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DSS潰瘍性結腸炎模型的構建
——急性腸炎動物模型和慢性腸炎動物模型
一、建模背景——DSS造模發展歷程
現如今，有多種動物實驗模型被廣泛用于研究炎癥性腸炎（inflammatory bowel disease, IBD）的病因、發病機制及測試新開發藥物藥效等，尤其以葡聚糖硫酸鈉鹽（Dextran Sulfate Sodium Salt,DSS）結腸炎（ulcerative colitis,UC）模型應用廣。潰瘍性結腸炎動物模型發展歷程見圖1。
圖-1 DSS潰瘍病結腸炎模型發展歷程
二、DSS潰瘍性結腸炎模型的特點
本實驗模型使用小鼠、大鼠、倉鼠、豚鼠或豬、兔等動物均可造模，通過給予動物自由飲用不同濃度的DSS水溶液，根據用藥時間及用藥周期可制成急性和慢性兩種結腸炎模型。該模型癥狀表現與人類UC極為相似，主要表現為腹瀉、黏液樣便、糞便潛血、肉眼血便、重量減輕、活動度減少，毛色變差等。急性期結腸炎模型和慢性期結腸炎模型組織學改變見表-1。
表-1 DSS結腸炎模型組織學特征 | ||
DSS結腸炎模型類別 | 急性期結腸炎模型 | 慢性期結腸炎模型 |
組織學改變 | 結腸充血、水腫、變短、變脆、重量長度比增加 | 結腸明顯縮短 |
出現不同程度的結腸潰瘍 | 粘膜增厚、淋巴結腫大 | |
黏膜水腫、杯狀細胞缺失、隱窩腫脹破壞 | 杯狀細胞缺失、隱窩缺失 | |
黏膜和黏膜下層出現不同程度的炎癥細胞浸潤，上皮細胞損傷 | 小部分動物出現腺瘤性xi肉、腫瘤樣改變 | |
三、 DSS潰瘍性結腸炎模型的優勢
本實驗模型具有諸多優勢：
①與人UC極度相似，如癥狀表現及組織學改變。因此該模型可用于研究急性結腸炎、慢性結腸炎的發生發展機制，也可用于藥物的藥效研究等，為人UC的實驗研究提供借鑒。
②采用自由飲用DSS水溶液的方法建立動物模型，簡單易行；模型成功率高，實驗重復性強。且造價較低。
③用不同的DSS溶液濃度、給藥時間和給藥頻率，可制成急性和慢性兩種結腸炎模型。模型持續時間長，體現了急性向慢性轉化的動態過程，解決了UC的慢性化和維持問題，這是以前許多模型*的。
④已成功在多種屬動物中成功造模。
⑤聯合氧化偶氮甲烷 (azoxymethane, AOM)用藥，可用于誘發結腸炎相關性癌癥 (colitis associated cancer, CAC) 動物模型，成功模擬IBD誘發CAC的過程。
四、DSS潰瘍性結腸炎模型的建模（以小鼠動物模型為例說明）
實驗候選動物：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%；可根據實驗需求及動物類型摸索濃度。該濃度為質量體積比，使用飲用水配置后，過濾除菌。
1. 急性DSS結腸炎模型
Day1：稱重并標記各組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結腸炎模型
Day1：稱重并標記各組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.如何評價造模是否成功？
1）. 疾病活躍指數評分 Disease Activity Index, DAI score
從三個方面進行評估打分，分別為體重、糞便粘稠度、糞便潛血等指標，評分細則見表-3。其中，糞便潛血測試可使用尿糞隱血檢測試劑盒 （聯苯胺法）（Yeasen,60403ES60）。DAI評分為三個指標之和。
表-2 DAI評分細則 | |||
評分 | 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 |
2 | 5-10% | 黏液樣便 | 藍色 |
3 | 10-20% | 稀液狀便 | 深藍 |
4 | ＞20% |
| 肉眼血便 |
2). 組織學變化評分
a) 潰瘍形成個數：無—0，1個潰瘍—1,2個潰瘍—2，3個潰瘍—3，＞3個潰瘍—4
b) 上皮細胞變化：正常—0，杯狀細胞缺失—1，杯狀細胞大面積缺失—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：無—0，隱窩周圍浸潤—1，黏膜肌層出現浸潤—2，黏膜肌層普遍浸潤，黏膜增厚—3，黏膜下層浸潤—4
