急性和慢性腸道炎癥動(dòng)物模型

來源：Gut Pathogens December 2015, 7:29 作者：李曉菲譯

摘要：研究人員和臨床獸醫(yī)應(yīng)該知道用于研究哺乳動(dòng)物急性和慢性腸道炎癥性疾病的各種動(dòng)物模型的相對優(yōu)勢和局限性，誘導(dǎo)炎癥的能力來模仿常見的人類疾病是成功的動(dòng)物模型的一個(gè)重要因素。然而，其他疾病的機(jī)制，如誘導(dǎo)疾病的感染性病原體的量，侵襲機(jī)制，以及各種生理變化的影響，也是誘導(dǎo)損害也的重要特點(diǎn)。來回答腸道具體問題，多種動(dòng)物模型結(jié)合化學(xué)物和生物刺激物是很有必要的。

摘要：急性和慢性炎性疾病對人類和非人類哺乳動(dòng)物的健康和福祉有一個(gè)顯著負(fù)面的影響。為了制定有效的治療和預(yù)防策略。了解炎性疾病的基本機(jī)制是強(qiáng)制性的。炎癥性疾病的病因是多因素的，使用適當(dāng)?shù)膭?dòng)物模型和疾病相關(guān)的指標(biāo)是*的。因而研究確定炎癥的長期和短期影響。因此，研究人員和臨床獸醫(yī)應(yīng)該知道用于研究哺乳動(dòng)物急性和慢性腸道炎癥性疾病的各種動(dòng)物模型的相對優(yōu)勢和局限性，誘導(dǎo)炎癥的能力來模仿常見的人類疾病是成功的動(dòng)物模型的一個(gè)重要因素。然而，其他疾病的機(jī)制，如誘導(dǎo)疾病的感染性病原體的量，侵襲機(jī)制，以及各種生理變化的影響，也是誘導(dǎo)損害也的重要特點(diǎn)。來回答腸道具體問題，多種動(dòng)物模型結(jié)合化學(xué)物和生物刺激物是很有必要的。一些刺激物可導(dǎo)致某些動(dòng)物模型產(chǎn)生急性反應(yīng)也可誘導(dǎo)慢性反應(yīng)；本文旨在說明在每個(gè)動(dòng)物模型的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，引導(dǎo)適當(dāng)?shù)募毙曰蚵源碳ご龠M(jìn)腸道疾病模型的選擇。

關(guān)鍵詞：腸道腸炎動(dòng)物模型 慢性腸道腸炎動(dòng)物模型 急性腸道腸炎動(dòng)物模型  腸炎動(dòng)物模型  

腸道腸炎動(dòng)物模型: 腸道是一個(gè)高度復(fù)雜的器官需要復(fù)雜的動(dòng)物模型來研究其功能和疾病。在腸道內(nèi)的不同的細(xì)胞群導(dǎo)致這種復(fù)雜性。此外，腸道含有消化的食物成分和保持環(huán)境豐富的好氧、厭氧和兼性厭氧菌。這些細(xì)菌通常對腸道，和生理和免疫功能有顯著的影響。確定腸道損傷的機(jī)制是必要的，通過制定緩解策略來防止疾病。使用受感染的人類組織樣本研究提供了zui可靠的數(shù)據(jù)；然而，在獲取人類組織的研究確實(shí)有困難，包括：收集人體組織的使用倫理。通常小的樣本，不同個(gè)體之間的明顯的遺傳變異。多種哺乳動(dòng)物模型已被用于研究急性和慢性腸道炎癥。小鼠被認(rèn)為是一種很好的動(dòng)物模型，因?yàn)樗麄兊哪c道發(fā)育是相對類似于人類的腸道，他們有許多相同的免疫反應(yīng)和基因。大鼠模型比小鼠更大的優(yōu)勢，可以收購更大的樣本進(jìn)行分析。無脊椎動(dòng)物，包括線蟲和果蠅也被用于腸道研究，主要是調(diào)查與先天免疫機(jī)制有關(guān)的機(jī)制。斑馬魚被廣泛用于研究先天免疫和適應(yīng)性免疫反應(yīng)。豬是常用的單胃哺乳動(dòng)物模型，因?yàn)樗麄兊哪c道功能和形態(tài)與人類相似。非人靈長類動(dòng)物（NHP）提供的和zui可同人相比數(shù)據(jù)，由于其腸道高度的遺傳和生理性相似性。非人靈長類動(dòng)物（NHP）的使用是有相當(dāng)大的缺點(diǎn)，即研究但成本高，道德方面的考慮，和潛在的危險(xiǎn)，攜帶高致病性人畜共患病。其他哺乳動(dòng)物也被用于調(diào)查腸道炎癥，包括兔，豚鼠。狗發(fā)展IBD和表現(xiàn)出同人CD患者相似的基因功能，許多研究用動(dòng)物模型來識別炎癥性腸病IBD生物標(biāo)志物?？偟膩碚f，上述模型可以被用來確定腸道疾病的發(fā)生和發(fā)展的機(jī)制。此外，相對復(fù)雜的外科手術(shù)模型，如腸循環(huán)技術(shù)已被開發(fā)，可以進(jìn)一步闡明機(jī)制。雖然沒有一個(gè)單一的動(dòng)物模型是的，對研究腸道炎癥的所有組成部分，每個(gè)都具有*的功能來探索腸道損傷和疾病的各個(gè)方面。

