京尼平对小鼠棕色和白色脂肪组织UCP1表达的影响

目的:棕色脂肪组织活化和白色脂肪组织棕化是改善减肥的良好策略。本研究利用冷刺激作为阳性对照,观察京尼平对小鼠脂肪组织活化与棕化的作用。方法:8周龄雄性C57BL/6J小鼠30只,随机分为正常对照组、京尼平组、冷刺激组, 每组10只。京尼平组小鼠腹腔注射给予京尼平处理(15 mg/(kg·d),连续9 d),对照组用生理盐水处理,冷刺激组小鼠在室温(22℃±2℃)下处理4 d后,置于4℃环境中进行冷刺激处理5 d(24 h/d)。检测各组小鼠每天摄食量、体重和体温变化,取肩胛下区、腹股沟区及附睾周围部分脂肪组织观察形态学的变化,测定棕色脂肪组织、皮下白色脂肪组织以及内脏白色脂肪组织解偶联蛋白1(UCP1)的表达。结果:与正常对照组相比,京尼平组小鼠白色脂肪湿重下降16%,冷刺激组下降28%,均有明显差异(P＜0.05);京尼平组和冷刺激组白色脂肪组织颜色变深,HE染色显示脂肪细胞内的脂滴变小,数量增加;京尼平组小鼠的皮下、内脏白色脂肪组织和棕色3种脂肪组织中的UCP1表达量均明显增加(P＜0.05)。结论:京尼平通过上调UCP1的表达促进棕色脂肪组织活化和白色脂肪组织棕化,此效应是京尼平降脂减轻体重的作用机制之一。     

驼乳源益生菌对db/db鼠肠道菌群的调节作用

摘要：目的 探究驼乳来源复合益生菌对db/db鼠血糖及肠道菌群的调节作用。方法 将60只db/db鼠随机分为5组,每组12只,分别为模型组、二甲双胍组、利拉鲁肽组、低剂量复合益生菌组和高剂量复合益生菌组,12只C57BL/Ks小鼠为正常对照组。阳性药组分别灌胃0.3 mg/g二甲双胍及皮下注射0.2 μg/g利拉鲁肽,低剂量复合益生菌组灌胃乳酸菌1.0×108 CFU/d和酵母菌1.0×106 CFU/d,高剂量复合益生菌组灌胃乳酸菌1.0×1010 CFU/d和酵母菌1.0×108 CFU/d,其他组灌胃生理盐水。血糖仪检测空腹血糖（FBG）及不同时间段血糖水平。ELISA法检测糖化血红蛋白（HbA1c）含量。实时荧光定量PCR检测粪便菌群含量。结果 与模型组相比,低、高剂量复合益生菌组FBG水平明显减少,改善葡萄糖耐受（OGTT）能力,降低HbA1c含量。与模型组相比,低、高剂量复合益生菌组显著降低厚壁菌门、放线菌门和大肠埃希菌属水平,增加拟杆菌门、乳杆菌属和双歧杆菌属水平,但对总菌与梭杆菌属无影响。结论 驼乳来源复合益生菌可通过调节肠道菌群降低db/db鼠血糖含量。     

CTRP6基因缺失对小鼠白色脂肪组织“棕色化”的影响

补体C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白6(CTRP6)是一种新型脂肪分泌因子,在动物脂代谢中发挥重要作用。作者前期研究发现,利用慢病毒敲减CTRP6能够保护小鼠免于发生饮食诱导型肥胖。该文以CTRP6缺失的杂合子(KO)小鼠为材料,结合冷刺激手段,来确认CTRP6对小鼠体重和白脂"棕色化"的影响。首先通过Real-time PCR分析KO小鼠CTRP6表达水平,与野生型(WT)小鼠相比, KO小鼠各组织中CTRP6表达显著降低。然后,取4周龄雄性KO小鼠,随机分为两组(5只/组):4°C冷刺激组和25°C室温组,分别以WT小鼠为对照。6周后对小鼠体重、体脂进行分析。与WT小鼠相比,两个温度下KO小鼠体重和白色脂肪的质量均显著下降,棕色脂肪的质量显著上升。对脂肪组织基因表达分析发现, KO小鼠白色脂肪的UCP1、PGC1、PRDM16(棕色脂肪标志基因)以及Cyt c、NRF1、TFAM(线粒体标志基因)的表达显著升高。上述数据表明, CTRP6缺失能够抑制小鼠白色脂肪积累,促进白色脂肪"棕色化"。该研究为揭示CTRP6基因生物学功能奠定了基础,为人类肥胖及其相关代谢疾病的治疗提供了理论借鉴。     

