Streptozotocin  别名:Streptozocin; STZ; NSC-85998; U 9889; 链脲佐菌素

目录号 M2082

Streptozotocin (STZ)是一种氨基葡萄糖-亚硝基脲衍生物,可通过诱导DNA分裂和甲基化来抑制DNA合成(DNA Synthesis),实验室常用于多种动物糖尿病模型(如大鼠妊娠糖尿病模型,大鼠糖尿病肾病模型,大鼠糖尿病性视网膜病变模型等)的造模。溶液在室温下极不稳定,可在半小时后分解为气体而挥发掉,故需现用现配。

Streptozotocin结构式

  CAS No.:18883-66-4

规格 价格 库存状态
Free Sample (0.5-1 mg)  ¥ 0 现货
50mg ¥ 330 现货
100mg ¥ 440 现货
200mg ¥ 660 现货
500mg ¥ 990 现货
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客户使用AbMole的Streptozotocin发表的文献

Drug Deliv Transl Res. 2022 Feb;12(2):459-471.

Dissolving microneedle rollers for rapid transdermal drug delivery

 

质量标准及产品资料
化学性质/溶解性/储存
分子量 265.22
分子式 C8H15N3O7
CAS号 18883-66-4
中文名称 链脲佐菌素;链脲霉素;链氮霉素;链脲菌素;链佐星;链唑霉素
溶解性(仅列举部分溶剂) DMSO >100 mg/mL
Water 90 mg/mL
储存条件 2-8°C, protect from light, dry, sealed
运输方式 冰袋运输,根据产品的不同,可能会有相应调整。

*不同实验中用到的溶剂可能不同,具体实验所需溶剂及溶解方法请参考相关文献描述。

生物活性

Streptozotocin (STZ)是一种氨基葡萄糖-亚硝基脲衍生物。Streptozotocin (STZ)在体内可形成异氰酸盐,从而与核酸蛋白结合,抑制DNA多聚酶活力,使受损的DNA难于修复。在进行抗肿瘤研究过程中发现,STZ可使鼠类的血糖升高,在犬及猴可致糖尿病,且呈永久性。STZ的糖尿病作用具有种属差异性,在豚鼠不引起,在人亦不引起。其致糖尿病机制主要是由于胰岛细胞中菸酰胺腺嘌呤(DNA)含量减少,STZ分子中的葡萄糖基可使STZ进入胰岛β细胞,引起β细胞核内形态变化,使其染色体凝集、伸长和浓缩。

溶液在室温下极不稳定,可在半小时后分解为气体而挥发掉,故需现用现配。


大鼠妊娠糖尿病模型 Gestational diabetes

使用SD大鼠,采用高脂饲料(HFD)结合腹腔注射30 mg/kg STZ的方法建立GDM大鼠模型。

4周龄雌性大鼠适应性喂养一周后,开始喂HFD。此后,禁食12小时,收集尾静脉血,使用快速血糖检测器测量空腹血糖(FPG)。FPG > 6.67 mmol/L的雌性大鼠因违反GDM的定义而被剔除(FPG水平在6.67和13.89 mmol/L(120-200 mg/dL)之间被视为轻度或轻度糖尿病。合格的雌性大鼠与13周龄的健康雄性大鼠以1∶1的比例交配过夜。第二天早上,用阴道塞和阴道涂片来判断妊娠成功。阴道塞或精子的存在时间记录为GD0。在第4天,从下午6:00开始,怀孕大鼠禁食16小时直到第二天早上。GD5日,孕鼠腹腔注射30 mg/kg的1% STZ (STZ溶于0.1 mol/L柠檬酸钠溶液,pH = 4.2)。注射后72小时,FPG > 6.67 mmol/L的孕鼠被认为是成功的GDM模型。


