综述文章

糖尿病合并缺血性脑卒中动物模型的开发与应用：连接基础研究与临床转化

DOI：

10.3791/70481

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2026年5月8日

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1Clinical integration of traditional Chinese and Western medicine, Shandong Second Medical University, 2Department of Rehabilitation, Doctor's degree, Weifang Hospital of Traditional Chinese Medicine, Shandong Second Medical University, 3Department of Respiratory, Weifang Second People's Hospital, 4Department of Neurosurgery, The Second Affiliated Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine, 5Department of Neurology, Doctor's degree, Weifang Hospital of Traditional Chinese Medicine, Shandong Second Medical University, 6Department of Endocrinology, Doctor's degree, Weifang Hospital of Traditional Chinese Medicine, Shandong Second Medical University

本文内容

摘要

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本文综述了糖尿病合并急性脑梗死动物模型在研发与应用方面的最新进展。

摘要

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糖尿病是缺血性卒中的主要独立危险因素，会加重卒中严重程度并恶化患者预后。传统的卒中动物模型使用健康动物，无法复制糖尿病复杂的病理生理过程，从而导致神经保护疗法的转化成功率较低。本文综述了建立糖尿病合并缺血性卒中动物模型的方法，包括大脑中动脉闭塞和血栓栓塞性卒中模型，以及构建联合模型的关键考虑因素。本文重点介绍了针对糖尿病合并症的表型评估方法，并探讨了这些模型如何促进对致病机制和药物疗效的理解。我们还回顾了当前方法学的局限性，并提出了未来的研究方向。总体目标是提供理论和方法学指导，以加强糖尿病相关缺血性卒中的基础与转化研究，并支持开发更有效的临床治疗策略。

引言

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糖尿病是一种明确的缺血性卒中的独立危险因素，显著加重卒中患者的临床结局和神经功能缺损。糖尿病与缺血性卒中之间的相互作用由复杂的病理生理机制驱动，包括代谢紊乱、血管内皮功能障碍以及增强的炎症反应，这些因素共同加剧脑缺血损伤并损害恢复过程（图1）。多项流行病学研究一致表明，与非糖尿病患者相比，糖尿病患者发生缺血性卒中的发病率更高，神经功能损害更严重，功能预后更差1,2。 

为了清晰起见，有必要界定本文中使用的术语。缺血性卒中是一种总体临床病症，其特征是由于局灶性脑缺血导致的急性神经功能障碍。该病症包含两种主要的病理生理亚型：由脑动脉内局部血栓形成（常发生在动脉粥样硬化斑块部位）引起的血栓性卒中，以及由来自远端来源（如心脏或近端血管）的栓子所导致的栓塞性卒中。急性脑梗死特指经病理学或影像学证实的坏死脑组织区域。在本综述的语境下，糖尿病相关性卒中是指在已有糖尿病的患者中发生的缺血性卒中，其中高血糖、血管功能障碍和炎症反应会加重脑损伤并损害恢复过程。 

微量白蛋白尿作为全身性内皮功能障碍的指标，已被确定为缺血性卒中患者发生显著颅内和颅外动脉狭窄的独立危险因素。因此，这突显了糖尿病固有的血管并发症会加剧脑缺血风险3。此外，常见的共病因素如高血压和高脂血症进一步增加了缺血性卒中的风险和严重程度，并提高了卒中后认知障碍的发生可能性4。这些观察结果强调了阐明糖尿病患者缺血性卒中独特病理生理特征的必要性，以促进更有效治疗策略的开发。

