腸易激綜合征的動(dòng)物模型選擇分析及展望

余　萍,張　成,陳　敏,黃德銓

(1. 成都中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，四川 成都 610075；2. 成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，四川 成都 610075)

?

腸易激綜合征的動(dòng)物模型選擇分析及展望

余萍1,張成1,陳敏2,黃德銓2

(1. 成都中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，四川 成都 610075；2. 成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，四川 成都 610075)

[關(guān)鍵詞]腸易激綜合征；動(dòng)物模型；內(nèi)臟高敏

腸易激綜合征(irritable bowel syndrome,IBS)是以腹痛、腹部不適及大便性狀和/或次數(shù)改變?yōu)橹饕R床表現(xiàn)的一組臨床綜合征，屬于功能性腸道疾病。IBS患病率高，據(jù)Lovell等[1]分析顯示，其全球患病率為11.2%，且以50歲以下青壯年為主要患病人群。其病因和發(fā)病機(jī)制尚不十分明確，主要包括精神-心理-社會(huì)因素、腦-腸軸雙向調(diào)節(jié)功能失調(diào)、腸道菌群失調(diào)、腸道細(xì)菌感染、胃腸動(dòng)力學(xué)異常、遺傳因素、內(nèi)臟敏感性增高等[2]。為進(jìn)一步研究IBS病理生理改變、發(fā)病機(jī)制、藥物治療及作用原理，選擇一種代表性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、客觀、可重復(fù)性好、公認(rèn)的動(dòng)物模型至關(guān)重要。目前腸易激綜合征動(dòng)物模型復(fù)制方法繁多，現(xiàn)將其研究進(jìn)展及應(yīng)用情況闡述如下。

1IBS動(dòng)物模型復(fù)制方法

目前依據(jù)IBS不同的發(fā)病因素，其建立動(dòng)物模型方法多種多樣。李熠萌等[3]回顧性分析發(fā)現(xiàn)，以大鼠為造模對(duì)象的文獻(xiàn)占63%；其他動(dòng)物模型對(duì)象包括小鼠、豚鼠、兔子等的文獻(xiàn)占37%。近年也有學(xué)者提出應(yīng)用靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型為研究對(duì)象。吳曉亮等[4]系統(tǒng)性回顧分析近年IBS大鼠模型研究表明，選用SD大鼠乳鼠比例最高，占38.60%，其次依次為SD成年大鼠、Wistar成年大鼠。

1.1大鼠乳鼠模型復(fù)制法大鼠乳鼠模型依據(jù)結(jié)直腸機(jī)械刺激、母嬰分離、化學(xué)物質(zhì)刺激、早期生活事件等原理進(jìn)行IBS模型復(fù)制。①結(jié)直腸刺激法：Al-Chaer等[5]采用SD大鼠乳鼠于出生后8～21 d球囊擴(kuò)張其結(jié)腸，球囊壓力為60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，每天2次，每次持續(xù)1 min，2次間隔30 min，喂養(yǎng)5周后依據(jù)結(jié)直腸接受不同壓力擴(kuò)張時(shí)記錄的大鼠腹壁回縮反應(yīng)(abdominal withdrawal reflex,AWR)評(píng)分，此法可引起大鼠內(nèi)臟敏感性顯著增高，結(jié)論可靠，模型穩(wěn)定性強(qiáng)。 Gibney等[6]在SD大鼠乳鼠出生8～21 d給予結(jié)腸機(jī)械刺激，壓力每日不同，每天1次，待其成年后采用上述AWR評(píng)分法及行大鼠降結(jié)腸病理組織檢查，發(fā)現(xiàn)可引起大鼠慢性內(nèi)臟敏感性增高且無(wú)明顯病理生理改變。李延青等[7]采用PTCA球囊擴(kuò)張Wistar大鼠乳鼠結(jié)腸，在出生后8～14 d予以壓力30 mmHg，15～21 d予以壓力60 mmHg，每日2次，2次間隔時(shí)間30 min，每次持續(xù)1 min，大鼠成年后行AWR評(píng)分，得出該法造成慢性內(nèi)臟敏感性增加效果確切，持續(xù)性好。②母嬰分離法：Ren等[8]采用母嬰分離法，在大鼠乳鼠出生2～20 d時(shí)即與母鼠分離，O’Mahony等[9]在大鼠乳鼠出生2～14 d與母鼠分離，每天3 h，成年后AWR均增高。③化學(xué)物質(zhì)刺激法：Liu等[10]在大鼠乳鼠出生8～21 d時(shí)向其直腸內(nèi)灌入醋酸刺激，成年后經(jīng)檢測(cè)得出其內(nèi)臟敏感性明顯增加。④綜合因素干預(yù)：朱雪萍等[11]選用SD大鼠乳鼠，自其出生2～20 d行母嬰分離，3 h/d，并于8～14 d時(shí)加用輕度束縛及直腸芥子油刺激，通過(guò)該綜合因素干預(yù)，在大鼠成年后通過(guò)檢測(cè)得出AWR評(píng)分顯著增高，模型組內(nèi)臟敏感性增高。