小鼠: 小鼠是zui常用于腸道研究的動(dòng)物模型，基因工程小鼠在研究腸道炎癥中尤為重要。IL-10基因敲除小鼠C3H和BALB/c是已知的，比野生型C57BL／6小鼠易自發(fā)結(jié)腸炎。另外，C57BL / 6比BALB/c和C3H/HeJ小鼠更容易誘發(fā)Th2細(xì)胞介導(dǎo)的結(jié)腸炎，TCRα鏈缺陷的C57BL / 6小鼠比BALB/c和C3H/HeJ更容易誘發(fā)結(jié)腸炎。此外，它是已知的，用于誘導(dǎo)慢性腸道炎癥的化學(xué)試劑可以受小鼠的遺傳背景的影響。例如，三硝基苯磺酸（TNBS）、化學(xué)試劑用于刺激小鼠的CD樣癥狀，很大程度取決于遺傳背景；SJL / J，C3HeJ和BALB/c小鼠用TNBS造模，可建立小鼠CD腸病變，而C57BL／6小鼠相同的條件下保持相對不受影響。同樣，瑞士韋伯斯特和C3H/HeJ葡聚糖硫酸鈉（DSS）給藥后小鼠發(fā)展UC樣病變，但C57BL／6小鼠DSS處理后顯示較少的組織損傷。大多數(shù)基因工程的嚙齒類動(dòng)物模型已被開發(fā)，僅用于研究目的和許多基因敲除模型的，設(shè)計(jì)研究調(diào)節(jié)基因功能的損失或促炎性效應(yīng)分子的過度刺激。免疫缺陷型在臨床上研究大腸炎誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)很有效。免疫功能低下小鼠模型包括嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷（SCID）和小鼠結(jié)合補(bǔ)充CD4 + CD45RBhigh 幼稚 T細(xì)胞缺乏產(chǎn)生功能性B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞的能力。在這些模型中，補(bǔ)充的幼稚T細(xì)胞與抗原相互作用，激活成為T細(xì)胞的，導(dǎo)致小腸和大腸慢性透壁性炎癥。當(dāng)選擇小鼠研究腸道損傷時(shí)其他品質(zhì)，如小鼠和人類微生物組、免疫反應(yīng)以及單胃的解剖結(jié)構(gòu)之間的相似性是重要的考慮因素。小鼠同人分享許多腸道特異性基因，小鼠基因組和基因組學(xué)比較研究得出在人類和老鼠的基因90%是共享的，大約80%的小鼠基因跟人類基因同源。此外，人類和小鼠腸群落在厚壁菌、擬桿菌、變形菌門表現(xiàn)出相同的物種多樣性。小鼠胃腸道也在解剖上和功能上與人類相似，更重要的是，小鼠同人有許多類似適應(yīng)性免疫反應(yīng)的功能，如B細(xì)胞，T細(xì)胞與同種抗體。用小鼠和其他嚙齒類動(dòng)物模型研究人類腸道炎癥方面有一些明顯的缺點(diǎn)。重要的是，有IBD腸道病變的人同小鼠暴露于化學(xué)藥物觀察到腸損傷不同。例如，雖然政府的決策支持DSS的小鼠誘導(dǎo)化學(xué)損傷的腸上皮模仿黏膜損傷。但病變的嚴(yán)重程度同人類不一樣。此外，也有小鼠和人類TLR2、TLR3、TLR4和TLR9表達(dá)也有差異，當(dāng)這些細(xì)胞暴露于細(xì)菌LPS后小鼠模型中表現(xiàn)出很強(qiáng)的巨噬細(xì)胞Toll樣受體mRNA基因表達(dá)模式。

