Cronologia dello sviluppo della modellazione DSS

Lo sviluppo di farmaci richiede modelli animali per testare l'efficacia. Con oltre 50 anni di sviluppo e ottimizzazione, il modello di colite ulcerosa (UC) con sale sodico di destrano solfato (DSS), tra i vari modelli animali, è ampiamente utilizzato per studiare l'eziologia e la patogenesi della malattia infiammatoria intestinale (IBD).

Fig1. Lo sviluppo del modello DSS di colite ulcerosa

Ccaratteristiche del modello UC costruito da Servizio Civile

Possono essere indotti molteplici sintomi acuti o cronici della CU, come: diarrea, feci mucose, sangue occulto nelle feci, feci sanguinolente, perdita di peso, diminuzione dell'attività e colore del mantello scadente, mediante diverse dosi di DSS.

Tabella 1 Caratteristiche istologiche del modello di colite DSS

Categoria modello colite DSS

modello di colite acuta

Modello di colite in fase cronica

cambiamenti istologici

Iperemia del colon, edema, accorciamento, fragilità, aumento del rapporto peso-lunghezza

colon notevolmente accorciato

Ulcere del colon di vario grado

Ispessimento della mucosa, linfoadenopatia

Edema delle mucose, perdita delle cellule caliciformi, rigonfiamento e distruzione delle cripte

perdita delle cellule caliciformi, perdita della cripta

Diversi gradi di infiltrazione delle cellule infiammatorie nella mucosa e nella sottomucosa, danno delle cellule epiteliali

Polipi adenomatosi e alterazioni tumorali in un piccolo numero di animali

Vantaggi del modello DSS UC

  1. I protocolli sono facili da implementare.
  2. Il modello DSS UC riproduce fedelmente i sintomi della CU umana, con elevata ripetibilità.
  3. È possibile indurre vari sintomi caratteristici controllando la dose di DSS somministrata, caratteristica unica del modello DSS UC.
  4. Il modello DSS UC può essere generato con una varietà di animali modello ampiamente utilizzati, come topi, ratti, pesci zebra, maiali, moscerini della frutta, ecc.
  5. È possibile creare un modello di cancro associato a colite (CAC) indotta da IBD con l'uso combinato di azossimetano (AOM).

Esempio di costruzione del modello DSS UC

  1. Topi modello(Clicca per i dettagli

1) Topi BALB/c, femmine, 6-8 settimane, 25 g;

2) Acqua potabile sterile con 3% DSS e filtro con membrana da 0,22 μm;

3) Il DSS è stato somministrato per 7 giorni;

4) Infiammazione, come quella del colon edema e congestione sono stati osservati dopo la colorazione con HE.

Fig.2 Risultati della colorazione HE delle sezioni di colite acuta DSS [1]

  1. Modello di pesce zebra(Clicca per i dettagli
1) Gli embrioni di pesce zebra sono stati ottenuti dalla deposizione delle uova naturale e allevati fino a 1 giorno dopo la fecondazione (DPF) in un'incubatrice a 28.5℃ in acqua ricircolante (60 μg/mL di sali marini oceanici istantanei) e integrato con blu di metilene fino a 1 dpf;
2)Dopo 1 dpf, utilizzare il terreno di coltura embrionale E3 senza blu di metilene per coltivare fino a 3 dpf;
3)Preparare una soluzione di archiviazione DSS al 10% con supporto E3;
4) Diluire il DSS con il terreno di coltura fino alla dose massima non letale (concentrazione di riferimento del DSS: 0,5%);
5) I pesci zebra sono stati trattati con DSS allo 0,5% da 3 a 6 giorni dopo la dose e gli indici sono stati:

Fig.3 DSS induce risposta infiammatoria nel fegato di pesce zebra [2]

3.Modello del maiale(Clicca per i dettagli

1) Maialini Yorkshire all'età di 4-5 giorni;

2) Dose DSS: 1,25 g/kg, assunzione orale per 5 giorni;

3) È stato osservato un aumento del tasso di assorbimento del D-mannitolo.

Fig.4 La concentrazione di D-mannitolo indotta da DSS nei suinetti era più alta rispetto a quella nel gruppo di controllo [3]

4.Modello Drosophila(Clicca per i dettagli

1) Drosophila, femmina, 5-10 giorni;

2) Alimentazione medio è stato preparato con una soluzione di saccarosio al 5% contenente il 3% di DSS e 25 μg/mL bleomicina;

3) La Drosophila è stata coltivata a 29°C per tre giorni con cambio giornaliero del flacone di coltura;

4) Il DSS ha indotto la proliferazione delle cellule precursori delle ISC e ha avuto un effetto letale sulla drosophila.

Fig.5 DSS induce la proliferazione delle cellule precursori ISC in Drosophila [4] .

5.Ccancro associato all'olite(Clicca per i dettagli

1) Topi BALB/c, maschi, 7 settimane di età;
2)Il giorno 1, pesare e contrassegnare i topi. Iniettare per via intraperitoneale nei topi 10 mg/kg di soluzione AOM.
3) Riempire d'acqua la riserva d'acqua delle gabbie dei topi. Calcolare 7-10 ml di acqua al giorno per topo. Alimentazione per una settimana.
4) Sostituire l'acqua potabile con il 2,5% di DSS per una settimana;
5) Somministrare regolarmente acqua potabile per due settimane;
6) Ripetere i passaggi 3-4 per 3 volte.

    Figura 6 Schema del CAC indotto da AOM/DSS [5] .