大鼠糖尿病肾病模型 Diabetic nephropathy,DN

雄性Sprague-Dawley大鼠(6周龄),通过单次腹膜内注射60 mg/kg STZ (溶于0.1 M柠檬酸盐缓冲液,pH 4.5)诱导糖尿病大鼠。大鼠连续3天尾血糖浓度≥ 16.7 mmol/L,确认为糖尿病。在STZ处理后的第4-6周,使用代谢笼收集大鼠尿液,以测量体积和蛋白质浓度。24 h尿蛋白≥ 30 mg/24 h验证为DN。


大鼠糖尿病足病模型 Diabetic foot

使用CD1小鼠(4-5周龄),禁食6小时,然后连续5天腹腔注射STZ(60 mg/kg溶于50 mM柠檬酸钠缓冲液,pH 4.5)。注射STZ 1周后测量空腹血糖水平。空腹血糖水平> 300 mg/dl的小鼠被认为是糖尿病小鼠。


大鼠糖尿病创面模型 Diabetic wound

使用SD大鼠(雄性,10周龄),将50 mg/kgSTZ溶解在柠檬酸盐-柠檬酸钠缓冲液(pH 4.4)中以获得1%的STZ溶液,然后将其腹膜内注射到禁食18小时的SD大鼠中以产生糖尿病模型。在诱导后的第3、7、10和14天,测量大鼠的血糖水平。注射后一周血糖水平高于16.67 mmol/L的大鼠被诊断为糖尿病。在通过STZ注射诱导高血糖症3周后,建立伤口愈合模型。通过腹膜内注射戊巴比妥(35 mg/kg)麻醉,刮去背部皮肤并用75%乙醇消毒。将两个直径为10 mm的对称圆形全层皮肤伤口分开1.5 cm


大(小)鼠1 型糖尿病 Type 1 diabetes

使用C57/BL6小鼠(8周龄,雄性),腹腔注射150 mg/kg的STZ以建立1型糖尿病模型。


大(小)鼠2 型糖尿病 Type 2 diabetes, T2DM

雄性C57BL/6J小鼠(雄性,7-8周龄),在适应实验室条件1周后开始实验。用高脂饮食(HFD,60%脂肪)喂养4个月,然后连续5天腹腔注射STZ(50 mg/kg,溶解在柠檬酸盐缓冲液0.1 M,pH 4.5)以诱导T2DM模型。注射STZ后3天,测量的血糖水平超过16.7 mmol/L的动物被视为糖尿病动物。


使用方法说明 (来源于公开文献,仅供参考)

1、配制柠檬酸缓冲液
A液:柠檬酸(MW:192.12)1.92 g 加入双蒸水100 mL中配成A液;
B液:柠檬酸钠(MW:294.10)2.94 g 加入双蒸水100 mL中配成B液。
将A、B液按一定比例混合(1:1),测定pH值,调节pH在4.2-4.5范围内,用0.22 μm滤膜过滤除菌,即是所需配制STZ的柠檬酸缓冲液。

2、注射前准备
配制STZ注射液前,STZ放置于干燥灭菌瓶内,外用锡纸包好,和柠檬酸缓冲液一起置于冰浴预冷,一起带到动物房备用。

3、配制注射液
大鼠过夜禁食后称重。对大鼠进行分组,以便按照分组溶解STZ。按空腹体重用柠檬酸缓冲液配制1%的STZ注射液。若后续注射操作不熟练,切忌不可一次性溶解完STZ。注意:STZ容易失活,STZ快速称取后仍要求干燥避光,推荐用干燥铝箔(或锡箔)纸。

4、注射
腹腔注射或尾静脉注射,如果注射操作技术不熟练,应两组交替注射,在30分钟内注射完毕。注意:注射大多要求快速注射。


常见问题
1、问:STZ粉末收到后,如何保存?
答:分装后用封口膜密封瓶口,用铝箔纸(或锡箔,即避光)将瓶子包好,放入干燥罐里(干燥剂,即保持干燥状态),并-20℃冷藏,可长期保存。

2、问:建模前,大鼠为何要禁食?
答:禁食12小时以上(一般过夜禁食,不禁水)。禁食的时间越长,STZ对胰岛β细胞的破坏力越明显,即药效越高。所以相对禁食时间延长,可以降低STZ的用量。