大鼠: 大鼠也經(jīng)常被作為一種動(dòng)物模型來研究腸道損傷和疾病。許多用于小鼠模型中刺激急性炎癥的化學(xué)物質(zhì)在大鼠模型中也很有用。有趣的是，作為一個(gè)例子，TNBS模型zui初是從大鼠開始的，它是目前廣泛使用的其他生物，如小鼠和斑馬魚。此外，其他化學(xué)刺激物如DSS也能誘導(dǎo)結(jié)腸損傷類似在小鼠上觀察的組織損傷。一個(gè)zui常用的轉(zhuǎn)基因大鼠模型是HLA-B27結(jié)腸炎轉(zhuǎn)基因模型，自發(fā)地發(fā)展胃腸道炎癥包括胃十二指腸炎和結(jié)腸炎，以及關(guān)節(jié)炎、脊椎炎。zui后，急性炎癥的另一個(gè)大鼠模型也通過使用生物刺激物空腸彎曲菌來建立，表明化學(xué)和生物制劑誘導(dǎo)的大鼠結(jié)腸炎動(dòng)物模型有用。大鼠經(jīng)常被用于營養(yǎng)研究。例如，研究人員利用大鼠模型研究了富含纖維的飲食對腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的影響。在大鼠飼養(yǎng)試驗(yàn)中觀察到的群落結(jié)構(gòu)的變化，重要的是他們的觀察結(jié)果與豬的類似。這表明，在大鼠腸內(nèi)營養(yǎng)的研究可以同其他非嚙齒類單胃動(dòng)物模型相比較。雖然大鼠和小鼠被認(rèn)為主要是通過盲腸發(fā)酵，zui近的研究表明，相當(dāng)數(shù)量的發(fā)酵發(fā)生在大鼠結(jié)腸。因此，大鼠可以作為一個(gè)模型來檢查與腸道炎癥或瘤相關(guān)的結(jié)腸變化。它已經(jīng)表明，APC基因的突變在嚙齒類動(dòng)物的腸道自發(fā)引起的腫瘤發(fā)展。有趣的是，在大鼠的APC基因突變會(huì)引起結(jié)腸和直腸局部腫瘤發(fā)展，觀察到不同于小鼠，腫瘤的發(fā)展一般局限于小腸。因此，APC基因突變的鼠模型將是研究人大腸癌的病理生理學(xué)的一個(gè)更好的選擇相比較小鼠模型而言。相比較小鼠而言，大鼠的另一個(gè)優(yōu)勢是他們的相對大的身體尺寸和較大的腸道。例如，大鼠的較大的尺寸允許的化學(xué)刺激物TNBS進(jìn)行更好的實(shí)驗(yàn)，直腸給藥TNBS，誘導(dǎo)更明顯的腸道損傷。相比小鼠，較大的大鼠模型這個(gè)程序是更容易執(zhí)行。大鼠的較大的腸道也能收集更多的組織，并允許更多的數(shù)據(jù)被收集。

斑馬魚: 斑馬魚（Danio rerio）已使用多年的人體腸道模型，雖然這是一個(gè)非哺乳類脊椎動(dòng)物模型，它是一個(gè)高度靈活的模型，給研究者提供了選擇研究先天免疫和適應(yīng)性免疫反應(yīng)。斑馬魚被許多人認(rèn)為是的無脊椎動(dòng)物模型，因?yàn)樗麄冇幸粋€(gè)較大的器官，表現(xiàn)出病理變化。類似線蟲，他們有一個(gè)透明的胚胎和幼蟲，相對簡單的飼養(yǎng)要求，并且非常高產(chǎn)。斑馬魚腸道具有同哺乳動(dòng)物相似的細(xì)胞類型的如腸吸收，內(nèi)分泌細(xì)胞和杯狀細(xì)胞，具有微絨毛功能的刷狀緣，和不斷脫落到管腔上皮細(xì)胞。斑馬魚沒有一個(gè)定義上的胃，因此它的優(yōu)勢，作為一種營養(yǎng)模型是有限的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)蛋白質(zhì)和脂肪的吸收發(fā)生較低等的腸道，而不是在小腸。盡管有這個(gè)限制，斑馬魚模型已被證明腸道運(yùn)動(dòng)和蠕動(dòng)通過突變導(dǎo)致腸道神經(jīng)元的損失研究有用。大多數(shù)研究斑馬魚的炎癥利用化學(xué)刺激物，如TNBS 和 DSS。斑馬魚模型已經(jīng)被很好建立來研究宿主-微生物相互作用和細(xì)菌引起的免疫反應(yīng)。一個(gè)無菌斑馬魚模型的建立，增強(qiáng)了其可適用于微生物的研究能力和研究人員已用無菌魚來了解和比較微生物群落的豐度。在斑馬魚的適應(yīng)性免疫反應(yīng)發(fā)展成熟需約3周，使用斑馬魚在3周齡內(nèi)或更小允許研究人員研究先天的免疫反應(yīng)沒有適應(yīng)性免疫反應(yīng)的干擾。斑馬魚具有先天免疫和適應(yīng)性免疫反應(yīng)的功能，它們與更大的動(dòng)物模型結(jié)合可以很好地闡明腸道菌群在腸道疾病中的作用。斑馬魚模型的應(yīng)用，對進(jìn)一步了解急性和慢性炎癥對腸道細(xì)胞的影響是非常有用的，預(yù)計(jì)，該模型將會(huì)越來越多地被利用一旦開發(fā)出更多的生物分子技術(shù)。斑馬魚的腸道具有的附加的優(yōu)點(diǎn)是在結(jié)構(gòu)上同人腸道結(jié)構(gòu)有同源性，使用直接實(shí)時(shí)成像技術(shù)，實(shí)時(shí)觀察感染過程中的上皮細(xì)胞，顯著增加了該模型的有效性。

