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海量干貨:手把手教你動物造模

2022-2-16  閱讀(790)

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海量干貨:手把手教你動物造模

 

31.png


結腸炎造模




一、DSS造模發(fā)展歷程



目前有多種動物模型被廣泛用于研究炎癥性腸炎(inflammatory bowel disease,IBD)的病因、發(fā)病機制及測試新開發(fā)藥物藥效等,尤其以葡聚糖硫酸鈉鹽(Dextran Sulfate Sodium Salt,DSS MW:36000~50000)結腸炎(ulcerative colitis,UC)模型應用*。


圖1 DSS潰瘍病結腸炎模型發(fā)展歷程



二、DSS 構建的UC模型特點



通過給予動物自由飲用不同濃度的DSS(MW:36000~50000)水溶液,根據用藥時間及用藥周期可制成急性和慢性兩種結腸炎模型。該模型癥狀表現(xiàn)與人類UC極為相似,主要表現(xiàn)為腹瀉、黏液樣便、糞便潛血、肉眼血便、重量減輕、活動度減少,毛色變差等。

 1 DSS結腸炎模型組織學特征

DSS結腸炎模型類別

急性期結腸炎模型

慢性期結腸炎模型

組織學改變

結腸充血、水腫、變短、變脆、重量長度比增加

結腸明顯縮短

出現(xiàn)不同程度的結腸潰瘍

粘膜增厚、淋巴結腫大

黏膜水腫、杯狀細胞缺失、隱窩腫脹破壞

杯狀細胞缺失、隱窩缺失

黏膜和黏膜下層出現(xiàn)不同程度的炎癥細胞浸潤,上皮細胞損傷

小部分動物出現(xiàn)腺瘤息肉、腫瘤樣改變


三、 DSS UC模型的優(yōu)勢



1、癥狀表現(xiàn)與人UC極度相似,可用于研究急、慢性結腸炎的發(fā)生發(fā)展機制,也可用于藥物的藥效研究。

2、自由飲用DSS水溶液的建模方式,簡單易行,成模率高,重復性強。

3、用不同濃度的DSS、給藥時間和給藥頻率,可以實現(xiàn)急性和慢性兩種結腸炎模型。模型持續(xù)時間長,體現(xiàn)了急性向慢性轉化的動態(tài)過程,解決了UC的慢性化和維持問題,這是以前許多模型的。

4、多種屬動物中均可造模:小鼠、大鼠、斑馬魚、豬、果蠅等。

5、聯(lián)合氧化偶氮甲烷 (azoxymethane, AOM)用藥,可用于誘發(fā)結腸炎相關性癌癥 (colitis associated cancer, CAC) 動物模型,成功模擬IBD誘發(fā)CAC的過程。


四、DSS UC模型構建實例



1、小鼠造模

1)BALB/c小鼠,雌,6-8周,25 g;

2)用無菌水配置3% DSS飲用水,然后用0.22 μm的濾膜過濾;

3)給小鼠連續(xù)飲用7天,HE染色;

4)實驗結果:小鼠的組織水腫充血,有明顯的炎癥現(xiàn)象。

33.png
圖2 DSS急性結腸炎切片HE染色結果

2、斑馬魚造模

1)將斑馬魚胚胎培養(yǎng)在含甲基藍的E3胚胎培養(yǎng)基中,28.5 ℃,培養(yǎng)至1 dpf;

2)用E3培養(yǎng)基配置0.5% DSS飲用水,然后用0.22 μm的濾膜過濾;

3)用0.5%的DSS處理斑馬魚,從3 dpf處理到6 dpf。

4)實驗結果:0.5%的DSS藥物處理均會導致斑馬魚肝臟顏色變深,產生炎癥應激。


34.png
圖3 DSS導致斑馬魚肝臟產生炎癥反應

3、豬造模

1)四到五天大的約克郡小豬,實驗組:灌注DSS,對照組:灌注生理鹽水

2)每只小豬每日攝入量1.25g DSS/kg,灌注5天

3)實驗結果:灌注DSS后,實驗組的血漿D-甘露醇攝取率顯著高于對照組,表明小豬出現(xiàn)了肉眼可見的腸炎癥狀。


35.png
圖4 DSS誘導致小豬體內D-甘露醇濃度高于對照組

4、果蠅造模

1)將5~10日的雌果蠅放在一個裝有2.5×2.5×1cm的空小瓶中培養(yǎng)中,用5%蔗糖溶液潤濕的3.75-cm色譜紙(Fisher)進料介質;

