动物模型 | 结肠炎动物模型

时间：2022-09-19 阅读：1184

溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)是一种慢性非特异性结肠炎性反应，病变主要位于结肠的黏膜层，临床表现为持续或反复发作的腹泻、黏液脓血样便伴腹痛，该病病程长，治愈难度大，且与结肠癌关系密切，属于消化系统难治疾病之一。

近20年来，其发病率逐渐增加。其发病机制尚不明确，遗传因素、环境因素、微生物因素及肠道免疫系统分子成分等可能促成了疾病的发生和发展。

(图片来源于网络)

目前，多种造模方法可用于诱导 UC 动物模型，如化学法、免疫复合法、基因法、中医模型等，各种造模方法均有其不同特点。

不同造模方法比较

诱导模型	优点	缺点
葡聚糖硫酸钠 DSS	简单易行，成功率高，重复性好，可模拟 UC 急性和慢性炎症过程，与人类 UC 病变相似	不能完全模拟人类 UC 病变点
醋酸法 Acetic acid	经济实惠，操作简便，适应性强，周期短，可诱导急性炎症反应过程	不能模拟人类 UC 慢性、复发特点，不适合免疫机制的研究
三硝基苯磺酸 TNBS	可模拟 UC 急性、慢性动态过程	小剂量炎症维持时间短、易自愈；大剂量动物死亡率高
噁唑酮法 OXZ	操作简便，实验周期短，可重复性好	病变维持时间短，易自愈，缺少慢性过程
免疫学法Immunological methods	模型与人类 UC 免疫发病机制和病理变化相接近，有助于人类 UC 免疫学研究	实验周期长，技术要求高，成功率低
复合法 Compound method	可克服单一诱导法的缺点，更全面的模拟人类 UC 病变特点	操作繁琐、应用较少
中医模型 Traditional chinese medicine model	可复制人类 UC 模型，有助于发展中药药理，探索 UC 治疗新方法	机制较复杂，影响因素较难控制，应用较少
基因法 Genetic model	能较好地模拟人类 UC 模型，确定易感基因，揭示病因，阐明疾病的遗传发病机制	操作复杂，技术要求高，应用较少

接下来，本文将针对化学诱导型结肠炎动物模型的制备方法、特征及可能的致病机制进行阐述。

其中，化学法中葡聚糖硫酸钠 (Dextran Sodium Sulfate，DSS)诱导的 UC 模型因与人类溃疡性结肠炎表现最相似被广泛应用。

葡聚糖硫酸钠(Dss)结肠炎模型

将 Dss 溶解在水中，给小鼠或者大鼠服用会引起便血、体重减轻、小肠缩短、黏膜溃疡和中性粒细胞浸润等症状。

相关文献发现大量的T淋巴细胞参与了Dss动物模型炎症的形成。将结肠炎源性的T淋巴细胞与 Dss 刺激的巨噬细胞共同进行体外培养，然后转移至正常的小鼠体内，数据显示 CD4+ T 淋巴细胞参与了 Dss 诱导的结肠炎的发病过程。

通过在预定时间给予小鼠自由饮用3.5％ DSS溶液建立结肠炎模型。实验观察到随着 DSS给药时间的延长，结肠炎表现逐渐加重，而撤回DSS溶液，小鼠结肠炎模会逐渐恢复。

DSS诱导溃疡性结肠炎模型受多种因素影响，如DSS分子量、DSS浓度、DSS给药时间及给药方式等，选择适合的药物浓度、给药方式及给药时间等有助于节省时间、人力，从而有助于建立高成功率的UC模型。

评价方法：

甲苯胺蓝染色，以评估DSS的吸收情况。

冰冻切片(10 mm厚)进行髓过氧化物酶(MPO)染色，以观察中性粒细胞浸润情况。

HE染色观察炎症因子变化。

应用案例：

Dss 模型常用于筛选那些对 UC 相关性的大肠癌具有预防和治疗作用的药物。

Dss 动物模型也常被用于筛选对IBD有治疗潜力的药物分子，包括天然药物和合成药物。

乙酸诱导型结肠炎模型

通过对动物灌肠含有乙酸的溶液，可以诱发肠道黏膜上皮的坏死及暂时性的炎症，并呈现剂量依赖性。这种坏死和炎症常发生在末端结肠。其制备方法一般用4% -5%的乙酸溶液(浓度过高会导致肠穿孔)灌肠接触 15 -30s 后，用PBs冲洗肠道。在考察药物的防治作用时，以 0. 9 - 1. 4 mo1 ·L - 1浓度范围最为适意，动物可采用大鼠、小鼠、家兔和豚鼠等。

