智啟醫(yī)學(xué)新維度
服務(wù)電話: 180-1784-7121(微信同號(hào))
胃潰瘍動(dòng)物模型構(gòu)建
胃潰瘍疾病是消化性潰瘍中*常見(jiàn)的一種,主要是指胃黏膜被胃消化液消化造成的超過(guò)黏膜肌層的組織損傷,是發(fā)生于賁門與幽門之間的炎性壞死性病變。
關(guān)于胃潰瘍的發(fā)病機(jī)制,目前攻擊因子與防御因子失衡學(xué)說(shuō)及幽門螺桿菌感染學(xué)說(shuō)被醫(yī)學(xué)界廣泛接受。
應(yīng)激性胃潰瘍
在應(yīng)激性潰瘍中,屏障結(jié)構(gòu)的破壞、碳酸氫鹽分泌的減少、黏膜血流減少等防御功能的減弱,是導(dǎo)致潰瘍發(fā)生的主要原因。
1. 運(yùn)動(dòng)應(yīng)激性胃潰瘍模型
1.1力竭性游泳運(yùn)動(dòng)
在動(dòng)物的尾部懸掛其體重2%的物體,置于50cm深以上的水槽中,水溫(33~36)℃,以10s動(dòng)物不能返回水面為力竭標(biāo)準(zhǔn)。在正式實(shí)驗(yàn)前1天進(jìn)行1次適應(yīng)性游泳運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行三周,每周休息**。
1.2力竭性跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)
動(dòng)物置于有高壓電刺激的跑臺(tái)上,轉(zhuǎn)速22m·min-1,給予連續(xù)電擊,直至動(dòng)物表現(xiàn)為臀部觸臺(tái),后肢隨皮帶拖動(dòng),下跑臺(tái)后疲憊,無(wú)逃避反應(yīng)為力竭標(biāo)準(zhǔn)。
1.3模型評(píng)價(jià)
此類形成的潰瘍多位于黏膜的皺折處,大多與胃的縱軸平行,呈點(diǎn)狀或條索狀的出血或潰爛。游泳及跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)模型兩者均能成功建立運(yùn)動(dòng)應(yīng)激潰瘍模型,有實(shí)驗(yàn)證明力竭性游泳運(yùn)動(dòng)比跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)潰瘍?cè)炷8映晒Γ粢鬟M(jìn)一步的機(jī)制及運(yùn)動(dòng)應(yīng)激預(yù)防措施方面的研究,應(yīng)探討新的模型。
2. 非損傷應(yīng)激胃潰瘍模型
2.1束縛應(yīng)激、束縛浸水應(yīng)激及束縛冷凍應(yīng)激
這三個(gè)模型為單一與復(fù)合應(yīng)激源的區(qū)別。動(dòng)物四肢縛住,背部固定于鐵絲網(wǎng)上,頭部向上,尾部向下,束縛時(shí)間需在6h以上,此為束縛應(yīng)激。將動(dòng)物垂直放入(20±1)℃的水中,沒(méi)至胸骨劍突處6h以上,產(chǎn)生潰瘍?yōu)槭`浸水模型。將動(dòng)物縛住四肢置于4℃環(huán)境中,2~4h產(chǎn)生潰瘍。動(dòng)物正常飼養(yǎng)一周后,將其縛住放入4℃冰箱中,前后溫差在(15±3)℃,3~4h后處死為束縛冷凍應(yīng)激。
2.2旋轉(zhuǎn)應(yīng)激
將動(dòng)物放入鐵絲籠內(nèi),轉(zhuǎn)速60r·min-1,旋轉(zhuǎn)2h以上,完成潰瘍?cè)炷!?/span>
2.3噪聲應(yīng)激
用沖鋒槍射擊時(shí)產(chǎn)生的脈沖噪聲,對(duì)動(dòng)物連續(xù)聲響刺激12h以上,可導(dǎo)致血清促胃液素、血漿內(nèi)皮素顯著增高,同時(shí)血漿一氧化氮降低也加快胃黏膜的損傷。
2.4電刺激模型