马里苷、黄诺玛苷对db/db小鼠肠道菌群的影响及相关性

目的探索两色金鸡菊中黄酮类成分马里苷、黄诺玛苷对db/db小鼠肠道菌群的影响。方法将db/m小鼠作为正常对照组,db/db小鼠分为db/db模型组、db/db+恩格列净(db/db+Empagliflozin)组、db/db+马里苷(db/db+Marein)组、db/db+黄诺玛苷(db/db+Flavanomarein)组,每组8只。采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)的方法检测小鼠粪样中Bacteroides ovatus、Ruminococcus gnavus的变化,并运用Pearson检验分析Bacteroides ovatus、Ruminococcus gnavus的变化与2型糖尿病相关表型的相关性。结果 (1)干预12周后与db/m组相比,db/db组小鼠粪样中Bacteroides ovatus水平显著降低(P0.010);恩格列净(P0.001)、马里苷(P0.050)、黄诺玛苷(P0.001)干预后能显著升高其含量,差异具有统计学意义。(2)与db/m组相比,db/db组小鼠粪样中Ruminococcus gnavus水平显著升高(P0.050);恩格列净(P0.050)、马里苷(P0.050)干预后能显著降低其含量,差异具有统计学意义。(3)Bacteroides ovatus水平与空腹血糖(FBG)、三酰甘油(TG)呈负相关(r=-0.420,P=0.021;r=-0.474,P=0.008);Ruminococcus gnavus水平与FBG、TG呈正相关(r=0.397,P=0.030;r=0.404,P=0.027)。结论马里苷、黄诺玛苷可以调节小鼠肠道菌群的变化,这可能是其抗糖尿病的重要机制。     

葡萄籽原花青素对db/db小鼠肾组织脂质沉积的影响

该文观察了葡萄籽原花青素(grape seed proanthocyanidin extract,GSPE)对db/db小鼠肾组织脂质沉积的影响。16只雄性db/db小鼠随机分为糖尿病肾病模型组(db/db,n=8)和葡萄籽原花青素治疗组(db/db+GSPE,n=8);16只雄性db/m小鼠随机分为正常对照组(db/m,n=8)和葡萄籽原花青素治疗对照组(db/m+GSPE,n=8)。治疗8周后,血尿半自动生化仪检测小鼠空腹血糖(fasting blood-glucose,FBG)、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)、血肌酐(serum creatinine,Scr)、总甘油三酯(total triglycerides,TG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)及尿白蛋白(urinary albumin excretion,UAE)的变化;Western blot及Real-time PCR检测固醇调节元件结合蛋白-1(sterol regulatory element binding protein-1,SREBP-1)、脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FASN)、乙酰Co A羧化酶(acetylCo A carboxylase,ACC)、过氧化物酶体增殖物激活受体α(peroxisome proliferator-activated receptorα,PPARα)、肉毒碱棕榈酰转移酶1(carnitine palmitoyltransferase 1,CPT1)及脂酰辅酶A氧化酶1(acylcoenzyme aoxidase 1,ACOX1)蛋白及m RNA的表达水平;电镜及油红O染色观察小鼠肾组织脂滴形成情况。结果显示,GSPE干预能够降低db/db小鼠FBG、BUN、Scr、TG、TC及UAE的水平,抑制肾小管上皮细胞内的脂滴形成及脂肪酸合成,同时促进脂肪酸的β氧化。GSPE能抑制db/db小鼠肾组织脂质沉积,主要通过抑制脂肪酸合成及增加脂肪酸β氧化实现的。     