乙酸造模的机制通过激活环氧合酶和脂氧合酶途径启动了炎症的发生，其炎症介质与人类的急性肠炎的炎症介质相似。

应用案例：

乙酸诱导的结肠炎模型是一种较为简单的造模方法，可用于模拟人类的急性肠炎。实验发现抗氧化剂以及抗心绞痛药物能够改善这种结肠炎动物模型的肉眼及显微镜下的肠道病理改变。

碘乙酰胺诱导的结肠炎模型

研究发现内源性的巯基化合物，如谷胱甘肽具有保护胃黏膜免受损伤的作用。在结肠内滴注巯基化合物的阻滞剂可以诱发结肠炎，并且随着巯基化合物的减少，肠黏膜会发生炎症性损伤。

这些炎症性改变主要包括腹泻、结肠扩张及粘连、黏膜损伤、体重减轻等。

相关文献利用碘乙酰胺诱导的结肠炎模型探讨了肝素治疗UC的机制，认为肝素是通过改变结肠内成纤维细胞生长因子(FGF)及表皮生长因子(EGF)的结合活力，促进了组织的愈合。

应用案例：

碘乙酰胺诱导的结肠炎模型被用于研究吸烟对于结肠炎的影响。

吲哚美辛诱导的小肠结肠炎模型

研究表明1995年发现吲哚美辛能够诱发啮齿类动物的小肠和结肠溃疡，并呈现剂量依赖性。

此动物模型制备的关键有两点：

一是吲哚美辛必须完全溶解( 用无水乙醇彻底溶解后，再用35的碳酸氢钠溶液稀释)；

二是必须与动物的食物共同服用，因为禁食的动物会削弱对黏膜的损伤。

此模型的溃疡有许多类似于人类CD 的地方，但是其溃疡部位不是回肠，而主要局限于小肠中段。

应用案例：

相关文献利用吲哚美辛结肠炎模型探讨了由多种古印度草药配成的一种复方草药的疗效。

在吲哚美辛诱导的结肠炎模型的体内实验发现，MED15（ MED15 是非甾体类抗炎药，具有抗炎、解热止痛的作用。但是与其它类非甾体类抗炎药物不同，MED15具有与米索前列醇相同的胃肠道保护作用）治疗结肠炎的疗效优于3-氨基水杨酸和柳氮磺胺砒啶，能显著下调肠组织中MP0的水平。

三硝基苯磺酸(TNBs) 诱导的结肠炎模型

用乙醇破坏小鼠的肠黏膜屏障后，再灌肠注入半抗原TNBs，可以诱发小鼠结肠炎。

TNBs 在 100-130 mg ·kg - 1 剂量引起的UC 肠壁明显增厚，炎症和溃疡至少维持7 wk 时间，MP0 活性显著升高，组织学检查发现黏膜及黏膜下层有大量中性粒细胞及淋巴细胞、巨噬细胞、纤维细胞浸润、肉芽组织及隐窝脓肿形成。

研究发现在TNBs 动物模型的小肠炎症部位，肠黏膜吸收水分的能力消失。这可能是导致动物模型腹泻的原因。

研究发现应用低剂量提取于患病或者模型动物的结肠组织的抗原，可以通过改变促炎细胞因子和抗炎细胞因子之间的平衡，使免疫反应由Th-1 型转变为Th-3 型，明显改善 IBD 的临床症状。

应用案例：

TNBs 动物模型常常被用于验证临床较有前途的、用于治疗炎症性肠病的药物或分子。

噁唑酮(0xazo1one)诱导的结肠炎模型

研究表明，用噁唑酮与乙醇灌肠可以诱导结肠炎。与TNBs 模型相比，噁唑酮诱导的结肠炎模型症状出现的更早一些。一般在灌肠后第 2 天，体重损失和腹泻就达到最高峰，10 -12 d 后，症状消失。结肠炎并伴随溃疡一般发生在末端结肠。

组织病理改变主要是上皮细胞、杯状细胞和腺体与正常组织相比明显减少，与TNBs 所致的结肠炎相比，噁唑酮诱导的结肠炎是 Th-2 型结肠炎。

研究表明，用 IL-13Ra1pha2- Fc 中和 IL-13 可以阻止结肠炎的发生。由此可以推断，IL-13 是噁唑酮诱导的结肠炎的发病因素之一。

肽聚糖-多糖(PG-Ps)结肠炎模型

1988 年首次证实，在大鼠末端结肠壁内注射细菌细胞壁的成分PG-Ps 可诱发穿透性小肠结肠炎。Lewis 大鼠一般注射后3 - 4 wk 后就会出现慢性肉芽肿结肠炎。

组织学上的特征表现为结肠壁增厚，大量的淋巴细胞、巨噬细胞和中性粒细胞浸润。其机制可能是 PG-Ps 增加了肠黏膜的渗透性和 MP0 酶的活性，增加了N0 的生成和胶原的合成。

实验发现，非致病性的肠道寄居细菌的胞壁成分一旦穿透肠壁，也可以诱发结肠炎。

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