2)用5%的蔗糖溶液分別配制含有不同成分的喂食培養(yǎng)基,類別包括各含3%的DSS,25 μg/ml博霉素;

3)果蠅放入含有層析紙的瓶中,29℃培養(yǎng)三天,期間每天將存活的果蠅移入含有新鮮培養(yǎng)基的空瓶中;

4)實驗結果:DSS有致死的功能,且DSS誘導ISC前體細胞增殖。


36.png
圖5 DSS誘導果蠅中ISC前體細胞增殖



五、如何評價造模是否成功?



1、疾病活躍指數(shù)評分(Disease Activity Index, DAI score)

從三個方面進行評估打分,分別為體重、糞便粘稠度、糞便潛血等指標,DAI評分為三個指標之和。

表2 DAI評分細則

評分

體重下降百分比

糞便粘稠度

糞便潛血

0

0

正常

陰性

1

1-5%

軟便

淺藍

2

5-10%

黏液樣便

藍色

3

10-20%

稀液狀便

深藍

4

>20%


肉眼血便


2、組織學變化評分


組織學變化評分為上述各指標之和,在急性結腸炎模型中淋巴結形成不做評分。組織學分析的標準方法為HE染色(Cat.NO:60524ES60)。

表3 組織學變化評分

評分

潰瘍(個)

上皮細胞變化

炎癥浸潤

淋巴結(個)

0

0

正常

1

1

杯狀細胞缺失

隱窩周圍浸潤

1

2

2

杯狀細胞大面積缺失

黏膜肌層出現(xiàn)浸潤

2

3

3

隱窩缺失

黏膜肌層普遍浸潤,黏膜增厚

3

4

>3

隱窩大面積缺失或息肉狀再生

黏膜下層浸潤

>3


3、結腸長度

急性結腸炎模型中,第8天可檢測到結腸長度縮短;慢性結腸炎模型中,結腸長度縮短更加明顯。

4、總結

DSS UC動物模型構建應先進行預實驗,摸索建模條件,建議預實驗每組樣本8-10只,并設立對照組。通常出現(xiàn)體重減輕、稀便、腹瀉、血便或糞便潛血、潰瘍可視為DSS藥物有效,造模成功。


六、翌圣DSS建模案例



翌圣DSS(Cat.NO:60316ES,MW:36000~50000)廣泛應用于UC模型的構建。我們發(fā)現(xiàn)急性結腸炎成模時間主要集中在7天左右,效果十分顯著。下表是部分客戶的數(shù)據反饋。

表4 用DSS構建不同類型的腸炎模型


模型

建模樣本

造模方案

造模結果

使用評價

急性結腸炎

BALB/c小鼠,雌,6-8周,25 g

3%-5% DSS連續(xù)自由飲用7天

Day5出現(xiàn),結腸長度縮短、HE染色,炎癥明顯

成模速度快,用時短。符合急性結腸炎模型特征

C57BL/6小鼠,雄,8周,20 g

3%-5% DSS灌胃,持續(xù)給藥

Day5出現(xiàn),結腸長度縮短、體重下降、便血、拉稀

成模率高,用時短。符合急性結腸炎模型特征

慢性結腸炎

C57BL/6小鼠,雄,8周,22 g

1-2% DSS灌胃,持續(xù)給藥

Day40出現(xiàn),結腸長度縮短、體重下降、便血、拉稀

成模率高。符合慢性結腸炎模型特征

結腸癌

C57BL/6小鼠,雄,8周,21 g

1%-2% DSS自由飲用5天,持續(xù)3周

14周 出現(xiàn),結腸長度縮短、體重下降、HE染色,炎癥明顯

成模率高。符合結腸癌模型特征


產品特點:

1、癥狀與人類UC高度相似:可用于研究結腸炎發(fā)生機制和藥效研究。

2、成模率高:自由飲用DSS水溶液,簡單易行、重復性強。

3、可構建多種結腸炎模型:急性結腸炎、慢性結腸炎,還可以聯(lián)合AOM構建結腸炎相關性癌癥(CAC)模型。

4、適用于多種屬動物造模:小鼠、大鼠、斑馬魚、豬、果蠅等。

5、安全性高:DSS可被自然生態(tài)系統(tǒng)降解,對環(huán)境安全;

6、純度高:高純度(98%),硫含量17-19%;


七、常見問題



無論急性DSS結腸炎模型還是慢性DSS結腸炎模型,腸炎嚴重程度與成功與否均與小鼠種屬(不同基因背景)、DSS濃度、給藥周期等相關。

表5 DSS結腸炎造模常見問題

可能出現(xiàn)的問題

可能的原因

建議解決辦法

小鼠致死率高

DSS濃度太高

降低DSS給藥濃度

小鼠無腸炎癥狀或低腸炎癥狀

DSS濃度太低

升高DSS給藥濃度;減少循環(huán)間隔時間(10-14天)

同一組小鼠,腸炎癥狀差異大

瓶蓋堵塞

每天檢查小鼠飲水瓶



八、產品訂購



熱賣產品,建模效率與進口產品一致,產品價格低至進口價格的1/3,大量現(xiàn)貨庫存。

產品名稱

貨號

規(guī)格

價格(元)

Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS)

結腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000

60316ES25

25 g

1255.00

Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS)

結腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000

60316ES60

100 g

3855.00

Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS)

結腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000

60316ES76

500 g

16855.00

Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS)

結腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000

60316ES80

1 kg

32855.00

Hematoxylin and Eosin Staining Kit

蘇木素伊紅(H&E)染色試劑盒

60524ES60

2×100 mL

358.00


動物急性胰腺炎造模



雨蛙素(Caerulein)是一種功能和組成上類似于膽囊收縮素(cholecystokinin,CCK)的胃調節(jié)分子,能夠刺激胃、膽管和胰腺分泌。雨蛙素可用于研究由NF-κB上調蛋白如細胞間黏附分子(ICAM-1),炎癥相關因子如NADPH氧化酶以及Janus激酶介導的信號轉導途徑。并已經成功運用于大鼠、小鼠、狗和敘利亞倉鼠等動物急性胰腺炎(AP)模型的建立。

造模優(yōu)勢:

1、操作簡單

2、成本較低

3、造模迅速

4、給藥方式多

造模機制:

1、通過刺激胞內NF-KB來上調胰腺腺泡細胞內的細胞間黏附分子(ICAM-1)表達。表面ICAM-1反過來促進中性粒細胞粘附到腺泡細胞上從而增強胰腺炎癥效應;

2、通過誘使消化酶分泌失調和細胞質空泡化導致腺泡細胞死亡和胰腺水腫,從而誘導胰腺炎;

3、活化炎癥促進因子。

相關試劑

翌圣提供十肽分子形式,純度≥97% (HPLC)雨蛙素;造模效率高,*,現(xiàn)貨供應。

貨號

貨號

規(guī)格

價格(元)

Caerulein雨蛙素

60321ES03

1mg

3878

DMSO 二甲基亞砜(細胞培養(yǎng)級)

60313ES60

100mL

279


糖尿病疾病模型造模



37.png


鏈脲佐菌素(Streptozocin,STZ)是從某種鏈霉菌Aureobasidium pullulans中產生的抗腫瘤類抗生素,也可人工合成。常被用于治療胰腺癌。同時,STZ對一定種屬動物的胰島β細胞有選擇性破壞作用,能誘發(fā)許多動物產生糖尿病,一般采用大鼠和小鼠制造動物模型。在抗白血病、DNA甲基化、抗腎炎等方面被廣泛研究。


一、STZ誘導糖尿病模型的構建標準SOP



1、動物的準備

盡量選用雄性動物,雌性含有激素影響建模效率。有研究顯示,雌性動物成模率差,而且可能會比雄性出現(xiàn)更高死亡率,尤其是I型。

I型糖尿?。═ype I diabetes)一般按照體重選擇即可,推薦大鼠170-200g,小鼠17-22g,適應性喂養(yǎng)1~2周后空腹注射STZ,成模率相對理想。

