郭瑩，吳佳俊，環(huán)誠

（陜西中醫(yī)藥大學 醫(yī)學技術學院，陜西 咸陽 712046）

0 引言

潰瘍性結腸炎（UC）是炎癥性腸道疾?。↖BD）的一種亞型，結腸黏膜持續(xù)受免疫介導的炎癥和潰瘍。UC 在疾病的表型和治療反應方面，表現(xiàn)出高度的異質性，使發(fā)病率和死亡率顯著提高。常因血性腹瀉、潰瘍、腸道炎癥、體重減輕和腹痛等癥狀，患者的生活質量被嚴重影響。[1-2]該疾病的確切發(fā)病機制尚不清楚，目前研究分析表明：宿主基因導致的遺傳易感導致共生微生物的組成和結腸黏膜及上皮壁的完整性缺失[3-4]、腸道感染誘發(fā)原因：在人體血液或糞便中分別存在輪狀病毒、腸道桿菌等病原體，這些致病菌導致腸道發(fā)生各類疾病[5]，人在預防或治療其他疾病時，服用抗生素，導致機體腸道菌群失調，最終誘發(fā)UC。

細胞凋亡學說：細胞若大量發(fā)生凋亡，導致機體免疫系統(tǒng)受損，腸道黏膜處的重要穩(wěn)定細胞中的上皮細胞，處于增殖和凋亡混亂狀態(tài)，上皮細胞異常凋亡導致腸道黏膜屏障受損，最終誘發(fā)UC[6]，生活習慣等因素也是造成UC 產生的誘因之一：長期暴飲暴食，食用高膽固醇類多油高脂食物，增加胃腸負擔，導致人體免疫力低下，從而誘發(fā)UC[7]，以上觀點為UC 動物模型打下了堅實的理論基礎。近年來我國UC 發(fā)病率有逐漸上升趨勢[8]，長期反復地慢性腸炎有可能導致結腸癌的發(fā)生[9-10]，因此，建立UC 動物模型對于闡明UC 的病因和發(fā)病機制從而達到有效治愈的目的，具有重要的現(xiàn)實意義。

至今為止已有的UC 模型大致分為自發(fā)性模型、誘發(fā)性模型和基因修飾模型。運用各種方法建立的UC 模型也具有一定的趨向意義和研究意義。本文將從化學法、免疫法以及基因修飾模型法三方面就其原理、特點及應用評價進行綜述，以期對UC動物模型建立提供思路。

1 化學法誘導的UC 模型

1.1 葡聚糖硫酸鈉（Dextran sulfate sodium，DSS）誘導的UC 模型

DSS 具有抗止血和抗凝血功能的硫酸化多糖的聚合物。DSS 誘導產生的結腸炎機制尚且不明，有學者認為該模型可能為DSS 影響脫氧核糖核酸（DNA）合成[11]，從而抑制上皮細胞增生，使腸黏膜屏障遭到破壞，從而導致巨噬細胞功能障礙，最終導致固有層和黏膜下腔室暴露于腸腔內抗原和腸道細菌中，從而誘發(fā)產生免疫反應[12]。通過病理學觀察發(fā)現(xiàn)該模型結腸腺損傷、糜爛、上皮增生和黏膜下水腫的組織學病變較顯著[13]。

造模方法：DSS 造模方法可分為自由飲用和直腸灌注，通常實驗室采用2%至5.5%濃度[14-18]的Dss 溶液進行造模，造模小鼠病理狀態(tài)：總體特征為腹瀉黏液便。肉眼血便，毛色暗淡，體重下降。DSS 誘導的 UC 組織病理學改變取決于小鼠飲用DSS 的時間。

