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DSS潰瘍性結(jié)腸炎模型的構(gòu)建
——急性腸炎動(dòng)物模型和慢性腸炎動(dòng)物模型
一、建模背景——DSS造模發(fā)展歷程
現(xiàn)如今，有多種動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ捅粡V泛用于研究炎癥性腸炎（inflammatory bowel disease, IBD）的病因、發(fā)病機(jī)制及測(cè)試新開(kāi)發(fā)藥物藥效等，尤其以葡聚糖硫酸鈉鹽（Dextran Sulfate Sodium Salt,DSS）結(jié)腸炎（ulcerative colitis,UC）模型應(yīng)用廣。潰瘍性結(jié)腸炎動(dòng)物模型發(fā)展歷程見(jiàn)圖1。
圖-1 DSS潰瘍病結(jié)腸炎模型發(fā)展歷程
二、DSS潰瘍性結(jié)腸炎模型的特點(diǎn)
本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪褂眯∈?、大鼠、倉(cāng)鼠、豚鼠或豬、兔等動(dòng)物均可造模，通過(guò)給予動(dòng)物自由飲用不同濃度的DSS水溶液，根據(jù)用藥時(shí)間及用藥周期可制成急性和慢性?xún)煞N結(jié)腸炎模型。該模型癥狀表現(xiàn)與人類(lèi)UC極為相似，主要表現(xiàn)為腹瀉、黏液樣便、糞便潛血、肉眼血便、重量減輕、活動(dòng)度減少，毛色變差等。急性期結(jié)腸炎模型和慢性期結(jié)腸炎模型組織學(xué)改變見(jiàn)表-1。
表-1 DSS結(jié)腸炎模型組織學(xué)特征 | ||
DSS結(jié)腸炎模型類(lèi)別 | 急性期結(jié)腸炎模型 | 慢性期結(jié)腸炎模型 |
組織學(xué)改變 | 結(jié)腸充血、水腫、變短、變脆、重量長(zhǎng)度比增加 | 結(jié)腸明顯縮短 |
出現(xiàn)不同程度的結(jié)腸潰瘍 | 粘膜增厚、淋巴結(jié)腫大 | |
黏膜水腫、杯狀細(xì)胞缺失、隱窩腫脹破壞 | 杯狀細(xì)胞缺失、隱窩缺失 | |
黏膜和黏膜下層出現(xiàn)不同程度的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，上皮細(xì)胞損傷 | 小部分動(dòng)物出現(xiàn)腺瘤性xi肉、腫瘤樣改變 | |
三、 DSS潰瘍性結(jié)腸炎模型的優(yōu)勢(shì)
本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ途哂兄T多優(yōu)勢(shì)：
①與人UC極度相似，如癥狀表現(xiàn)及組織學(xué)改變。因此該模型可用于研究急性結(jié)腸炎、慢性結(jié)腸炎的發(fā)生發(fā)展機(jī)制，也可用于藥物的藥效研究等，為人UC的實(shí)驗(yàn)研究提供借鑒。
②采用自由飲用DSS水溶液的方法建立動(dòng)物模型，簡(jiǎn)單易行；模型成功率高，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性強(qiáng)。且造價(jià)較低。
③用不同的DSS溶液濃度、給藥時(shí)間和給藥頻率，可制成急性和慢性?xún)煞N結(jié)腸炎模型。模型持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，體現(xiàn)了急性向慢性轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)過(guò)程，解決了UC的慢性化和維持問(wèn)題，這是以前許多模型*的。
④已成功在多種屬動(dòng)物中成功造模。
⑤聯(lián)合氧化偶氮甲烷 (azoxymethane, AOM)用藥，可用于誘發(fā)結(jié)腸炎相關(guān)性癌癥 (colitis associated cancer, CAC) 動(dòng)物模型，成功模擬IBD誘發(fā)CAC的過(guò)程。
四、DSS潰瘍性結(jié)腸炎模型的建模（以小鼠動(dòng)物模型為例說(shuō)明）
實(shí)驗(yàn)候選動(dòng)物：C57BL/6或BALB/c，雌性，6-8周。每組至少8-10只小鼠。
造模試劑：DSS，Mw 36000-50000，含硫量16-20%。
DSS濃度：急性期模型通常為3-5%，慢性期模型通常為1-3%；可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求及動(dòng)物類(lèi)型摸索濃度。該濃度為質(zhì)量體積比，使用飲用水配置后，過(guò)濾除菌。
1. 急性DSS結(jié)腸炎模型
