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急性腸炎動(dòng)物模型和慢性腸炎動(dòng)物模型

來源:翌圣生物科技(上海)股份有限公司   2020年06月23日 19:22  

DSS潰瘍性結(jié)腸炎模型的構(gòu)建

——急性腸炎動(dòng)物模型和慢性腸炎動(dòng)物模型

 

一、建模背景——DSS造模發(fā)展歷程

現(xiàn)如今,有多種動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)P捅粡V泛用于研究炎癥性腸炎(inflammatory bowel disease, IBD)的病因、發(fā)病機(jī)制及測(cè)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)結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)模型應(yīng)用廣。潰瘍性結(jié)腸炎動(dòng)物模型發(fā)展歷程見圖1。

 

圖-1 DSS潰瘍病結(jié)腸炎模型發(fā)展歷程

二、DSS潰瘍性結(jié)腸炎模型的特點(diǎn)

本實(shí)驗(yàn)?zāi)P褪褂眯∈?、大鼠、倉鼠、豚鼠或豬、兔等動(dòng)物均可造模,通過給予動(dòng)物自由飲用不同濃度的DSS水溶液,根據(jù)用藥時(shí)間及用藥周期可制成急性和慢性兩種結(jié)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(dòng)度減少,毛色變差等。急性期結(jié)腸炎模型和慢性期結(jié)腸炎模型組織學(xué)改變見表-1。

 表-1 DSS結(jié)腸炎模型組織學(xué)特征

DSS結(jié)腸炎模型類別

急性期結(jié)腸炎模型

慢性期結(jié)腸炎模型

組織學(xué)改變

結(jié)腸充血、水腫、變短、變脆、重量長度比增加

結(jié)腸明顯縮短

出現(xiàn)不同程度的結(jié)腸潰瘍

粘膜增厚、淋巴結(jié)腫大

黏膜水腫、杯狀細(xì)胞缺失、隱窩腫脹破壞

杯狀細(xì)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(xì)胞浸潤,上皮細(xì)胞損傷

小部分動(dòng)物出現(xiàn)腺瘤性xi肉、腫瘤樣改變

三、 DSS潰瘍性結(jié)腸炎模型的優(yōu)勢(shì)

本實(shí)驗(yàn)?zāi)P途哂兄T多優(yōu)勢(shì):

與人UC極度相似,如癥狀表現(xiàn)及組織學(xué)改變。因此該模型可用于研究急性結(jié)腸炎、慢性結(jié)腸炎的發(fā)生發(fā)展機(jī)制,也可用于藥物的藥效研究等,為人UC的實(shí)驗(yàn)研究提供借鑒。

采用自由飲用DSS水溶液的方法建立動(dòng)物模型,簡(jiǎn)單易行;模型成功率高,實(shí)驗(yàn)重復(fù)性強(qiáng)。且造價(jià)較低。

用不同的DSS溶液濃度、給藥時(shí)間和給藥頻率,可制成急性和慢性兩種結(jié)腸炎模型。模型持續(xù)時(shí)間長,體現(xiàn)了急性向慢性轉(zhuǎn)化的動(dòng)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。

已成功在多種屬動(dòng)物中成功造模。

聯(lián)合氧化偶氮甲烷 (azoxymethane, AOM)用藥,可用于誘發(fā)結(jié)腸炎相關(guān)性癌癥 (colitis associated cancer, CAC) 動(dòng)物模型,成功模擬IBD誘發(fā)CAC的過程。

四、DSS潰瘍性結(jié)腸炎模型的建模(以小鼠動(dòng)物模型為例說明)

實(shí)驗(yàn)候選動(dòng)物:C57BL/6或BALB/c,雌性,6-8周。每組至少8-10只小鼠。

造模試劑:DSS,Mw 36000-50000,含硫量16-20%。

DSS濃度:急性期模型通常為3-5%,慢性期模型通常為1-3%;可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求及動(dòng)物類型摸索濃度。該濃度為質(zhì)量體積比,使用飲用水配置后,過濾除菌。