特點：通過DSS 劑量可以調節(jié)DSS 的誘導成效，為控制疾病的范圍方面提供經驗，但該模型易受不同批次DSS 試劑、動物菌株、小鼠性別和局部微生物群的變異性的影響[19]。通過發(fā)現(xiàn)DSS 試劑濃度和給藥時間的差異可以產生不同類型的結腸炎模型如：急性、慢性和復發(fā)性結腸炎[20]，其中慢性DSS 模型比較典型，應用C57BL/6 小鼠造模，急性給藥DSS（飲水5 天）也可誘導慢性結腸炎，而BALB/c 小鼠卻無法達到，在C57BL/6 中，在DSS暴露的5 天周期后4 周觀察到組織病理學變化，如單核細胞浸潤、不規(guī)則的上皮結構和膠原的持續(xù)沉積，而BALB/c 小鼠在同一時期內已經完全恢復[21]。由此可以得出不同品系小鼠對DSS 試劑的反應程度有所差異。該模型優(yōu)點為操作簡單、造模成功率高、可復制性好，與人類的UC 病變相類似，可作為一種理想的人類 UC 模型進行實驗研究。DSS 模型被用于研究UC 病因和發(fā)病機制以及篩選對 UC有治療具有潛力的天然藥物和復方合成藥劑[22]。

評價與應用：與人類UC 臨床特點較吻合，既有慢性期，又有慢性病程的急性發(fā)作。用于研究人類UC 的急性期和緩解期的病理學表現(xiàn)特征[23]。

1.2 乙酸誘導的結腸炎

乙酸可以改變血管通透性，激活激肽，使纖維蛋白水解，從而誘發(fā)干擾凝血機制，此模型主要利用其毒性破壞結腸上皮細胞及其腸內細菌，最終毒素侵入腸道引起急性反應，該方法誘導出潰瘍性結腸炎的短暫模型[24]。

造模方法：利用直腸灌注的方法，將濃度為0.9-1.4mol/L 的乙酸溶液[25-28]進行灌腸，注入直腸后讓藥物在直腸內停留10-30s，使溶液充分浸潤結直腸段，該模型成功的關鍵在于乙酸濃度的配比。

特點：該模型的第一份報告由MacPherson 和Pfeiffer 提出[29]，他們向大鼠直腸滴注10%-50%的乙酸10 秒鐘，然后用鹽水沖洗管腔三次。在這些大鼠中觀察到以乙酸劑量依賴性方式出現(xiàn)的彌漫性結腸炎，其組織病理學特征包括遠端結腸潰瘍和隱窩異常[30]潰瘍和損傷的黏膜，其破壞有時延伸至淋巴結，在小鼠中幾天內開始愈合，在大鼠中幾周后開始愈合.[31]乙酸誘導的結腸炎的優(yōu)點是其低成本和易于給藥。

評價與應用：模型簡單易行、成本低、周期短、重復性好、成功率高適用于研究人類UC 的急性期、炎癥介質致炎機制及藥物治療機制，不適用于免疫機制的研究。

2 免疫法誘導的UC 模型

2.1 TNBS/DNBS+乙醇模型

三硝基苯磺酸（TNBS）/二硝基苯磺酸（DNBS）是一種半抗原模型，它通過直腸注入黏膜致敏劑DNBS/TNBS，在不同濃度的乙醇中稀釋從而引起疾病。其中乙醇用于有效地打破腸道屏障，使半抗原與結腸組織蛋白相互作用。蛋白質與半抗原分子的偶聯(lián)使這些蛋白質免疫原性，從而觸發(fā)宿主的先天和適應性免疫反應[32]。雖然該模型需要時間較長，但一旦建立，該模型將導致對遠端結腸的一致局部損傷。

造模方法：將小鼠禁食24h，自由飲水，造模前用乙醚進行麻醉，用直徑為1mm 左右針管注入，將的TNBS 乙醇溶液注入直腸，將大鼠持續(xù)倒置至30s[33]。還有使用0.6mL 終濃度為33.3%的TNBS/無水乙醇混合溶液對小鼠進行灌腸處理[34]。