II型糖尿病(Type II diabetes)對于大鼠(比如SD/Wistar),選取4-5周齡,體重在90-100g,高脂(高糖)飼料喂養(yǎng)4-6周體重約達240-280g。 對于小鼠(比如C57/ICR/昆明小鼠),選取4-5周齡,體重在16-20g,高脂(高糖)飼料喂養(yǎng)4-6周體重約達30-35g。 對于新購入動物或更換飼養(yǎng)環(huán)境需要先用普通飼料適應性喂養(yǎng)一周,然后再選擇適合周齡/體重動物轉用高脂高糖飼料繼續(xù)喂養(yǎng)。從模型建立成功率來看,大鼠推薦用SD,小鼠推薦C57。

2、造模前的喂養(yǎng)

造膜前的喂養(yǎng),Ⅰ型糖尿病模型成模比較快,通常大鼠在普通飼料適應性喂養(yǎng)2周后即可開始造模;Ⅱ型糖尿病模型:高脂飲食誘導加小劑量STZ。造模前喂以高脂(高糖)飼料,誘發(fā)出胰島素抵抗。

3、試劑的準備

①高脂(高糖)飼料

高脂(高糖)飼料成分:其中含10%蔗糖,10%豬油,5%膽固醇

由基礎鼠飼料加蔗糖、煉豬油和蛋黃按質量比搭配制作高脂高糖飼料:其比例為豬油18 % ,蔗糖20 % ,蛋黃3 % ,基礎飼料59 %。

②STZ溶劑——檸檬酸鈉緩沖液的配制

A液和B液的配制:稱取檸檬酸(FW:210.14) 2.1g加入雙蒸水100mL中配成A液;稱取檸檬酸鈉(FW:294.10) 2.94g加入雙蒸水100mL中配成B液。

檸檬酸鈉緩沖液的配制:將A、B液按一定比例混合(1:1.32也有按1:1的),pH計測定pH值,調節(jié)pH值到4.2-4.5,即是所需檸檬酸鈉緩沖液。

4、注射前準備

配制STZ注射液前,STZ凍干粉放置于干燥滅菌瓶內,外用鋁箔紙或錫紙包好,與檸檬酸鈉緩沖液一起置于冰浴預冷,帶到動物房備用。

注意:STZ凍干粉從?20°C冰箱取出后,于室溫干燥避光放置10min左右,使其*解凍(很重要)。

5、配制注射液

大鼠過夜禁食(不禁水)后稱重并測血糖濃度。對大鼠進行分組,以便按照動物數(shù)目和注射劑量來準備STZ注射液。以1%濃度(w/V)溶解STZ,過濾消毒,切記STZ*溶解。

注意:

①STZ不穩(wěn)定,易失活,快速稱取后剩余試劑仍要求干燥避光,推薦用干燥鋁箔(或錫箔)紙包裹。

②注射時若操作不熟練,切忌不可一次性溶解完STZ。建議根據操作熟練度,分組溶解STZ,比如10只或15只鼠/組。

③亦可提前將STZ按動物分組的所需量稱重,分裝。

6、注射

按動物空腹體重腹腔或尾靜脈注射。如果注射操作技術不熟練,應兩組交替注射,注射應在30分鐘內完畢。注意:注射大多要求快速注射。

注意:

Ⅰ型糖尿病模型:大鼠劑量為70~65mg/kg

Ⅱ型糖尿病模型:高糖高脂喂養(yǎng)1~2 個月的大鼠,STZ 劑量在25~40mg/kg。

7、注射后

注射完STZ后要給予動物足夠的水、食物(糖尿病鼠的基本生活特征),需每日換墊料,保持鼠籠干燥。飼養(yǎng)時,注意避免強日光照射。盡可能勤消毒。

注意:STZ造模后,明顯血糖水平波動呈現(xiàn)3個時相,一時性高血糖(1-2h)、短暫低血糖(6-10h)、持續(xù)高血糖(>72h)。必須適當補給胰島素和葡萄糖。


二、 STZ誘導糖尿病模型建模效果評估指標



與對照組對比,統(tǒng)計以下指標:

1、一般性指標:出現(xiàn)多飲、多食、多尿現(xiàn)象,體重下降;