松果菊苷对db/db糖尿病小鼠心肌的保护作用

糖尿病心肌病（diabetic cardiomyopathy, DCM）是指发生于糖尿病患者,不能用冠心病、高血压性心脏病及其他心脏病变来解释的心肌疾病。目前,DCM的病因和发病机制尚未完全阐明,且缺乏特异性治疗手段。中药管花肉苁蓉提取物松果菊苷（echinacoside, ECH）对心肌细胞具有保护作用。以db/m小鼠为正常对照组（db/m组）,db/db小鼠分为模型组（db/db组）和ECH干预组（db/db+ECH组）,探讨了ECH对糖尿病db/db小鼠心肌的影响及机制。db/db+ECH组小鼠给予松果菊苷灌胃,db/m组和db/db组小鼠给予0.9%氯化钠溶液灌胃。心脏超声观察心脏功能,Masson染色观察组织胶原纤维含量,逆转录聚合酶链式反应检测Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原mRNA的表达,蛋白质免疫印迹技术检测转化生长因子-β1（transforming growth factor-β1, TGF-β1）、phospho-Smad2（p-Smad2）和phospho-Smad3（p-Smad3）的表达。结果显示,ECH能够改善db/db小鼠左心室肥大和心脏功能,降低胶原沉积（P<0.05）。ECH能够降低Ⅰ型和Ⅲ型胶原mRNA的表达（P<0.01）,下调TGF-β1、p-Smad2和p-Smad3蛋白的表达（P<0.05）。ECH对糖尿病心肌的保护作用可能与负反馈调节TGF-β1/Smads信号通路相关,研究结果为DCM的早期干预提供了新思路。     

SGK1 抑制剂改善糖代谢紊乱的作用研究

目的:观察血清和糖皮质激素诱导的蛋白激酶1(serum and glucocorticoid-induced protein kinase1,SGK1)抑制剂对db/db小鼠糖代谢紊乱的改善作用,初步探讨该作用是否与改善脂肪组织功能紊乱有关。方法:将db/db小鼠随机分为db/db组、抑制剂组,同时设db/m组,db/db组、db/m组小鼠给予普通饲料喂养,抑制剂组小鼠给予含SGK1抑制剂的饲料喂养,干预8周。观察体重、摄食量、空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin,Hb A1C),干预8周后行腹腔葡萄糖耐量试验(intraperitoneal glucose tolerance test,IPGTT)、腹腔胰岛素耐量试验(intraperitoneal insulin tolerance test,IPITT)。酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)法检测血清空腹胰岛素(fasting insulin,FINS)水平,计算胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment of insulin resistance,HOMA-IR)及胰岛素敏感性指数(insulin sensitivity index,ISI)。实时定量荧光PCR(real-time PCR)法检测脂肪组织中SGK1、脂肪细胞因子m RNA表达水平。结果:干预8周后,抑制剂组体重、FBG、Hb A1C、IPGTT、IPITT均低于db/db组(P0.05),摄食量无明显差异。与db/db组相比,抑制剂组血清FINS有下降趋势,HOMA-IR明显降低,ISI明显升高(P0.05)。SGK1抑制剂干预治疗后,脂肪组织中SGK1、单核细胞趋化因子-1(monocyte chemotactic protein-1,MCP-1)、凝血酶元激活因子的抑制因子-1(plasminogen activator inhibitor 1,PAI-1)m RNA表达下降(P0.05),脂联素(adiponectin)m RNA表达无明显变化。结论:SGK1抑制剂干预治疗可一定程度改善db/db小鼠糖代谢紊乱,该作用可能部分与改善脂肪组织功能紊乱有关。     

诱发性2型糖尿病小鼠模型与自发性db/db小鼠特性的比较

目的建立诱发性2型糖尿病小鼠模型,并将其与自发性2型糖尿病小鼠db/db进行比较分析。客观评价两种2型糖尿病小鼠模型,为糖尿病研究中动物模型的选择与实际应用提供实验依据。方法高脂饲料喂养C57BL/6J小鼠4周,腹腔连续3次注射STZ,建立诱发性2型糖尿病小鼠模型。感染后4周,大体肉眼观察小鼠的肝脏、肾脏,测定糖耐量,血清生化指标及血清细胞因子IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ、TNF-α、IL-17、IL-10表达量,将其与同龄的自发性2型糖尿病小鼠db/db进行比较分析。结果肉眼观察发现,两组模型小鼠的肝脏、肾脏与对照组均具有明显差异。糖耐量分析中,两组模型小鼠与对照组小鼠各时间点的血糖值均具有统计学差异（P〈0.05）,耐糖功能低下,两组模型小鼠间血糖值无统计学差异。血液生化指标中,与对照组小鼠相比,两组模型小鼠GLU、CHOL、LDLC明显升高（P〈0.05）;两组模型小鼠相互比较,诱发性2型糖尿病小鼠血脂水平较高（P〈0.05）。免疫指标比较显示：除IL-2外,两组模型小鼠血清中细胞因子水平均较对照组小鼠明显升高（P〈0.05）,而db/db小鼠血清中细胞因子表达较诱发性糖尿病小鼠高,其中IL-6、IFN-γ、TNF-α具有显著性差异（P〈0.05）。结论两组2型糖尿病模型小鼠均在一定程度上模拟了人类糖尿病患者症状,但由于糖尿病产生的原因不同而存在着一定的差异,研究者可根据实际需要参照相关数据进行选择。     

