葡聚糖硫酸鈉致潰瘍性結(jié)腸炎動物模型研究進(jìn)展

劉雷蕾，施麗婕

(1.天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津300193;2.天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，天津300193)

近年來，由于結(jié)腸鏡普遍應(yīng)用及對潰瘍性結(jié)腸炎認(rèn)識的深入，其發(fā)病率呈現(xiàn)逐年升高的趨勢。又鑒于本病具有反復(fù)發(fā)作，不斷加重，經(jīng)久不愈，并有一定癌變率等，對其病因、發(fā)病機(jī)制以及藥物治療方面研究變得日益迫切?，F(xiàn)就基于葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的潰瘍性結(jié)腸炎動物模型研究進(jìn)展作一綜述。

1 葡聚糖硫酸鈉作用機(jī)制

葡聚糖硫酸鈉用于潰瘍性結(jié)腸炎動物模型的建立始于1985年，但其誘發(fā)潰瘍性結(jié)腸炎的具體作用機(jī)制尚不明確，可能與以下機(jī)制相關(guān):1)內(nèi)在結(jié)腸滲透率是敏感性大鼠結(jié)腸炎的一個(gè)關(guān)鍵影響因素［1］，葡聚糖硫酸鈉可以增加腸黏膜滲透性和降低腸上皮細(xì)胞阻力［2］。2)毒性模型體外研究表明，葡聚糖硫酸鈉直接接觸會導(dǎo)致上皮細(xì)胞的細(xì)胞周期性凋落［3］;體內(nèi)腸管試驗(yàn)表明，葡聚糖硫酸鈉可引起腸道黏液損失，造成細(xì)菌滲透，破壞腸屏障［4］。3)葡聚糖硫酸鈉可以誘導(dǎo)特異性T細(xì)胞參與腸道免疫炎性反應(yīng)［5］。4)葡聚糖硫酸鈉上調(diào)腫瘤壞死因子(TNF)-α、干擾素(IFN)-γ、白細(xì)胞介素(IL)-10的表達(dá)與嗜酸性粒細(xì)胞脫顆粒有關(guān)［6］。5)葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的腸炎還可能與激活某些通路以及使腸道菌群失調(diào)等有關(guān)。

2 葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)潰瘍性結(jié)腸炎模型的建立

2.1 葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的急性期潰瘍性結(jié)腸炎模型急性期潰瘍性結(jié)腸炎模型一般將葡聚糖硫酸鈉按照W/V配制成濃度為2%～5%的葡聚糖硫酸鈉溶液，讓小鼠或者大鼠自由飲用4～7 d，短時(shí)間內(nèi)造成［7］。HAYASHI Y 等［8］用濃度5%(W/V)的葡聚糖硫酸鈉溶液給7周齡的Wistar大鼠自由飲用7 d，5 d后出現(xiàn)結(jié)腸縮短、白細(xì)胞升高(WBC)、髓過氧化物酶(MPO)增高等急性期表現(xiàn)，7 d后處死大鼠取病理。急性期臨床表現(xiàn)為腹瀉、糞便潛血陽性、肉眼血便或伴黏液、動物體質(zhì)量下降、進(jìn)食量減少、活動度減弱、毛色變差、貧血，甚至死亡。一般在給藥后2～3 d，模型組出現(xiàn)便潛血陽性或有腹瀉;3～5 d后出現(xiàn)體質(zhì)量明顯下降，腹瀉和便潛血加重，或出現(xiàn)肉眼血便;隨著給藥時(shí)間的延長而成加重趨勢。組織改變?nèi)庋劭梢娊Y(jié)腸充血水腫、多造性小潰瘍、結(jié)腸縮短，病理學(xué)表現(xiàn)為結(jié)腸上皮黏膜糜爛、損傷嚴(yán)重，腺體隱窩結(jié)構(gòu)破壞，淋巴細(xì)胞及伴大量中性粒細(xì)胞等浸潤，杯狀細(xì)胞丟失，病變多累及黏膜層，也有侵犯到黏膜下層和黏膜肌層。

2.2 葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的慢性期潰瘍性結(jié)腸炎模型OKAYASU I［9］給 BALB/c 小鼠用 5% 的葡聚糖硫酸鈉溶液，循環(huán)給藥多個(gè)周期，建立了慢性潰瘍性結(jié)腸炎模型。隨后COOPER H S［10］給模型組飲用7 d葡聚糖硫酸鈉溶液后自由飲水7 d分別重復(fù)1～3個(gè)周期來建立慢性潰瘍性結(jié)腸炎模型，以及給模型組葡聚糖硫酸鈉7 d后分別自由飲水14、21 d來建立慢性潰瘍性結(jié)腸炎模型。結(jié)果顯示，葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)7 d后的慢性結(jié)腸炎模型可以作為一個(gè)有用的模型來研究藥物對人類炎性腸病的影響機(jī)制，并且對慢性潰瘍性結(jié)腸炎的廣泛性組織學(xué)進(jìn)行描述［11］。胡仁偉等［12］給雄性BALB/c小鼠自由飲用5%葡聚糖硫酸鈉(相對分子質(zhì)量5 000)溶液7 d，然后予蒸餾水14 d誘發(fā)慢性結(jié)腸炎小鼠模型，并且與給藥7 d后的急性期模型組進(jìn)行了對照研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)停止飲用5%葡聚糖硫酸鈉溶液14 d后，光鏡下可見較局限的隱窩破壞伴上皮再生修復(fù)及腺體增生，但以隱窩變形、排列紊亂及以淋巴、單核細(xì)胞為主的炎細(xì)胞浸潤等病變較突出，符合慢性炎癥的病理變化。SUZUKI K等［13］給雌性C57BL/6(B6)小鼠(7～9周齡)自由飲用3%葡聚糖硫酸鈉(相對分子質(zhì)量36～50 kDa;Wako，Osaka，Japan)5 d 之后，予常規(guī)飲水 14 d，造成慢性期模型。

