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。
问 |
答 |
1.如何配置DSS溶液? |
用无菌水配制DSS溶液到所需浓度,建议使用0.22 μm的过滤。 |
2.DSS造模方案包括哪些? |
可通过自由饮、口服、或灌胃给药。 |
3.影响DSS造模成功的关键因素有哪些? |
DSS浓度、分子量、给药时间以及动物种属。 |
4.每天给大鼠和小鼠饮水量体积是多少(包含急性和慢性造模)? |
小鼠(20~25g)每只每天7-10毫升,大鼠(100 g)每只每天10~11毫升。 |
5.DSS和TNBS均是结肠炎模型,两者有什么区别? |
DSS诱发溃疡性结肠炎,TNBS诱发克罗恩病结肠炎。 |
6.慢性结肠炎造模过程中,为什么第二阶段诱导总是慢于第一阶段? |
第一阶段诱导后DSS耐受水平会提高,症状出现缓慢或较轻是常见的。若想要缩短第二阶段诱导周期,可以适当提高DSS浓度。 |
7.小鼠致死率高。 |
原因:DSS浓度太高。建议:适当降低DSS给药浓度 |
8.小鼠无肠炎症状或低肠炎症状 |
原因:DSS浓度过低,建议:适当升高DSS给药浓度;或者减少循环间隔时间(10-14天) |
9.同一组小鼠,肠炎症状差异大 |
原因:1.瓶盖堵塞;2.部分小鼠没有/少量饮用DSS 建议:1.每天检查小鼠饮水瓶;2.每只小鼠单独隔离培养,每天检查小鼠饮水量。 |
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名称 |
货号 |
规格 |
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60316ES25 |
25 g |
1255.00 | 1058.00 | |
60316ES60 |
100 g |
3855.00 | 2928.00 | |
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2×100 mL |
358.00 |
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HB201029