3、问:建模时,常用STZ剂量?
答:以200克鼠均重为例,Ⅰ型糖尿病模型:大鼠剂量为70~65 mg/kg;Ⅱ型糖尿病模型:高糖高脂喂养1~2个月的大鼠,STZ剂量在25~40 mg/kg;或参考文献。本剂量仅做参考。建议通过预实验摸索最佳剂量。

4、问:预实验非常重要吗?
答:很重要。实验时STZ的给药量应参照预实验的结果,尽量不要盲目按照文献上或他人的给药量来直接使用,鼠均重和空腹(低糖状态)抗药力、禁食时长、注射选时、以及之前饲养过程、测糖选时等都不相同,通过预实验来确定符合自己实验鼠的给药计量,才是最科学的。

5、问:注射方式对实验结果的影响?
答:尾部注射即静脉注射,药物利用率较高,同比腹腔注射,可以节省药量,缺点是操作起来不如腹腔注射方便。

6、问:注射时,推进速度和血糖的关系?
答:推注的速度快,更容易形成高血糖,推注的速度慢,相对的危险性较低,但也不容易成模,常规操作中多要求快速注射。当然,STZ的剂量是决定血糖高低的主要因素。

7、问:注射STZ后,鼠出现死亡情况,正常吗?该如何解决?
答:正常。鼠的个体差别和空腹(低血糖)抵抗力的差异而致死亡率的不同,开始死亡率高可能主要是血糖突然升高,鼠不适应,或发生了DKA(即酮症酸中毒)。
首先,一定要保证足够的饮水量(饮水量不足容易导致死鼠)。
其次,高血糖和低血糖都会造成死鼠,避免死鼠可以通过注射胰岛素或暂时补糖两种途径。途径一:补胰岛素法。死亡常见的原因为血糖过高。可通过补一些中效胰岛素(如给诺和灵n或NPH(中性鱼精蛋白锌胰岛素)),每次2-3个单位,
3-5天后,大鼠死亡率通常会降低。途径二:补糖法。禁食后的鼠,注射的时候已经处于低血糖状态,造模4小时后腹腔注射20%葡萄糖,可避免因注射时血糖过低死鼠。
再次,防止动物自相残杀。食物缺乏和供水不足的情况下,会互相撕杀、啃食同类,所以食物和饮水要供应充足,最好是两路供应。
最后,防止感染。糖尿病大鼠尿量多,垫料潮湿,需要勤换垫料,所以糖尿病大鼠较其他大鼠容易出现感染,特别是泌尿道感染和腹腔感染。腹腔注射、皮下注射及采血测血糖等侵入性操作前后,要注意消毒工作。如每次采血测血糖后可用
四环素(或金霉素眼药膏)局部涂抹处理伤口预防感染。

8、问:注射STZ后,模型不成功,如何处理?
答:模型不达标者,三天后补注STZ(以10 mg-20 mg/kg体重剂量腹腔注射),也很容易成模,或让血糖恢复正常后再常规剂量注射;但要达到理想的效果,往往是恢复到正常状态下重新造模。

实验参考
蛋白/细胞实验

下述溶液配置方法仅为基于分子量计算出的理论值。不同产品在配置溶液前,需考虑其在不同溶剂中的溶解度限制。

浓度/溶剂体积/质量 1 mg 5 mg 10 mg
1 mM 3.7705 mL 18.8523 mL 37.7045 mL
5 mM 0.7541 mL 3.7705 mL 7.5409 mL
10 mM 0.377 mL 1.8852 mL 3.7705 mL

*吸湿的DMSO对产品的溶解度有显著影响,请使用新开封的DMSO;
 请根据产品在不同溶剂中的溶解度选择合适的溶剂配制储备液;一旦配成溶液,请分装保存,避免反复冻融造成的产品失效。