传统的缺血性卒中实验模型主要使用健康动物，这限制了其在糖尿病相关缺血性卒中研究中的转化价值。这些模型无法充分再现糖尿病所特有的代谢紊乱、血管重塑以及加剧的神经炎症环境。脑小动脉硬化是一种脑部小血管疾病，其特征为小动脉壁增厚，常与衰老、高血压和糖尿病相关，体现了糖尿病患者发生缺血性卒中时所伴随的血管病理改变5。脑动脉硬化可导致脑灌注受损并增加缺血性损伤的易感性；然而，其复杂的发病机制以及与代谢综合征各组分之间的相互作用仍不明确。目前缺乏能够真实模拟上述共病性血管异常的动物模型，限制了针对糖尿病背景下缺血性卒中的神经保护策略的评估。此外，由活化的小胶质细胞驱动的神经炎症会进一步加重缺血性损伤，而在糖尿病状态下，这种炎症反应的调控方式具有特异性6。近期在糖尿病大鼠模型中的研究表明，降糖药物如胰高血糖素样肽-1受体激动剂（glucagon-like peptide-1 receptor agonists）和钠-葡萄糖共转运蛋白-2抑制剂（sodium-glucose cotransporter-2 inhibitors）不仅可通过减少梗死体积提供神经保护作用，还能调节小胶质细胞的活化状态并促进神经元存活7。这些发现凸显了建立整合糖尿病代谢与炎症特征的缺血性卒中模型的必要性，以更准确地评估治疗效果及其潜在机制。

鉴于糖尿病相关缺血性卒中在临床和生物学上的复杂性，建立能够整合糖尿病代谢功能障碍、血管内皮病理变化以及神经炎症过程的精细化动物模型已成为当务之急。这些模型将提供关键的转化研究平台，连接机制性研究发现与临床应用。此外，随着对糖尿病性卒中特异性分子生物标志物和治疗靶点的不断深入，非编码RNA（如长链非编码RNA SNHG4（小核仁RNA宿主基因4））被发现可能在疾病进展和治疗反应调控中发挥重要作用8。系统评估血管狭窄、梗死体积、神经功能缺损及认知结局等表型特征，对于确立这些模型的有效性和研究价值至关重要。本文不仅对现有模型进行了综述，还对其技术可行性、成功率及局限性进行了比较分析，旨在为研究人员提供一个实用框架，以根据其特定实验目标和可用资源选择最合适的复合模型。

综述与观点

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糖尿病模型的建立与筛选

1型糖尿病（T1DM）：链脲佐菌素诱导模型
链脲佐菌素是一种广泛用于在动物体内诱导T1DM的化学试剂，因其对胰腺β细胞具有选择性细胞毒性9。链脲佐菌素通过葡萄糖转运蛋白2进入β细胞后，可引起DNA的烷基化和断裂，导致β细胞死亡，进而造成胰岛素缺乏。该过程有效模拟了T1DM的典型病理生理特征，即绝对性胰岛素缺乏。链脲佐菌素诱导的β细胞破坏可引发高血糖及相关代谢紊乱，与人类T1DM中观察到的表现相似10。由于其在啮齿类动物中能快速且可靠地诱导糖尿病，链脲佐菌素模型被广泛应用于疾病机制及治疗干预的研究11。然而，链脲佐菌素诱导的糖尿病主要反映胰岛素缺乏，未能体现人类T1DM的自身免疫成分，因此在模拟疾病全貌方面存在局限性。

使用链脲佐菌素（streptozotocin）诱导1型糖尿病（T1DM）需要仔细优化给药剂量和给药方案，以在模型稳定性与动物存活率之间取得平衡。常用的两种主要方法为：单次高剂量注射和多次低剂量注射。单次高剂量（通常为50–65 mg/kg，腹腔注射）可迅速且近乎完全地破坏β细胞，数天内即引发严重高血糖10。尽管该方法效率高且可重复性好，但伴随较高的死亡率和更显著的脱靶毒性。另一种方法为多次低剂量注射（例如，连续5天每天40 mg/kg），可导致β细胞逐渐受损。需特别注意的是，这种渐进性破坏可能伴随一定程度的炎性细胞浸润，但并不能完全模拟人类T1DM的自身免疫病因12。该方法可降低死亡率，并更有利于模拟疾病的炎症特征；然而，需要较长时间的监测，且糖尿病的发生时间和严重程度可能存在个体差异。实验方案的选择取决于具体研究目的：高剂量方案适用于需快速诱导糖尿病的研究，而低剂量方案则更适合涉及免疫介导机制的研究13,14。

