DSS 造模发展历程
目前有多种动物模型被广泛用于研究炎症性肠炎(inflammatory bowel disease,IBD)的病因、发病机制及测试新开发药物药效等,尤其以葡聚糖硫酸钠盐(Dextran Sulfate Sodium Salt,DSS MW:36000~50000)结肠炎(ulcerative colitis,UC)模型应用最广。
图1. DSS溃疡病结肠炎模型发展历程
DSS建构的UC模型特点
通过给予动物自由饮用不同浓度的DSS(MW:36000~50000)水溶液,根据用药时间及用药周期可制成急性和慢性两种结肠炎模型。该模型症状表现与人类UC极为相似,主要表现为腹泻、黏液样便、粪便潜血、肉眼血便、重量减轻、活动度减少,毛色变差等。
DSS结肠炎模型类别 急性期结肠炎模型 慢性期结肠炎模型 组织学改变 结肠充血、水肿、变短、变脆、重量长度比增加 结肠明显缩短 出现不同程度的结肠溃疡 粘膜增厚、淋巴结肿大 黏膜水肿、杯状细胞缺失、隐窝肿胀破坏 杯状细胞缺失、隐窝缺失 黏膜和黏膜下层出现不同程度的炎症细胞浸润,上皮细胞损伤 小部分动物出现腺瘤性息肉、肿瘤样改变 DSS UC模型的优势
表1 DSS结肠炎模型组织学特征
1、症状表现与人UC极度相似,可用于研究急、慢性结肠炎的发生发展机制,也可用于药物的药效研究。
2、自由饮用DSS水溶液的建模方式,简单易行,成模率高,重复性强。
3、用不同浓度的DSS、给药时间和给药频率,可以实现急性和慢性两种结肠炎模型。模型持续时间长,体现了急性向慢性转化的动态过程,解决了UC的慢性化和维持问题,这是以前许多模型无法比拟的。
4、多种属动物中均可造模:小鼠、大鼠、斑马鱼、猪、果蝇等。
5、联合氧化偶氮甲烷 (azoxymethane, AOM)用药,可用于诱发结肠炎相关性癌症 (colitis associated cancer, CAC) 动物模型,成功模拟IBD诱发CAC的过程。
DSS UC模型建构实例
1、 小鼠造模(点击了解实验步骤详情)
1)BALB/c小鼠,雌,6-8周,25 g;
2)用无菌水配置3% DSS饮用水,然后用0.22 μm的滤膜过滤;
3)给小鼠连续饮用7天,HE染色;
4)实验结果:小鼠的组织水肿充血,有明显的炎症现象。
图2 DSS急性结肠炎切片HE染色结果[1]
2、 斑马鱼造模(点击了解实验步骤详情)
1)将斑马鱼胚胎培养在含甲基蓝的E3胚胎培养基中,28.5 ℃,培养至1 dpf;
2)用E3培养基配置0.5% DSS饮用水,然后用0.22 μm的滤膜过滤;
3)用0.5%的DSS处理斑马鱼,从3 dpf处理到6 dpf。
4)实验结果:0.5%的DSS药物处理均会导致斑马鱼肝脏颜色变深,产生炎症应激。
图3 DSS导致斑马鱼肝脏产生炎症反应[2]
3、猪造模(点击了解实验步骤详情)
1)四到五天大的约克郡小猪,实验组:灌注DSS,对照组:灌注生理盐水
2)每只小猪每日摄入量1.25g DSS/kg,灌注5天
3)实验结果:灌注DSS后,实验组的血浆D-甘露醇摄取率显著高于对照组,表明小猪出现了肉眼可见的肠炎症状。
图4 DSS诱导致小猪体内D-甘露醇浓度高于对照组[3]
4、果蝇造模(点击了解实验详情)
1)实验组:5~10日的雌果蝇;
2)用5%的蔗糖溶液分别配制含有不同成分的喂食培养基,类别包括各含3%的DSS,25 μg/ml博来霉素;
3)果蝇放入含有层析纸的瓶中,29℃培养三天,期间每天将存活的果蝇移入含有新鲜培养基的空瓶中;
4)实验结果:DSS有致死的功能,且DSS诱导ISC前体细胞增殖。
图5 DSS诱导果蝇中ISC前体细胞增殖[4]
5、结直肠癌模型(点击了解实验详情)
1)第1天称重并标记小鼠,实验组小鼠腹腔注射偶氮甲烷 AOM(10 mg/kg);
2)用常规饮用水喂食一周;
3)用2.5%浓度DSS替换饮用水喂食一周;
4)用常规饮用水喂食2周;
5)步骤3和步骤4重复3次。
如何评价造模是否成功?
1、疾病活跃指数评分(Disease Activity Index, DAI score)
从三个方面进行评估打分,分别为体重、粪便粘稠度、粪便潜血等指标,DAI评分为三个指标之和。
表2. DAI评分细则
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