豬: 豬是研究參與急性和慢性腸道損傷和炎癥反應(yīng)機(jī)制的一個(gè)*的哺乳動(dòng)物模型，因?yàn)樾∧c的解剖結(jié)構(gòu)和功能同人類的腸道類似。豬胃腸道的解剖結(jié)構(gòu)，特別是胃和小腸，是類似于人類胃腸的結(jié)構(gòu)，不同的是，只有由豬結(jié)腸的螺旋方向和缺乏闌尾。盡管如此，主要的腸道功能，如營養(yǎng)和水的吸收和微生物發(fā)酵仍然可與人類的腸道媲美。此外，豬腸道消化酶，分泌蛋白和微生物也同人類似，方便了微生物群落、飲食和腸道健康之間關(guān)系的檢查。豬模型也被廣泛用于在豬的腸道通過糞便移植程序復(fù)制人類微生物組。一些研究還考察了在人類微生物組常見的益生菌菌株對仔豬預(yù)植入，結(jié)論這些菌株對病原菌隨后感染起保護(hù)作用。許多免疫細(xì)胞及先天免疫和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的過程，即人的粘膜和腸上皮內(nèi)B和T淋巴細(xì)胞和固有免疫（即脂多糖和核酸）吞噬細(xì)胞對活化劑的識別，也同人類腸道免疫類似。

非人靈長類: 非人類的靈長類動(dòng)物（NHPs）被認(rèn)為是的動(dòng)物模型來研究參與急性和慢性炎癥的機(jī)制，有無可辯駁的相似人體腸道生理功能，免疫和腸道微生物。猴、絨猴是zui常見的用于研究腸道疾病的發(fā)病機(jī)制和治療動(dòng)物。猴在長時(shí)間密閉囚禁后經(jīng)常誘發(fā)自發(fā)性結(jié)腸炎和結(jié)腸癌。例如，Gozalo等人表明，絨猴平均100個(gè)月發(fā)展終端自發(fā)回腸炎，在確診之前3-6個(gè)月zui初表現(xiàn)為慢性腹瀉。其他的研究表明，絨猴可以在2歲左右自發(fā)發(fā)展慢性結(jié)腸炎。研究表明，絨猴的抑郁和囚禁他們的設(shè)施的環(huán)境溫度可能有助于發(fā)展結(jié)腸炎。雖然許多涉及自發(fā)結(jié)腸炎的發(fā)展的細(xì)胞機(jī)制仍不清楚。Ramesh等人研究表現(xiàn)出持久性腹瀉的癥狀獼猴腸道相關(guān)淋巴組織（GALT）細(xì)胞因子的產(chǎn)量。小腸結(jié)腸炎絨猴在腸道和非腸道淋巴組織有較高的TNF-α和IL-1α，觀察發(fā)現(xiàn)與人類患者的壞死性小腸結(jié)腸炎一致。非人類靈長類動(dòng)物也被用來研究微生物對腸道炎癥發(fā)展的影響，并已證明，腸道細(xì)菌可以影響疾病的發(fā)病。重要的是，非人靈長類動(dòng)物，斑馬魚和人類的微生物組都具有一個(gè)共性，在失衡會(huì)導(dǎo)致腸道疾病。不僅細(xì)菌群落的種群數(shù)量可以維持腸道動(dòng)態(tài)平衡，腸道古菌物種也有助于維持良好的微生物組。調(diào)查已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)甲烷古菌的種類和硫酸鹽還原菌（SRB）集體共同產(chǎn)生影響健康和功能的代謝副產(chǎn)物。此外，疾病的嚴(yán)重程度增加大量的SRB。隨著這些細(xì)菌數(shù)量的增加，在結(jié)腸中的硫化氫濃度也增加。提示產(chǎn)甲烷古菌和SRB同腸道健康之間的關(guān)系。此外，獼猴屬已被用來檢測空腸彎曲菌感染的病理生理機(jī)制。結(jié)果表明，中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞浸潤在粘膜中，伴隨著糞便和水性腹瀉。同人類彎曲桿菌引起的急性結(jié)腸炎觀察組織的變化。zui后，獼猴種群也表明，幽門螺桿菌屬感染引起特異性結(jié)腸炎。而獼猴的志賀菌感染與黏膜侵襲相關(guān)，標(biāo)志為顯著電解質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)失衡，類似人細(xì)菌性痢疾。腸道環(huán)境是在不斷變化的狀態(tài)，處于一個(gè)免疫靜止或激活狀態(tài)，它已經(jīng)很清楚，這些狀態(tài)的改變可以影響大腦功能和機(jī)體的心理健康。因此，研究人員現(xiàn)在使用動(dòng)物模型來研究腸道對心理健康的影響。非人類的靈長類動(dòng)物可以用來研究腸道菌群的關(guān)系，腸道神經(jīng)系統(tǒng)，以及對宿主健康的影響。腸腦軸是腸、自主神經(jīng)系統(tǒng)之間的功能，是大腦的功能。自主神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)支配表明腸道菌群影響大腦功能和行為，從而導(dǎo)致攝食行為的變化，焦慮樣行為，壓力，抑郁和疼痛。遭受IBD和IBS的患者能觀察到許多功能變化。雖然小鼠也被用于研究腦腸軸的某些方面，NHPs可能是研究人類神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)的*模型。許多NHPs有代表性地能發(fā)展更深層次的社會(huì)關(guān)系和展示更高的人類智慧的行為表現(xiàn)，使它們成為比老鼠和豬更適合調(diào)查腦相關(guān)的動(dòng)物模型選擇。NHPs的使用似乎是zui有代表性的動(dòng)物模型來模擬人的腸道炎癥。然而，這種模型有相當(dāng)大的缺點(diǎn)。zui值得注意的是，與人類密切相關(guān)的高度智能動(dòng)物的使用倫理是有爭議的，在涉及動(dòng)物研究的科學(xué)團(tuán)體和公眾之間產(chǎn)生尖銳的討論。許多人也相信NHPs如瀕臨絕種的非洲大猿物種應(yīng)被禁止用于科學(xué)研究。NHPs也需要具有專門的、昂貴的安全基礎(chǔ)動(dòng)物房設(shè)施，以及豐富環(huán)境的復(fù)雜的設(shè)備。此外，NHPs的若干物種是比較大型（大猩猩，黑猩猩和猩猩）和可能棘手及危險(xiǎn)的動(dòng)物，需要經(jīng)過培訓(xùn)的動(dòng)物護(hù)理人員和獸醫(yī)來進(jìn)行飼養(yǎng)和和疾病控制。此外，NHPs可能攜帶人畜共患病原體，有高致病性和容易轉(zhuǎn)移到人。其中zui的，潛在致命的病原體是猴B病毒。雖然對猴子是相對無害的，通過咬傷或抓傷，接觸病毒分泌物可導(dǎo)致人致命的病毒性腦脊髓炎。