链脲佐菌素诱导的1型糖尿病（T1DM）模型具有多项优势，包括能够快速且相对稳定地诱导胰岛素缺乏性糖尿病、成本较低以及在啮齿类动物中易于使用。这些特点使其特别适用于研究β细胞丢失、高血糖以及与胰岛素缺乏相关的糖尿病并发症。然而，该模型缺乏人类T1DM的关键特征，例如自身免疫介导的β细胞破坏或胰岛素抵抗的存在。因此，链脲佐菌素模型无法完全重现T1DM复杂的免疫病理发生过程。此外，由于缺乏胰岛素抵抗，该模型在需要此组分的研究中应用受限。同时，链脲佐菌素的毒性可能影响其他器官，从而可能干扰实验结果。因此，尽管链脲佐菌素模型仍是T1DM研究的重要基础，但其局限性凸显了需结合使用遗传性或自身免疫模型（如非肥胖糖尿病小鼠模型），以深入探究免疫机制和疾病进展9,15。

2 型糖尿病（T2DM）
通过给啮齿类动物喂食高脂高糖饮食，可建立饮食诱导的 T2DM 模型，这种饮食可促进肥胖、胰岛素抵抗和代谢紊乱，从而模拟人类 T2DM 的早期阶段16。这些模型可再现从外周胰岛素抵抗开始，继而出现代偿性高胰岛素血症，最终导致 β 细胞功能障碍的病理生理级联过程。饮食干预还会导致体脂增加、慢性低度炎症以及脂质代谢紊乱，这些因素均会损害葡萄糖稳态。这些模型对于研究影响 T2DM 的环境和生活方式因素，以及评估针对胰岛素抵抗和代谢综合征的干预措施具有重要价值。然而，糖尿病的发生时间和严重程度会因饮食成分、干预时长和动物品系的不同而有所差异，因此需要对实验方案进行仔细优化。营养诱导模型还有助于探索肥胖相关炎症与 β 细胞功能衰竭之间的相互作用，从而加深对疾病进展机制的理解17。尽管饮食诱导模型非常适合研究胰岛素抵抗及生活方式干预的影响，但其在模拟糖尿病晚期并发症（如严重肾病或进展性血管钙化）方面效果较差，这些并发症更适合采用遗传性或联合模型进行研究。

T2DM 的遗传模型，例如 db/db 和 ob/ob 小鼠，携带可诱发肥胖和胰岛素抵抗的突变，能有效模拟人类 T2DM 病理生理学的关键特征18。ob/ob 小鼠的瘦素基因发生突变，导致瘦素缺乏；而 db/db 小鼠的瘦素受体基因发生突变，引起瘦素抵抗。在这两种模型中，小鼠均表现出摄食过度、严重肥胖、高血糖、高胰岛素血症以及进行性 β 细胞功能衰竭。这些遗传改变导致显著的胰岛素抵抗和代谢紊乱，使这些模型在研究 T2DM 及其相关并发症的遗传和分子机制方面具有重要价值。然而，这些突变属于单基因遗传，限制了其对人类 T2DM 多基因和多因素病因的代表性。此外，这些模型中糖尿病和严重肥胖的快速发病过程可能无法反映人类疾病中存在的异质性。尽管存在这些局限性，db/db 和 ob/ob 小鼠仍被广泛应用于临床前研究和药物开发19。

饮食诱导与低剂量链脲佐菌素（streptozotocin）给药相结合，构成了一种混合模型，旨在模拟2型糖尿病（T2DM）从胰岛素抵抗发展至β细胞功能障碍乃至衰竭的疾病进程20。实验动物首先被喂食高脂饮食，以诱导肥胖和胰岛素抵抗，模拟T2DM早期的代谢紊乱。随后给予低剂量链脲佐菌素，引起轻度β细胞损伤，模拟疾病后期阶段中β细胞功能的进行性下降。该方法可产生以高血糖、胰岛素分泌受损以及持续性胰岛素抵抗为特征的表型，与人类T2DM的自然病程高度相似。该模型已在小鼠和大鼠中成功应用，为研究糖尿病并发症（如心肌病和肾病）提供了可靠的平台，同时也便于评估针对胰岛素抵抗和β细胞保护的治疗干预措施。然而，要获得一致的实验结果，需精确控制给药剂量和时间，且不同动物品系及实验方案可能导致反应差异21。