d) 淋巴結形成：無—0，1個淋巴結—1,2個淋巴結—2，3個淋巴結—3，＞3個潰瘍—4
組織學變化評分為上述各指標之和，在急性結腸炎模型中淋巴結形成不做評分。組織學分析的標準方法為HE染色（Yeasen, 60524ES60）。
圖-3 DSS潰瘍性結腸炎組織學變化模擬圖
3). 結腸長度
急性結腸炎模型中，第8天可檢測到結腸長度縮短；慢性結腸炎模型中，結腸長度縮短更加明顯。
4). 總結
DSS UC動物模型構建應先進行預實驗，摸索建模條件，建議預實驗每組小鼠8-10只，并設立對照組。通常出現體重減輕、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、建模成功數據及案例分享
目前翊圣葡聚糖硫酸鈉鹽（DSS）已在市場廣泛應用，并取得良好成果。在建模過程中，小鼠的品系以及DSS產品的用藥量，可能也是導致建模成功的關鍵之處，且發現成模時間主要集中在7天左右，效果十分顯著。通過對客戶實驗方案的了解以及數據反饋，將其匯總并分享，詳細見下表-3。
表3 DSS可用于構建不同類型的腸炎模型
急性結腸炎模型
建模樣本 | 造模方案 | 造模結果 | 使用評價 |
BALB/c小鼠，雌，6-8周，25 g | 3%-5% DSS連續自由飲用7天 | Day5出現，結腸長度縮短、HE染色，炎癥明顯 | 成模速度快，用時短。符合急性結腸炎模型特征 |
C57BL/6小鼠，雄，8周，20 g | 3%-5% DSS灌胃，持續給藥 | Day5出現，結腸長度縮短、體重下降、便血、拉稀 | 成模率高，用時短。符合急性結腸炎模型特征 |
慢性結腸炎模型
建模樣本 | 造模方案 | 造模結果 | 使用評價 |
C57BL/6小鼠，雄，8周，22 g | 1-2% DSS灌胃，持續給藥 | Day40出現，結腸長度縮短、體重下降、便血、拉稀 | 成模率高。符合慢性結腸炎模型特征 |
結腸癌模型
建模樣本 | 造模方案 | 造模結果 | 使用評價 |
C57BL/6小鼠，雄，8周，21 g | 1%-2% DSS自由飲用5天，持續3周 | 14周 出現，結腸長度縮短、體重下降、HE染色，炎癥明顯 | 成模率高。符合結腸癌模型特征 |
DSS結腸炎模型建模成功標準主要從體重、糞便粘稠度、糞便潛血、結腸變化等指標來判斷，下圖4為大家展示了兩組建模成功的結腸切片HE染色：
注：對照組：正常飲用水的小鼠；處理組：3-5%的DSS小鼠飲食。
圖-4 急性結腸炎切片HE染色結果
六、FAQ
無論急性DSS結腸炎模型還是慢性DSS結腸炎模型，腸炎嚴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。常見問題見下表-4。
表-4 DSS結腸炎造模常見問題 | ||
可能的問題 | 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；減少循環間隔時間（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、產品訂購
熱賣產品，建模效率與進口產品一致，產品價格低至進口價格的1/3，大量現貨庫存
產品名稱 | 貨號 | 規格 | 價格（元） |
Dextran Sulfate Sodium Salt（DSS） 結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） 結腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000 | 60316ES80 | 1 kg | 13853.00 |
八、相關產品
產品名稱 | 貨號 | 規格 | 價格（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、相關產品知識專題
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、產品已發表文章
[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
