自1985年日本學者首次報道使用硫酸葡聚糖（DSS）在小鼠中建立結腸炎模型以來，大量數據表明，DSS誘導的結腸炎模型的病因、臨床表現、病理變化和治療反應與人類潰瘍性結腸炎（UC）相似。因此，DSS結腸炎模型已成為研究UC的病因、發病機制和腫瘤疾病的重要工具，使其成為迄今為止最廣泛使用的UC模型之一。

圖1.DSS誘導的結腸炎模型的發病過程

1. DSS 模型

DSS是葡聚糖的多陰離子衍生物，由葡聚糖和氯磺酸通過酯化反應形成，分子式為(C6H7Na3O14S3)n，分子量在36,000到50,000之間，硫含量通常在17%到20%之間。DSS通常被用來誘導結腸炎模型，盡管其誘導機制尚未完全被理解。當前的研究表明DSS可能通過增加腸道通透性、破壞腸道黏膜屏障、上調某些細胞因子（如腫瘤壞死因子、白細胞介素、干擾素、IL-10和IL-12）、激活某些信號通路（如NF-κB通路和TRPV1通路）或引起腸道菌群失調等方式發揮作用。根據給藥時間和周期的不同，結腸炎模型可以分為急性和慢性兩種。

慢性結腸炎模型的建立

      慢性結腸炎模型可以通過使用低濃度的DSS（硫酸葡聚糖鈉）來建立，但需要較長的給藥時間。例如，可以讓小鼠在飲用水中攝入1%至3%的DSS，持續數周。慢性結腸炎模型的特征包括：小鼠結腸長度縮短、上皮細胞增生、黏膜纖維化以及淋巴結腫大。在一些動物中，可能還會觀察到肉芽組織增生和類似腫瘤的變化。

 急性結腸炎建模

      急性結腸炎模型也是常用的結腸炎模型之一，因為其簡單、成功率高，并且與人類UC病變相似，使其成為研究UC發病機制和評價藥物療效的理想模型。急性建模通常在較短的時間內使用較高濃度的DSS。例如，可以給小鼠飲用水中3%至5%的DSS一周。急性期結腸炎模型的特征包括:結腸充血、水腫、變短、變脆、體重-長度比增加、不同程度的結腸潰瘍、粘膜水腫、杯狀細胞喪失、隱窩變形和破壞、粘膜和粘膜下層中不同程度的炎性細胞浸潤以及上皮細胞損傷。

圖二.慢性和急性DSS誘導的結腸炎模型

2.DSS模型的類型——小鼠、斑馬魚、豬、果蠅等

事實上，除了小鼠，其他動物如斑馬魚、兔子、豚鼠、豬和猴子也可以使用DSS建立結腸炎模型。研究表明，不同物種在造模過程中DSS濃度和造模周期存在一定差異。

小鼠建模

1.BALB/c小鼠，雌性，6-8周，25克；

2.使用無菌水制備3%的DSS飲用水，并通過0.22微米濾膜過濾；

3.讓小鼠連續飲水7天，然后進行HE染色；

4.實驗結果:小鼠組織出現水腫和充血，有明顯的炎癥跡象。

圖3.DSS誘導的急性結腸炎結腸切片HE染色結果

斑馬魚建模

1.在28.5℃下，在含有亞甲藍E3胚胎培養基中培養斑馬魚胚胎，直到受精后1天(dpf)。

2.使用E3培養基制備0.5% DSS飲用水，并通過0.22微米濾膜過濾。

3.用0.5% DSS處理斑馬魚3-6日齡。

4.實驗結果:用0.5% DSS處理導致斑馬魚肝臟顏色變深，并誘導炎癥應激。

圖4.DSS誘導的斑馬魚肝臟炎癥反應

豬建模

1.四至五日齡的約克夏仔豬:實驗組接受DSS輸注，對照組接受生理鹽水輸注。

2.每只小豬通過輸注接受1.25克DSS/千克的日劑量，持續5天。

3.實驗結果:在輸注DSS后，實驗組的血漿D-甘露醇攝取率顯著高于對照組，表明仔豬有明顯的腸炎跡象。

圖5.DSS誘導的仔豬血液中D-甘露醇濃度的增加

果蠅建模

1.將5-10天的雌性果蠅放入2.5×2.5×1cm的小瓶中，小瓶中含有由3.75cm層析紙(Fisher)制成的喂食培養基，層析紙用5%蔗糖溶液潤濕。

2.使用5%蔗糖溶液制備含有不同成分的喂養培養基，包括3% DSS和25μg/ml博來霉素。

3.將果蠅轉移到裝有層析紙的小瓶中，并在29℃下培養三天。在此期間，每天將存活的果蠅轉移到含有新鮮飼養培養基的空瓶中。

4.實驗結果:DSS表現出致死效應并誘導腸干細胞前體細胞(ISCs)增殖。

圖6.DSS誘導果蠅腸道干細胞前體細胞的增殖

常見問題解答

目前，Arcegen Biology提供了專門用于慢性和急性結腸炎建模的葡聚糖硫酸鈉(DSS，MW: 36000~50000)。它擁有高質量，純度和良好的重復性?？蛻艨梢愿鶕约旱膶嶒災康恼{整DSS的濃度和給藥時間，建立急性、慢性和急慢性交替模型。建模過程簡單，成本效益高，并表現出良好的可重復性。建模的成功很大程度上取決于DSS濃度、分子量、給藥時間和動物種類。

文獻參考

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