2、其他指標:空腹血糖、空腹血清胰島素水平、血清胰島素水平、胰島素敏感性、糖耐量等;

3、血清生化指標:T-Cho、TG、HDL-C、LDL-C、CR、BUN、Alt等。

4、病理切片:胰腺組織病理切片


三、STZ誘導糖尿病模型的失敗原因解析



1、STZ的品質是關鍵,建模用STZ純度應不低于98%(HPLC檢測)。

2、STZ失效:應干燥保存,避免受潮。粉末避免長時間室溫放置,溶解的STZ是非常不穩(wěn)定的,在中性pH值的半衰期為15分鐘。注意用酸性pH值溶解STZ,最好放在冰浴里。

3、腹腔注射是否注射到腸子等臟器。

模型不,建議,再觀察3天,還是不成模型的話,重新注射一次。


四、STZ誘導小/大鼠死亡率高的原因解析



1、鼠的體重過低;

2、 一定要保證足夠的飲水量(飲水量不足容易導致死鼠);

3、高血糖和低血糖都會造成死鼠,避免死鼠可以通過注射胰島素或暫時補糖,兩種途徑: ①常見為血糖過高。補胰島素法,補一些中效胰島素。例如給諾和靈n或NPH(中性魚精蛋白鋅胰島素),每次2-3個單位,過了3-5天,大鼠一般死亡率就低了;②補糖法,禁食后的鼠,注射的時候已經處于低血糖狀態(tài),造模4小時后腹腔注射20%的葡萄糖,可避免因注射時血糖過低死鼠;

4、防止動物自相殘殺。食物缺乏和供水不足的情況下,會互相撕殺、啃食同類,所以食物和飲水要供應充足,最好是兩路供應;

5、防止感染。糖尿病大鼠尿量多,墊料潮濕,需要勤換墊料,所以糖尿病大鼠較其他大鼠容易出現(xiàn)感染,特別是泌尿道感染和腹腔感染。腹腔注射、皮下注射及采血測血糖等侵入性操作前后,要注意消毒工作。如每次采血測血糖后可用四環(huán)素(或金霉素眼藥膏)局部涂抹處理傷口預防感染。


五、糖尿病建模的影響因素



糖尿病疾病模型的影響因素包括STZ建模試劑的質量、動物狀況及給藥方式等。其中,試劑主要性能為純度、穩(wěn)定性、溶解特性等,動物狀況主要包括遺傳背景,雌雄,性別,體重,飼養(yǎng)環(huán)境,飲食結構等,給藥方式包括給藥時間、給藥間隔和給藥途徑。差異化的因素帶來差異化的建模效果。


六、STZ建模方法思路梳理



影響因素標準化是實現(xiàn)建模目的及建模穩(wěn)定性的保證。理論上,所有的動物建模實驗均要求預實驗。

以STZ誘導糖尿病模型而言,實驗時STZ的給藥量應參照預實驗的結果,盡量不要盲目按照文獻上或他人的給藥量來直接使用,鼠均重和空腹(低糖狀態(tài))抗藥力、禁食時長、注射選時、以及之前飼養(yǎng)過程、測糖選時等都不相同,通過預實驗來確定符合自己實驗鼠的給藥計量,才是的。


七、高建模成功率STZ使用指南



STZ保存、溶解、分裝等使用注意事項,詳見相關試劑


八、翌圣產品



高成功率:純度≥98%(HPLC測定);質量穩(wěn)定,性價比高,現(xiàn)貨供應,售后保障。

貨號

貨號

規(guī)格

價格(元)

Streptozocin 鏈脲佐菌素

60256ES60/76

100/500mg

156/386

Streptozocin 鏈脲佐菌素

60256ES80

1g

676

Citric Acid, Monohydrate 檸檬酸一水

60347ES25

25g

20.00

Citric Acid Trisodium Salt,Dihydrate 檸檬酸三鈉二水

60348ES25

25g

20.00

(了解更多STZ造模的使用,可查看翌圣專題文章)

 

翌圣常用試劑產品線:恪守品質 口碑優(yōu)良 產線豐富 貨期迅速 保障售后

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Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS) 結腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000

Caerulein 雨蛙素

鏈脲佐菌素



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