倫理，生物安全，生物安全的思考：動(dòng)物的使用是允許的，只有當(dāng)研究承諾有助于了解基本的生物原理，或知識的發(fā)展，可以合理地預(yù)期并有利于人類或非人類的動(dòng)物。只有當(dāng)非動(dòng)物替代物不存在時(shí)，才選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。在炎癥的研究中，研究必須涉及使用動(dòng)物模型（即模仿宿主病原微生物復(fù)雜的相互作用）。炎癥模型使用的動(dòng)物必須提供維持他們的身體舒適和心理健康的方式和必須在研究前證明研究動(dòng)物的潛在價(jià)值。炎癥的標(biāo)志是疼痛，因此疼痛或痛苦是伴隨炎癥研究的。入侵的程度和實(shí)施的程序必須事先和評估。研究性學(xué)習(xí)炎癥通常屬于內(nèi)侵襲性C類（即輕微的壓力或疼痛的持續(xù)時(shí)間短）和D（即中度至重度的痛苦或不適）。然而，在罕見的情況下，研究可能屬于侵襲性E類（即重度疼痛接近或非麻醉清醒動(dòng)物痛閾以上）。由于疼痛必須將強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間zui小化，沒有強(qiáng)有力的理由，分類為入侵E類的研究將不會(huì)被批準(zhǔn)。定量的疼痛評估應(yīng)用程序是強(qiáng)制性的，觀察到任何動(dòng)物出現(xiàn)極度無情的疼痛或不適，必須人道終止。炎癥通常涉及腸炎生物刺激物的使用（如病原體），研究也必須滿足所有必要的生物安全標(biāo)準(zhǔn)，確保安全。

選擇合適的動(dòng)物模型： 確定*的動(dòng)物模型來研究腸道炎癥是一個(gè)重要的考慮因素，需要一個(gè)透徹的了解每個(gè)模型的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因?yàn)橛性S多因素要考慮。動(dòng)物模型具有同人可比性的腸道解剖（單胃和反芻動(dòng)物），功能和微生物是檢查腸道炎癥的模型；豬，鼠，斑馬魚，同人具有許多共同特征。此外，動(dòng)物模型可以進(jìn)行基因工程并有一個(gè)類似人類的基因組的，研究人員可調(diào)查與腸道疾病相關(guān)的特定基因。zui肯定的是，轉(zhuǎn)基因小鼠已成為炎癥研究的工具，由于具有特定基因操作的表型特征的能力。生物技術(shù)和分析工具的可用性是研究腸道功能和炎癥的必要因素，也是選擇一個(gè)合適的動(dòng)物模型的重要考慮因素。