Day1：稱(chēng)重并標(biāo)記各組C57BL/6小鼠。待造模小鼠飲用3-5% DSS水溶液，未處理組小鼠飲用正常水。
Day3：給予待造模小鼠更換新鮮3-5%DSS飲用水。
Day5：給予待造模小鼠更換新鮮3-5%DSS飲用水。
Day8：給予待造模小鼠更換新鮮不含DSS的飲用水。
2. 慢性DSS結(jié)腸炎模型
Day1：稱(chēng)重并標(biāo)記各組C57BL/6小鼠。待造模小鼠飲用1-3% DSS水溶液，未處理組小鼠飲用正常水。
Day3：給予待造模小鼠更換新鮮1-3%DSS飲用水。
Day5：給予待造模小鼠更換新鮮1-3%DSS飲用水。
Day8：給予待造模小鼠更換新鮮不含DSS的飲用水。
Day22-Day26：重復(fù)Day1-Day5操作。
Day29：給予待造模小鼠更換新鮮不含DSS的飲用水。
Day43-Day47：重復(fù)Day1-Day5操作。
Day50：給予待造模小鼠更換新鮮不含DSS的飲用水。
圖-2 DSS UC model
3.如何評(píng)價(jià)造模是否成功？
1）. 疾病活躍指數(shù)評(píng)分 Disease Activity Index, DAI score
從三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估打分，分別為體重、糞便粘稠度、糞便潛血等指標(biāo)，評(píng)分細(xì)則見(jiàn)表-3。其中，糞便潛血測(cè)試可使用尿糞隱血檢測(cè)試劑盒 （聯(lián)苯胺法）（Yeasen,60403ES60）。DAI評(píng)分為三個(gè)指標(biāo)之和。
表-2 DAI評(píng)分細(xì)則 | |||
評(píng)分 | 體重下降百分比 | 糞便粘稠度 | 糞便潛血 |
0 | 0 | 正常 | 陰性 |
1 | 1-5% | 軟便 | 淺藍(lán) |
2 | 5-10% | 黏液樣便 | 藍(lán)色 |
3 | 10-20% | 稀液狀便 | 深藍(lán) |
4 | ＞20% |
| 肉眼血便 |
2). 組織學(xué)變化評(píng)分
a) 潰瘍形成個(gè)數(shù)：無(wú)—0，1個(gè)潰瘍—1,2個(gè)潰瘍—2，3個(gè)潰瘍—3，＞3個(gè)潰瘍—4
b) 上皮細(xì)胞變化：正常—0，杯狀細(xì)胞缺失—1，杯狀細(xì)胞大面積缺失—2，隱窩缺失—3，隱窩大面積缺失或息肉狀再生—4
c) 炎癥浸潤(rùn)：無(wú)—0，隱窩周?chē)?rùn)—1，黏膜肌層出現(xiàn)浸潤(rùn)—2，黏膜肌層普遍浸潤(rùn)，黏膜增厚—3，黏膜下層浸潤(rùn)—4
d) 淋巴結(jié)形成：無(wú)—0，1個(gè)淋巴結(jié)—1,2個(gè)淋巴結(jié)—2，3個(gè)淋巴結(jié)—3，＞3個(gè)潰瘍—4
組織學(xué)變化評(píng)分為上述各指標(biāo)之和，在急性結(jié)腸炎模型中淋巴結(jié)形成不做評(píng)分。組織學(xué)分析的標(biāo)準(zhǔn)方法為HE染色（Yeasen, 60524ES60）。
圖-3 DSS潰瘍性結(jié)腸炎組織學(xué)變化模擬圖
3). 結(jié)腸長(zhǎng)度
急性結(jié)腸炎模型中，第8天可檢測(cè)到結(jié)腸長(zhǎng)度縮短；慢性結(jié)腸炎模型中，結(jié)腸長(zhǎng)度縮短更加明顯。
4). 總結(jié)
DSS UC動(dòng)物模型構(gòu)建應(yīng)先進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，摸索建模條件，建議預(yù)實(shí)驗(yàn)每組小鼠8-10只，并設(shè)立對(duì)照組。通常出現(xiàn)體重減輕、稀便、腹瀉、血便或糞便潛血、潰瘍可視為DSS藥物有效，造模成功。
五、建模成功數(shù)據(jù)及案例分享
目前翊圣葡聚糖硫酸鈉鹽（DSS）已在市場(chǎng)廣泛應(yīng)用，并取得良好成果。在建模過(guò)程中，小鼠的品系以及DSS產(chǎn)品的用藥量，可能也是導(dǎo)致建模成功的關(guān)鍵之處，且發(fā)現(xiàn)成模時(shí)間主要集中在7天左右，效果十分顯著。通過(guò)對(duì)客戶(hù)實(shí)驗(yàn)方案的了解以及數(shù)據(jù)反饋，將其匯總并分享，詳細(xì)見(jiàn)下表-3。
表3 DSS可用于構(gòu)建不同類(lèi)型的腸炎模型
急性結(jié)腸炎模型
建模樣本 | 造模方案 | 造模結(jié)果 | 使用評(píng)價(jià) |
BALB/c小鼠，雌，6-8周，25 g | 3%-5% DSS連續(xù)自由飲用7天 | Day5出現(xiàn)，結(jié)腸長(zhǎng)度縮短、HE染色，炎癥明顯 | 成模速度快，用時(shí)短。符合急性結(jié)腸炎模型特征 |
