囚，同時敲降促紅細胞生成素(erythropoietin跺嗽，EPO)，可見腎臟損傷加重，腎小球長度進一步增加桨嫁，前腎頸部顯著縮短植兰，揭示了EPO在糖尿病腎病中的保護機制。

圖2 (a)表示斑馬魚作為糖尿病和糖尿病腎病模型的優(yōu)勢;(b)斑馬魚人類腎相似的分工模式

神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥：Dorsemans等建立急性高血糖的新模型瞧甩，以探究急性和慢性高血糖對腦穩(wěn)態(tài)和神經(jīng)再生的影響钉跷。研究表明弥鹦，急性高血糖會增加大腦促炎性細胞因子的表達肚逸，而慢性高血糖癥減少了腦細胞增殖和血腦屏障形成有關(guān)的基因表達。此外彬坏，高血糖會調(diào)節(jié)斑馬魚乙酰膽堿酯酶功能和基因表達朦促，使膽堿功能障礙，最終導(dǎo)致記憶力減退栓始，加蘭他敏能夠逆轉(zhuǎn)由高血糖引起的記憶缺陷务冕。Rocker等通過NTR/MTZ介導(dǎo)的β細胞消除，高血糖幼魚運動神經(jīng)元減少幻赚，緊密連接破壞禀忆，Schwann細胞數(shù)量改變，驗證高血糖對斑馬魚周圍神經(jīng)系統(tǒng)的影響落恼。

心血管并發(fā)癥：高血糖是心臟損害的獨立危險因素箩退，可導(dǎo)致糖尿病性心肌病。Sun 等成功建立糖尿病心肌病的成年斑馬魚模型佳谦。高糖處理的斑馬魚逐漸出現(xiàn)心肌肥大戴涝、細胞凋亡和心律失常。超聲心動圖顯示心臟早期舒張功能障礙和晚期收縮功能 障礙钻蔑，與糖尿病患者的觀察結(jié)果一致啥刻，證實高血糖會誘導(dǎo)成年斑馬魚的心臟重塑和功能障礙。