姜黄素对db/db小鼠基因组DNA甲基化的影响

目的:观察姜黄素对2型糖尿病模型db/db小鼠糖尿病症状的改善作用,并从表观遗传角度分析其对小鼠外周血DNA甲基化水平的影响。方法:2型糖尿病模型db/db小鼠随机分为糖尿病组和姜黄素干预组(给予250 mg/kg姜黄素溶液),连续灌胃8周。OGTT检测葡萄糖耐量,ELISA法测定空腹胰岛素并计算HOMA-IR和HOMA-β,RRBS技术检测外周血基因组DNA甲基化水平。结果:与糖尿病组相比,姜黄素干预小鼠的血糖、空腹胰岛素和HOMA-IR显著降低,葡萄糖耐量显著改善(P<0.05);且小鼠外周血基因组启动子区、CGI岸和5’-非编码区CpG甲基化水平显著降低(P<0.05);对两组间差异甲基化基因进行功能富集分析,筛选出前10位显著富集的可能与2型糖尿病相关的差异基因包括Hdac7、Micall1、Vangl2、Dhcr24、Kcnj8、Gnas、Tcf7l2、Dgkh、Dlgap1和Plekhg4。结论:姜黄素能够改善db/db小鼠的葡萄糖耐量及胰岛素抵抗,并且其外周血中存在显著低甲基化改变,提示姜黄素可能是通过抑制糖尿病小鼠中某些基因的异常甲基化修饰而发挥抗糖尿病作用。     

db/db小鼠糖尿病肾病相关基因的分析和克隆

用GM-U74A基因芯片分别检测了正常对照组（db/m小鼠）、糖尿病肾病组（db/db小鼠）、大黄酸治疗组（大黄酸150 mg/kg治疗12周）肾脏基因表达谱.发现在12 437个基因（包括表达序列标签）中,与正常对照组相比,糖尿病肾病组有1 085个基因表达下调,37个基因表达上调,其中变化幅度大于2倍,表达下调的有166个和表达上调的有29个.与糖尿病肾病组相比,大黄酸治疗组有384个基因表达下调,155个表达上调,其中变化幅度大于2倍,表达下调的有47个和表达上调的有30个.在此基础上,对其中的一个差异表达的表达序列标签(EST)进行了详细的生物信息学分析,发现它是一个未知功能基因——“REKEN cDNA 0610006H10”基因的一部分.在用RT-PCR进一步验证了其与糖尿病肾病的相关性后,对“REKEN cDNA 0610006H10”基因进行了克隆.     

Hepatic glycogen metabolism in the db/db mouse

Summary Knowledge of the metabolic changes that occur in insulin-resistant type 2 diabetes is relatively lacking compared to insulin-deficient type 1 diabetes. This paper summarizes the importance of the C57BL/KsJ-db/db mouse as a model of type 2 diabetes, and illustrates the effects that insulin-deficient and insulin-resistant states have on hepatic glycogen metabolism. A longitudinal study of db/db mice of ages 2–15 weeks revealed that significant changes in certain parameters of hepatic glycogen metabolism occur during this period. The liver glycogen levels were similar between diabetic and control mice. However, glycogen particles from db/db mice were on average smaller in mass and had shorter exterior and interior chain lengths. Total phosphorylase and phosphorylase a activities were elevated in the genetically diabetic mice. This was primarily due to an increase in the amount of enzymic protein apparently the result of a decreased rate of degradation. It was not possible to find a consistent alteration in glycogen synthase activity in the db/db mice. Glycogen synthase and phosphorylase from diabetic liver revealed some changes in kinetic properties in the form of a decrease in V_max, and altered sensitivity to inhibitors like ATP. The altered glycogen structure in db/db mice may have contributed to changes in the activities and properties of glycogen synthase and phosphorylase. The exact role played by hormones (insulin and glucagon) in these changes is not clear but further studies should reveal their contributions. The db/db mouse provides a good model for type 2 diabetes and for fluctuating insulin and glucagon ratios. Its use should clarify the regulation of hepatic glycogen metabolism and other metabolic processes known to be controlled by these hormones. The other animal models of type 2 diabetes, ob/ob mouse and fatty Zucker (fa/fa) rat, show similar impairment of hepatic glycogen metabolism. The concentrations of glycogen metabolizing enzymes are high and in vitro studies indicate enhanced rate of glycogen synthesis and breakdown. However, streptozotocin-induced diabetic animals and BB rats which resemble insulin-deficient type 1 diabetes are characterized by decreased glycogen turnover as a result of reduction in the levels of glycogen metabolizing enzymes.     