C57BL/6小鼠，雄，8周，20 g | 3%-5% DSS灌胃，持續(xù)給藥 | Day5出現(xiàn)，結(jié)腸長(zhǎng)度縮短、體重下降、便血、拉稀 | 成模率高，用時(shí)短。符合急性結(jié)腸炎模型特征 |
慢性結(jié)腸炎模型
建模樣本 | 造模方案 | 造模結(jié)果 | 使用評(píng)價(jià) |
C57BL/6小鼠，雄，8周，22 g | 1-2% DSS灌胃，持續(xù)給藥 | Day40出現(xiàn)，結(jié)腸長(zhǎng)度縮短、體重下降、便血、拉稀 | 成模率高。符合慢性結(jié)腸炎模型特征 |
結(jié)腸癌模型
建模樣本 | 造模方案 | 造模結(jié)果 | 使用評(píng)價(jià) |
C57BL/6小鼠，雄，8周，21 g | 1%-2% DSS自由飲用5天，持續(xù)3周 | 14周 出現(xiàn)，結(jié)腸長(zhǎng)度縮短、體重下降、HE染色，炎癥明顯 | 成模率高。符合結(jié)腸癌模型特征 |
DSS結(jié)腸炎模型建模成功標(biāo)準(zhǔn)主要從體重、糞便粘稠度、糞便潛血、結(jié)腸變化等指標(biāo)來(lái)判斷，下圖4為大家展示了兩組建模成功的結(jié)腸切片HE染色：
注：對(duì)照組：正常飲用水的小鼠；處理組：3-5%的DSS小鼠飲食。
圖-4 急性結(jié)腸炎切片HE染色結(jié)果
六、FAQ
無(wú)論急性DSS結(jié)腸炎模型還是慢性DSS結(jié)腸炎模型，腸炎嚴(yán)重程度與成功與否均與小鼠種屬（不同基因背景）、DSS濃度、給藥周期等相關(guān)。常見(jiàn)問(wèn)題見(jiàn)下表-4。
表-4 DSS結(jié)腸炎造模常見(jiàn)問(wèn)題 | ||
可能的問(wèn)題 | 可能的原因 | 建議解決辦法 |
小鼠致死率高 | DSS濃度太高 | 降低DSS給藥濃度 |
小鼠無(wú)腸炎癥狀或低腸炎癥狀 | DSS濃度太低 | 升高DSS給藥濃度；減少循環(huán)間隔時(shí)間（10-14天） |
同一組小鼠，腸炎癥狀差異大 | 瓶蓋堵塞 | 每天檢查小鼠飲水瓶 |
七、產(chǎn)品訂購(gòu)
熱賣(mài)產(chǎn)品，建模效率與進(jìn)口產(chǎn)品一致，產(chǎn)品價(jià)格低至進(jìn)口價(jià)格的1/3，大量現(xiàn)貨庫(kù)存
產(chǎn)品名稱(chēng) | 貨號(hào) | 規(guī)格 | 價(jià)格（元） |
Dextran Sulfate Sodium Salt（DSS） 結(jié)腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000 | 60316ES25 | 25 g | 753.00 |
Dextran Sulfate Sodium Salt（DSS） 結(jié)腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000 | 60316ES60 | 100 g | 1953.00 |
Dextran Sulfate Sodium Salt（DSS） 結(jié)腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000 | 60316ES76 | 500 g | 7353.00 |
Dextran Sulfate Sodium Salt（DSS） 結(jié)腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000 | 60316ES80 | 1 kg | 13853.00 |
八、相關(guān)產(chǎn)品
產(chǎn)品名稱(chēng) | 貨號(hào) | 規(guī)格 | 價(jià)格（元） |
Hematoxylin and Eosin Staining Kit 蘇木素伊紅（H&E）染色試劑盒 | 60524ES60 | 2×100 mL | 358.00 |
九、相關(guān)產(chǎn)品知識(shí)專(zhuān)題
多研究用途的葡聚糖硫酸 Dextran Sulfate Sodium Salt
不同分子量的葡聚糖Dextran
十、產(chǎn)品已發(fā)表文章
[1] Fan H, Chen W, Zhu J, et al. Toosendanin alleviates dextran sulfate sodium-induced colitis by inhibiting M1 macrophage polarization and regulating NLRP3 inflammasome and Nrf2/HO-1 signaling[J]. International immunopharmacology, 2019, 76: 105909.
HB200220