將動(dòng)物浸入冷水中或置于應(yīng)激箱中,同時(shí)不斷給予電刺激,24h產(chǎn)生胃黏膜出血及潰瘍。
2.5模型評(píng)價(jià)
此類模型主要用在應(yīng)激性胃黏膜損傷機(jī)制的研究以及藥物篩選等方面,形成的潰瘍分布在腺胃部淺表及黏膜肌層,呈點(diǎn)狀或條索狀。非損傷應(yīng)激性潰瘍模型制作時(shí)間短,過(guò)程簡(jiǎn)單,成功率高,且在短期內(nèi)可造模成功。但模型方法缺乏通用的制作標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)驗(yàn)中采用的不同模型,可能導(dǎo)致應(yīng)激強(qiáng)度量化標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)激反應(yīng)程度的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判差異,影響綜合評(píng)價(jià)。
在眾多非損傷應(yīng)激性潰瘍動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中,束縛浸水(restraintwater-immersionstress,RWIS)模型應(yīng)用*為廣泛。其發(fā)生機(jī)制目前認(rèn)為是在動(dòng)物受到應(yīng)激源刺激后,交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮增加,引起血管收縮,從而導(dǎo)致黏膜缺血缺氧,抵抗力下降;同時(shí)副交感神經(jīng)-垂體-腎上腺系統(tǒng)興奮性升高,引起胃酸、胃蛋白酶和胃泌素分泌增加從而引起應(yīng)激性潰瘍。
3. 損傷型應(yīng)激胃潰瘍模型
3.1腦出血致應(yīng)激性潰瘍模型
建立大鼠尾狀核腦出血致應(yīng)激性潰瘍實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型。麻醉大鼠,俯臥位固定,頭頂部脫毛處理;以右側(cè)眼耳連線中點(diǎn)偏頭頂正中線右側(cè)、切開(kāi)頭頂部皮膚約1cm,鈍性分離皮下筋膜至頭骨;用顱鉆于中線右側(cè)約3mm切開(kāi)處鉆穿顱骨,孔徑為1mm;尾靜脈抽取200μL自體血,鉆孔處垂直進(jìn)針約6mm,將靜脈血緩慢注入右腦實(shí)質(zhì)內(nèi),注射完畢留針約半分鐘后緩慢出針,以鉆孔不滲出血為宜,縫合消毒,造模完成,飼養(yǎng)3日,可觀察其胃部潰瘍。
3.2缺血休克致應(yīng)激性潰瘍模型
動(dòng)物動(dòng)脈放血造成休克(動(dòng)脈壓降至30~40mmHg),0.5~1h后補(bǔ)充血量(再灌流),使血壓恢復(fù)至正常水平,1h后可產(chǎn)生潰瘍;或者采用動(dòng)脈夾夾閉腸系膜動(dòng)脈,造成缺血30min,松開(kāi)動(dòng)脈夾再灌流1h,建立模型。缺血再灌注過(guò)程中會(huì)生成大量氧自由基,同時(shí)胃腔內(nèi)的胃酸都是導(dǎo)致?lián)p傷的誘因。
3.3病毒休克致應(yīng)激潰瘍模型
動(dòng)物靜脈注射病毒或內(nèi)**造成休克,產(chǎn)生應(yīng)激性潰瘍。
3.4模型評(píng)價(jià)
應(yīng)激性潰瘍是休克、急性腦出血等臨床急重癥*常見(jiàn)的并發(fā)癥,其發(fā)病機(jī)制并不十分明確。胃黏膜可形成散在性針尖狀出血點(diǎn)。因此建立損傷應(yīng)激模型對(duì)于研究急性腦出血、休克等臨床急重癥致消化道出血的形成機(jī)制及**措施有積極意義。實(shí)驗(yàn)中一般采用大鼠作為模型動(dòng)物。
化學(xué)因素型致胃潰瘍模型