选择合适的2型糖尿病（T2DM）动物模型需要仔细评估其代谢特征、胰腺病理变化及血管并发症，以确保与特定研究目标相一致。饮食诱导模型能够有效模拟胰岛素抵抗和肥胖相关的代谢综合征，但可能引起不一致的β细胞功能衰竭，且晚期并发症较为有限。遗传模型（如db/db和ob/ob小鼠）具有明确的肥胖和胰岛素抵抗表型，并伴随进行性β细胞功能障碍，然而其单基因突变特性限制了在人群中的普适性。联合高脂饮食与低剂量链脲佐菌素（streptozotocin）的模型则更全面地再现了T2DM的疾病进展过程，包括β细胞丢失和血管并发症，因此适用于晚期疾病机制及治疗干预研究。研究者必须综合考虑模型的发病时间、严重程度、可重复性及其与人类病理生理的相关性，同时注意不同品系及性别特异性反应差异对实验结果的影响。为了提高转化医学价值，优先选择能够整合T2DM代谢与血管病变特征（如糖尿病肾病和心肌病）的模型。最终，模型的选择应基于具体的研究机制或治疗问题，在实验复杂性与实际可行性之间取得平衡17，20，22 （图2，表1）。

缺血性卒中模型的建立与改良

大脑中动脉闭塞（MCAO）的永久性和暂时性模型
线栓闭塞法，通常称为血管内缝线技术，是一种广泛用于在动物模型（尤其是啮齿类动物）中通过闭塞大脑中动脉（MCA）来诱导局灶性脑缺血的实验方法23。该技术包括将单丝尼龙缝线经由颈外动脉插入颈内动脉，并向前推进以阻塞MCA的起始部，从而模拟人类缺血性卒中时发生的局部脑缺血。根据缝线是否保留在原位或在设定的缺血时间后撤出以实现再灌注，该操作可导致永久性或暂时性闭塞24。该模型因其微创性、可重复性以及临床相关性而受到重视，因为MCA闭塞是人类缺血性卒中最常见的病因。模型成功与否可通过多普勒成像监测脑血流量的减少，以及术后对神经功能缺损和梗死体积的评估来确认。通过调整缝线直径、插入深度和闭塞持续时间，可调节缺血损伤的严重程度，进而研究不同的病理生理机制和治疗干预措施。该模型在阐明卒中的病理生理机制以及评估神经保护剂方面发挥了重要作用25。

将MCAO模型应用于糖尿病动物时，由于糖尿病相关的全身性血管改变，会带来多种外科手术挑战。糖尿病可导致血管脆弱、内皮功能障碍和微血管病变，从而损害血管完整性和愈合能力26。这些病理变化使插入和取出线栓所需的精细血管操作变得更加复杂，进而增加出血性并发症和术中死亡的风险。此外，糖尿病动物常伴有生理反应受损，例如血压调节异常和伤口愈合延迟，这可能加重围手术期的发病率。它们对缺血-再灌注损伤和氧化应激的高度敏感性也进一步增加了实验结果解读的复杂性。因此，糖尿病动物MCAO模型的死亡率高于非糖尿病动物，限制了统计效能和转化研究的相关性27。应对这些挑战需要对外科技术进行细致优化，包括轻柔处理血管、精确选择线栓以及密切监测生理参数。围手术期策略，如术前血糖控制、优化麻醉方案和术后支持治疗，对于提高存活率并确保糖尿病动物模型的一致性也至关重要28。

为应对这些挑战，已提出多种方法学上的改进。在丝线材料方面，采用硅胶涂层的单丝纤维，并优化其直径和尖端形状，可实现更顺畅的插入并减少血管损伤29。这些改进有助于实现更稳定的闭塞，同时最小化内皮损伤，这一点在糖尿病动物脆弱的血管系统中尤为重要。手术技术也已得到优化，以保留动脉分支并尽量减少创伤。例如，避免结扎颈外动脉以及修复颈总动脉切口的操作，有助于维持侧支血流并降低缺血程度的变异性30。术前管理强调严格的血糖控制，可减轻高血糖引起的血管功能障碍和氧化应激，从而改善手术预后并降低死亡率。术后护理方案，包括维持正常体温、充分补液、镇痛处理以及对神经功能缺损的监测，进一步提高了模型的稳定性。在部分研究中，已使用抗氧化剂（如依达拉奉）等神经保护剂来减轻糖尿病动物模型中的缺血性损伤31。总体而言，这些改进有助于在糖尿病动物中建立稳定且可重复的MCAO模型，推动更准确反映缺血性卒中患者临床复杂性的转化医学研究30,31。