质量   浓度   体积   分子量*
 =   x   x 

细胞系 INS-1 cells
方法 Therefore, the present study focused on the anti-diabetic effects and mechanism of RA in INS-1 cells using in vitro model. Streptozotocin (STZ) at a concentration of 3 mM was applied to INS-1 cells for 4 h to create a diabetic model.
浓度 3 mM
处理时间 4 h

* 上述方法来自公开文献,仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同,请参考其他文献。

动物实验

建议您制定动物给药及实验方案时,尽量参考已发表的相关实验文献(溶剂种类及配比众多,简单地溶解目的化合物,并不能解决动物给药依从性、体内生物利用度、组织分布等相关问题,未必能保证目的化合物在动物体内充分发挥生物学效用)。
体内实验的工作液,建议您现用现配,当天使用;如在配制过程中出现沉淀、析出现象,可以通过超声和(或)加热的方式助溶。
切勿一次性将产品全部溶解。


动物实验方案计算器

请在下面的计算器中,输入您的动物实验相关数据并点击计算,即可得到该实验的总需药量和工作液终浓度。
例如您给药剂量是10 mg/kg,平均每只动物的体重为20 g,每只动物的给药体积是100 μL,动物数量为20只,则该动物实验的总需药量为4 mg,工作液终浓度为2 mg/mL。

mg/kg
uL
该动物实验的总需药量为 mg
工作液终浓度2 mg/mL

1:鉴于实验过程的损耗,建议您至少多配1-2只动物的量;
2:为该产品最终给药时的浓度。


动物模型
配制
剂量
给药处理

* 上述方法来自公开文献,仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同,请参考其他文献。

延伸阅读 (仅做信息扩展,不作实验参考)

一、STZ诱导大鼠糖尿病的机制

动物糖尿病模型的特征是血糖水平升高并伴有其他器官功能障碍并发症,动物1型糖尿病是由β细胞过度凋亡引起的,而2型糖尿病主要是由胰岛素抵抗增加造成的。链脲佐菌素STZAbMoleM2082最初是由土壤微生物链霉菌中分离而来,并显示出广谱抗生素活性[1]。在结构上,它类似于2-脱氧葡萄糖,但在C2位置被N-甲基-N基团取代,一端连接着甲基,另一端连接着葡萄糖分子。Streptozotocin可经过GLUT2(葡萄糖转运蛋白 2)在胰腺β细胞中积累,Streptozotocin可在胞内转变为重氮甲烷(DAM,一种烷化剂)[1],引起 DNA 甲基化并导致β细胞功能障碍。除此之外,STZ 还通过多种机制诱导糖尿病,例如STZ本身也是NO供体,NO的过量产生也是 STZ诱导动物糖尿病的重要机理之一,NO可以抑制DNA保护酶(如Aconitase),可间接加剧DNA损伤[2]Streptozotocin还会在β细胞内产生尿酸,在此过程中会产生各种活性氧(ROS)、活性氮(RNS)并引起β细胞内的氧化应激和死亡[3]Streptozotocin还能够耗竭烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)、诱导ATP 水平的降低以及胰岛素合成和分泌的连续减少[2, 4]、抑制O-GlcNAcaseOGA的活性进而导致内质网应激和β细胞凋亡[4]

 

1. Streptozotocin糖尿病造模机理[5]

二、STZ的研究应用

1. STZ的溶解

StreptozotocinSTZ链脲佐菌素AbMoleM2082是可溶于水、醇和酮的亲水性化合物。STZ 4.5的酸性 pH 值下保持稳定,一旦pH值超过4.5会导致其降解。因此,STZ应该用偏酸性的缓冲液进行配制,例如0.1 M 冰冷的柠檬酸盐缓冲液(pH 4.5[6]STZ的配制还应该严格遵循现配现用的原则,新鲜配制的STZ溶液应在15-20分钟内完成注射,以免降解。如果在2-8℃下避光储存1周,每天都会减少一定比例的STZ[6]。在一项以小鼠为模型的实验中,新鲜制备的STZ溶液诱导的β细胞损伤明显比经过保存的STZ组更高[5]

