DSS建模发展历史

药物研发需要动物模型来验证疗效,葡聚糖硫酸钠(DSS)溃疡性结肠炎(UC)模型经过50多年的发展和优化,是众多动物模型中被广泛用于研究炎症性肠病(IBD)病因和发病机制的动物模型。

图1 DSS溃疡性结肠炎模型的建立

UC 模型的特征 由建造 决策支持系统

可诱发多种 UC 急性或慢性症状,例如 腹泻、粘液样便、粪便潜血、肉眼可见的血便、体重下降、活动量减少、皮毛颜色不佳,通过不同的 DSS 剂量。

表1 DSS结肠炎模型的组织学特征

DSS 结肠炎模型分类

急性结肠炎模型

慢性期结肠炎模型

组织学变化

结肠充血、水肿、缩短、变脆、重量长度比增加

结肠明显缩短

不同程度的结肠溃疡

粘膜增厚、淋巴结肿大

粘膜水肿、杯状细胞丢失、隐窝肿胀和破坏

杯状细胞丢失、隐窝细胞丢失

黏膜及黏膜下层不同程度炎性细胞浸润,上皮细胞破坏

少数动物出现腺瘤性息肉及肿瘤样改变

DSS UC 模型的优势

  1. 该协议易于实现。
  2. DSS UC 模型与人类 UC 症状非常相似,具有高度的重复性。
  3. 通过控制DSS给药剂量可诱发多种特征性症状,这是DSS UC模型所特有的。
  4. DSS UC 模型可以用多种广泛使用的模型动物来生成,例如小鼠、大鼠、斑马鱼、猪、果蝇等。
  5. 可以与氧化偶氮甲烷(AOM)联合使用来创建IBD诱发的结肠炎相关癌症(CAC)模型。

DSS UC模型构建示例

  1. 老鼠 模型点击查看详细信息

1)BALB/c小鼠,雌性,6-8周,25g;

2)含3%DSS的无菌饮用水,用0.22μm膜过滤;

3)DSS治疗7天;

4)炎症,如结肠 HE染色后观察组织水肿、充血情况。

图2 DSS急性结肠炎切片HE染色结果 [1]

  1. 斑马鱼模型点击查看详细信息
1)斑马鱼胚胎通过自然产卵获得,并在28℃的孵化器中培养至受精后1天(dpf)。5℃循环水(60 μg/mL速溶海洋海盐)中,添加亚甲蓝至1 dpf;
2)受精1dpf后,使用不含亚甲蓝的E3胚胎培养基继续培养至受精3dpf;
3)用E3培养基配制10%DSS保存液;
4)用培养基稀释DSS至最大非致死剂量(DSS浓度参考:0.5%);
5)斑马鱼受精3dpf至6dpf期间用0.5%DSS处理,其各项指标均高于对照组。

图3 DSS诱导斑马鱼肝脏炎症反应 [2]

3.猪模型点击查看详细信息

1)约克夏猪仔 4-5 天;

2)DSS剂量:1.25g/kg,口服,连续5天;

3)观察到D-甘露醇吸收率增加。

图4 DSS诱导仔猪体内D-甘露醇浓度高于对照组 [3]

4.果蝇模型点击查看详细信息

1)果蝇,雌性,5-10 天;

2)喂食 中等的 用含有 3% DSS 和 25 μg/mL 博来霉素;

3)果蝇在29℃培养三天,每天更换培养瓶;

4)DSS诱导ISC前体细胞增殖并对果蝇产生致死作用。

图5 DSS诱导果蝇ISC前体细胞增殖 [4]

5.C肠炎相关癌症(点击查看详细信息

1)BALB/c小鼠,雄性,7周龄;
2)第1天,称量小鼠,标记,给小鼠腹腔注射10mg/kg AOM溶液。
3) 将鼠笼的饮水口注满水。每只老鼠每天需要7-10毫升水。喂养一周。
4)用2.5%DSS替代饮用水一周;
5)连续两周给予普通饮水喂养;
6)重复步骤3-43次。

    图6 CAC示意图 由 AOM/DSS 引起的 [5]

    模型评估标准

    1. 疾病活动指数( DAI 评分 )