血栓栓塞性模型
光化学诱导是一种通过使用靶向激光照射激活光敏染料（如玫瑰红）产生局部血栓，从而建立局灶性脑缺血的实验方法32。在系统给予光敏剂后，对特定脑血管进行聚焦激光照射，可产生活性氧，损伤血管内皮，从而在照射部位触发血小板聚集和血栓形成。该方法能够对血栓形成实现精确的空间和时间控制，有助于研究血栓性卒中的机制以及评估治疗干预措施。光化学模型可再现人类血栓性卒中的关键特征，特别是内皮损伤和原位血凝块形成，这些特征与由血栓引起的缺血性卒中患者密切相关33。此外，该技术具有较小的侵入性，且适用于多种动物物种。在糖尿病背景下，由于高凝状态和内皮功能障碍普遍存在，光化学模型为研究代谢紊乱与血栓形成之间的相互作用提供了有价值的平台。然而，该模型依赖外源性光敏剂以及需要专业技术操作的激光设备，限制了其广泛应用34。

微球栓塞是通过静脉或动脉内注射特定尺寸的微球，机械性阻塞脑血管，从而诱导多灶性栓塞性脑缺血35。该模型是研究栓塞性卒中机制的有力工具，尤其适用于探讨多个远端微梗死的影响。通过精确控制微球的大小和数量，可产生不同程度的缺血性损伤和梗死分布。该方法在研究栓子形成、血管闭塞及下游缺血级联反应方面具有优势36。在糖尿病动物模型中，由于常伴有高凝状态和栓塞风险增加，微球栓塞模型特别适用于探索代谢功能障碍与栓塞性卒中风险之间的相互作用。此外，该模型可在可控的栓塞条件下评估抗血栓和溶栓疗法的效果。然而，微球模型缺乏人类卒中患者中血栓形成与溶解所具有的生物学复杂性，因为微球是惰性的，而非具有生物活性的血凝块37。

在糖尿病动物中应用血栓栓塞性模型存在特定挑战。已存在的高凝状态和内皮功能障碍可能导致血栓形成过度且不可预测，从而引发超出预期的梗死范围或更高的出血性转化风险。在光化学诱导血栓形成模型中，由于糖尿病动物体内白蛋白结合能力或肾脏清除率的改变，可能需要对玫瑰红（Rose Bengal）的剂量进行滴定调整。此外，由于糖尿病动物硬脑膜血管的脆性增加，对激光精确定位的技术要求也更为严苛38。在实验设计中必须仔细考虑这些因素。

血栓栓塞性模型，包括光化学诱导法和微球栓塞法，在模拟人类血栓性卒中复杂的病理生理过程方面具有独特优势，尤其适用于糖尿病相关高凝状态的研究。与主要模拟血管阻塞的机械性闭塞模型不同，血栓栓塞性模型包含了血栓形成、栓塞及血管损伤等动态过程，能够更准确地反映糖尿病患者缺血性卒中的潜在发病机制39。这些模型可用于研究糖尿病所加剧的内皮功能障碍、血小板活化、凝血级联异常以及炎症反应。此外，它们还为评估抗血栓治疗的有效性和安全性提供了平台，并可用于探讨在高凝环境中血栓形成与溶解的机制。鉴于糖尿病的特征是血栓风险增加，其机制涉及血小板反应性增强、凝血因子水平升高以及纤溶功能受损，因此血栓栓塞性模型特别适用于研究针对糖尿病状态下卒中机制及治疗干预措施。此外，这些模型能够再现多灶性和异质性梗死，与糖尿病合并卒中患者的临床表现相一致，从而提高了研究的转化价值40 (图3)。