類似選擇的動(dòng)物模型，以調(diào)查腸道炎癥的具體方面。選擇zui有效的化學(xué)物質(zhì)和生物制劑，誘導(dǎo)腸道炎癥也必須仔細(xì)考慮。

化學(xué)刺激物：在炎癥動(dòng)物模型中，化學(xué)物質(zhì)經(jīng)常被用來作為快速、經(jīng)濟(jì)和有效的策略來誘導(dǎo)腸組織損傷。結(jié)腸炎動(dòng)物模型使用DSS或頻繁三硝基苯磺酸（TNBS）引發(fā)炎癥。乙酸，惡唑酮，和氧化偶氮甲烷（AOM）也被使用，但比DSS和TNBS使用范圍小?；瘜W(xué)制劑使用后誘導(dǎo)組織損傷的有效性不同，取決于分子量，濃度，制造商，和批次的化學(xué)物質(zhì)。此外，物種、性別，動(dòng)物模型的遺傳背景也影響組織損傷程度。使用方法也影響疾病的誘導(dǎo)和嚴(yán)重程度，一些化學(xué)物質(zhì)攝入后，可以很好的誘導(dǎo)炎癥。當(dāng)直接用于感染部位時(shí)，其功能，如直腸給藥。此外，腸道內(nèi)的微生物與化學(xué)刺激相互作用干擾誘導(dǎo)其組織損傷能力。一般來說，化學(xué)刺激物誘導(dǎo)組織損傷能有效代表腸道炎癥的臨床癥狀。

葡聚糖硫酸鈉（DSS）：葡聚糖硫酸鈉既可以單獨(dú)使用或與其他化學(xué)物質(zhì)一起使用，以誘導(dǎo)炎癥。通過調(diào)整DSS的使用濃度和持續(xù)時(shí)間的決策支持治療，可以研究急性和慢性炎癥的機(jī)制。例如，小鼠慢性炎癥可以通過使用DSS實(shí)現(xiàn)，在兩個(gè)月內(nèi)，使用1周DSS，休息2周，循環(huán)進(jìn)行。與之相反，口服濃度為1，5%的DSS約為1周，在腸道內(nèi)引起急性炎癥?？偟膩碚f，DSS誘導(dǎo)炎癥通過破壞上皮屏障，將固有層暴露于管腔內(nèi)容物和細(xì)菌抗原引起血管和粘膜損傷。這種曝光觸發(fā)炎癥通路的活化導(dǎo)致炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)量增加、TNF-α，IL-1β，IL-6，IL-10，IL-12和IFN-γ，研究還表明，使用DSS后，能增加整合素-α M (ITGAM), 整合素-α X (ITGAX)和 IL-17的表達(dá)。長期使用DSS能增加IL-4和IL-5的表達(dá)，表明DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎是由Th1和Th2免疫機(jī)制介導(dǎo)的。此外，參與先天免疫的因素也受DSS的影響。

使用DSS后，能改變MyD88, TLR4 和 TLR9的表達(dá)，對先天免疫也有輕微的影響，這有助于上皮細(xì)胞的損傷和隨后的腸道炎癥。多因素影響DSS在不同動(dòng)物模型中誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)的傾向。結(jié)腸內(nèi)的細(xì)菌種群是調(diào)節(jié)由DSS引起的組織反應(yīng)的嚴(yán)重程度的一個(gè)關(guān)鍵因素。觀察到DSS處理過的無菌小鼠，使用1%DSS能發(fā)展嚴(yán)重的結(jié)腸炎。使用DSS后誘導(dǎo)腸道炎癥的能力也受到動(dòng)物物種的遺傳背景影響。例如，C3H/HeJ小鼠對DSS敏感，而C57BL／6小鼠比較耐受。例如，同C57BL／6小鼠相比，C3H/HeJ小鼠使用DSS后較多發(fā)生血性腹瀉，上皮潰瘍，炎癥，和體重減輕。除了小鼠外，豬已被用于檢查DSS引起的腸道炎癥。Young et al.觀察豬使用DSS后TNF-α，IL-6，IFN-γ，IL-17A的表達(dá)增加，，類似于臨床患者患IBD特征。豬的其他研究報(bào)告使用DSS后增加淋巴細(xì)胞浸潤在粘膜組織，以及粘膜糜爛和隱窩破壞。而這些組織變化是類似于患有IBD的人腸道病變。

氧化偶氮甲烷（AOM）：炎癥的嚴(yán)重程度可以通過施用炎癥化學(xué)刺激物與另一種炎癥的化學(xué)誘導(dǎo)劑組合方法來加強(qiáng)。AOM 和DSS組合長期給藥誘導(dǎo)腸道慢性炎癥，常發(fā)展為CRC。值得注意的是，通過AOM與DSS誘導(dǎo)的腸道病變與UC患者腸道的變化一致。這兩種化學(xué)物質(zhì)聯(lián)合使用改變小鼠組織的細(xì)胞因子導(dǎo)致IL-4和IFN-γ表達(dá)增加，類似UC患者中的表達(dá)。此外，與DSS與 AOM使用對加強(qiáng)DSS誘導(dǎo)大腸癌的發(fā)展是必要的。偶爾可見于患有UC的患者。因此，這兩種化學(xué)物質(zhì)的聯(lián)合使用調(diào)查腸道炎癥性疾病以及結(jié)直腸腫瘤的病理生理學(xué)是理想的。