1. 常用藥物致胃潰瘍模型
1.1阿司匹林模型
動(dòng)物每日灌胃阿司匹林32mg·kg-1,連續(xù)一周,建立胃損傷模型,病理觀察可見(jiàn)小鼠胃黏膜表面出血、甚至還有細(xì)胞脫落現(xiàn)象。
1.2吲哚美辛模型
動(dòng)物禁食48h,自由飲水;腹腔注射吲哚美辛40mg·kg-1,7h后脫頸椎處死,解剖腹腔,結(jié)扎幽門及賁門,取出胃,注射12mL甲醛,固定10min,沿胃大彎處剪開(kāi)觀察。
1.3組胺性胃潰瘍動(dòng)物模型
動(dòng)物禁食24h,自由飲水,皮下注射磷酸組胺10mg·kg-1,2h后再注射一次,3h后處死,作模型觀察。
1.4模型評(píng)價(jià)
藥物造模的潰瘍發(fā)生率高且機(jī)制明確。灌胃或注射的常用藥物有水楊酸鹽、吲哚美辛、組織胺、胃泌素、血清素、腎上腺類固醇、利血平、保泰松等。潰瘍多發(fā)生在淺表,數(shù)量少、體積小,僅及黏膜上皮層,部分深達(dá)黏膜腺體,但不超過(guò)肌層。如吲哚美辛和阿司匹林灌胃主要通過(guò)抑制胃黏膜環(huán)氧化酶,使前列腺素合成減少,導(dǎo)致胃黏膜細(xì)胞屏障機(jī)能減弱,胃酸濃度增高,誘發(fā)潰瘍。
藥物潰瘍模型的潰瘍癥狀與人類典型的胃潰瘍病變差距較大,僅適用于抗?jié)儾∷幬锏奶剿餮芯亢臀笣儾∫驅(qū)W的研究。
3. 醋酸浸漬性慢性胃潰瘍模型
造模方法:
建模動(dòng)物禁食不禁水24h,麻醉后無(wú)菌條件下打開(kāi)腹腔,暴露胃部,醋酸浸蝕引發(fā)潰瘍:
①胃黏膜注射法。用微量注射器吸取20%醋酸溶液0.05mL,經(jīng)胃竇前壁透過(guò)肌層注射于胃黏膜,消毒縫合,術(shù)后單籠飼養(yǎng)8天,建立胃損傷模型。
②胃漿膜浸蝕法。將內(nèi)徑5mm、長(zhǎng)30mm的玻璃管的管腔內(nèi)注入冰醋酸0.2mL,垂直置于胃體近胃竇部漿膜面1.5min,可見(jiàn)局部組織顏色變白,拭去漿膜面冰醋酸,縫合切口,術(shù)后3~5天形成潰瘍。
模型評(píng)價(jià)
該模型是一種經(jīng)典慢性胃潰瘍模型,與人類的慢性胃潰瘍發(fā)生機(jī)制及病理組織學(xué)形態(tài)相似,應(yīng)用于篩選**慢性胃潰瘍藥物及觀察藥物**效果。潰瘍程度與醋酸的濃度有關(guān),潰瘍呈圓形或橢圓形,中心凹陷,四周微微隆起,密布****;已**的潰瘍周圍稍有隆起,表面紅潤(rùn),可見(jiàn)放射狀細(xì)紋。
模型重復(fù)性好,方法可靠;但該方法要求在麻醉后手術(shù)操作,易發(fā)生感染,且建模時(shí)間較長(zhǎng),不利于大樣本實(shí)驗(yàn)。
4.氰酸甲苯酯胃損傷模型
造模方法:
建模采用2M3動(dòng)式染毒柜染毒,予以650μg·L-1二異氰酸甲苯酯,動(dòng)物每天4h吸入一次,連續(xù)10天可建立起胃損傷模型。
模型評(píng)價(jià)
二異氰酸甲苯酯(TDI)是一種低分子化學(xué)物質(zhì),是制造聚氨酯樹(shù)脂和泡沫塑料的主要原料,吸入后會(huì)造成胃擴(kuò)張,胃上皮細(xì)胞糜爛、萎縮、脫落,甚至功能貽盡。該模型可用于環(huán)境引起潰瘍方面的研究。
幽門結(jié)扎型大鼠胃潰瘍模型
1. 完全幽門結(jié)扎
為Shay傳統(tǒng)經(jīng)典大鼠胃潰瘍模型法。
大鼠麻醉,無(wú)菌條件下打開(kāi)腹部、暴露胃部,完全結(jié)扎幽門。大鼠術(shù)后禁食、禁水18h后處死。完全幽門結(jié)扎術(shù)適用于短期反流性食管炎的研究。
2. 部分幽門結(jié)扎
在大鼠幽門部位放置一個(gè)18Fr(1Fr=1/3mm)的Nelaton環(huán),并以絲線結(jié)扎前胃,通過(guò)模擬胃排空障礙伴幽門狹窄,導(dǎo)致胃酸反流入食管,完成造模。
