溃疡性结肠炎动物模型的研究进展

范玉晶 裴凤华 刘冰熔

炎症性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)是一种病因未明的肠道非特异性慢性炎症性疾病，主要包含了两个独立的疾病，溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)和克隆氏病(crohn's disease，CD)，两者在临床表现和病理组织学上有明显差别，但其病因和发病机制都尚不明确。近年来，随着人们生活水平的不断提高以及饮食结构和生活习惯的改变，溃疡性结肠炎的发病率逐年上升［1］。由于本病具有症状隐匿治愈难度大等特点，已被世界卫生组织列为现代难治病之一。为明确溃疡性结肠炎的病因及发病机制，人们制作了多种动物模型对其进行研究，UC的实验动物模型建立方法有很多种，这些动物模型的建立方法各有优劣，笔者就近几年UC动物模型研究进展作一综述。

一、应用免疫学方法建立的UC动物模型

此法主要是通过同种异体组织或异种异体组织对实验动物致敏而得到UC动物模型。应用免疫法建立溃疡性结肠炎动物模型，症状相对较轻，多为慢性炎症反应过程，需要的实验周期较长，但因与人类溃疡性结肠炎的临床症状比较相似，具有一定的应用价值。

1．胎鼠结肠种植模型:此模型的制作过程是典型的宿主抗移植物反应。以胎鼠结肠作为抗原，在无菌状态下通过手术移植至同系的成年鼠肾包膜下，术后正常饲养7 d，即可产生典型的细胞免疫反应，也就是宿主的抗移植反应，20 d后解剖即可见典型溃疡性结肠炎形成［2-3］。应用本法造模的大鼠症状与人临床表现相似，为慢性炎症反应病程［4］，但是该模型需要严格的无菌操作，技术难度高，实验周期长，成功率低。

2．大鼠结肠细菌菌株模型:此模型的制作过程是利用大鼠结肠的正常菌群作为抗原，注入到实验大鼠的体内，诱导大鼠产生免疫反应，导致溃疡性结肠炎产生的一种方法［5］。

随着注入次数的增加，大鼠相继出现软便、大便潜血阳性、黏液便，伴食欲减退、消瘦、倦怠、毛松等症状，类似临床溃疡性结肠炎的变化，并逐渐加重，一月后即可出现典型溃疡性结肠炎症状。组织病理学检查符合溃疡性结肠炎，同时出现细胞免疫功能下降和循环免疫复合物增加，说明溃疡性结肠炎的发生与免疫相关［5］。本方法简单、经济、成功率高，产生的症状与临床相似，是较好的病因学研究模型。但本实验的实验周期较长，并且需要实验器材制备大肠杆菌混悬液。

3．结肠黏膜组织致敏模型:此模型的机制是在结肠局部发生Arthus反应(即实验性局部过敏反应)而导致结肠炎。可选用同种异体或异种异体，即利用其他大鼠或者其他动物的结肠黏膜组织所制成的匀浆，加入Frend佐剂后，对每只鼠于第1天和第15天在足垫内注射上清液0．1～0．3 mL，第17 d，于大鼠背部注射0．1 ～0．3 mL，第 24 d，对大鼠腹股沟处注射0．1～0．3 mL，第 30 d腹腔注射 0．1 ～0．3 mL(末次注射液中不加Frend佐剂)，腹腔注射5 d后，大鼠可产生类似临床溃疡性结肠炎症状［6］。

本方法的优点在于稳定性好、临床相似度高，但实验周期过长，需要一定实验设备、条件及相应的技术，掌握困难，重复性不理想，难以达到科研实验的要求，目前已较少应用。

二、应用化学刺激法建立UC模型

此模型的制作是通过外源性化学介质直接刺激正常鼠的直肠或结肠，使刺激部位的粘膜产生炎性病灶而获得UC模型，此法制备的模型多为急性模型，其优点在于模型制作需要的时间短，症状较为明显。

1．乙酸模型:目前常用的为经肛门肠腔灌注法。此模型机制是利用乙酸的化学刺激增加血管通透性，激活激肽，促进纤维蛋白的水解，干扰凝血过程，造成结肠黏膜屏障结构破坏，通过激活环氧合酶和脂氧合酶途径启动炎症反应的发生，其炎症介质与人类的急性肠炎的炎症介质相似，可作为研究人类溃疡性结肠炎的急性期、致炎机制及相关治疗药物的模型［7］。但此模型仅反映粘膜急性损伤过程，不能正确反映人类炎症性肠病免疫学变化，目前已很少应用。

2．葡聚糖硫酸钠(DSS)模型:葡聚糖硫酸钠(DSS)是由蔗糖人工合成的一种硫酸多糖体，能诱发溃疡性结肠炎。其机制可能与抑制上皮细胞增生、破坏肠粘膜屏障、肠道菌群失调、巨噬细胞功能失调及DSS对结肠上皮的毒性作用并影响DNA合成有关［8-9］。多年来，广大学者通过对DSS模型的反复制备和深入研究发现此模型具有制作方法操作简单、经济适用、周期可长可短等优点，可作为免疫及遗传学研究的模型。目前应用较为广泛。

