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【消化系统疾病模型】胆结石动物模型构建

时间:2023-07-10 阅读:321

胆道结石是消化系统的多发病、常见病,其发病率有着地区差异,其中以西方发达国家最高,达20%,亚洲地区发病率为4%~15%。我国胆道结石发病率为10%,其中70%~80%的胆囊结石为胆固醇结石。胆道结石的成因及机制尚未明确,但关于胆石成因机制的研究已经逐步深入。

当前研究其机制可能包括:胆汁热力学平衡体系、胆道运动体系、成核体系、胆石形成的细菌学说及基因学说等。


根据已了解的可能致石机制,选择不同致石方法,选择不同动物,能使胆道结石动物模型更接近理想模型,从而更好地模拟人类胆道结石发生过程,为研究胆囊结石机制、病因及防治方法提供便利。




胆结石模型造模方法及机制
GENE LINE BIOSCIENCE


一、胆石形成细菌学说

胆道感染致石法及异物埋藏致石法

胆道感染致石法就是利用手术的方式,向实验动物胆道注射细菌,根据胆道感染特征一般选用大肠杆菌或假单胞菌属的细菌,造成胆道感染。胆道感染致石法联合梗阻法同时进行,致石效果更佳,致石快、部位确定,可用于研究抗菌药物在胆道结石治疗中的效果评价。

异物埋藏致石法则是在动物胆道中埋入异物,作为胆石核心,诱发结石。王训颖在兔胆囊内植入肝组织、线结、人结石和蛔虫等,结果均诱发结石。但我国胆道的寄生虫感染主要以华支睾吸虫(俗称肝吸虫)多见,因此该方法仍需进一步改进。

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胆道感染致石法及异物埋藏致石法均可灵活选择致石部位,利用该方法构建的动物模型可以更好地研究胆道感染与结石形成的关系。但为了手术操作可行性,只能选择家兔、大鼠及猴等相对体积较大的实验动物。



二、胆道运动体系

胆道梗阻致石法及神经刺激致石法

胆道动力学紊乱,致使胆囊排空功能障碍,胆囊排空障碍将会导致胆汁淤积,胆汁淤积则易形成结石。

胆道梗阻致石法即为利用手术结扎胆囊管、胆总管的方法造成胆道不同部位梗阻,如plmer结扎兔胆囊管,致使胆囊排空障碍,诱发结石形成。与胆道感染致石法一样,该方法致石效果好,产生结石速度快,部位固定,但需选用相对体积较大的实验动物。

神经刺激致石法则是利用手术的方式,采用滑石粉等刺激动物的内脏神经、迷走神经,人为造成胆道动力学紊乱,诱发结石,或切除动物的迷走神经干,可发生动物胆囊收缩无力,排空缓慢,引起胆汁淤积等动力学改变,同时胆汁中主要成分的比例关系也发生显著的改变。

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三、胆汁热力学平衡体系

喂饲致石法

胆汁内脂质代谢紊乱,当胆固醇在胆汁中的含量过高,其含量超过了由胆盐和磷酸卵磷脂所形成的混合微粒的溶解能力时,就会促使胆固醇过饱和形成结晶。

喂饲致石法即给予实验动物喂饲致石饮食,可诱发胆道结石。该方法可避免手术创伤,致石效果好,方法简便。使用喂饲致石可更好地模拟胆道结石成石过程。而喂饲法有多种饮食配方,各种配方成石率及喂饲时间不同。

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1. 高脂高胆固醇致石法:

① 致石饲料由15.0%黄油脂肪、1.0%胆固醇、0.5%胆酸、2.0%玉米油、50.0%蔗糖和20.0%酪蛋白组成,喂饲6周成石率为70%;

② 给C57BL/6小鼠喂饲致石饲料,再加10.0%猪油、1.0%胆固醇及0.5%胆酸,喂养4、8周成石率分别为80%、100%;

③ 6~8周C57BL6雄性小鼠,给予高脂饮食(2.0%胆固醇、0.5%胆酸、15.0%牛油)喂养4周后全部产生结石。

2.低脂喂饲致石法:

利用284号仓鼠致石饲料,包含20.0%酪蛋白、74.3%蔗糖以及足量维生素及盐类,使用该饲料喂养仓鼠3个月,成石率为82%(50%~90%),大剂量鹅去氧胆酸(0.5%)可提高Dam的284号仓鼠致石饲料致石率。

3.维生素C缺乏促进胆结石形成

在致石饲料基础上(1.2%胆固醇、5.0%蔗糖、3.5%鱼肝油)添加维生素C(每公斤体重2.5g),饲养80d后,单纯喂饲致石饲料成石率为70.8%,而添加维生素C成石率为48.0%。

豚鼠不能自行合成维生素C,必须靠外源性获得,若豚鼠的致石饲料中不添加维生素C则会增加成石率,但是同时也会增加豚鼠死亡率。利用此法成石,形成的结石成分与人类相差较大,因此近年来应用逐渐减少。




胆结石常见模型对比
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模型优缺点对比:

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模型机制及应用领域

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在胆结石模型构建中,常用的动物选择包括小鼠、大鼠和豚鼠等。以下是这些动物模型的优缺点以及适用情况的表格:

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造模举例-高胆固醇饮食法
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1. 动物分组及实验方法

C57BL/6小鼠随机分为对照组、模型组、实验组。

模型组和实验组小鼠按照下列方法建立胆结石模型:给予高脂、高热量、高胆固醇(脂肪15%、胆固醇1%、胆酸0.5%)的饲料进行喂养、连续8周。实验组小鼠在高脂、高热量、高胆固醇饲料喂养的过程中给予茵连化浊解毒汤10ml/kg灌胃,每日1次;对照组及模型组小鼠给予生理盐水10ml/kg灌胃。

2.血液指标的测定

造模8周,处死大鼠后采集血液标本,在全自动生化分析仪中测定总胆红素(TBIL)、直接胆红素(DBIL)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)的含量。

3.胆汁代谢指标的测定

造模8周,处死大鼠后采集胆汁标本,在全自动生化分析仪中测定总胆汁酸(TBA)、丙氨酸(Gla)及TC、LDL-C的含量。

4.肝脏中Abcb11、Abcc2表达的测定

造模8周后,处死大鼠后采集肝脏组织,通过PCR反应扩增Abcb11、Abcc2,根据扩增曲线计算mRNA表达水平。

5.WB

采用 Western Blot 法检测造模后各组小鼠肝胆管侧膜细胞蛋白表 达水平。

6. 病理染色

检测胆囊组织炎症变化。




END


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