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1、1葡聚糖硫酸钠致溃疡性结肠炎大鼠模型的建立作者：赵平，董蕾，罗金燕，马卉，管海涛，商鹤玲【关键词】 结肠炎Establishment of dextran sulfate sodiuminduced ulcerative colitis model in rats【Abstract】 AIM: To establish the rat model of ulcerative colitis (UC). METHODS: The rats were first given 40 g/L dextran sulfate sodium (DSS) in drinking water for 7 d
2、and then given only water for 10 d. The disease activity index (DAI) of all the rats was evaluated daily. The rats were killed on day 8, 13 and 18 and the lesion score and histological score of colon were evaluated. Segments of distal colon were adequately prepared for transmission electron microsco
3、pic observations. The weight index of cecum, colon, thymus and spleen were calculated and the myeloperoxidase (MPO) activity of rectum was measured. RESULTS: Rats receiving 40 g/L DSS solution for 7 d developed diarrhea and positive fecal occult blood. Inflammation of colon mainly involved the 2muco
4、us membrane and submucosa. Focal erosions of the epithelium, goblet cells depletion, destruction of crypt and neutrophil infiltration were observed. The increase of MPO activity (8.843.67) nkat/g tissue vs (127.1927.84) nkat/g tissue, P0.01 and weight of spleen (3.451.00) mg/g vs (5.071.31) mg/g, P0
5、.05 was also observed. After replacing the DSS solution with water, the symptoms and colonic pathological changes of rats were gradually disappeared and the MPO activity significantly decreased（P0.05）. CONCLUSION: This colitis model in rats appears to share nearly all the morphological characteristi
6、cs with human UC.【Keywords】 disease models, animal; colitis, ulcerative; dextra sulfate sodium【摘要】 目的: 建立大鼠溃疡性结肠炎（UC）模型. 方法： 给 SD 大鼠饮用 40 g/L DSS 溶液 7 d，然后改正常饮水 10 d. 每日进行疾病活动指数(DAI)评分. 于实验 8,13 和 18 d 分别处死 45只，行组织学大体评分、组织病理评分及透射电镜观察. 计算盲肠、回盲部至肛门段结肠、胸腺、脾脏质量指数并测直肠髓过氧化物酶（MPO）含量. 结果：大鼠饮用 40 g/L 的 DSS 7
7、 d 均出现腹泻、3隐血试验阳性. 可见炎症主要累及黏膜和黏膜下层，部分表面上皮脱落，上皮内杯状细胞减少，隐窝破坏，浸润的炎症细胞以中性粒细胞为主. 伴有 MPO 升高(8.843.67) nkat/g vs (127.1927.84) nkat/g, P0.01及脾脏增大(3.451.00) mg/g vs (5.071.31) mg/g, P0.05. 停药后症状及结肠病变逐渐恢复， MPO 活性显著降低（P0.05 ）. 结论：此模型病理改变类似人 UC.【关键词】 疾病模型，动物；结肠炎，溃疡性；葡聚糖硫酸钠0 引言溃疡性结肠炎（ulcerative colitis, UC）在我国的发
8、病率逐渐增高. 其确切的病因和发病机制至今尚不完全清楚,缺乏有效的根治方法. 因此建立 UC 动物模型,对研究 UC 的病因、病理机制及新药开发具有重要意义. 葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium,DSS)诱导的 UC 动物模型与人类 UC 的病理形态极为近似，但不同物种及不同浓度 DSS 所诱导的 UC 的病变特征不同. 我们选用 SD 大鼠建立 UC 动物模型，并观察该模型不同时期的症状、病理等改变如下.41 材料和方法1.1 材料健康雄性 SD 大鼠 26 只，体质量 180200 g，由西安交通大学医学院实验动物中心提供. 葡聚糖硫酸钠 Sigma 公司生产,Mr
9、 5000,硫磺含量 150200 g/kg. 髓过氧化物酶（myeloperoxidas，MPO）检测试剂盒购自南京建成生物研究所. H600 透射式电子显微镜由日本日立公司生产.1.2 方法大鼠随机分为 DSS 模型组（n=20）和正常对照组（n=5 ） ，DSS 模型组饮用 40 g/L DSS 溶液 7 d 诱发急性结肠炎 ,然后改正常饮水 10 d. 正常对照组大鼠正常饮水. DSS 模型组每日记录大鼠体质量、大便性状、隐性或显性出血情况, 进行疾病活动指数(DAI)评分1. 于实验 8（n=5 ）, 13（n=5）和 18 d（n=4）用 200 g/L 乌拉坦 7 mL/kg i
10、p 麻醉，剖腹观察结肠外观，延系膜侧剖开结肠，行组织学大体评分2. 取盲肠、回盲部至肛门段结肠、胸腺、脾脏称质量，计算体质量指数. 取升结肠、横结肠、远段结肠各 1.5 cm,用 40 g/L 甲醛溶液固定 ,切片,HE 染色，行组织病理评分3. 取距肛门 3 cm 处直肠黏膜行透射电镜观察. 称取直肠黏膜 100 5mg， -80保存，按 MPO 试剂盒说明进行检测.统计学处理： 使用 SPSS 10.0 软件行统计学处理. 数据以xs 表示，采用 Oneway ANOVA 分析. P0.05 为差异有显著性.2 结果大鼠饮用 40 g/L DSS 37 d 出现急性结肠炎症状，腹泻、隐血试
11、验阳性最早于 3 d 出现，肉眼血便最早于 4 d 出现. 动物体质量明显下降， 5 d 除血便极轻的 2 只大鼠体质量稍增加和 1 只大鼠明显增加外，其余 17 只体质量仍减轻. 饮用 DSS 过程中大鼠出现毛发色泽灰暗,精神萎靡, 食量下降等. 停药后 12 d，腹泻、血便迅速好转. 模型组 DAI 值由 2 d 的 0.560.41 迅速升至 7 d 的2.040.77，差异有显著性（P0.01）. 79 d 死亡 6 只，1 只死于肠坏死，1 只死于衰竭， 4 只死于肠道出血 . 实验 8 d 见大肠缩短，肠壁明显增厚,管壁僵硬，肠黏膜广泛充血、水肿，局部有糜烂、出血，可见明显溃疡面.