3．角叉菜胶模型:角叉菜胶是一种硫酸多糖，多由红藻类植物中提取出来的。角叉菜胶能够直接对结肠细胞造成损伤，导致结肠黏膜的通透性增强。并且在停止灌饮角叉菜胶后，肠道粘膜的炎症仍可持续10～14 d左右，能较好的模拟疾病的慢性病程，该动物模型制作简单，技术要求低，但本模型动物多用豚鼠，成本较高，且主要病变部位在盲肠，现已较少应用。

4．过氧化亚硝酸钠(NaOONO2)模型:用过氧化亚硝酸钠诱导的大鼠溃疡性结肠炎模型，是一种较新的实验造模方法。此法由 Rachmilewitz［10］于1993年制作成功，我国学者郑红斌等［11］2001年首次用大鼠建立成功并在方法学上作了初步探索。该模型产生机制可能是利用过氧化亚硝酸钠的细胞毒性，使肠黏膜保护屏障受破坏，并通过增加肠道粘膜的通透性作用，使亚硝酸盐进入血液循环中，进一步加重了炎症反应程度。此外，其作用机制还可能与氮氧化机制有关。本模型具有制作简单，重复性好，制作成本低廉等优点，其形态学改变与氮氧化机制相关，能反映溃疡性结肠炎发病的部分发病机制，但由于过氧化亚硝酸钠在常态下易分解，不稳定，较适用于NO在UC中的作用机制及UC的药物治疗方面的研究。

5．恶唑酮模型:恶唑酮(OXZ)是一种半抗原物质［12］，经研究发现，恶唑酮对小鼠灌肠，可以诱导小鼠溃疡性结肠炎模型生成。其诱导的结肠炎模型的作用机制属于Th2型细胞介导的肠道炎症反应，其肠道粘膜具有溃疡性结肠炎的病理特征。作为研究UC发病机制及药物疗效的评估较为理想。该方法具有制作简单、经济，重复性好的优点，但该模型具有自愈倾向，缺少慢性过程，对于慢性溃疡性结肠炎的模拟度不高。

三、复合法

复合法是指应用两种或两种以上的造模方法来制备动物模型。复合法制备的大鼠溃疡性结肠炎模型对阐明UC的病因发病机制具有一定意义，该模型综合体现了溃疡性结肠炎的两个最可能的致病原因:结肠黏膜屏障的损害与免疫调节失衡，是目前较为公认的溃疡性结肠炎经典造模方法。

1．2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS)-乙醇模型:三硝基苯磺酸与乙醇灌肠一次致炎是目前最为常用的溃疡性结肠炎模型建立方法，具有其他建模方法所没有的优点。该模型的作用机制是当TNBS溶于乙醇灌肠时，乙醇作为有机溶剂溶解肠黏膜表面的粘液，破坏肠粘膜屏［13］，然后进入局部肠组织，TNBS作为一种有机酸半抗原，可与大鼠体内结肠组织蛋白结合，形成全抗原，使T淋巴细胞致敏，从而引起肠壁一系列免疫应答反应，继而诱发结肠炎症。

该模型所选用的三硝基苯磺酸-乙醇溶液造价较低，模型建立方法简单，模型持续时间较长，可充分体现急性炎症向慢性炎症迁延转化过程，并且其与临床上的溃疡性结肠炎具有极高的相似度。因此应用较为广泛。

目前亦有用二硝基苯磺酸(DNBS)造模的方法［14］，其作用机制、造模方法、各个时间段出现的组织病理学变化与TNBS结肠炎相似，但DNBS毒性较小，价格相对也较低。具有广泛的应用前景。

2．二硝基氯苯(DNCB)-乙酸模型:DNCB是一种有毒小分子化学物质，它可以作为半抗原与组织蛋白结合成完全抗原，激发机体产生T细胞介导的细胞免疫反应［15］。造模机制与TNBS－乙醇模型类似，1964年由Bick等［16］在豚鼠上建造所得，1978年Rabin等［17］对其进行了改进，并在兔身上成功制出溃疡性结肠炎模型。目前多在大鼠身上广泛应用。本模型成功率高，重复性好，缺点是制作过程繁琐，且DNCB毒性大，动物死亡率高。

溃疡性结肠炎动物模型的制作除上述常用方法外，还有自发性结肠炎［18］、分子生物学技术［19-21］、中医证候动物模型等，但由于目前技术有限，并且溃疡性结肠炎的病因及发病机理尚不清楚，因此，无法完全模拟出人类溃疡性结肠炎的模型。在今后的模型研究中，建立一个价格低廉、操作简单、重复性好且又与人类UC极度相似的UC实验动物模型，是最理想的目标，如建模成功将为溃疡性结肠炎的治疗提供研究基础。

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