AL023001基因在2型糖尿病肾病小鼠中的差异表达分析

利用Affymetrix寡核苷酸基因表达谱芯片对2型糖尿病肾病模型动物——db/db小鼠的肾脏基因表达谱进行了研究.在此基础上,利用末端快速扩增法和RT-PCR的方法,对筛选出来的一个糖尿病肾病相关EST进行了cDNA克隆和表达分析.得到了一长为1.7 kb的cDNA片段.序列分析和网上数据库比对发现,此cDNA片段是小鼠表达序列AL023001的一部分.根据AL023001序列设计特异性引物,利用半定量RT-PCR的方法对AL023001在db/db小鼠肾脏、肝脏、脂肪、骨胳肌、脑等组织中的表达情况进行了分析,发现AL023001在db/db小鼠肾脏中的表达情况与基因芯片检测结果吻合,且AL023001在肝脏、脂肪、骨胳肌和脑等糖尿病肾病相关联组织中均有差异表达.这些结果提示：AL023001与db/db小鼠的糖尿病肾病具有相关性.上述工作有利于揭示AL023001基因的功能,探讨糖尿病肾病的分子机制.     

Gene Expression of Inflammatory Cytokines in Peripheral Leukocytes in db/db Mice Rose with Progression of Diabetes

Fourteen-week-old db/db mice showed significant higher blood glucose levels than 7 week-old mice. The mRNA levels of IL-1β and S100a4/a6/a9 in peripheral leukocytes were higher in 14 week-old mice than in 7 week-old mice. Together, inflammatory cytokine/cytokine-like factor mRNA levels in peripheral leukocytes were associated with progression of diabetes in db/db mice.     

血管生成素样蛋白2在糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达研究

利用半定量RT-PCR和免疫组化的方法同时从mRNA水平和蛋白质水平对血管生成素样蛋白2在不同病理阶段的2型糖尿病肾病模型小鼠--db/db小鼠肾脏中的表达情况进行了较为系统的分析.结果发现:a.在糖尿病前的db/db小鼠(4周龄的db/db小鼠),血管生成素样蛋白2与作为正常对照的db/m小鼠相比,差异不是很大,随着肥胖的加剧,高血糖、蛋白尿的出现,血管生成素样蛋白2在db/db小鼠肾脏中的表达无论从mRNA水平还是从蛋白质水平均显著升高.b.从免疫组化的分析结果来看,血管生成素样蛋白2主要分布于小鼠肾脏的肾小球部分,主要是沿毛细血管袢呈线性分布,其位置与足细胞的位置重叠,足细胞是小鼠肾脏中血管生成素样蛋白2的主要分泌细胞.c.小鼠肾脏血管生成素样蛋白2的表达水平似乎还与鼠龄相关:虽然变化幅度不是很大,但在周龄较大的小鼠(如20周龄以上),其表达水平相对较高.上述工作不仅印证了先前对2型糖尿病肾病患者肾小球基因表达谱的分析结果,更加明确了血管生成素样蛋白2与糖尿病肾病的相关性,同时揭示了血管生成素样蛋白2在正常小鼠和糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达、分布和变化规律,有利于进一步揭示血管生成素样蛋白2的功能及其在糖尿病肾病发生、发展过程中的可能作用,探讨糖尿病肾病的分子机制.     

