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 disease,IBD)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。
图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。
表1. DSS结肠炎模型组织学特征
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水溶液的建模方式,简单易行,成模率高,重复性强。
3、用不同浓度的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。
图2. DSS急性结肠炎切片HE染色结果
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。
图3. DSS导致斑马鱼肝脏产生炎症反应
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。
图4. DSS诱导致小猪体内D-甘露醇浓度高于对照组
4、果蝇造模
1)实验组:5~10日的雌果蝇;
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。
图5. DSS诱导果蝇中ISC前体细胞增殖
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。
表2. DAI评分细则
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.NO:60524ES60)。
表3.组织学变化评分
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建模成功实例
翌圣提供高品质DSS(Cat.NO:60316ES,MW:36000~50000),高纯度(>98%),硫含量17-19%,游离硫<0.2%,大量数据文献支持,广泛应用于UC模型的构建。
建模效率与进口产品一致,产品价格低至进口价格的1/3,大量现货库存。
客户1:
客户来源:中国医学科学院北京协和医学院放射医学研究所(天津)
小鼠类型:6~8周雄性C57BL/6J小鼠
造模方法:1.5% (w/v) DSS自由饮用15天
图6. Yeasen DSS(Cat#60316ES)小鼠造模实验结果(Yuan Li, et al. Gut Microbes(2019)789-806. IF=10.245)
客户2:
客户来源:南京农业大学
小鼠类型:体重为 20~22 g的8周龄雄性C57BL/6小鼠
造模方法:3% (w/v) DSS自由饮用7天
图7. Yeasen DSS(Cat#60316ES)小鼠造模实验结果(Xiaona Gao, et al. Journal of Nutritional Biochemistry 83 (2020) 108438. IF=6.048)
客户3:
客户来源:中国海洋大学
小鼠类型:4-5周龄SPF雄性C57BL/6J小鼠
造模方法:3.5% (w/v) DSS自由饮用一周
图8. Yeasen DSS(Cat#60316ES)小鼠造模实验结果(Hao H,et al.Frontiers in Immunology.2021.777147. IF=7.561)
表4. 用DSS构建不同类型的肠炎模型
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。
表5. DSS结肠炎造模常见问题
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