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结肠炎、胰腺炎、糖尿病模型构建方法解析

动物模型是现代生物医学研究中的一个极为重要的实验方法和手段,随着生命科学和医学研究入新领域,稳定有效的疾病动物模型有助于更方便、更有效地认识人类疾病的发生、发展规律和研究防治措施。                                         

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图1. 实验室常用的造模小鼠(左:ICR;右:C57BL/6)




动物模型的特征




1

再现性好


能够再现所要研究的人类疾病,动物疾病与人类疾病相似。



2

复制率高


动物能重复产生该疾病,最好能在两种动物体内复制该病。



3

专一性好


一种方法只能复制出一种模型。



4

满足实验要求


动物背景资料完整,实验动物合格,生命周期满足实验需要。




动物模型的类型




1
自发性动物模型


是指实验动物未经任何有意识的人工处置,在自然情况下所发生的疾病。包括突变系的遗传疾病和近交系的肿瘤疾病模型。如裸鼠、肌肉萎缩症小鼠、肥胖症小鼠等。



2
诱发性动物模型


通过使用物理的、化学的和生物的致病因素作用于动物,造成动物组织、器官或全身一定的损害,出现某些类似人类疾病时的功能、代谢或形态结构方面的病变。如各种癌症模型小鼠、类风湿性关节炎小鼠、糖尿病小鼠等。


接下来为大家介绍实验室3种常见的疾病动物模型。




结肠炎模型




有大量数据证明DSS结肠炎模型的病因、临床症状、病理改变及治疗应答均与人类溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)相似。因此,DSS结肠炎模型对于研究UC病因、发病机制及肿瘤疾病,成为了一种很重要治疗手段,也是目前应用最为广泛的UC模型之一。



1
急性结肠炎模型


急性结肠炎造模是常用的结肠炎模型之一, 因其制备简单、成功率高,且与人类UC病变相似,是研究UC发病机制和评估药物疗效较为理想的模型。

给药方式:3%~5% DSS自由饮用一周。

模型表现:结肠充血、水肿、变短、变脆、重量长度比增加,出现不同程度的结肠溃疡,黏膜水肿、杯状细胞缺失、隐窝肿胀破坏,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。



2
慢性结肠炎模型


可采用低浓度DSS建立,给药时间较长。

给药方式:1%~3% DSS自由饮用数个星期。

模型表现:小鼠结肠明显缩短,上皮增生、黏膜纤维化和淋巴结肿大;小部分动物可见肉芽组织增生和肿瘤样改变。

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图2. 慢性和急性结肠炎造模方式


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图3. 急性结肠炎造模前后,结肠组织发生变化




急性胰腺炎(AP)模型




雨蛙素诱导的急性胰腺炎模型已经成功运用于大鼠、小鼠、狗和叙利亚仓鼠等动物AP模型的建立,该模型有助于描述自噬受损、病理性钙信号传导和内质网应激的过程这些是AP发病机制的核心。可以通过调整雨蛙素的给药方案来增加急性胰腺炎的严重程度。


给药方式(小鼠):

1)以1小时间隔腹腔注射10次CAE(50μg/kg),并在最后一次注射LPS(5mg/kg)。【1】

2)以1小时间隔腹腔注射7次CAE(50μg/kg),并在最后一次注射LPS(10mg/kg)。【2】

3)每天以1小时间隔腹腔注射5次CAE(50μg/kg),连续3天。【3】


模型表现:胰腺显著水肿;胰腺组织学改变,包括间质水肿腺泡细胞胞质内空泡形成及白细胞浸润;血清淀粉酶含量升高。


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图4. CAE+LPS处理组的胰腺组织中具有明显的水肿、腺泡细胞坏死和中性粒细胞浸润




糖尿病模型




链脲佐菌素(StreptozocinSTZ对一定种属动物的胰岛β细胞有选择性破坏作用,能诱发许多动物产生糖尿病。相比于其他诱导糖尿病的方法STZ诱导糖尿病法对机体组织毒性小,动物存活率高,是目前国内外糖尿病造模使用最为广泛的一种方法。

小鼠糖尿病模型标准:血糖≥16.7mmol/L



1
I型糖尿病


给药方式(大鼠65-70mg/kg一次性给药或分次注射,如35mg/kg,注射2次。

给药方式(小鼠):150-220mg/kg一次性给药或分次注射,如100mg/kg,注射2次。

模型表现:胰岛β细胞数量显著减少和消失所导致的胰岛素分泌显著下降或缺失。



2
II型糖尿病


给药方式(大鼠先喂养4-8周高脂(高糖)饲料,可用35-50mg/kg一次性给药。

给药方式(小鼠):先喂养4-8周高脂(高糖)饲料,可用70-120mg/kg 一次性给药。

模型表现:胰岛素调控葡萄糖代谢能力的下降(胰岛素抵抗)伴随胰岛β细胞功能缺陷所导致的胰岛素分泌减少(或相对减少)。

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图5. 糖尿病小鼠造模成功后,肺和肾脏组织形态学发生变化



参考文献




【1】Ellipticine blocks synergistic effects of IL-17A and TNF-α in epithelial cells and alleviates severe acute pancreatitis-associated acute lung injury

【2】Macrophages-derived p38α promotes the experimental severe acute
pancreatitis by regulating inflammation and autophagy

【3】Baicalein attenuates pancreatic inflammatory injury through regulating MAPK, STAT 3 and NF-κB activation



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名称

货号

规格

Dextran   Sulfate Sodium Salt(DSS)

结肠炎建模用葡聚糖硫酸钠盐MW:36000~50000

60316ES25/60/76/80

25g/100g/500g/1kg

Caerulein   雨蛙素

60321ES03

1mg

Streptozocin   链脲佐菌素

60256ES60/76/80

100mg/500mg/1g

Citric   Acid, Monohydrate 柠檬酸一水

60347ES25

25g

Citric   Acid Trisodium Salt,Dihydrate  

柠檬酸三钠二水

60348ES25

25g

Hematoxylin   and Eosin Staining Kit

苏木素伊红(H&E)染色试剂盒

60524ES60

2×100mL


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