1. 急性DSS結(jié)腸炎模型

Day1:稱重并標(biāo)記各組C57BL/6小鼠。待造模小鼠飲用3-5% DSS水溶液,未處理組小鼠飲用正常水。

Day3:給予待造模小鼠更換新鮮3-5%DSS飲用水。

Day5:給予待造模小鼠更換新鮮3-5%DSS飲用水。

Day8:給予待造模小鼠更換新鮮不含DSS的飲用水。

2. 慢性DSS結(jié)腸炎模型

Day1:稱重并標(biāo)記各組C57BL/6小鼠。待造模小鼠飲用1-3% DSS水溶液,未處理組小鼠飲用正常水。

Day3:給予待造模小鼠更換新鮮1-3%DSS飲用水。

Day5:給予待造模小鼠更換新鮮1-3%DSS飲用水。

Day8:給予待造模小鼠更換新鮮不含DSS的飲用水。

Day22-Day26:重復(fù)Day1-Day5操作。

Day29:給予待造模小鼠更換新鮮不含DSS的飲用水。

Day43-Day47:重復(fù)Day1-Day5操作。

Day50:給予待造模小鼠更換新鮮不含DSS的飲用水。

 

圖-2 DSS UC model

3.如何評(píng)價(jià)造模是否成功?

1). 疾病活躍指數(shù)評(píng)分 Disease Activity Index, DAI score

從三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估打分,分別為體重、糞便粘稠度、糞便潛血等指標(biāo),評(píng)分細(xì)則見表-3。其中,糞便潛血測(cè)試可使用尿糞隱血檢測(cè)試劑盒 (聯(lián)苯胺法)(Yeasen,60403ES60)。DAI評(píng)分為三個(gè)指標(biāo)之和。

 表-2 DAI評(píng)分細(xì)則

評(píng)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(lán)

2

5-10%

黏液樣便

藍(lán)色

3

10-20%

稀液狀便

深藍(lán)

4

>20%

 

肉眼血便

2). 組織學(xué)變化評(píng)分

a) 潰瘍形成個(gè)數(shù):無—0,1個(gè)潰瘍—1,2個(gè)潰瘍—2,3個(gè)潰瘍—3,>3個(gè)潰瘍—4

b) 上皮細(xì)胞變化:正常—0,杯狀細(xì)胞缺失—1,杯狀細(xì)胞大面積缺失—2,隱窩缺失—3,隱窩大面積缺失或息肉狀再生—4

c) 炎癥浸潤:無—0,隱窩周圍浸潤—1,黏膜肌層出現(xiàn)浸潤—2,黏膜肌層普遍浸潤,黏膜增厚—3,黏膜下層浸潤—4

d) 淋巴結(jié)形成:無—0,1個(gè)淋巴結(jié)—1,2個(gè)淋巴結(jié)—2,3個(gè)淋巴結(jié)—3,>3個(gè)潰瘍—4

組織學(xué)變化評(píng)分為上述各指標(biāo)之和,在急性結(jié)腸炎模型中淋巴結(jié)形成不做評(píng)分。組織學(xué)分析的標(biāo)準(zhǔn)方法為HE染色(Yeasen, 60524ES60)。

 

圖-3 DSS潰瘍性結(jié)腸炎組織學(xué)變化模擬圖

3). 結(jié)腸長度

急性結(jié)腸炎模型中,第8天可檢測(cè)到結(jié)腸長度縮短;慢性結(jié)腸炎模型中,結(jié)腸長度縮短更加明顯。

4). 總結(jié)

DSS UC動(dòng)物模型構(gòu)建應(yīng)先進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),摸索建模條件,建議預(yù)實(shí)驗(yàn)每組小鼠8-10只,并設(shè)立對(duì)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。