构建复合模型时的关键考虑因素

建模顺序
建立糖尿病合并缺血性脑卒中的复合动物模型时所采用的时间顺序是一个关键考量因素，因其反映了不同的临床场景和研究目标41。一种常用的方法是先诱导糖尿病，再诱导缺血性脑卒中，这模拟了糖尿病作为长期危险因素使患者易发缺血性脑卒中的临床情况。该顺序有助于研究慢性高血糖和代谢紊乱如何影响缺血性脑卒中的病理生理过程，包括血管完整性改变、炎症激活以及神经元易损性增加等42。证据表明，慢性糖尿病会加重缺血性脑损伤并恶化神经功能预后，突显出在脑卒中前建立糖尿病模型以捕捉这些病理相互作用的重要性43。相反，在糖尿病发生之前先诱导缺血性脑卒中，则可用于研究由脑缺血引发的代谢异常。这种方法对于阐明脑卒中后高血糖和胰岛素抵抗的发生机制具有重要价值，而这两种状态已被证实会影响康复进程和复发风险44。选择其中一种建模顺序的科学依据取决于具体的研究重点：预先存在的糖尿病模型适用于研究糖尿病作为脑卒中病理的风险因素和修饰因子；而脑卒中后诱导糖尿病的模型则适用于研究继发性代谢紊乱。此外，一些研究采用同时或重叠诱导的策略，以捕捉更复杂的病理生理相互作用45。总体而言，每种建模顺序的适用性因其所针对的病理机制和转化研究目标而异，强调了模型设计必须与临床相关场景及机制假说保持一致的重要性46。

糖尿病的严重程度和病程
糖尿病的严重程度（以高血糖和胰岛素抵抗的程度为特征）以及在诱导缺血性脑卒中前糖尿病状态的持续时间，显著影响复合模型中的脑缺血结局 47。已有研究表明，升高的血糖水平和胰岛素抵抗与缺血性损伤后更大的梗死体积、更显著的氧化应激以及神经血管单元完整性的受损相关48。长期糖尿病模型（通常通过慢性链脲佐菌素暴露或遗传易感性建立）比短期或急性高血糖模型表现出更明显的病理特征，例如内皮功能障碍、炎症反应增强以及功能恢复更差49。临床上，糖尿病病程越长，脑卒中复发率和死亡率越高，这凸显了在动物模型中纳入糖尿病慢性特征以增强转化相关性的重要性50。此外，代谢控制指标（如糖化血红蛋白A1c水平）已被证明会影响缺血性脑卒中的预后，提示代表不同血糖控制状态的模型可为治疗时间窗和干预策略提供有意义的见解51。至关重要的是，高血糖的持续时间直接影响手术结果。慢性高血糖（在啮齿类动物中>4周）可导致显著的血管基底膜增厚和内皮功能障碍，使血管变得脆弱，在大脑中动脉闭塞（MCAO）模型手术中插入线栓时更易破裂，从而增加死亡率52,53。因此，建议研究者明确报告糖尿病状态的持续时间和稳定性（例如通过连续血糖监测），作为影响可重复性和梗死体积变异性的关键变量。综合现有文献，针对将糖尿病作为风险因素的研究，建议在诱导缺血性脑卒中前建立稳定的2型糖尿病（T2DM）背景。典型方案包括8周高脂饮食后给予低剂量链脲佐菌素（35 mg/kg）54,55。应在链脲佐菌素注射后4周进行脑卒中诱导（例如短暂性MCAO），此时高血糖（空腹血糖>16.7 mmol/L）已趋于稳定。根据我们的经验，该方案在糖尿病大鼠中可建立稳定的复合模型，手术存活率约为65%–70%，而对照组则超过>85%56。因此，选择决定糖尿病严重程度和病程的参数时，必须考虑其对缺血性脑损伤和恢复过程的重要调节作用，从而能够在模拟临床异质性的背景下探索病理生理机制并评估治疗效果。