1.2成年大鼠模型復(fù)制法IBS成年大鼠模型制備方法原理包括心理應(yīng)激(焦慮)、腦-腸軸功能失調(diào)、腸道感染、腸道菌群失調(diào)、化學(xué)因素刺激等,初步可分為慢性應(yīng)激法和急性應(yīng)激法。①物理應(yīng)激模型:樊江波[12]等應(yīng)用禁水24 h、禁食24 h、晝夜顛倒、4 ℃冰水冷刺激5 min、45 ℃烘箱熱刺激5 min、止血鉗鉗夾鼠尾1 min致痛、束縛制動(dòng)、110次/min高頻震蕩15 min等慢性應(yīng)激因素循環(huán)刺激40 d，通過(guò)AWR評(píng)分、排便測(cè)定、敞箱實(shí)驗(yàn)、糖水消耗實(shí)驗(yàn)等方法檢測(cè)得出該方法可以致使模型大鼠胃腸運(yùn)動(dòng)亢進(jìn)、內(nèi)臟敏感性增高、神經(jīng)精神活動(dòng)失調(diào)。其代表性好，應(yīng)用廣泛，是一種有效的IBS動(dòng)物模型。Bradesi等[13]將Wistar雄性大鼠進(jìn)行避水(WA)應(yīng)激實(shí)驗(yàn)，2 h/d，持續(xù)10 d，通過(guò)檢測(cè)得出大鼠產(chǎn)生持續(xù)性內(nèi)臟過(guò)敏(持續(xù)至少1月)且無(wú)病理性改變。Distratti等[14]通過(guò)乳膠導(dǎo)管向大鼠結(jié)直腸內(nèi)注水，5 min 1次，共20次，注水量0.4～1.6 mL，分為4個(gè)等級(jí)，模型檢測(cè)顯示其AWR評(píng)分增高，c-Fos mRNA在脊柱部位表達(dá)增多。王偉岸等[15]等基于腦-腸互動(dòng)原理選用Wistar大鼠建模，應(yīng)用樟腦丸氣味刺激、肢體束縛和結(jié)直腸擴(kuò)張(壓力為60 mmHg)等應(yīng)激方式，經(jīng)檢測(cè)，其結(jié)果顯示試驗(yàn)大鼠腹部自發(fā)性電活動(dòng)增強(qiáng)、腦皮質(zhì)多個(gè)部位cFos表達(dá)顯著升高，可穩(wěn)定誘發(fā)內(nèi)臟功能紊亂。束縛-制動(dòng)的急性應(yīng)激模型，通過(guò)束縛大鼠，可引起大鼠胃腸動(dòng)力異常，內(nèi)臟敏感性增高[16-17]。Vicario等[18]依據(jù)心理環(huán)境與功能性胃腸疾病之間的應(yīng)力關(guān)系原理對(duì)Wistar大鼠采用擁擠脅迫(8只/籠)應(yīng)激，持續(xù)15 d，經(jīng)檢測(cè)得出該試驗(yàn)符合人類腸易激綜合征的病理生理過(guò)程。物理應(yīng)激模型制備法還包括電刺激-束縛、束縛-冷凍、束縛-結(jié)直腸刺激等。②化學(xué)刺激導(dǎo)致內(nèi)臟高敏:常用化學(xué)物質(zhì)包括醋酸、正丁酸鹽灌腸、三硝基苯磺酸灌腸[19-21]，其他還包括芥子油、松節(jié)油、去氧膽酸、丁酸鈉、甲醛、番瀉葉、甘油、大黃等。③微生物感染模型:Yang等[22]采用含8 000條旋毛蟲(chóng)幼蟲(chóng)/mL的磷酸鈉鹽緩沖液灌胃SD大鼠，感染后出現(xiàn)內(nèi)臟高敏感性，且其急性炎癥消退后內(nèi)臟高敏持續(xù)存在。Marales等[23]向SD大鼠腹腔內(nèi)注射野生型空腸彎曲菌，成功建立了IBS動(dòng)物模型。此外還有空腸彎曲菌灌胃、抗生素灌胃導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)、小隱孢子蟲(chóng)等所致的動(dòng)物模型。其他大鼠模型制備方法還包括腹腔注射法(CRF、白蛋白)、基因敲除法等。

