前言
炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD) 是一種病因和發(fā)病機制仍不十分清楚的胃腸道慢性非特異性炎癥性疾病,包括潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis,UC)和克羅恩病(Crohn disease,CD)。IBD臨床表現為急性發(fā)作與緩解相交替,病程遷延反復。多因素綜合分析表明:宿主基因導致的遺傳易感、病原體感染造成的腸道微生態(tài)失調、環(huán)境因素(如飲食、季節(jié)、應激等)的綜合作用,導致機體免疫應答的異常,是IBD發(fā)生的重要原因。此觀點成為IBD動物模型建立的理論依據。UC和CD在病理特點和病變部位等方面既有共性,又各具特點,但在發(fā)病誘因、臨床表現和治療原則上又基本相同。在模型制備上了以UC多見,但有時不做嚴格區(qū)分。近年來,我國IBD發(fā)病率有逐漸上升趨勢。長期、反復的慢性腸炎,有可能導致結腸癌的發(fā)生。因此,建立IBD動物模型對于闡明IBD的病因和發(fā)病機制從而達到有效防治的目的,具有重要的現實意義。
迄今已有的lBD模型大致分為自發(fā)模型、誘發(fā)模型和基因修飾模型。關于基因修飾模型的原理、特點以及自發(fā)模型的相關知識,在本書總論的相應章節(jié)有詳細敘述。誘發(fā)模型是IBD動物模型的主要來源,也是本節(jié)重點介紹的內容。
化學誘導法起步較早,自20世紀60年代至今,已成為IBD模型制備最成熟和最常用的方法。化學刺激物種類較多,有醋酸、葡聚糖硫酸鈉、過氧化亞硝酸鈉、角叉菜膠等。還有一些小分子半抗原如2,4-二硝基氯苯(dinitrochlorobenzene,DNCB)、2,4,6-三硝基苯磺酸鈉(trinitro-benzene-sulfonic acid,TNBS)、2,4-二硝基苯磺酸鹽(dinitrobenzene sulfonate,DNBS)等,也經常被列入化學刺激造模的范疇。因此,有必要澄清一個概念:化學刺激法造模的機制是腸黏膜首先被某化學物質直接刺激,導致細胞損傷、血管通透性增加、某些炎癥因子激活等。在此過程中,不可避免地發(fā)生免疫反應。但這種反應過程與腸道免疫反應性腸炎有本質不同(見后敘)。當DNCB、TNBS等不經致敏而直接單獨(或與乙醇、醋酸等合用)作用于腸道時,特別是僅僅使用一次就出現腸炎時,可以視為化學刺激造模。
部分造模方法
使用動物:大鼠
【造模機制】:
醋酸通過直接刺激腸黏膜,導致上皮壞死、血管損傷而使血管通透性增加;醋酸可激活激肽、促進纖維蛋白水解而干擾凝血,并通過激活環(huán)氧合酶和脂氧合酶途徑而啟動炎癥的發(fā)生。
【造模方法】:
Wistar大鼠,乙醚輕麻醉,將外徑2mm的聚乙烯導管從肛門插入結腸8cm處,緩慢注入3%醋酸2ml,經10秒完成注射,然后用5ml生理鹽水沖洗2次,保持仰臥、頭低腳高的位置30秒,以防止結腸內液體流出。5天后可見動物腹瀉血便、體重下降、黏膜出血、上皮壞死、黏膜下水腫、中性粒細胞浸潤等,炎癥可逐漸延至固有層、黏膜下層甚至肌層。
【模型特點】:
是一種暫時性的、非特異性的黏膜損害和急性炎癥。自愈性較強。其炎癥介質與人類急性腸炎的炎癥介質相似。不足之處是不能確切反映人類UC的免疫學變化,不能表現人類的UC所具有的慢性、復發(fā)的特點。
【模型評估和應用】:
該模型簡單易行,成本低,周期短,重復性好,成功率高。適用于研究人類UC的急性期、炎癥介質致炎機制及藥物治療機制,不適于免疫機制的研究。模型誘導成功的關鍵是醋酸的濃度和作用時間,以產生彌散性炎癥而不發(fā)生穿孔為宜。
參考文獻:
1.王群英,陳村龍,王繼德,等.葡聚糖硫酸鈉致潰瘍性結腸炎小鼠模型的建立.第一軍醫(yī)大學學報,2002,22 (7):608-610
2.林平,肖蘭,周婷,等DNCB所致小鼠結腸炎與LMIF的關系.中國病理生理雜志,2004,20(10): 1778-1782
3.Glick ME, Falchuk ZM. Dinilrochlorobenzene-induced colitis in the guinea-pig:studies of colonic lamina propria lymphocytes. Gut, 1981,22(2): 120-125
4.Madara JL,Podolsky DK,King NW,el al. Characterization of spontaneous colitis in Cotton-Top Tamarin (Saguinus Oedipus) and its response to sulfasalazine. Gastroenterology,1985, 88 (1 Pt 1): 13-19
5.Mombaerts P, Mizoguchi E, Grusby MJ, et al. Spontaneous development of inflammatory bowel disease in T cell receptor mutant mice. Cell, 1993, 75 (2): 274-282
6.Rabin BS, Rogers SJ. A cell-mediated immune model of inflammatory bowel disease in the rabbit. Gastroenterology, 1978,75 (1) 29-33
7.Sundberg JP, Elson CO, Bedigian H,et al. Spontaneous,heritable colitis in a new suhstrait of C3H/HeJ mice. Gastroenterology,1994,107 (6): 1726-1735
8.Thippeswamy BS,Mahendran S,Biradar MI,et al. Protective effect of embelin against acetic acid induced ulcerativecolitis in rats. Eur J Pharmacol, 2011, 654 (1): 100-105
9.Watanabe M, Ueno Y, Yajima T, et al. Interleukin 7 transgenic mice develop chronic colitis with decreased interleukin 7 protein accumulation in the colonic mucosa. J Exp Med, 1998, 187 (3):389-402
10.張淑芳,吳小平,盧放根. 慢性應激對小鼠潰瘍性結腸炎的影響.國際消化病雜志,2008,28 (6):520-523
11.Hodgson HJF, Potter BJ,Skinner J, et al. immune-complex mediated colitis in rabbits-An experimental model. Gut, 1978, 19(3):225-232