炎癥性腸病

炎癥性腸病（Inflammatory bowel diseases，IBD）主要包括潰瘍性結(jié)腸炎（Ulcerative colitis，UC）和克羅恩病（Crohn’s disease，CD），是一種病因不明的復(fù)雜多因素疾病。在過(guò)去的研究里，為了從機(jī)制上研究人類IBD，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多結(jié)腸炎的鼠模型。這些模型是解釋IBD發(fā)病機(jī)制以及評(píng)估許多潛在治療方法的重要的工具。在各種化學(xué)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型中，DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型因其簡(jiǎn)單且與人類潰瘍性結(jié)腸炎有許多相似之處而被廣泛使用^[1]。

硫酸葡聚糖鈉鹽

硫酸葡聚糖鈉鹽（Dextran sulfate sodium salt，DSS）是葡聚糖的聚陰離子衍生物，由葡聚糖和氯黃酸的酯化反應(yīng)形成。DSS可快速誘導(dǎo)出與結(jié)腸炎相似的病理特征，包括腸道黏膜充血、水腫、潰瘍形成、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)以及腹瀉、便血等癥狀。DSS可用于克羅恩病、潰瘍性結(jié)腸炎等炎癥性腸病在內(nèi)的多種模型的構(gòu)建。

#Section.01

DSS誘導(dǎo)動(dòng)物結(jié)腸炎的造模原理

DSS誘導(dǎo)結(jié)腸炎的作用過(guò)程涉及多個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)同作用，DSS誘導(dǎo)導(dǎo)致腸道屏障損傷、免疫炎癥激活、腸道菌群紊亂、抑制血液凝固和血小板聚集，從而在體內(nèi)引起結(jié)腸炎。動(dòng)物表現(xiàn)出明顯的體重減輕、稀便、便血以及粒細(xì)胞浸潤(rùn)現(xiàn)象，在臨床癥狀和病理特征上與人類的潰瘍性結(jié)腸炎極其相似^[2][3][4]。

圖1 DSS 誘發(fā)的結(jié)腸炎示意圖^[5]

#Section.02

DSS誘導(dǎo)動(dòng)物結(jié)腸炎的優(yōu)勢(shì)

01/ 癥狀與人類結(jié)腸炎高度相似

可用于結(jié)腸炎發(fā)生機(jī)制和藥物治療藥效的研究。

02/ 造模率高，易重復(fù)

動(dòng)物自由飲用DSS水溶液，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單易行、可重復(fù)性強(qiáng)，可控性高，造模效率高。

03/ 可構(gòu)建多種結(jié)腸炎模型

DSS可用于急性結(jié)腸炎、慢性結(jié)腸炎，還可以聯(lián)合AOM構(gòu)建結(jié)腸炎相關(guān)性癌癥（CAC）模型建立。

04/ 適用于多種屬動(dòng)物造模

小鼠、大鼠、斑馬魚、豬、果蠅等不同種屬動(dòng)物。

05/ 藥物安全性高

DSS可被自然生態(tài)系統(tǒng)降解，對(duì)環(huán)境安全。

#Section.03

DSS用于動(dòng)物結(jié)腸炎造模的注意事項(xiàng)

01/ DSS分子量與濃度選擇要點(diǎn)

（1）分子量

最佳范圍：36,000-50,000 Da，平衡黏膜滲透性與局部作用效果。

避免選擇：

低分子量（如4,000 Da）— 易被腸道吸收，炎癥誘導(dǎo)不充分;

高分子量（如500,000 Da）— 黏膜穿透性差，效果不穩(wěn)定^[6]。

試劑推薦：硫酸葡聚糖鈉鹽（結(jié)腸炎造模用DSS）。

（2）濃度設(shè)計(jì)

急性模型：2%-5% DSS，持續(xù)5-7天（小鼠）或7-10天（大鼠）。

慢性模型：1%-3% DSS，采用循環(huán)給藥（如7天DSS+14天水，重復(fù)2-3周期）^[7]。

特殊物種：斑馬魚需低濃度（如0.25%），避免高毒性^[8]。

02/ 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物品系選擇特點(diǎn)

注意事項(xiàng)：

（1）使用6-8周免疫系統(tǒng)成熟動(dòng)物。

（2）雌雄分籠（性別可能影響炎癥反應(yīng)，雄鼠可能比雌鼠更敏感）。

03/ 造模評(píng)估關(guān)鍵指標(biāo)

（1）臨床指標(biāo)

體重變化：每日記錄，體重下降率是造模成功與否的重要指標(biāo)，通常急性結(jié)腸炎模型下降10%-20%。

疾病活動(dòng)指數(shù)（DAI）：綜合體重、便血、腹瀉評(píng)分。

（2）病理學(xué)檢查

HE染色：評(píng)估黏膜潰瘍、隱窩結(jié)構(gòu)、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。

結(jié)腸長(zhǎng)度：結(jié)腸縮短程度與炎癥嚴(yán)重性正相關(guān)。

（3）指標(biāo)檢測(cè)

炎癥因子：qPCR/ELISA檢測(cè)TNF-α、IL-6、IL-1β。

腸道通透性：FITC-葡聚糖灌胃后測(cè)血清熒光值。

微生物組：16S rRNA測(cè)序分析菌群失調(diào)。

#Section.04

常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案

01/ 小鼠自由飲三天沒(méi)有明顯體重下降現(xiàn)象？

有些動(dòng)物的敏感度低，甚至飲用 DSS的第 5 天才出現(xiàn)體重下降。若是第 7 天還未出現(xiàn)明顯癥狀，建議重新提高DSS濃度。

02/ 造模死亡率過(guò)高？

降低DSS濃度（如5%→3%），或縮短給藥時(shí)間。可以適當(dāng)添加支持措施（如軟飼料、生理鹽水補(bǔ)液）。

03/ 造模失敗的原因？

檢查DSS溶解是否充分（需磁力攪拌避光溶解）。確認(rèn)動(dòng)物自由飲水（水瓶無(wú)泄漏，每日更換新鮮DSS溶液）。提高DSS濃度（有文獻(xiàn)報(bào)道最高可用10% DSS給藥）。延長(zhǎng)給藥周期，可持續(xù)給藥7-10天。