1.3 IBS其他動(dòng)物模型復(fù)制法Savignac等[24]模擬人因社會(huì)生活壓力過(guò)大、焦慮、抑郁引起IBS，將小鼠置于具有先天性暴力小鼠前2 h/d，持續(xù)6 d后，小鼠體質(zhì)量減輕，結(jié)腸輕度損傷，出現(xiàn)胃腸功能紊亂及內(nèi)臟高敏，其符合人類IBS腦-腸軸功能失調(diào)的病理生理改變。龍艷芹等[25]應(yīng)用旋毛蟲(chóng)囊鮑(350～400條)感染成年小鼠，感染后通過(guò)AWR評(píng)分評(píng)估模型小鼠對(duì)結(jié)直腸擴(kuò)張的敏感性及通過(guò)病理檢查，得出小鼠感染旋毛蟲(chóng)后8周腸道急性炎癥消退，但內(nèi)臟高敏持續(xù)存在。陳東暉等[26]采用一次性三硝基苯磺酸(2.5 mg/只)結(jié)腸灌注，成功建立了內(nèi)臟高敏、腸道免疫功能失調(diào)、腸黏膜通透性增加的IBS小鼠模型。采用此外還有基因敲除等方法制備小鼠模型。其他動(dòng)物模型還包括豚鼠、兔、狗等。

2IBS動(dòng)物模型問(wèn)題討論及展望

①現(xiàn)有IBS動(dòng)物模型制備方法繁多，因其病因和發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，模型制備原理各不相同。綜合近年研究IBS的文獻(xiàn)，可見(jiàn)以球囊擴(kuò)張大鼠乳鼠結(jié)直腸和成年大鼠慢性綜合物理應(yīng)激模型制備方法應(yīng)用最為廣泛，但球囊擴(kuò)張大鼠乳鼠結(jié)直腸為一創(chuàng)傷性操作且該模型制備時(shí)間長(zhǎng)；成年大鼠慢性綜合物理應(yīng)激模型其穩(wěn)定性相較前者有待進(jìn)一步研究。因此多種常用方法的優(yōu)劣有待進(jìn)一步準(zhǔn)確的對(duì)比研究。目前功能性腸病為一個(gè)科學(xué)研究熱點(diǎn)，因此迫切需求一種公認(rèn)的IBS模型制備方法。②IBS是一種長(zhǎng)期慢性功能性疾病，缺乏形態(tài)學(xué)的診斷標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)病例臨床表現(xiàn)差異甚大；同一病例在疾病不同階段，不同環(huán)境影響下，其臨床特征亦不相同。IBS動(dòng)物模型僅能代表其某一時(shí)間段的臨床過(guò)程，局限性明顯。目前IBS大鼠模型評(píng)判方法多采用結(jié)直腸接受不同壓力擴(kuò)張時(shí)記錄的大鼠腹壁回縮反應(yīng)(AWR)評(píng)分檢測(cè)其內(nèi)臟敏感性，結(jié)合大鼠排便情況、體重變化、行為學(xué)改變。其評(píng)判為一有創(chuàng)性操作，過(guò)程復(fù)雜，評(píng)判者主觀臆斷性強(qiáng)。因此一種更簡(jiǎn)便、更有效、更客觀的模型評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)或診斷標(biāo)準(zhǔn)值得進(jìn)一步探討確立。③在IBS臨床治療方面，蘇冬梅等[27]通過(guò)系統(tǒng)評(píng)價(jià)，得出中草藥對(duì)IBS腹瀉型療效確切，優(yōu)于西藥治療，且無(wú)嚴(yán)重不良反應(yīng)；裴麗霞等[28]通過(guò)Meta分析顯示，針灸對(duì)IBS的療效確切且優(yōu)于常規(guī)西藥。因此結(jié)合中醫(yī)證候建立IBS模型對(duì)IBS的更深入研究具有重大意義。