过敏毒素受体(C3aR)在db/db糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达及病理意义分析

利用半定量RT-PCR、免疫组化和Western blotting的方法,同时从mRNA水平和蛋白质水平对过敏毒素受体(C3aR)在不同病理阶段的2型糖尿病肾病模型小鼠——db/db小鼠肾脏中的表达情况进行了较为系统的分析．结果发现：a．在糖尿病前的db/db小鼠(4周龄的db/db小鼠),C3aR与作为正常对照的db/m小鼠相比没有明显差异．随着肥胖的加剧,高血糖、蛋白尿的发生和发展,C3aR在db/db小鼠肾脏中的表达显著升高．b．免疫组化分析显示,C3aR广泛地表达于db/m和db/db小鼠肾脏的皮质和髓质,分布于肾脏的上皮细胞中(包括肾小管上皮细胞、肾小球中的脏层上皮细胞(足细胞)和壁层上皮细胞)．从部位来看,皮髓交界处的肾小管中C3aR表达量明显要比其他部位的多．在肾小球,C3aR特异地存在于足细胞部位．在db/m小鼠,不同周龄小鼠肾脏中C3aR的表达量并没有明显变化,但在db/db小鼠,从8周龄开始,分布在db/db小鼠肾小管上皮细胞和小球足细胞中的C3aR均随小鼠周龄的增加而增加,至少在时间上,与小鼠糖尿病肾病的发生发展相关,其中尤以足细胞中和皮髓交界处肾小管上皮细胞中的变化最为明显． c．在糖尿病肾病小鼠中高表达C3aR的肾小管上皮细胞常有空泡变性的情况．上述工作印证了先前对2型糖尿病肾病患者肾小球基因表达谱的分析结果,更加明确了C3aR与糖尿病肾病的相关性,同时揭示了C3aR在正常小鼠和糖尿病肾病小鼠肾脏中的表达、分布和变化规律,有利于进一步揭示C3aR的功能及其在糖尿病肾病发生、发展过程中的可能作用,探讨糖尿病肾病的分子机制．     

一个糖尿病肾病相关新基因的筛选、克隆和序列分析

利用Affymetrix寡核苷酸基因表达谱芯片对2型糖尿病肾病模型动物——db/db小鼠的肾脏基因表达谱进行了研究.在此基础上,利用末端快速扩增法和RT-PCR方法,对筛选出来的一个糖尿病肾病相关表达序列标签(EST)进行了cDNA克隆和表达分析.得到了一长为1.4 kb的cDNA,并暂时命名为mdnr411(mouse diabetic nephropathy related mRNA No.411).序列分析和网上数据库比对说明,这是一个新的cDNA序列.利用DNA序列分析软件对此cDNA阅读框进行的预测性分析表明,此cDNA包含了一个完整的阅读框序列.其编码的蛋白质由90个氨基酸残基组成.以氨基酸序列进行的同源性搜索表明,此多肽只与Archaeoglobus fulgidus 的Na⁺/H⁺ antiporter (napA-2)具有局部的同源性.以上结果表明,mdnr411是一个功能完全未知的小鼠糖尿病肾病相关新基因.mdnr411 cDNA的成功克隆,为进一步研究其生物学功能及其在糖尿病肾病发生、发展过程中的作用创造了条件.     

Alterations of the Ca2+ signaling pathway in pancreatic beta-cells isolated from db/db mice

Upon glucose elevation, pancreatic beta-cells secrete insulin in a Ca²⁺-dependent manner. In diabetic animal models, different aspects of the calcium signaling pathway in beta-cells are altered, but there is no consensus regarding their relative contributions to the development of beta-cell dysfunction. In this study, we compared the increase in cytosolic Ca²⁺ ([Ca²⁺]_i) via Ca²⁺ influx, Ca²⁺ mobilization from endoplasmic reticulum (ER) calcium stores, and the removal of Ca²⁺ via multiple mechanisms in beta-cells from both diabetic db/db mice and nondiabetic C57BL/6J mice. We refined our previous quantitative model to describe the slow [Ca²⁺]_i recovery after depolarization in beta-cells from db/db mice. According to the model, the activity levels of the two subtypes of the sarco-endoplasmic reticulum Ca²⁺-ATPase (SERCA) pump, SERCA2 and SERCA3, were severely down-regulated in diabetic cells to 65% and 0% of the levels in normal cells. This down-regulation may lead to a reduction in the Ca²⁺ concentration in the ER, a compensatory up-regulation of the plasma membrane Na⁺/Ca²⁺ exchanger (NCX) and a reduction in depolarizationevoked Ca²⁺ influx. As a result, the patterns of glucosestimulated calcium oscillations were significantly different in db/db diabetic beta-cells compared with normal cells. Overall, quantifying the changes in the calcium signaling pathway in db/db diabetic beta-cells will aid in the development of a disease model that could provide insight into the adaptive transformations of beta-cell function during diabetes development.