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DSS溃疡性结肠炎模型的构建
——急性肠炎动物模型和慢性肠炎动物模型
一、建模背景——DSS造模发展历程
现如今，有多种动物实验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）结肠炎（ulcerative colitis,UC）模型应用广。溃疡性结肠炎动物模型发展历程见图1。
图-1 DSS溃疡病结肠炎模型发展历程
二、DSS溃疡性结肠炎模型的特点
本实验模型使用小鼠、大鼠、仓鼠、豚鼠或猪、兔等动物均可造模，通过给予动物自由饮用不同浓度的DSS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。急性期结肠炎模型和慢性期结肠炎模型组织学改变见表-1。
表-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xi肉、肿瘤样改变 | |
三、 DSS溃疡性结肠炎模型的优势
本实验模型具有诸多优势：
①与人UC极度相似，如症状表现及组织学改变。因此该模型可用于研究急性结肠炎、慢性结肠炎的发生发展机制，也可用于药物的药效研究等，为人UC的实验研究提供借鉴。
②采用自由饮用DSS水溶液的方法建立动物模型，简单易行；模型成功率高，实验重复性强。且造价较低。
③用不同的DSS溶液浓度、给药时间和给药频率，可制成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*的。
④已成功在多种属动物中成功造模。
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。
四、DSS溃疡性结肠炎模型的建模（以小鼠动物模型为例说明）
实验候选动物：C57BL/6或BALB/c，雌性，6-8周。每组至少8-10只小鼠。
造模试剂：DSS，Mw 36000-50000，含硫量16-20%。
DSS浓度：急性期模型通常为3-5%，慢性期模型通常为1-3%；可根据实验需求及动物类型摸索浓度。该浓度为质量体积比，使用饮用水配置后，过滤除菌。
1. 急性DSS结肠炎模型
Day1：称重并标记各组C57BL/6小鼠。待造模小鼠饮用3-5% DSS水溶液，未处理组小鼠饮用正常水。
Day3：给予待造模小鼠更换新鲜3-5%DSS饮用水。
Day5：给予待造模小鼠更换新鲜3-5%DSS饮用水。
Day8：给予待造模小鼠更换新鲜不含DSS的饮用水。
2. 慢性DSS结肠炎模型
Day1：称重并标记各组C57BL/6小鼠。待造模小鼠饮用1-3% DSS水溶液，未处理组小鼠饮用正常水。
Day3：给予待造模小鼠更换新鲜1-3%DSS饮用水。
Day5：给予待造模小鼠更换新鲜1-3%DSS饮用水。
Day8：给予待造模小鼠更换新鲜不含DSS的饮用水。
Day22-Day26：重复Day1-Day5操作。
Day29：给予待造模小鼠更换新鲜不含DSS的饮用水。
Day43-Day47：重复Day1-Day5操作。
Day50：给予待造模小鼠更换新鲜不含DSS的饮用水。
图-2 DSS UC model
3.如何评价造模是否成功？
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，评分细则见表-3。其中，粪便潜血测试可使用尿粪隐血检测试剂盒 （联苯胺法）（Yeasen,60403ES60）。DAI评分为三个指标之和。
表-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
a) 溃疡形成个数：无—0，1个溃疡—1,2个溃疡—2，3个溃疡—3，＞3个溃疡—4
b) 上皮细胞变化：正常—0，杯状细胞缺失—1，杯状细胞大面积缺失—2，隐窝缺失—3，隐窝大面积缺失或息肉状再生—4
c) 炎症浸润：无—0，隐窝周围浸润—1，黏膜肌层出现浸润—2，黏膜肌层普遍浸润，黏膜增厚—3，黏膜下层浸润—4
d) 淋巴结形成：无—0，1个淋巴结—1,2个淋巴结—2，3个淋巴结—3，＞3个溃疡—4
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（Yeasen, 60524ES60）。
图-3 DSS溃疡性结肠炎组织学变化模拟图
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，建议预实验每组小鼠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。
五、建模成功数据及案例分享
目前翊圣葡聚糖硫酸钠盐（DSS）已在市场广泛应用，并取得良好成果。在建模过程中，小鼠的品系以及DSS产品的用药量，可能也是导致建模成功的关键之处，且发现成模时间主要集中在7天左右，效果十分显著。通过对客户实验方案的了解以及数据反馈，将其汇总并分享，详细见下表-3。
表3 DSS可用于构建不同类型的肠炎模型
急性结肠炎模型
建模样本 | 造模方案 | 造模结果 | 使用评价 |
BALB/c小鼠，雌，6-8周，25 g | 3%-5% DSS连续自由饮用7天 | Day5出现，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出现，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 |
慢性结肠炎模型
建模样本 | 造模方案 | 造模结果 | 使用评价 |
C57BL/6小鼠，雄，8周，22 g | 1-2% DSS灌胃，持续给药 | Day40出现，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 |
结肠癌模型
建模样本 | 造模方案 | 造模结果 | 使用评价 |
C57BL/6小鼠，雄，8周，21 g | 1%-2% DSS自由饮用5天，持续3周 | 14周 出现，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 |
DSS结肠炎模型建模成功标准主要从体重、粪便粘稠度、粪便潜血、结肠变化等指标来判断，下图4为大家展示了两组建模成功的结肠切片HE染色：
注：对照组：正常饮用水的小鼠；处理组：3-5%的DSS小鼠饮食。
图-4 急性结肠炎切片HE染色结果
六、FAQ
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。常见问题见下表-4。
表-4 DSS结肠炎造模常见问题 | ||
可能的问题 | 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 |
七、产品订购
热卖产品，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
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 |
八、相关产品
产品名称 | 货号 | 规格 | 价格（元） |
Hematoxylin and Eosin Staining Kit 苏木素伊红（H&E）染色试剂盒 | 60524ES60 | 2×100 mL | 358.00 |
九、相关产品知识专题
多研究用途的葡聚糖硫酸 Dextran Sulfate Sodium Salt
不同分子量的葡聚糖Dextran
十、产品已发表文章
[1] Fan H, Chen W, Zhu J, et al. Toosendanin alleviates dextran sulfate sodium-induced colitis by inhibiting M1 macrophage polarization and regulating NLRP3 inflammasome and Nrf2/HO-1 signaling[J]. International immunopharmacology, 2019, 76: 105909.
HB200220