性别与年龄因素
将性别和年龄变量纳入糖尿病与脑卒中的复合动物模型对于提高其临床相关性至关重要，因为这些因素显著影响疾病的病理生理过程及预后57,58。衰老是糖尿病和脑卒中的主要危险因素，而老龄动物模型能更准确地模拟在老年患者中观察到的神经血管和代谢状况，而老年患者占缺血性脑卒中患者的大多数59。与年龄相关的变化，如葡萄糖代谢受损、氧化应激增加以及免疫反应改变，可能影响缺血性脑卒中的严重程度和恢复过程，因此有必要使用老年动物以准确反映这些效应60。性别差异也起着关键作用，因为性激素可调节胰岛素敏感性、炎症通路及神经保护作用。例如，雌激素可调节葡萄糖代谢，并对缺血性损伤提供部分保护作用，这凸显了在研究中纳入雄性和雌性动物以阐明性别特异性机制的重要性61。考虑性别和年龄因素的实验设计有助于识别对缺血和糖尿病的不同反应，从而提高研究结果的可解释性和转化价值。建议采用分层分析以及在不同年龄组中均衡纳入两性动物等策略，以最大限度减少混杂因素，并为个体化治疗策略提供更可靠依据。总体而言，在模型构建中考虑性别和年龄因素，对于弥合临床前研究与临床转化之间的差距至关重要（图4）。

结论

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总之，建立能够准确模拟糖尿病合并缺血性脑卒中的动物模型，对于深入理解代谢紊乱、β细胞功能障碍、血管并发症与脑缺血损伤之间复杂相互作用至关重要。从专家角度来看，构建这类复合模型需要采取谨慎且科学严谨的方法，充分考虑疾病诱导的时间顺序、糖尿病严重程度的精确调控，以及性别和年龄等关键生物学变量的纳入。这种综合性的建模策略可增强临床前研究结果的临床相关性和转化潜力，从而应对缺血性脑卒中与糖尿病研究中长期存在的挑战。

鉴于已发表的研究方法存在异质性，目前尚无单一模型能够全面反映糖尿病合并急性缺血性卒中患者的多因素病理生理过程。因此，必须根据特定的研究目标，采用多种模型组合，这些目标涵盖从糖尿病血管损伤的机制研究到治疗效果的评估。综述的证据强调了这些复合模型在阐明糖尿病加重缺血性卒中病理机制方面的独特价值，包括内皮功能障碍、炎症反应以及神经血管修复受损等过程。此外，这些模型是评估新型神经保护剂不可或缺的平台，有助于加快有效治疗方法的发现与验证。

研究人员必须优先标准化模型构建方案，以确保不同实验室之间的可重复性和可比性。鉴于人口结构变化趋势以及老年T2DM患者缺血性脑卒中风险升高，建立更准确模拟老年T2DM人群临床实际情况的动物模型尤为关键。将基因组学、蛋白质组学和代谢组学等多组学方法整合到这些模型中，有望发现与共病相关的特异性生物标志物和治疗靶点。这些整合性策略将有助于弥合基础研究与临床应用之间的鸿沟，推动实验成果向个体化医学策略的转化。

总之，糖尿病-脑卒中复合动物模型的持续优化与应用是推动机制研究和治疗创新的基石。通过整合多种研究方法并利用技术进步，研究人员能够更有效地应对糖尿病与缺血性脑卒中交叉带来的紧迫临床挑战，最终改善患者预后（图5）。

对于刚进入该领域的研究人员，建议从高脂饮食联合低剂量链脲佐菌素模型开始，并结合短暂性大脑中动脉阻塞（MCAO），该模型在病理生理相关性与技术可行性之间具有最佳平衡。相反，对于糖尿病动物模型，若无先前经验，不建议采用光化学诱导血栓形成法，因其可能导致梗死面积变异较大，并增加手术并发症的风险。

高血糖效应示意图：卒中进展、代谢紊乱、神经炎症。
图1．糖尿病加重缺血性卒中的病理生理机制。 该示意图展示了糖尿病加剧脑缺血损伤的关键通路。图A描述了代谢紊乱（高血糖和胰岛素抵抗）导致氧化应激和线粒体功能障碍。图B显示了血管内皮功能障碍、血脑屏障（BBB）完整性受损以及基底膜增厚。图C强调了增强的神经炎症反应，其中活化的小胶质细胞（Iba-1+）释放促炎性细胞因子（IL-1β、TNF-α）。缩写：BBB，血脑屏障；ROS，活性氧。 请点击此处查看该图的放大版本。