此外，隨著科技的不斷進(jìn)步，多學(xué)科知識(shí)的相互滲透，在IBS動(dòng)物造模過(guò)程中合理應(yīng)用造影、CT、MRI等技術(shù)，可以使模型向客觀化、標(biāo)準(zhǔn)化方向前進(jìn)；應(yīng)用分子生物學(xué)、生理病理學(xué)、免疫學(xué)、微生物學(xué)等各學(xué)科知識(shí)，進(jìn)一步改進(jìn)IBS模型制備方法，可使其更貼近人類IBS的病理生理過(guò)程，更具代表性。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Lovell RM，F(xiàn)ord AC. Global prevalence of and risk factors for irritable bowel syndrome:A Meta-analysis[J]. Clin Gastroenterol Hepatol，2012，10(7):712-721

[2]Tanaka Y，Kanazawa M，F(xiàn)ukudo S，et al. Biopsychosocial model of irritable bowel syndrome[J]. Neurogastroenterol Motil，2011，17(2):131-139

[3]李熠萌，蔡淦. 腹瀉型腸易激綜合征的中醫(yī)實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展[J]. 中醫(yī)藥現(xiàn)代化,2009，11(4)：541-544

[4]吳曉亮,孫建華. 腸易激綜合征國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀的調(diào)查[J]. 世界華人消化雜志,2010，18(35):3818-3823

[5]Al-Chaer ED，Kawasaki M，Pasricha PJ， et al. A new model of chronic visceral hypersensitivity in sdult rats induced by colon irritationduring postnatal development[J]. Gastroenterology,2000，119:1276-1285

[6]Gibney SM， Gosselin RD， Dinan TG， et al. Colorectal distension-induced prefrontal cortex activation in the Wistar-Kyoto rat:Implications for irritable bowel syndrome[J]. Neuroscience，2010，165(3):675-683

[7]李延青,郭玉婷,左秀麗,等. 腸易激綜合征內(nèi)臟感覺(jué)過(guò)敏動(dòng)物模型的建立[J]. 胃腸病學(xué)和肝病學(xué)雜志,2003,12(4):332-335

[8]Ren TH，Wu J，Yew D，et al. Effects of neonatal maternal separation on neurochemical and sensory response to colonic distension in a rat model of irritable bowel syndrome[J]. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2007，292：G849-G856

[9]O’Mahony SM，Marchesi JR，Scully P，et al. Eady life stress slters behavior,immunity and microbiota in rats:implications for irritable bowel syndrome[J]. Biol Psychiatry，2009，65(3)：263-267

[10] Liu L，Cai X，Yan J，et al. In vivo and in vitro antinociceptive effect of fagopyrum cymosum (Trev.) meisn extracts:a possible action by recovering intestinal barrier dysfunction[J]. Evid Based Complement Altemat Med，2012，23(1)：34-37

[11] 朱雪萍,陳衛(wèi)昌,許諍，等． 腸易激綜合征幼鼠模型的建立及初步探討[J]. 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與比較醫(yī)學(xué)，2007，27：172-175

[12] 樊江波，暢洪昇，董世芬，等. 慢性應(yīng)激致腸易激綜合征大鼠模型的建立與評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)報(bào)，2010，18(2)：91-95