    该模型通过体重、粪便粘度和潜血等多项参数进行评估,并据此计算出总体DAI。

    表 2 DAI 评分规则

    分数

    体重减轻百分比

    大便稠度

    大便潜血

    0

    0

    普通的

    消极的

    1

    1-5%

    软凳

    浅蓝色

    2

    5-10%

    粘液便

    蓝色的

    3

    10-20%

    大便稀软

    深蓝色

    4

    >20%

    \

    大便带血

    1. 组织学改变评分

    以上指标评分依据急性结肠炎模型的组织学改变(不包括淋巴结形成)进行,所用HE染色试剂为Cat#60524ES60。

    表3 组织学改变评分

    分数

    溃疡

    上皮变化

    炎性浸润

    淋巴结

    0

    0

    普通的

    没有任何

    没有任何

    1

    1

    杯状细胞丢失

    阴道周围浸润

    1

    2

    2

    杯状细胞丢失

    粘膜肌层浸润

    2

    3

    3

    隐窝删除

    粘膜肌层普遍浸润,粘膜增厚

    3

    4

    >3

    大量隐窝消失或息肉样再生

    黏膜下层侵犯

    >3

    1. 冒号 长度
    结肠长度缩短是慢性结肠炎模型的明显表型,而急性结肠炎模型在第8天也可以检测到类似的变化。
      4概括

      建议使用具有适当对照的 DSS UC 动物模型进行初步实验。每组 8-10 只动物是最低要求。

      此资源的链接

      1)高晓娜等 营养生物化学杂志83 (2020) 108438。
      2)马菁等.水产养殖与渔业(2021)548–557。
      3)Connie J. Kim等,《营养生物化学杂志》21(2010)468–475。
      4)任芳芳等.PNAS.2010.107 (49) 21064-21069。
      5)黄家荣等.Frontiers in Pharmacology.2020.11:586885。

        成功案例 Yeasen 决策支持系统

        成功的急性结肠炎模型建立于 Yeasen DSS(Cat#60316ES,MW:36000~50000)在7天内表现出显著的表型,如下表所示。

        表4 DSS不同类型肠炎模型的构建

        模型

        建模示例

        造型方案

        建模结果

        使用评估

        急性结肠炎

        BALB/c小鼠,雌性,6-8周,25克

        3%-5% DSS连续7天自由饮用

        第5天出现,结肠长度缩短,HE染色,炎症明显

        成型速度快,时间短,符合急性结肠炎模型特点

        C57BL/6小鼠,雄性,8周,20克

        3%-5% DSS管饲,持续给药

        第 5 天出现,结肠缩短,体重减轻,便血,腹泻

        发霉率高,持续时间短,符合急性结肠炎模型特点

        慢性结肠炎

        C57BL/6小鼠,雄性,8周,22克

        1-2% DSS 管饲法,持续给药

        Day40出现,结肠缩短,体重下降,便血,腹泻

        成型率高,符合慢性结肠炎模型特点

        结肠癌

        C57BL/6小鼠,雄性,8周,21克

        1%-2% DSS 自由采食 5 天,持续 3 周

        14周结肠长度缩短,体重减轻,HE染色,炎症明显

        成型率高,符合结肠癌模型特征

        F空气质量

        无论是急性DSS结肠炎模型还是慢性DSS结肠炎模型,肠炎的严重程度和成功率都与小鼠种类(不同的遗传背景)、DSS浓度和给药周期有关。

        表5 DSS结肠炎建模常见问题

        可能出现的问题

        可能的原因

        建议的解决方案

        小鼠死亡率高

        DSS 浓度过高

        降低所施用的 DSS 浓度

        无肠炎症状或肠炎症状较轻的小鼠

        DSS 浓度过低

        增加 DSS 剂量浓度;减少周期间隔(10-14 天)

        同一组小鼠,肠炎症状差异很大

        瓶盖堵塞

        每天检查小鼠饮水瓶

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        规格

        葡聚糖硫酸钠(DSS),结肠炎级 分子量:36000~50000

        60316ES25/60/76/80

        二十五 克/100克/500克/1公斤

        偶氮甲烷 (AOM)

        60751ES03/08/10

        1 毫克/5 毫克/10 毫克

        分子纯® 粪便DNA试剂盒

        18820ES08/50/70

        5 T/50 T/200 电视

        分子纯® Mag48 土壤/粪便 DNA 试剂盒 FA

        18528ES48

        四十八 T

        分子纯®Mag 土壤/粪便 DNA 试剂盒

        18526ES20/50/70

        20 T/50 T/200 电视

        苏木精和伊红染色试剂盒

        60524ES60

        2×100毫升

        尿液粪便潜血检测试剂盒

        60403ES60

        100吨

        阿尔新蓝过碘酸-希夫(AB-PAS)染色溶液

        60534ES50/60

        6×50毫升/6×100毫升/

        使用我们的试剂发表的文章

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