三硝基苯磺酸（TNBS）：三硝基苯磺酸主要用于建立急性腸道炎癥動(dòng)物模型，但也可以用來誘導(dǎo)嚙齒類動(dòng)物、豬、兔、鼠和非人靈長類的慢性炎癥。TNBS需要溶解在乙醇中成為活性化學(xué)物，而這TNBS乙醇混合物誘導(dǎo)腸道炎癥通過半抗原與TNBS共價(jià)鍵結(jié)合改變宿主蛋白。這一過程刺激免疫介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。TNBS乙醇混合物產(chǎn)生自身抗原修飾的半抗原，由宿主免疫系統(tǒng)識別并導(dǎo)致急性腸道炎癥。此外，乙醇也作為一種刺激物，導(dǎo)致上皮屏障的損害。乙醇處理的TNBS能產(chǎn)生腸道病變，代表患有IBD的人類腸病變。它也被證明，40-50%乙醇溶解的TNBS直腸給藥導(dǎo)致結(jié)腸縮短，腸出血，上皮壞死致隱窩破壞，結(jié)腸內(nèi)Th1型免疫應(yīng)答升高導(dǎo)致透壁性炎癥發(fā)生。

三硝基苯磺酸既可以被用來作為急性炎癥刺激又可以用來作為慢性炎癥刺激。在小鼠急性炎癥，原發(fā)免疫反應(yīng)，伴隨炎性Th1反應(yīng)，增加IL-12，IFN-γ和TNF-α的表達(dá)。雖然腸道炎癥采用TNBS作為化學(xué)刺激物已經(jīng)在嚙齒類動(dòng)物，豬，猴子建立模型。有證據(jù)表明，小鼠是研究TNBS乙醇誘導(dǎo)結(jié)腸炎的*模型。當(dāng)用TNBS誘導(dǎo)組織損傷選擇zui合適的小鼠時(shí)，小鼠的遺傳背景表型都是要考慮的重要因素。作為例子，C57BL / 6和DBA / 2株對TNBS耐受，而SJL/J，C3Hej和BALB/c小鼠暴露TNBS后產(chǎn)生明顯的組織損傷。

惡唑酮：惡唑酮是一種替代化學(xué)劑，可用來在宿主腸道產(chǎn)生半抗原蛋白引起急性腸道炎癥。它的使用導(dǎo)致Th2免疫反應(yīng)介導(dǎo)的腸道損傷。組織病變表現(xiàn)在暴露后小鼠惡唑酮類似UC病變的人一樣，大多數(shù)病變引起黏膜潰瘍，黏膜下水腫和組織出血。小鼠使用惡唑酮后導(dǎo)致體重減輕，腹瀉，潰瘍，大腸上皮細(xì)胞損傷。其他化學(xué)劑比較使用惡唑酮的優(yōu)勢是通過組織結(jié)構(gòu)改變誘導(dǎo)織損傷。事實(shí)上，惡唑酮產(chǎn)生相對快速組織損傷使小鼠成為研究UC樣病的一個(gè)理想候選人。類似 TNBS和DSS使用，小鼠型的選用會(huì)影響應(yīng)惡唑酮處理后的效果。作為一個(gè)實(shí)例，用相同劑量惡唑酮處理BALB／C和 c57bl / 6小鼠，顯示增加了BALB／C組織損傷。惡唑酮是急性炎癥的一種有效的誘導(dǎo)劑，其有效性誘導(dǎo)慢性炎癥仍然是不確定的。

生物刺激物：作為化學(xué)刺激物的替代品，生物刺激物也被用來研究常見的腸道炎癥性疾病。生物刺激物可以是細(xì)菌、病毒、原蟲、或蠕蟲，可引起急性和慢性炎癥。我們回顧在動(dòng)物模型中zui常用誘導(dǎo)腸道炎癥的生物制劑。

細(xì)菌：宿主腸道中含有豐富的菌群共計(jì)1013-1014種細(xì)菌，物種通常包括擬桿菌門、厚壁菌門、放線菌、螺旋菌、變形菌門。宿主和腸道微生物之間相互作用處于穩(wěn)態(tài)，細(xì)菌物種豐度的變化可能會(huì)導(dǎo)致腸道炎癥。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，共生細(xì)菌對防止病原菌的過度生長維持腸道健康有重要作用，幫助調(diào)節(jié)和維持一個(gè)靜態(tài)的腸道免疫系統(tǒng)。一種共生細(xì)菌失控的免疫反應(yīng)可以導(dǎo)致腸道損傷。通過增加曝光益生菌能增加異常的免疫反應(yīng)。腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的改變可以引起疾病。急性炎癥研究的一個(gè)良好的特征模型包括在小鼠盲腸和大腸部位安裝和定植細(xì)菌。

