GK大鼠自发Ⅱ型糖尿病大鼠(非肥胖)经典模型

Goto-Kakizaki

在人类对抗Ⅱ型糖尿病的漫长科研征程中，一个关键挑战在于：如何在实验室中找到一个既能精确模拟疾病本质，又能排除肥胖等混杂因素的理想研究模型？这一问题，随着一种特殊大鼠品系的诞生而找到了答案——这就是 Goto-Kakizaki (GK) 大鼠，一种非肥胖、自发性的Ⅱ型糖尿病动物模型。

与通过高脂饮食诱导或化学药物破坏而获得的糖尿病模型不同，GK大鼠的独特性在于其疾病是“与生俱来”的。

尤为重要的是，GK大鼠在整个病程中不伴随肥胖，这使其成为研究“瘦型糖尿病”及其主要机制——胰岛功能障碍与胰岛素抵抗——的黄金标准模型。它为科学家在不受肥胖因素干扰的情况下，深入探索Ⅱ型糖尿病的遗传基础、病理生理机制以及新型疗法的疗效。

接下来，我们将从它的起源、生物学特性、在科学研究中的具体应用以及饲养注意事项等方面，多面解读这一重要的生物医学模型。

基本资料

品系名称：Goto-Kakizaki

品系简称：GK

品系编号：C000124

品系对照：Wistar、Fisher、Brown-Norway

繁殖方式：近交繁殖

微生物级别：SPF级

品系描述

1、 GK 大鼠是非胰岛素依赖、非肥胖自发性、 II 型糖尿病大鼠模型，主要表现为胰岛功能不足，胰岛 β 细胞分泌功能受损，空腹血糖高，肝糖原生成增多，肝脏、肌肉和脂肪组织中度胰岛素抵抗，血脂升高，多尿，并出现各种糖尿病并发症，且不伴随肥胖。表现与人类糖尿病相似的代谢、内分泌和血管疾病。

2、 GK 大鼠新生期血糖水平正常，成年期发展为显性糖尿病，表现为轻度空腹血糖高、明显的餐后血糖高、高胰岛素血症、胰岛素抵抗、葡萄糖刺激的胰岛素分泌受损，不伴酮症。雄性和雌性发病率相同，但雌性血糖浓度稍低于雄性。雄性大约在 14-16 周龄时出现 II 型糖尿病，即出现了血糖升高、心率降低、心肌萎缩等症状，与人类 Ⅱ 型糖尿病、心脏病进展极为相似。

3、 GK 大鼠具有与人类 II 型糖尿病相似的微血管改变，在长期的近交繁殖中保持了相当稳定的葡萄糖不耐受（机体对葡萄糖的耐受能力，胰岛 β 细胞分泌的胰岛素处理葡萄糖的能力）和葡萄糖刺激的胰岛素分泌受损。

4、晚期并发症：微血管病变、视网膜病变、神经病变和肾病。

5、特别是血糖，具有饮食依赖性。

应用领域

1、Ⅱ 型糖尿病发病机制及胰岛素抵抗方面

2、GK 大鼠是非胰岛素依赖型(NIDDM)模型

3、非肥胖自发性模型

繁育保种

1、温度控制在 20~26℃之间，温差不超过 4℃。湿度控制在 30%~70%之间。空气中的湿度低于 30%，大鼠尾巴易发生环状坏死症（环尾病）。

2、避免噪声刺激，动物房内噪音控制在 60 dB(A)及以下。

3、饲料：饲料使用辐照繁殖饲料。

4、饮水使用 PH 为 2.5~3.0 的灭菌酸化水。

5、手提大鼠尾部时不要抓尾巴末端，以防大鼠挣扎造成尾部皮肤脱落。

6、由于 GK 自发糖尿病，群养盒饲养密度不超过 4 只/盒，笼盒每周至少更换两次。而且要注意饲料和饮水是否充足。

7、 GK 大鼠多饮多尿，会出现毛色发黄的现象。

文献解读

STG对体重和血糖相关指标的影响

与Con组相比，Mod组在第5、7、9、11和13周时体重明显减少（p < 0.05或p < 0.01）。与Mod组相比，Met组和STG组的体重变化无明显差异（p > 0.05）。与Met组相比，STG组的体重变化无明显性（p > 0.05），如上文所示图1A.

与Con组相比，Mod组在第1、3、5、7、9、11和13周的FBG水平明显上升（p < 0.01）。与Mod组相比，Met组和STG组的FBG水平明显下降（p < 0.01）。与Met组相比，STG组的FBG水平无明显变化（p > 0.05）（图1B). 与Con组相比，Mod组的GAUC明显更高（p < 0.01）。与Mod组相比，Met组和STG组的GAUC明显下降（p < 0.01）。与Met组相比，STG组的GAUC无明显变化（p > 0.05）（图1C,D).

Mod组与Con组之间FIns水平无明显差异（p > 0.05）。与Mod组相比，Met组和STG组的FIns水平无明显变化（p > 0.05）。与Con组相比，Mod组的HOMA-IR明显增加（p < 0.01）。与Mod组相比，Met组和STG组的HOMA-IR指数明显较低（p < 0.01）。与Met组相比，STG组的FIns水平和HOMA-IR水平无明显变化（p > 0.05）（图1E,F).

CAVENS

使用卡文斯GK小鼠发表文献

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.