造模百科 | 炎症性肠病小鼠模型
炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease, IBD)是消化道组织长期（慢性）炎症疾病的统称，其中包含两大类疾病：溃疡性结肠炎和克罗恩病。
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克罗恩病(Crohn’s disease，CD)：一种慢性透壁性炎症性肠病 ，通常累及末端回肠和结肠，但也可发生在胃肠道任何部分。症状包括腹泻和腹痛。可发生脓肿、内瘘、外瘘和肠梗阻。
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溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)：发生于结肠黏膜慢性炎症性、溃疡性疾病，典型症状为血性腹泻。溃疡性结肠炎患者罹患结肠癌的长期危险高于无溃疡性结肠炎人群。
IBD病灶示意图[1]
炎症性肠病和普通肠炎有较大区别。普通肠炎一般是急性的，进行抗感染治疗后可以治愈。而 IBD 病程迁延，反复发作，目前仍无法治愈。
IBD 病因
炎症性肠病的确切病因尚不清楚。一种可能原因是免疫系统功能紊乱。当免疫系统努力抵抗入侵的病毒或细菌时，异常的免疫反应会攻击消化道中的益生菌或细胞。另外 IBD 也与遗传因素有关，在有家人患病的人群中 IBD 发病更为普遍。但是，多数 IBD 患者并没有这种家族病史。
IBD 中的先天性和适应性免疫细胞活化[1]
IBD的免疫疗法
目前，IBD的疗法主要是针对多种促炎因子，通过抑制炎症反应而缓解症状。
目前FDA已正式批准七种生物制剂可用于IBD免疫治疗策略，包括：四种TNF抗体药物：Infliximab，Adalimumab，Certolizumab和Golimumab；TNF 抑制剂Etanercept；阻断 IL-40/12 复合物的IgG 抗体Ustekinumab；JAK/STAT 通路中的JAK 抑制剂Tofacitinib。
目前批准和可用的IBD免疫治疗策略[2]
常见IBD小鼠模型
目前有多种临床前小鼠模型用于IBD的研究，基于不同的诱导方法得到的疾病模型具有不同的用途。常见IBD小鼠模型有化学诱导、自发突变、过继性T细胞转移、基因编辑、微生物诱发的类型。
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化学诱导IBD模型是最广泛使用的 IBD 临床前小鼠模型，一般使用葡聚糖硫酸钠（DSS）、三硝基苯磺酸（TNBS）、恶唑酮等进行诱导。其主要优点为造模成本相对低且易于开发。
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自发突变IBD模型是小鼠由于自发突变发展出现IBD。常用的自发突变模型包括SAMP1/Yit和C3H/HeJBir，两者均能产生慢性肠道炎症。但其主要局限是发病所需时间长。例如，SAMP1/Yit品系发病周期为30周。
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过继性T细胞移植常会引起小肠和结肠慢性炎症，这与IBD的某些临床症状较为相似。从供体小鼠脾脏中分离CD4+CD45RBhi T细胞（CD25-），将其移植到同品系免疫缺陷的SCID或RAG2-/-鼠可建立原发性结肠炎症模型。但由于这种模型使用的是免疫缺陷小鼠，所以很难对结肠炎的发展有全面的了解。
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基因编辑IBD模型可自然发展出结肠炎和/或回肠炎。许多模型含有在人类IBD中鉴定出的易感基因，最常见的是IL-10敲除小鼠。但该模型高度依赖微生物组的发病，不同环境下发病进展会有很大差异，且疾病发展时间也相对较长。
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IBD模型也可以通过改变肠道菌群构建。在IBD模型中，肠道细菌与免疫介导的肠道炎症有关。通过选择细菌或微生物混合物菌群引入无菌的IL-10敲除小鼠，2-4周可发展为结肠炎。但这种方法的局限是前期无菌小鼠饲养条件苛刻，较难控制。
南模生物一直专注于疾病小鼠模型研究，基于不同诱导方法建立了稳定的IBD疾病模型。下面以DSS诱导的IBD小鼠模型为例做简单介绍。
DSS（葡聚糖硫酸钠）诱导的小鼠炎症性肠病（IBD）模型是研究人类炎症性肠病的一种常用动物模型。以下是该模型的一些基本要点：
建立机制
破坏肠道屏障功能：DSS可以破坏肠道黏膜屏障，增加肠道通透性。
激活免疫系统：DSS可以激活免疫系统，引发炎症反应。
氧化应激：DSS诱导的氧化应激反应可导致细胞损伤。
建立方式
DSS准备：将DSS溶解在饮用水中，通常浓度为1.5%-5%。
动物处理：将小鼠的饮用水替换为含有DSS的水，持续喂养数天（通常为5-8天）。
疾病监测：期间监测小鼠的临床症状，如体重减轻、样本收集：在实验结束时，处死小鼠，收集血液、结肠等样本进行后续分析。
评价指标
临床评分：根据体重减轻、粪便粘稠度、便血情况等进行评分。
组织学评价：通过结肠组织的HE染色，评估炎症程度、黏膜损伤等。
生化指标：检测血清中的炎症因子水平（如IL-6、TNF-α等）。
优点/局限
优点：
操作简便：DSS诱导模型操作相对简单，重复性好。
病程短：DSS模型可以迅速诱导出类似IBD的病理变化。
局限：
自限性：停止DSS喂养后，小鼠的病理状态通常会逐渐恢复，这与人类IBD的慢性病程有所不同。
非特异性：DSS诱导的炎症是非特异性的，不一定能完全模拟人类IBD的所有特征。
尽管存在一些局限性，DSS诱导的小鼠IBD模型仍然是研究肠道炎症机制和筛选潜在治疗药物的重要工具。
CsA对IBD小鼠模型的药效验证
Fig1. 4% DSS induced IBD model in C57BL/6 female or male mice. (A) Body weight. (B) Body weight change. (C) DAI Score
Fig2. 4% DSS induced IBD model in C57BL/6 female or male mice. (A) Spleen weight. (B) Colon weight/length.
Fig3. Colon length in 4% DSS induced IBD model. (A) Female. (B) Male.
Fig4. Representative histopathology image of each group. (A) Female. (B) Male.
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Reference
[1]Neurath, M.F. Targeting immune cell circuits and trafficking in inflammatory bowel disease. Nat Immunol 20, 970–979 (2019). https://doi.org/10.1038/s41590-019-0415-0
[2]Lu Q, Yang MF, Liang YJ, et al. Immunology of Inflammatory Bowel Disease: Molecular Mechanisms and Therapeutics. J Inflamm Res. 2022;15:1825-1844. Published 2022 Mar 12. doi:10.2147/JIR.S353038
撰稿：寻行鼠墨/三组
编辑：寻行鼠墨
审稿：趣多多/童颜菌子
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