蠕蟲：寄生蟲（如吸蟲、絳蟲、蛔蟲）能引起廣泛腸道炎癥和損傷，主要是用來研究Th2細(xì)胞介導(dǎo)的腸炎癥。寄生蟲主要誘導(dǎo)Th2（IL-4、IL-5、IL-13表達(dá)）和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞因子（IL-10、TGF-β）與嗜酸性粒細(xì)胞相關(guān)的炎癥組織聯(lián)合。線蟲（如蛔蟲）是zui常用的研究腸道疾病蠕蟲模型，和鼠鞭蟲是zui經(jīng)常使用的線蟲能引起嚙齒類動(dòng)物的腸道炎癥。T.muris小鼠模型誘導(dǎo)的急性免疫反應(yīng)特點(diǎn)是盲腸和近端結(jié)腸屏障功能喪失。小鼠模型中如C57BL／6和BALB/c小鼠，感染導(dǎo)致Th2細(xì)胞分泌IL-4、IL-5和IL-13上調(diào)，增加上皮細(xì)胞更新和滲透。有趣的是，寄生蟲主要在小鼠小腸產(chǎn)生Th2免疫反應(yīng)。

原生動(dòng)物：剛地弓形蟲也被用于在小鼠模型，以誘導(dǎo)腸道炎癥。弓形蟲易感小鼠能夠在小腸內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)大的Th1細(xì)胞相關(guān)的炎癥反應(yīng)。這種微生物有三種病原菌，其中2株是對人有致病性的，并且是能夠引起強(qiáng)烈的Th1型細(xì)胞因子反應(yīng)，從而增加IL-12和IFN-γ的表達(dá)。研究已經(jīng)表明，弓形蟲感染可誘導(dǎo)IL-22的產(chǎn)生，活化Th17細(xì)胞相關(guān)效應(yīng)因子。

虎 克自身免疫性疾病實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型

    Hookelabs是的自身免疫性疾病實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型及其相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)，其創(chuàng)始人Suzana Marusic博士曾在惠氏制藥長期擔(dān)任炎性靶點(diǎn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室的主管，負(fù)責(zé)哮喘和自身免疫性疾病的研究，研發(fā)制備出高度相似性的哮喘和實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎小鼠模型，并以此驗(yàn)證了多個(gè)藥物靶點(diǎn)。Suzana Marusic憑借其多年來在T細(xì)胞分離培養(yǎng)、細(xì)胞免疫、外周耐受機(jī)制及免疫相關(guān)疾病和腫瘤研究的豐富經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)立了虎克實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型公司，致力于為科研和藥物研發(fā)提供的自身免疫性實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型建立試劑盒，以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物組織和血清。公司目前的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型主要包括膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎模型、實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎模型、系統(tǒng)紅斑狼瘡、炎性腸病等模型的制備試劑盒，以及多種免疫狀態(tài)下動(dòng)物組織和血清樣本?；⒖藢?shí)驗(yàn)動(dòng)物模型提供的模型制備試劑盒以預(yù)充免疫原的注射器為主，操作簡單，結(jié)果可靠，可重復(fù)性高。

四、腸炎動(dòng)物模型

1、DSS誘導(dǎo)的C57BL/6 小鼠腸炎模型

炎性腸病 (IBD)是人類常見的消化道疾病，右旋糖酐硫酸酯鈉(DSS)誘導(dǎo)的IBD模型與臨床人類IBD疾病在病理學(xué)上有共同特征，如體重減輕，血性腹瀉及結(jié)腸炎的病理學(xué)改變?；⒖斯菊T導(dǎo)的IBD模型是在連續(xù)五天C57BL/6小鼠食水中加入3-4 % 的DSS，造成整個(gè)消化道的炎癥，但是結(jié)腸尤為嚴(yán)重。當(dāng)DSS停用后急性腸炎轉(zhuǎn)變?yōu)槁阅c炎。下圖為典型的腸炎動(dòng)物模型指征。

2、CD4+CD45RB（高）誘導(dǎo)的SCID小鼠腸炎模型

該疾病模型可能是zui接近人類IBD疾病的動(dòng)物模型，其病理學(xué)反應(yīng)及體重變化均與臨床現(xiàn)象相似，且臨床上有效的處理在該動(dòng)物模型也同樣有效。該模型與人類IBD疾病不同之處在于損傷位置不同，小鼠一般局限于結(jié)腸，而人類則可發(fā)于整個(gè)消化道（盡管結(jié)腸仍為高發(fā)位置）。

該動(dòng)物模型的誘導(dǎo)流程如下。

下圖為該模型的*指征：

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