2. 实验动物的选择

StreptozotocinSTZ链脲佐菌素AbMoleM2082诱导动物糖尿病模型的效果因物种、性别和动物年龄而有所差异。已有大量文献通过STZ成功构建小鼠、大鼠、豚鼠、仓鼠、兔子的糖尿病模型[7]。上述啮齿动物可表达GLUT2,它特异性地将STZ摄取到β细胞中并加强STZ的糖尿病诱导作用。由于体积小、易于处理和成本效益高,Streptozotocin诱导糖尿病中最常用到的模式动物是小鼠和大鼠。对小鼠多次施用低剂量STZ会导致胰岛损伤、炎症过程增加和β细胞活性丧失,会导致实验鼠的胰岛素缺乏和高血糖症,即1型糖尿病。STZCD-1C57BL/6小鼠模型更容易造模成功;对于大鼠而言,比较适合的种属是Sprague DawleySD)、WistarSherman大鼠,其中SD大鼠最为常用。在STZ诱导的糖尿病模型中,雄性啮齿动物比雌性更容易造模成功,这可能是由于性别之间的荷尔蒙差异[7]。值得注意的是,8-10周龄的小鼠和大鼠对 STZ 的敏感性要远远高于老年动物[6]

3. STZ的处理剂量

在较低剂量下,StreptozotocinSTZ链脲佐菌素AbMoleM2082可能不会引起所需的糖尿病诱导,在高剂量下,它可能导致动物死亡。因此,应根据个体动物的体重优化STZ的剂量,以便于成功诱导糖尿病模型,且又不会造成实验动物的死亡。另外一方面,要建立稳定的糖尿病模型,给实验动物制定合适的饮食计划例如STZ注射前,小鼠应禁食4小时,大鼠禁食6-8小时。胃部和肠道的强酸性环境限制了STZ的经口给药,因此一般多采用腹腔注射或静脉注射以大鼠为例,单次腹腔注射STZ,剂量为60 mg/kg,在2-4天内大鼠表现出1糖尿病指标,证实造模成功[6]。一般而言,大鼠的STZ使用范围在25-100 mg/kg之间,具体的浓度实验人员应结合鼠龄、体重等进行调整[8]

2型糖尿病因涉及胰岛素抵抗,往往在造模时还要结合高脂饮食。例如,高能量饮食 (HED58% 脂肪、25% 蛋白质和 17% 碳水化合物) 的大鼠和小鼠会导致胰岛素抵抗,此时再进一步给予低剂量StreptozotocinSTZ链脲佐菌素AbMoleM2082 (大鼠 35 mg/kg,小鼠 150 mg/kg)即可诱导动物产生2型糖尿病[8]2014年,AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验,相关科研成果发表于顶刊 Nature Nature Medicine

 

2. 链脲佐菌素 (STZ) 被用于构建糖尿病大鼠模型的常用浓度[9]

三、范例详解

1. Sci Adv. 2020 Jul 10;6(28):eaba7260.     

北京化工大学的实验人员在上述文章中究了一种集成的微针贴片(Integrated Microneedle Patch, IMP),该贴片能够模拟生理性的胰岛素分泌模式,用于控制糖尿病动物模型的餐后血糖波动。文章详细描述了这种微针贴片的设计、制备、体外和体内实验验证,以及其在糖尿病研究中的潜在应用。由AbMole提供的StreptozotocinSTZ链脲佐菌素M2082在上述文章中用于诱导糖尿病大鼠模型[10]

 

3. In vivo studies of the fabricated MNs for diabetes treatment[10]

2. Chemical Engineering Joumnal 497(2024)154522

重庆医科大学第一附属医院的实验人员在上述研究中,设计了一种负载锶(Sr)的硫辛酸涂层,它可以与Ti植入物(Ti-Ta@Sr)之间形成牢固结合。该涂层有效地消除了高糖环境中产生的过量活性氧,并可恢复高糖条件下成骨细胞的成骨能力和增殖能力。相关实验人员使AbMole提供的StreptozotocinSTZ链脲佐菌素M2082成功构建了糖尿病大鼠模型[11]