糖尿病动物模型；T1DM STZ模型示意图；T2DM饮食诱导、遗传性和复合模型。
图2。糖尿病动物模型的建立：T1DM和T2DM。 在啮齿类动物中诱导T1DM和T2DM的常用方法。左图：T1DM的链脲佐菌素（streptozotocin）注射方案。右图：T2DM的饮食诱导、遗传性（db/db、ob/ob）以及复合模型（高脂饮食联合低剂量链脲佐菌素）。列出了每种模型的主要特征和局限性。缩写：T1DM，1型糖尿病（type 1 diabetes mellitus）；T2DM，2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus）。请点击此处查看该图的放大版本。

MCAO, photochemically induced thrombosis, microsphere embolization; vascular occlusion models diagram.
图3手术与血栓栓塞模型 缺血性卒中. 适用于糖尿病动物的缺血性卒中主要模型。A：基于线栓法的永久性或短暂性大脑中动脉闭塞（MCAO）模型。B：采用玫瑰红（Rose Bengal）联合激光照射诱导局部血栓形成的血栓栓塞模型。C：产生多灶性梗死的微球栓塞模型。文中注明了针对糖尿病血管系统的相关技术注意事项。 请点击此处以查看此图的放大版本。

糖尿病-脑卒中复合模型示意图；过程包括糖尿病模型、脑卒中诱导、评估。
图4。糖尿病与缺血性脑卒中复合动物模型的构建。 在整合糖尿病与脑卒中模型时需考虑的关键变量包括：时间顺序（先糖尿病还是先缺血性脑卒中）、糖尿病的严重程度与持续时间，以及生物学变量（年龄和性别）。这些因素之间的相互作用决定了复合模型的临床相关性与转化应用价值。请点击此处查看该图的放大版本。

Phenotypic assessment, translational applications diagram; metabolic parameters, drug screening.
图5糖尿病模型的表型评估与转化应用 缺血性卒中. 评估糖尿病和卒中模型的关键结局指标，包括梗死体积、神经功能缺损、认知功能、血管病理变化及炎症标志物。同时强调了这些模型所支持的转化应用，如药物筛选、生物标志物发现和机制研究。缩写：MRI，磁共振成像；mNSS，改良神经功能缺损评分；SNHG4，小核仁RNA宿主基因4；HbA1c，糖化血红蛋白A1c。 请点击此处以查看此图的放大版本。

研究目标推荐的糖尿病模型推荐的中风模型实现该目标的关键优势关键局限性 / 注意事项
神经保护筛选饮食+STZ（T2DM）短暂性大脑中动脉闭塞（tMCAO）模拟常见的2型糖尿病患者特征；再灌注过程有助于靶向研究神经保护剂糖尿病大鼠死亡率高；需要精确且经验丰富的手术操作
血栓形成 / 抗血小板遗传型（db/db）光化学法血栓形成重现糖尿病患者的高凝状态；局部血栓形成可模拟斑块破裂事件激光对准需要高级技术能力；血凝块组成与人类病理存在差异
炎症 / 小胶质细胞STZ（T1DM）永久性大脑中动脉闭塞（pMCAO）严重高血糖引发过度炎症反应；无再灌注可消除混杂因素无法复制胰岛素抵抗，而这是大多数临床中风患者的关键特征
血管修复 / 血管生成老龄 + 饮食+STZ血栓栓塞性（血凝块）结合老龄血管表型与糖尿病血管病变，模拟中风后修复障碍血凝块定位及最终梗死体积变异性高

表1. 根据研究目标选择糖尿病与缺血性脑卒中复合模型的指导建议。

披露

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作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

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本研究由非传染性慢性疾病-国家科技重大专项：中医药干预缺血性心脑血管疾病合并糖尿病共病的比较效益研究（编号：2023ZD0505604）；山东第二医科大学附属医院（教学医院）科研发展基金（编号：2024FYM048）；山东省医药卫生科技项目（编号：202403071140）资助。

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