特點：在BALB/c 小鼠中，慢性TNBS 的特點是最初產生的是IL-12 和IFN ，但在TNBS 治療第三周后，觀察到IL-23 和IL-17 升高。在TNBS 治療第五周后，觀察IL-13 的產生，然后觀察TGF 的分泌和纖維化的發(fā)展[35]。這些發(fā)現(xiàn)強調了從急性和慢性接觸刺激的免疫進展。 因此，該模型中的治療時間無疑將影響治療效果，在組織病理學觀察中發(fā)現(xiàn)，慢性TNBS 結腸炎的特點是彌漫性跨壁壞死，累及粘膜、黏膜下層和黏膜下水腫和明顯的炎癥浸潤[36]。MPO 水平升高，提示中性粒細胞招募[35]。

2.2 噁唑酮模型

噁唑酮（4-乙氧基甲基-2-苯基噁唑-5-酮）是一種經典的觸覺劑，歷史上用于研究皮膚中的延遲型過敏反應，將半抗原噁唑酮和乙醇直腸內給藥于小鼠動物導致急性結腸炎。

造模方法：將昆明小鼠暴露腹部皮膚涂抹l%OXZ(100%乙醇溶劑）0.2 mL 致敏重復進行2 天，5 天后將0.5%OXZ(50%乙醇溶劑）0.1 mL 緩慢注入小鼠肛門[37-38]。

特點：這種疾病的特征是T 輔助（Th）2 型免疫反應，白細胞介素（IL）-4 和IL-5 產生顯著增加，伴有體重減輕、腹瀉、潰瘍和大腸上皮細胞丟失[39]。因此，它類似于潰瘍性結腸炎，而不是其他IBD 亞型，使其與三硝基苯磺酸（TNBS）誘導的結腸炎（Th1 介導的免疫反應）不同，后者更接近于CD。自然殺傷T 細胞及其相關細胞因子，主要是IL-13，也與噁唑酮誘導的結腸炎誘導密切相關[40]許多研究利用噁唑酮誘導的結腸炎來測試潰瘍性結腸炎的疾病病理學研究和治療干預[41]。

3 潰瘍性結腸炎的轉基因和基因敲除動物模型

3.1 T 細胞轉移模型

T 細胞轉移模型是由T 細胞穩(wěn)態(tài)被破壞所產生的慢性結腸炎模型[42]純化CD4+CD34RB 的過繼轉移至幼稚的T 細胞進入同步宿主，缺乏T 細胞和B 細胞的小鼠，幼稚的T 細胞可以在腹腔內轉移到受體小鼠[43]，在腸道抗原暴露的驅動下，幼稚T 細胞未經抑制的激活、分化和擴張最終導致結腸炎。調節(jié)性T 細胞與幼稚T 細胞一起轉移可以抑制該疾病[42]。

特點：對該模型小鼠遠端結腸的組織病理學檢查揭示了UC 的許多特征，包括上皮細胞增生、多形核白細胞（PMN）和單核白細胞浸潤、隱窩膿腫和上皮細胞侵蝕、硬膜外炎癥，以及Th1 和/或Th17 細胞的發(fā)育，因此該模型通常被描述為適合于CD 治療的評估[44]。該模型中的疾病已被證明依賴于IL-23 和IFN 介導產生，在藥理抑制或遺傳消融技術作用下，發(fā)現(xiàn)其中任意一種細胞因子都能抑制結腸炎的發(fā)生[45]。

4 結論

綜上所述，隨著科學技術的不斷發(fā)展，越來越復雜的UC 動物模型出現(xiàn)，研究人員可以依照各種模型的優(yōu)缺點和研究方向，合理選擇動物模型去研究，就目前而言沒有單一的結腸炎小鼠模型被證明可以預測UC 的臨床特征與結果。因為許多因素可能導致小鼠與人類的脫節(jié)，包括生理學上的先天差異、慢性疾病與模擬慢性小鼠的生命時間、人類與近交系小鼠的疾病異質性以及藥物和代孕物之間的藥理學差異。由于基因修飾模型技術要求高喂養(yǎng)及繁殖條件嚴格，目前國內應用于UC 研究相對較少，但是基因修飾模型是有望今后有所突破的研究熱點。化學法誘導的急性慢性模型，其成本低、可控程度較其他方法顯著，雖然只能反應UC 的某些方面的特點，但依然是目前研究者使用最多的方法。