 

4. Cell osteogenic differentiation of different Ti-based samples[11]

3. Bioengineered. 2021 Dec;12(1):5491-5503.
  中南大学湘雅医院海南医科大学第一附属医院的科研人员在上述论文中研究S14G-humaninHNG)对链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病小鼠心脏功能障碍的保护作用。研究发现,HNG能够减轻STZ诱导的心肌肥大,显著改善心脏功能,并降低心肌损伤指标的水平,包括肌酸激酶-MBCK-MB)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)以及心脏和血浆中的肿瘤坏死因子TNF-α)和白细胞介素-6IL-6)水平。此外,HNG还能抑制NF-κB信号通路的激活。AbMoleStreptozotocinSTZ链脲佐菌素M2082在这篇文章中作为一种诱导剂,用于建立糖尿病小鼠模型。通过STZ诱导糖尿病后,小鼠出现了高血糖、心肌肥大、心脏功能障碍等糖尿病并发症的特征[12]

  

5. Protective effects of S14G-humanin in basic parameters of diabetic mice[12]

参考文献及鸣谢

[1] F. Reusser, Mode of action of streptozotocin, Journal of bacteriology 105(2) (1971) 580-8.

[2] C. O. Eleazu, K. C. Eleazu, S. Chukwuma, et al., Review of the mechanism of cell death resulting from streptozotocin challenge in experimental animals, its practical use and potential risk to humans, Journal of Diabetes and Metabolic Disorders 12(1) (2013).

[3] Haider Raza, Subbuswamy K. Prabu, Annie John, et al., Impaired Mitochondrial Respiratory Functions and Oxidative Stress in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats, International journal of molecular sciences, 2011, pp. 3133-3147.

[4] T. Szkudelski, The mechanism of alloxan and streptozotocin action in B cells of the rat pancreas, Physiological research 50(6) (2001) 537-46.

[5] Sameer N. Goyal, Navya M. Reddy, Kalpesh R. Patil, et al., Challenges and issues with streptozotocin-induced diabetes – A clinically relevant animal model to understand the diabetes pathogenesis and evaluate therapeutics, Chemico-Biological Interactions 244 (2016) 49-63.

[6] A. F. Bleasel, L. C. J. Yong, Streptozotocin induced diabetic nephropathy and renal tumors in the rat, Experientia 38(1) (1982) 129-130.

[7] S. Kumar, R. Singh, N. Vasudeva, et al., Acute and chronic animal models for the evaluation of anti-diabetic agents, Cardiovascular diabetology 11 (2012) 9.

[8] M. A. Abeeleh, Z. B. Ismail, K. R. Alzaben, et al., Induction of diabetes mellitus in rats using intraperitoneal streptozotocin: A comparison between 2 strains of rats, European Journal of Scientific Research 32(3) (2009) 398-402.

[9] A. Ghasemi, S. Jeddi, Streptozotocin as a tool for induction of rat models of diabetes: a practical guide, EXCLI journal 22 (2023) 274-294.

[10] B. Z. Chen, L. Q. Zhang, Y. Y. Xia, et al., A basal-bolus insulin regimen integrated microneedle patch for intraday postprandial glucose control, Science advances 6(28) (2020) eaba7260.

[11] Kai Li, Wenbo Geng, Weikang Zhao, et al., Design and development of titanium-coated implants with advanced antioxidant properties for enhanced regenerative repair of diabetic bone, Chemical Engineering Journal 497 (2024) 154522.

[12] X. Chen, C. Yun, H. Zheng, et al., The protective effects of S14G-humanin (HNG) against streptozotocin (STZ)-induced cardiac dysfunction, Bioengineered 12(1) (2021) 5491-5503.






关键词:Streptozotocin, Streptozocin; STZ; NSC-85998; U 9889, Streptozotocin供应商, Animal Modeling抑制剂, 购买Streptozotocin, Streptozotocin溶解度, Streptozotocin结构式







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