04/ 為什么不同批次DSS使用濃度有差異？

DSS是葡聚糖聚合物，分子量是平均分子量，每個(gè)批次之間會(huì)存在分子量的差異，而分子量對(duì)結(jié)腸炎造模有影響。通常批次間比較穩(wěn)定，但少部分也會(huì)存在差異。建議根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，購(gòu)買足夠的同一批次的產(chǎn)品，或者使用批次之前進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。

05/ 個(gè)體差異大的原因？

盡量使用相同性別、大小、體重的小鼠（建議以6-8周，體重18g以上的小鼠為建模對(duì)象），保證每籠小鼠數(shù)量在3-5只，避免過(guò)多，確保每瓶DSS飲用水足量，且不可阻塞。

#Section.05

文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

01/ 實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)組別：通過(guò)口服葡聚糖硫酸鈉（DSS）（Solarbio Life Sciences，北京，中國(guó)）在SD大鼠中誘導(dǎo)結(jié)腸炎^[9]。

結(jié)腸炎模型：通過(guò)在飲用水中給予5% DSS 10天在大鼠中誘導(dǎo)結(jié)腸炎。

02/ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖2 CM-AcMSC能有效減輕DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型大鼠的體重減輕和DAI，n=15。

(A)每天測(cè)量體重。(B)在發(fā)病過(guò)程中測(cè)定DAI。

圖3 CM-AcMSC顯著改善DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型大鼠的結(jié)腸組織病理學(xué)特征，n=15。

(A)大鼠結(jié)腸的宏觀方面，結(jié)腸組織的石蠟切片分別用蘇木-精和伊紅（H&E）染色，結(jié)腸組織的石蠟切片用高碘-酸-希夫（PAS）染色。

(B)測(cè)量每組結(jié)腸的長(zhǎng)度。

(C)根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)評(píng)價(jià)組織學(xué)損傷評(píng)分。

相關(guān)產(chǎn)品

• 硫酸葡聚糖鈉鹽（結(jié)腸炎造模用DSS）

• CAT:ID8900

• 描述：

  硫酸葡聚糖鈉鹽（Dextran sulfate，DSS）是葡聚糖的聚陰離子衍生物，由葡聚糖和氯黃酸的酯化反應(yīng)形成。

• 硫酸葡聚糖鈉鹽(Mw 4500-5500)

• CAT:ID6570

• 描述：

  Dextran sulfate sodium salt 是一種脫水葡萄糖的聚合物，是常用的炎癥性腸病造模藥物，可通過(guò)硫酸基團(tuán)引起的高負(fù)電荷破壞腸黏膜屏障完整性，從而導(dǎo)致腸屏障受損，巨噬細(xì)胞功能失調(diào)以及菌群紊亂等現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)：

[1] Katsandegwaza B, Horsnell W, Smith K. Inflammatory Bowel Disease: A Review of Pre-Clinical Murine Models of Human Disease. Int J Mol Sci. 2022 Aug 19;23(16):9344.

[2] Cochran KE, Lamson NG, Whitehead KA. Expanding the utility of the dextran sulfate sodium (DSS) mouse model to induce a clinically relevant loss of intestinal barrier function. PeerJ. 2020 Mar 10;8:e8681.

[3] Dong L, Xie J, Wang Y, Jiang H, Chen K, Li D, Wang J, Liu Y, He J, Zhou J, Zhang L, Lu X, Zou X, Wang XY, Wang Q, Chen Z, Zuo D. Mannose ameliorates experimental colitis by protecting intestinal barrier integrity. Nat Commun. 2022 Aug 16;13(1):4804.

[4] Lee C, Kim S, Kim B, Holzapfel WH, Hyun CK.Disturbance of lipid metabolism in germ-free mice transplanted with gut microbiota of DSS-induced colitis mice. PLoS One. 2023 Feb 3;18(2):e0280850.

[5] Chassaing B, Aitken JD, Malleshappa M, Vijay-Kumar M. Dextran sulfate sodium (DSS)-induced colitis in mice. Curr Protoc Immunol. 2014 Feb 4;104:15.25.1-15.25.14.

[6] Kitajima S, Takuma S, Morimoto M. Histological analysis of murine colitis induced by dextran sulfate sodium of different molecular weights. Exp Anim. 2000 Jan;49(1):9-15.

[7] Per?e M, Cerar A. Dextran sodium sulphate colitis mouse model: traps and tricks. J Biomed Biotechnol. 2012;2012:718617.

[8] Yi R, Yang B, Zhu H, Sun Y, Wu H, Wang Z, LuY, He YW, Tian J. Quorum-Sensing Signal DSF Inhibits the Proliferation of Intestinal Pathogenic Bacteria and Alleviates Inflammatory Response to Suppress DSS-Induced Colitis in Zebrafish. Nutrients. 2024 May 22;16(11):1562.

[9] Qi LL, Fan ZY, Mao HG, Wang JB. The Therapeutic Efficacy of Adipose Tissue-Derived Mesenchymal Stem Cell Conditioned Medium on Experimental Colitis Was Improved by the Serum From Colitis Rats. Front Bioeng Biotechnol. 2021 Sep 17;9:694908.