[13] Bradesi S，Schwetz I，Ennes HS，et al. Repeated exposure to water avoidance stress in rats：a new model for sustained visceral hyperalgesia[J]. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2005，289(1)：G42-G53

[14] Distrutti E,Sediari L,Mencarelli A,et al. 5-Amino-2-hydroxybenzoic acid 4-(5-thioxo-5H-[1,2]dithiol-3yl)-phenyl ester(_ATB-429),a hydrogen sulfide-releasing derivative of mesalamine,exerts antinociceptive effects in a model of postinflammatory hypersensitixity[J]. J Pharmacol Exp Ther，2006，319(1)：447-458

[15] 王偉岸，錢(qián)家鳴，潘國(guó)宗，等. 腦-腸互動(dòng)指向性條件應(yīng)激腸易激綜合征動(dòng)物模型的建立[J]. 中華消化雜志，2004，24(10)：590-593

[16] Zou N，Lv H，Li J，et al. Changes in brain G proteins and colonic sympathetic neural signaling in chronic-acute combined stress rat model of irritable bowel syndrome (IBS)[J]. Transl Res,2008,152(6):283-289

[17] Ait-Belgnaoui A，Bradesi S，F(xiàn)ioramonti J，et al. Acute stress-induced hypersensitivity to colonic distension depends upon increase in paracellular permeability：role of myosin light chain kinase[J]. Pain，2005，113：141-147

[18] Vicario M，Alonso C，Guilarte M，et al. Chronic psychosocial stress induces reversible mitochondrial damage and corticotropin-releasing factor receptor type-1 upregulation in the rat intestine and IBS-like gut dysfunction[J]. Psychoneuroendocrinology,2012,37(1):65-77

[19] Dai C,Guandalini S,Zhao DH,et al. Antinociceptive effect of VSL#3 on visceral hypersensitivity in a rat model of irritable bowel syndrome:a possible action through nitric oxide pathway and enhance barrier function[J]. Mol Cell Biochem,2012,362(1/2):43-53

[20] Lian B,Vera-Portocarrero L,King T,et al. Opioid-induced latent sensitization in a model of non-inflammatory viscerosomatic hypersensitivity[J]. Brain Res,2010,13(8):63-70

[21] Adam B,Tsopelas C,Liebregts T,et al. Host immune response determines visceral hypeialgesia in a rat model of post-inflammatory irrtable bowel syndrome[J]. J Gastroenterol,2013,11(6):1509-1515

[22] Yang X，Sheng L，Guan Y，et al. Synaptic plasticity:the new explanation of visceral hypersensitivity in rats with Trichinella spiralis infection?[J]. Dig Dis Sci，2009，54(5)：937-946

[23] Marales W,Pimentel M,Hwang L,er al. Acute and chronic histological changes of the small bowel secondary to C.jejuni infection in a rat model for post-infectious IBS[J]. Dig Dis Sci,2011,56(9):2575-2584

[24] Savignac HM，Hyland NP，Dinan TG，et al. The effects of repeated social interaction stress on behavioural and physiological parameters in a stress-sensitive mouse strain[J]． Behav Brain Res，2011，216：576-584

[25] 龍艷芹，侯曉華. 感染后腸易激綜合征小鼠腸道免疫的研究[D]. 武漢：華中科技大學(xué)，2010

[26] 陳東暉，鄭鵬遠(yuǎn). 三硝基苯磺酸誘導(dǎo)腸易激綜合征發(fā)生機(jī)制及酪酸梭菌對(duì)腸道通透性和免疫紊亂的調(diào)節(jié)作用[D]. 鄭州：鄭州大學(xué)，2014

[27] 蘇冬梅，張聲生，劉建平，等. 中醫(yī)藥治療腹瀉型腸易激綜合征的系統(tǒng)評(píng)價(jià)研究[J]. 中華中醫(yī)藥雜志，2009，24(4)：532-535

[28] 裴麗霞，張新昌，孫建華，等. 針灸治療腸易激綜合征Meta分析[J]. 中國(guó)針灸，2012，32(10)：957-960

[收稿日期]2015-07-01

[中圖分類號(hào)]R-332

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1008-8849(2016)01-0112-03

doi:10.3969/j.issn.1008-8849.2016.01.042