自从1985年报道日本学者首次采用葡聚糖硫酸钠(dextran sulphate sodium, DSS)制备出仓鼠溃疡性结肠炎模型后，已有大量数据证明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。

图1. DSS溃疡病结肠炎模型发展历程

DSS是葡聚糖的聚阴离子衍生物，由葡聚糖和氯磺酸的酯化反应形成，分子式为 (C₆H₇Na₃O₁₄S₃)_n，MW：36000~50000不等, 含硫量一般为17%-20%。DSS常被用于诱导结肠炎模型，其诱导机制虽尚未明确。目前的研究主要认为DSS增加肠道通透性、破坏肠黏膜屏障、上调某些细胞因子（肿瘤坏死因子、白介素、干扰素、IL-10和IL-12）、激活某些通路（NF-κB通路和TRPV1通路）或肠道菌群失调等有关。根据给药时间、以及给药周期可分为急性和慢性两种结肠炎模型。

慢性结肠炎模型则可采用低浓度DSS建立，但给药时间较长。如给予小鼠1%~3% DSS自由饮用数个星期即可。慢性结肠炎模型表现：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。

急性结肠炎造模也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。急性造模一般采用较高浓度的DSS建立，给药时间较短。如给予仓鼠3%~5% DSS自由饮用一周即可。急性期结肠炎模型表现：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。

图2. DSS慢性和急性造模模型

事实上，除了大小鼠可以用来DSS造模以外，斑马鱼、兔子、豚鼠、猪、猴等动物也可做结肠炎模型。研究发现，不同的物种造模过程中，DSS的浓度和造模周期会存在部分差异。

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0.22μm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3. DSS急性结肠炎切片HE染色结果^[1]

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1dpf；

2. 用E3培养基配置0.5%DSS饮用水，然后用0.22μm的滤膜过滤；

3. 用0.5%的DSS处理斑马鱼，从3dpf处理到6dpf。

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4. DSS导致斑马鱼肝脏产生炎症反应^[2]

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5. DSS诱导致小猪体内D-甘露醇浓度高于对照组^[3]

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，25μg/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6. DSS诱导果蝇中ISC前体细胞增殖^[4]

1.实验动物：大鼠，7周龄，300-320 g；

2.实验步骤：饮用7天 2.0 % 浓度的DSS后，饮用7天蒸馏水，共4个周期，HE染色；

3.实验结果：结肠黏膜异常。

图7. UC大鼠造模方法和结肠炎切片HE染色结果^[5]

目前翌圣生物提供的葡聚糖硫酸钠盐（DSS，MW:36000~50000），专门用于慢性和急性结肠炎建模。具有质量高、纯度高、重复性好等特点。客户可根据实验目的调整DSS浓度和给药时间，建立急性、慢性和急慢性交替性模型。造模操作简便，性价比高，重复性好。其造模成功与否主要与DSS浓度、分子量、给药时间以及动物种属有很大关系。

[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.

[2] Oehlers SH, Flores MV, Hall CJ, Crosier KE, Crosier PS. Retinoic acid suppresses intestinal mucus production andexacerbates experimental enterocolitis. Dis Model Mech. 2012 Jul;5(4):457-67.

[3] Kim CJ, Kovacs-Nolan JA, Yang C, Archbold T, Fan MZ, Mine Y. l-Tryptophan exhibits therapeutic function in a porcine model of dextran sodium sulfate (DSS)-induced colitis. J Nutr Biochem. 2010 Jun;21(6):468-75.

[4] Karpowicz, P., Perez, J. & Perrimon, N., 2010. The Hippo tumor suppressor pathway regulates intestinal stem cell regeneration. Development (Cambridge, England), 137(24), pp.4135–4145.

[5]Song G, Gan Q, Qi W, et al. Fructose Stimulated Colonic Arginine and Proline Metabolism Dysbiosis, Altered Microbiota and Aggravated Intestinal Barrier Dysfunction in DSS-Induced Colitis Rats. Nutrients. 2023 Feb 3;15(3):782.

[6] Zhong D, Jin K, Wang R, Chen B, Zhang J, Ren C, Chen X, Lu J, Zhou M. Microalgae-Based Hydrogel for Inflammatory Bowel Disease and Its Associated Anxiety and Depression. Adv Mater. 2024 Jan 26: e2312275. doi: 10.1002/adma.202312275. Epub ahead of print. PMID: 38277492. (IF: 29.4)

[7] Zhang Y, Tu S, Ji X, Wu J, Meng J, Gao J, Shao X, Shi S, Wang G, Qiu J, Zhang Z, Hua C, Zhang Z, Chen S, Zhang L, Zhu SJ. Dubosiella newyorkensis modulates immune tolerance in colitis via the L-lysine-activated AhR-IDO1-Kyn pathway. Nat Commun. 2024 Feb 13;15(1):1333. doi: 10.1038/s41467-024-45636-x.(IF: 16.6)

[8] Tong, L, et al. Milk-derived extracellular vesicles alleviate ulcerative colitis by regulating the gut immunity and reshaping the gut microbiota. Theranostics 2021, 11 (17), 8570-8586. DOI: 10.7150/thno.62046. (IF: 11.56)  

[9] Feng X, et al. Yeast Microcapsule Mediated Natural Products Delivery for Treating Ulcerative Colitis through Anti-Inflammatory and Regulation of Macrophage Polarization. ACS Appl Mater Interfaces. 2022 Jul 13;14(27):31085-31098. doi: 10.1021/acsami.2c05642. Epub 2022 Jun 30. PMID: 35770618. (IF: 10.38)  

[10] Li X, et al. Discoidin domain receptor 1(DDR1) promote intestinal barrier disruption in Ulcerative Colitis through tight junction proteins degradation and epithelium apoptosis. Pharmacol Res. 2022 Sep;183:106368. doi: 10.1016/j.phrs.2022.106368. Epub 2022 Jul 26. PMID: 35905891. (IF: 10.33)

[11] Jingjing Gan, et al. Orally administrated nucleotide-delivery particles from microfluidics for inflammatory bowel disease treatment. Applied Materials Today, Volume 25, 2021, 101231. (IF: 10.04)