    Criteri di valutazione del modello

    1. Indice di attività della malattia ( Punteggio DAI)

    Il modello è stato valutato con molteplici parametri, tra cui il peso corporeo, la viscosità fecale e il sangue occulto, attraverso i quali viene generato il DAI complessivo.

    Tabella 2 Regole di punteggio DAI

    punto

    percentuale di perdita di peso

    consistenza delle feci

    sangue occulto fecale

    0

    0

    normale

    Negativo

    1

    1-5%

    feci morbide

    azzurro chiaro

    2

    5-10%

    feci mucose

    blu

    3

    10-20%

    feci molli

    blu scuro

    4

    >20%

    \

    feci sanguinolente disgustose

    1. Punteggio di cambiamento istologico

    I punteggi sono stati assegnati per gli indicatori di cui sopra in base ai cambiamenti istologici escludendo la formazione dei linfonodi per il modello di colite acuta. I reagenti di colorazione HE utilizzati sono Cat#60524ES60.

    Tabella 3 Punteggio di cambiamento istologico

    punto

    Ulcera(e)

    Cambiamenti epiteliali

    infiltrato infiammatorio

    linfonodo(i)

    0

    0

    normale

    nessuno

    nessuno

    1

    1

    perdita di cellule caliciformi

    Infiltrazione pericrypt

    1

    2

    2

    perdita di cellule caliciformi

    Infiltrazione della muscolaris mucosae

    2

    3

    3

    cancellazione della cripta

    Infiltrazione generalizzata della mucosa muscolare, ispessimento della mucosa

    3

    4

    >3

    Perdita estesa della cripta o rigenerazione polipoide

    invasione della sottomucosa

    >3

    1. Colon lunghezza
    La lunghezza ridotta del colon era un fenotipo evidente per il modello di colite cronica, mentre cambiamenti simili possono essere rilevati l'ottavo giorno per il modello di colite acuta.
      4.Riepilogo

      Si raccomandano esperimenti preliminari per l'utilizzo del modello animale DSS UC con un controllo appropriato. Il requisito minimo è di 8-10 animali per gruppo.

      Link a questa risorsa

      [1]Xiaona Gao, et al. Journal of Nutritional Biochemistry 83 (2020) 108438.
      [2]Jing Ma,et al.Acquacoltura e pesca (2021) 548–557.
      [3]Connie J. Kim, et al. Journal of Nutritional Biochemistry 21 (2010) 468–475.
      [4]Fangfang Ren, et al.PNAS.2010.107 (49) 21064-21069.
      [5]Jia-Rong Huang, et al. Frontiers in Pharmacology.2020.11:586885.

        Caso di successo per la modellazione con Yeasen DSS

        I modelli di colite acuta di successo vengono generati con Yeasen DSS (Cat#60316ES, MW: 36000~50000) in 7 giorni con fenotipo prominente come mostrato nella tabella seguente.

        Tabella 4 Costruzione di diversi tipi di modelli di enterite con DSS

        Modello

        Modelli di campioni

        Piano di modellazione

        Risultati della modellazione

        Valutazione dell'uso

        colite acuta

        Topi BALB/c, femmina, 6-8 settimane, 25 g

        Bere liberamente 3%-5% DSS per 7 giorni consecutivi

        Il giorno 5 è apparso, la lunghezza del colon era accorciata, la colorazione HE e l'infiammazione era evidente

        La velocità di stampaggio è rapida e il tempo è breve. In linea con le caratteristiche del modello di colite acuta

        Topi C57BL/6, maschi, 8 settimane, 20 g

        3%-5% DSS tramite sondino, somministrazione continua

        Giorno 5: accorciamento del colon, perdita di peso, sangue nelle feci, diarrea

        Elevato tasso di muffa e breve durata. In linea con le caratteristiche del modello di colite acuta

        colite cronica

        Topo C57BL/6, maschio, 8 settimane, 22 g

        1-2% DSS tramite sondino, somministrazione continua

        Appare il giorno 40, accorciamento del colon, perdita di peso, sangue nelle feci, diarrea

        Elevato tasso di modellamento. In linea con le caratteristiche del modello di colite cronica

        cancro al colon

        Topo C57BL/6, maschio, 8 settimane, 21 g

        1%-2% DSS ad libitum per 5 giorni per 3 settimane

        14 settimane con lunghezza del colon accorciata, perdita di peso, colorazione HE e infiammazione evidente

        Elevato tasso di stampaggio. In linea con le caratteristiche del modello del cancro del colon

        FAQ

        Indipendentemente dal modello di colite DSS acuta o cronica, la gravità e il successo dell'enterite sono correlati alla specie di topo (diversi background genetici), alla concentrazione di DSS e al ciclo di dosaggio.

        Tabella 5 Problemi comuni della modellazione della colite DSS

        possibili problemi

        possibile motivo

        Soluzione suggerita

        elevata mortalità nei topi

        Concentrazione DSS troppo alta

        Diminuire la concentrazione di DSS somministrata

        Topi con sintomi assenti o bassi di enterite

        Concentrazione DSS troppo bassa

        Aumentare la concentrazione del dosaggio DSS; diminuire l'intervallo del ciclo (10-14 giorni)

        Nello stesso gruppo di topi, i sintomi dell'enterite variano notevolmente

        tappo della bottiglia intasato

        Controllare quotidianamente la bottiglia d'acqua del topo

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        Particoli pubblicati con i nostri reagenti

        2024

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        2020

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        Indagine