12、 病变以回盲部及远段结肠为重. 远段结肠的不规则溃疡及糜烂多见于距肛门缘 34 cm 内,病变自下向上逐渐减轻. 实验 13 d，结肠病变有所恢复，仍有局部充血、水肿和溃疡. 实验 18 d，结肠病变基本恢复，溃疡愈合，仍有局部充血、水肿，结肠损伤评分较 8 d 显著减低（P0.01,Tab 1）. 表 1DSS 所致结肠炎恢复过程中结肠损伤及组织损伤评分（略）62.1 组织病理改变实验 8 d 越近肛门侧病理改变越明显，与肉眼观察一致. 光镜下可见炎症主要累及黏膜、黏膜下层，部分表面上皮脱落，上皮内杯状细胞减少，隐窝破坏，浸润的炎症细胞以中性粒细胞为主,符合急性炎症的组织病理改变（Fig 1
13、A）. 实验 13 d，光镜下可见较局限的隐窝破坏伴上皮再生修复及腺体增生，隐窝变形、排列紊乱. 实验 18 d，黏膜基本恢复正常，仍有少量炎细胞浸润. 升结肠、横结肠组织损伤评分各时间段差异无显著性(Tab 1). 电镜观察发现正常对照组结肠上皮细胞微绒毛完整，细胞连接和细胞器未见损伤，杯状细胞分泌旺盛. DSS 模型组结肠上皮细胞有坏死脱落，细胞受损严重，表现为微绒毛稀疏、紊乱、断裂乃至脱落，线粒体肿胀，粗面内质网扩张，核染色体边集明显. 杯状细胞明显减少，残留的杯状细胞水肿明显，线粒体肿胀、嵴突减少、嵴断裂，内质网扩张（Fig 1B）.2.2 脏器体质量指数和 MPO 活性改变实验 7
14、d 后，盲肠、结肠、脾脏体质量指数显著增加，停药后逐渐恢复（Tab 2）. 在DSS 致大鼠急性肠炎过程中胸腺体质量指数无明显变化. 实验 7 d后，MPO 活性显著升高，停药 5 d 后显著降低（Tab 2）. 表 2DSS结肠炎恢复过程中脏器体质量指数及 MPO 活性（略）3 讨论7大鼠饮用 40 g/L DSS 7 d 均出现急性结肠炎症状，腹泻、隐血试验阳性最早于 3 d 出现，肉眼血便最早于 4 d 出现. 大体观察见肠壁明显增厚，管壁僵硬，肠黏膜广泛充血、水肿，局部有糜烂、出血，可见明显溃 疡面. 病变以盲肠及远段结肠为重. 光镜下可见炎症主要累及黏膜、黏膜下层，部分表面上皮脱落，
15、上皮内杯状细胞减少，隐窝破坏，浸润的炎症细胞以中性粒细胞为主,符合急性炎症的组织病理改变. 这些改变与人类的 UC 相似1,2. DSS 致大鼠 UC 模型简便易行，让实验动物自由饮用 DSS 配成水溶液即可，重复性好,成模率达 100%，成功率高. 以往研究表明，人为反复运用 DSS 刺激，可诱导大鼠出现类似人类的急性期和缓解期交替出现的变化，与人类病变、病程相似1. 因此，DSS 致大鼠 UC 模型是较为成功的 UC 动物模型. 我们观察到单次给 DSS，停药后结肠病变逐渐好转，至停药后 10 d，结肠病变基本恢复，溃疡愈合，仅有局部充血、水肿. 故如应用该模型进行药物干预治疗，应注意治疗
16、时机的选择.DSS 诱导大鼠结肠炎模型与人类 UC 的症状及病理改变均相似. 该模型制作简单、重复性好，除可用于 UC 发病机制的研究外，还可用于开发新型 UC 治疗药物的研究，如黏膜保护剂、抗 TNF 抗体3,4等有潜在治疗作用的药物 .【参考文献】81 Osman N, Adawi D, Ahrne S, et al. Modulation of the effect of dextran sulfate sodiuminduced acute colitis by the administration of different probiotic strains of Lactobacillus and BifidobacteriumJ . Dig Dis Sci, 2004;49(2):320-327.2 Luk HH, Ko JK, Fung HS, et al. Deline
