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Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS) 溃疡性结肠炎模型的建立

图片.png 




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 diseaseIBD)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。

如2.jpg 

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。

1. DSS结肠炎模型组织学特征

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



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,简单易行,成模率高,重复性强。

3、用不同浓度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

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。


如3.jpg

2. DSS急性结肠炎切片HE染色结果[1]

2、斑马鱼造模

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。


如4.jpg

3. DSS导致斑马鱼肝脏产生炎症反应[2]

3、猪造模

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。

如5.jpg 

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

1)将5~10日的雌果蝇放在一个装有2.5×2.5×1cm的空小瓶中培养中,用5%蔗糖溶液润湿的3.75-cm色谱纸(Fisher)              进料介质;

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。


 如6.jpg

5. DSS诱导果蝇中ISC前体细胞增殖[4]





造模成功的评价标准




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。

2. DAI评分细则

评分

体重下降百分比

粪便粘稠度

粪便潜血

0

0

正常

阴性

1

1-5%

软便

浅蓝

2

5-10%

黏液样便

蓝色

3

10-20%

稀液状便

深蓝

4

>20%


肉眼血便


2、组织学变化评分

组织学变化评分为上述各指标之和,在急性结肠炎模型中淋巴结形成不做评分。组织学分析的标准方法为HE染色(Cat.NO60524ES60)

3.组织学变化评分

评分

溃疡(个)

上皮细胞变化

炎症浸润

淋巴结(个)

0

0

正常

1

1

杯状细胞缺失

隐窝周围浸润

1

2

2

杯状细胞大面积缺失

黏膜肌层出现浸润

2

3

3

隐窝缺失

黏膜肌层普遍浸润,黏膜增厚

3

4

>3

隐窝大面积缺失或息肉状再生

黏膜下层浸润

>3

3结肠长度

急性结肠炎模型中,第8天可检测到结肠长度缩短;慢性结肠炎模型中,结肠长度缩短更加明显。

4总结

DSS UC动物模型构建应先进行预实验,摸索建模条件,建议预实验每组样本8-10只,并设立对照组。通常出现体重减轻、稀便、腹泻、血便或粪便潜血、溃疡可视为DSS药物有效,造模成功。






翌圣DSS建库案例



翌圣DSS(Cat.NO:60316ES,MW:36000~50000)广泛应用于UC模型的构建。我们发现急性结肠炎成模时间主要集中在7天左右,效果十分显著。下表是部分客户数据反馈。

4. 用DSS构建不同类型的肠炎模型

模型

建模样本

造模方案

造模结果

使用评价

急性结肠炎

BALB/c小鼠,雌

6-8周,25 g

3%-5% DSS连续自由饮用7天

Day5结肠长度缩短、HE染色,炎症明显

成模速度快,用时短。符合急性结肠炎模型特征

C57BL/6小鼠,雄

8周,20 g

3%-5% DSS灌胃,持续给药

Day5结肠长度缩短、体重下降、便血、拉稀

成模率高,用时短。符合急性结肠炎模型特征

慢性结肠炎

C57BL/6小鼠,雄

8周,22 g

1-2% DSS灌胃,持续给药

Day40结肠长度缩短、体重下降、便血、拉稀

成模率高。符合慢性结肠炎模型特征

结肠癌

C57BL/6小鼠,雄

8周,21 g

1%-2% DSS自由饮用5天,持续3周

14周结肠长度缩短、体重下降、HE染色,炎症明显

成模率高。符合结肠癌模型特征




常见问题



无论急性DSS结肠炎模型还是慢性DSS结肠炎模型,肠炎严重程度与成功与否均与小鼠种属(不同基因背景)、DSS浓度、给药周期等相关。

5. DSS结肠炎造模常见问题

可能出现的问题

可能的原因

建议解决办法

小鼠致死率高

DSS浓度太高

降低DSS给药浓度

小鼠无肠炎症状或低肠炎症状

DSS浓度太低

升高DSS给药浓度;减少循环间隔时间(10-14天)

同一组小鼠,肠炎症状差异大

瓶盖堵塞

每天检查小鼠饮水瓶

 




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产品名称

货号

规格

价格(元)

Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS)结肠炎建模用葡聚糖硫酸钠盐 MW:36000~50000

60316ES25

25 g

753.00

Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS)结肠炎建模用葡聚糖硫酸钠盐 MW:36000~50000

60316ES60

100 g

1953.00

Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS)结肠炎建模用葡聚糖硫酸钠盐 MW:36000~50000

60316ES76

500 g

7353.00

Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS)结肠炎建模用葡聚糖硫酸钠盐 MW:36000~50000

60316ES80

1 kg

13853.00

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2×100 mL

358.00





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[1] Gao X, Fan W, Tan L, et al. Soy isoflavones ameliorate experimental colitis by targeting ERα/NLRP3 inflammasome pathways[J]. The Journal of Nutritional Biochemistry, 2020, 83.

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