五、建模成功數(shù)據(jù)及案例分享

目前翊圣葡聚糖硫酸鈉鹽(DSS)已在市場(chǎng)廣泛應(yīng)用,并取得良好成果。在建模過程中,小鼠的品系以及DSS產(chǎn)品的用藥量,可能也是導(dǎo)致建模成功的關(guān)鍵之處,且發(fā)現(xiàn)成模時(shí)間主要集中在7天左右,效果十分顯著。通過對(duì)客戶實(shí)驗(yàn)方案的了解以及數(shù)據(jù)反饋,將其匯總并分享,詳細(xì)見下表-3。

3 DSS可用于構(gòu)建不同類型的腸炎模型

急性結(jié)腸炎模型

建模樣本

造模方案

造模結(jié)果

使用評(píng)價(jià)

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(jié)腸長度縮短、HE染色,炎癥明顯

成模速度快,用時(shí)短。符合急性結(jié)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(jié)腸長度縮短、體重下降、便血、拉稀

成模率高,用時(shí)短。符合急性結(jié)腸炎模型特征

慢性結(jié)腸炎模型

建模樣本

造模方案

造模結(jié)果

使用評(píng)價(jià)

C57BL/6小鼠,雄,8周,22 g

1-2% DSS灌胃,持續(xù)給藥

Day40出現(xiàn),結(jié)腸長度縮短、體重下降、便血、拉稀

成模率高。符合慢性結(jié)腸炎模型特征

結(jié)腸癌模型

建模樣本

造模方案

造模結(jié)果

使用評(píng)價(jià)

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(jié)腸長度縮短、體重下降、HE染色,炎癥明顯

成模率高。符合結(jié)腸癌模型特征

DSS結(jié)腸炎模型建模成功標(biāo)準(zhǔn)主要從體重、糞便粘稠度、糞便潛血、結(jié)腸變化等指標(biāo)來判斷,下圖4為大家展示了兩組建模成功的結(jié)腸切片HE染色:

 

注:對(duì)照組:正常飲用水的小鼠;處理組:3-5%的DSS小鼠飲食。

圖-4 急性結(jié)腸切片HE染色結(jié)果

六、FAQ

無論急性DSS結(jié)腸炎模型還是慢性DSS結(jié)腸炎模型,腸炎嚴(yán)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(guān)。常見問題見下表-4

 表-4 DSS結(jié)腸炎造模常見問題

可能的問題

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(shí)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

 

七、產(chǎn)品訂購

 

熱賣產(chǎn)品,建模效率與進(jìn)口產(chǎn)品一致,產(chǎn)品價(jià)格低至進(jìn)口價(jià)格的1/3,大量現(xiàn)貨庫存

產(chǎn)品名稱

貨號(hào)

規(guī)格

價(jià)格(元)

Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS)

結(jié)腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000

60316ES25

25 g

753.00

Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS)

結(jié)腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000

60316ES60

100 g

1953.00

Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS)

結(jié)腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000

60316ES76

500 g

7353.00

Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS)

結(jié)腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉鹽 MW:36000~50000

60316ES80

1 kg

13853.00

 

八、相關(guān)產(chǎn)品

 

產(chǎn)品名稱

貨號(hào)

規(guī)格

價(jià)格(元)

Hematoxylin and Eosin Staining Kit  

蘇木素伊紅(H&E)染色試劑盒

60524ES60

2×100 mL

358.00

 

九、相關(guān)產(chǎn)品知識(shí)專題

 

多研究用途的葡聚糖硫酸 Dextran Sulfate Sodium Salt  

不同分子量的葡聚糖Dextran  

 

十、產(chǎn)品已發(fā)表文章

 

[1] Fan H, Chen W, Zhu J, et al. Toosendanin alleviates dextran sulfate sodium-induced colitis by inhibiting M1 macrophage polarization and regulating NLRP3 inflammasome and Nrf2/HO-1 signaling[J]. International immunopharmacology, 2019, 76: 105909.

 

 HB200220

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