化学诱导IBD动物模型

来源:《人类疾病动物模型》 发布时间:2016年03月14日 浏览次数: 【字体: 收藏 打印文章

化学诱导法起步较早,自20世纪60年代至今,已成为IBD模型制备最成熟和最常用的方法。化学刺激物种类较多,有醋酸、葡聚糖硫酸钠、过氧化亚硝酸钠、角叉菜胶等。还有一些小分子半抗原如2,4-二硝基氯苯(dinitrochlorobenzene,DNCB)、2,4,6-三硝基苯磺酸钠(trinitro-benzene-sulfonic acid,TNBS)、2,4-二硝基苯磺酸盐(dinitrobenzene sulfonate,DNBS)等,也经常被列入化学刺激造模的范畴。因此,有必要澄清一个概念:化学刺激法造模的机制是肠黏膜首先被某化学物质直接刺激,导致细胞损伤、血管通透性增加、某些炎症因子激活等。在此过程中,不可避免地发生免疫反应。但这种反应过程与肠道免疫反应性肠炎有本质不同(见后叙)。当DNCB、TNBS等不经致敏而直接单独(或与乙醇、醋酸等合用)作用于肠道时,特别是仅仅使用一次就出现肠炎时,可以视为化学刺激造模。

 1.醋酸模型

【造模机制】醋酸通过直接刺激肠黏膜,导致上皮坏死、血管损伤而使血管通透性增加;醋酸可激活激肽、促进纤维蛋白水解而干扰凝血,并通过激活环氧合酶和脂氧合酶途径而启动炎症的发生。

【造模方法】Wistar大鼠,乙醚轻麻醉,将外径2mm的聚乙烯导管从肛门插入结肠8cm处,缓慢注入3%醋酸2ml,经10秒完成注射,然后用5ml生理盐水冲洗2次,保持仰卧、头低脚高的位置30秒,以防止结肠内液体流出。5天后可见动物腹泻、血便、体重下降、黏膜出血、上皮坏死、黏膜下水肿、中性粒细胞浸润等,炎症可逐渐延至固有层、黏膜下层甚至肌层。

【模型特点】是一种暂时性的、非特异性的黏膜损害和急性炎症。自愈性较强。其炎症介质与人类急性肠炎的炎症介质相似。不足之处是不能确切反映人类UC的免疫学变化,不能表现人类的 UC所具有的慢性、复发的特点。

【模型评估和应用】该模型简单易行,成本低,周期短,重复性好,成功率高。适用于研究人类 UC的急性期、炎症介质致炎机制及药物治疗机制,不适于免疫机制的研究。模型诱导成功的关键是醋酸的浓度和作用时间,以产生弥散性炎症而不发生穿孔为宜。

 2.葡聚糖硫酸钠模型

【造模机制】葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium,DSS)是一种由蔗糖合成的硫酸多糖体,具有与肝素相同的抗止血和抗凝血作用。DSS诱导溃疡性结肠炎的机制可能与其影响DNA合成、抑制上皮细胞增生、破坏肠黏膜屏障而导致肠道菌群向黏膜固有层移动,继而引发巨噬细胞过度激活和 Th1/Th2/Th17细胞功能失调有关。

【造模方法】BALB/c小鼠,雌雄各半,8~9周,16~18g,5%DSS以蒸馏水配制而成。方案一:小鼠自由饮用5%DSS 7天后,改为自由饮用蒸馏水10天,构成1个循环,即为急性UC模型。方案二:小鼠按照方案一完成4个循环,即转变为慢性期UC模型。分别于第1个循环(急性期)或第4个循环(慢性期)结束后7天处死动物。结果可见:急性期小鼠在造模开始后的第4~5天即出现腹泻,隐血试验阳性,第5~7天肉眼血便,持续到第8~9天。病变自肛门向口端连续性发展,以直肠最为严重。病变部位黏膜充血水肿,可见散在性糜烂或溃疡。黏膜和黏膜下层以中性粒细胞浸润为主。慢性期小鼠不仅腹泻和血便出现的时间与急性期相同,而且在停用DSS 5~6天后仍可见血便和腹泻,并可见结肠肉芽组织增生、黏膜结构丧失、腺体变形萎缩及肠管缩短。黏膜和黏膜下层以淋巴细胞、浆细胞和巨噬细胞等浸润为主。

【模型特点】与人类IBD的临床特点较吻合,既有慢性期,又有慢性病程的急性发作。可用于研究人类IBD的急性期和缓解期的病理学表现特征。

结肠黏膜病变主要见于左侧,并可导致结肠上皮萎缩、发育不良,从而增加癌变风险,这一点与人类 UC可以癌变具有相似性。

【模型评估和应用】动物自由饮用DSS而出现IBD,将造模时人为因素的干扰降至最小。方法简便易行、重复性好、周期可长可短,既可以应用于 UC急性期,又可应用于缓解期的研究。如果能再精确地掌控动物饮用的DSS量,则会进一步降低模型病变的差异。该模型常用于筛选UC相关性大肠癌的预防和治疗药物。

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