3 葡聚糖硫酸鈉造模影響因素

3.1 葡聚糖硫酸鈉濃度 葡聚糖硫酸鈉濃度是實(shí)驗(yàn)成功的最關(guān)鍵因素，影響著造模時(shí)間以及模型的臨床表現(xiàn)。常見的造模濃度一般為3%和5%。VOWINKEL T等［14］經(jīng)研究給出了葡聚糖硫酸鈉攝取量的計(jì)算公式，即葡聚糖硫酸鈉(mg/g)=總飲水量(mL)×［葡聚糖硫酸鈉(mg)/100 mL］/小鼠的初始體質(zhì)量(g)，指出誘導(dǎo)可靠和重復(fù)性好的潰瘍性結(jié)腸炎模型，葡聚糖硫酸鈉總攝取量的最低閾值是30 mg/g，而葡聚糖硫酸鈉總攝入量的差異不會影響炎癥反應(yīng)的嚴(yán)重程度。EGGER B等［15］的研究也證明，葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的黏膜損傷程度主要取決于葡聚糖硫酸鈉濃度，而不是動物攝取的葡聚糖硫酸鈉總量。張艷麗等［16］用C57BL/6小鼠自由飲用葡聚糖硫酸鈉溶液(3%、5%、8%)的方法建立急性潰瘍性結(jié)腸炎模型，結(jié)果顯示DAI評分隨著濃度(3%、5%和8%)的增加呈線性增加，呈濃度依賴性;遠(yuǎn)端結(jié)腸HI評分和近端結(jié)腸HI評分則無濃度依賴性;病死率隨濃度的增加而升高。

3.2 葡聚糖硫酸鈉的分子量(molecular weights，MW)及含硫量 HIRONO I等［17］給ACI鼠以3種相對分子質(zhì)量不同且含硫量相近的葡聚糖硫酸鈉造模，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相對分子質(zhì)量為54 000的葡聚糖硫酸鈉有較強(qiáng)的致癌活性;相較而言相對分子質(zhì)量過大的如MW為520 000和相對分子質(zhì)量較小的如MW為9 500的葡聚糖硫酸鈉則沒有明顯的致癌效果。KITAJIMA S等［18］分別用 MW 為5、40 kD 和500 kD 的葡聚糖硫酸鈉配制成濃度為5%(W/V)的溶液給BALB/c小鼠自由飲用7 d建立潰瘍性結(jié)腸炎模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在5 kD和40 kD組結(jié)腸病理呈急性期表現(xiàn)，500 kD組則未發(fā)現(xiàn)。并且觀察到5 kD組病變集中在盲腸和升結(jié)腸，40 kD組病變較嚴(yán)重且集中在相對靠下的結(jié)腸段。BAMBA S等［19］研究發(fā)現(xiàn)，即使用相對分子質(zhì)量在相同范圍內(nèi)不同廠家的葡聚糖硫酸鈉，因?yàn)槠浜蛄坎煌?，所建立模型的?yán)重程度也會不同。

3.3 葡聚糖硫酸鈉的給藥時(shí)間 根據(jù)葡聚糖硫酸鈉給藥時(shí)間的不同制造出急性、慢性期不同模型，一般在給藥后2～3 d，模型組出現(xiàn)便潛血陽性或有腹瀉;3～5 d后出現(xiàn)體質(zhì)量明顯下降，腹瀉和便潛血加重，或出現(xiàn)肉眼血便;并且隨著給藥時(shí)間的延長而成加重趨勢，病理學(xué)研究也支持此觀點(diǎn)。YAN Yutao等［20］給C57BL/6小鼠飲用3.5%的葡聚糖硫酸鈉溶液以不同的時(shí)間，觀察不同時(shí)間段小鼠的過氧化物酶(MOP)、腸黏膜滲透率、近端結(jié)腸和遠(yuǎn)端結(jié)腸病理表現(xiàn)等來構(gòu)建葡聚糖硫酸鈉—潰瘍性結(jié)腸炎模型的時(shí)間和空間臨床及組織學(xué)參數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著給藥時(shí)間的延長各項(xiàng)指標(biāo)均不同程度加重，撤除藥物之后，各項(xiàng)指標(biāo)有被控制的趨勢。

3.4 動物種系 1985年，OHKUSA T［21］最先用倉鼠建立了葡聚糖硫酸鈉結(jié)腸炎模型，并發(fā)現(xiàn)其病變與人類潰瘍性結(jié)腸炎類似。其后，一些學(xué)者先后應(yīng)用BALB/C小鼠、C57BL/6小鼠、SW小鼠、SD大鼠、Wistar大鼠等建立了葡聚糖硫酸鈉急性和慢性結(jié)腸炎模型。但各種屬動物對葡聚糖硫酸鈉易感性、臨床表現(xiàn)、炎癥嚴(yán)重程度和病變可見部位不同?？赡芸紤]到不同種屬的鼠飲用相同濃度的葡聚糖硫酸鈉溶液炎癥情況不同，研究者因此提出可能是先天性遺傳決定了不同品系鼠的抗炎癥損傷能力，從而發(fā)現(xiàn)了一些易感基因［22］。目前對炎性腸病的病因尚未明確，其中遺傳因素的影響占據(jù)一定比重，因此，這類研究發(fā)現(xiàn)可以為尋找靶點(diǎn)基因進(jìn)行針對性研究治療提供參考。

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