3. 部分幽門結(jié)扎聯(lián)合賁門肌切開(kāi)術(shù)
大鼠麻醉后固定于鼠板上,常規(guī)備皮及消毒,腹正中切開(kāi),切口長(zhǎng)度控制在3cm以內(nèi),逐層切開(kāi)進(jìn)入腹腔,充分暴露食管下段及胃食管交界區(qū),避開(kāi)血管和神經(jīng),在胃食管交界區(qū)的右前壁作一長(zhǎng)約1cm的縱行切口(食管側(cè)0.5cm,胃?jìng)?cè)0.5cm),并分離至黏膜層完全暴露于視野中,然后在幽門與十二指腸交界近幽門處,將幽門半結(jié)扎,飼養(yǎng)一周,完成造模。
肉眼可觀察到食管黏膜破損、發(fā)白或發(fā)紅,皺襞增粗且不連續(xù),****增粗。病理切片觀察:食管下黏膜炎癥、**細(xì)胞和中性粒細(xì)胞等炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、黏膜下組織水腫及****擴(kuò)張。
模型評(píng)價(jià)
幽門結(jié)扎后限制胃內(nèi)容物的排空,胃內(nèi)壓力增高,刺激胃液分泌,胃中潴留高酸度胃液,胃壁防御能力減弱,導(dǎo)致潰瘍形成。形成的潰瘍發(fā)生在前胃部,多為圓形或橢圓形,結(jié)扎后隨時(shí)間延長(zhǎng)潰瘍數(shù)量增加,深達(dá)肌層。目前部分幽門結(jié)扎聯(lián)合賁門肌切開(kāi)術(shù)是實(shí)驗(yàn)較常用的方法,重復(fù)性好,方法可靠;但胃腸道手術(shù)制備模型創(chuàng)傷較大且手術(shù)時(shí)間長(zhǎng),動(dòng)物死亡率較高,需熟練的手術(shù)操作技能者和能耐受手術(shù)的動(dòng)物。所用需要術(shù)后飼養(yǎng)一周時(shí)間的模型,要注意關(guān)注動(dòng)物狀況及生存環(huán)境質(zhì)量。
螺桿菌感染胃損傷模型
1. 幽門螺桿菌(HP)感染胃損傷模型
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)前禁食12~14h,灌胃給予HP菌液1~2mL,30min后給正常飲食,感染6次,每周一次,可發(fā)現(xiàn)胃黏膜出現(xiàn)炎癥反應(yīng)、甚至胃損傷的表現(xiàn)。在研究消化性潰瘍**過(guò)程,探討藥物對(duì)胃黏膜下組織結(jié)構(gòu)的重建、黏膜缺失的填充作用時(shí),可建立HP感染的大鼠胃黏膜細(xì)胞(RGM-1)或人胃黏膜細(xì)胞(GES-1)模型。采用HP菌液感染胃黏膜細(xì)胞,HP/RGM-1(GES-1)比例為100∶1培育24h,完成細(xì)胞造模。
熱烙法
1. 建模方法:
動(dòng)物禁食不禁水24h,麻醉后無(wú)菌條件打開(kāi)腹部暴露胃部,3mm的15W電烙鐵加熱至45℃左右,在胃壁或黏膜面直接灼烙約5s,即可見(jiàn)灼傷處出現(xiàn)透明樣白斑,一會(huì)兒可見(jiàn)黏膜水腫,6h后局部有明顯出血,飼養(yǎng)數(shù)天,灼烙處的黏膜發(fā)生潰瘍,創(chuàng)面有肉芽組織及白苔,實(shí)驗(yàn)中可根據(jù)需要選擇灼傷部位。也有學(xué)者改良方法,使用電極燒灼胃底部的胃壁。
模型評(píng)價(jià)
這種造模方法造成的胃潰瘍一般2~4周即可**,但在熱烙后給予可的松1日量75mg·kg-1,可以延長(zhǎng)病變過(guò)程,連續(xù)給藥,可以將潰瘍時(shí)間延長(zhǎng)至半年左右。造模方法簡(jiǎn)單,且優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)者可根據(jù)研究需要選擇潰瘍部位。
文獻(xiàn)參考:
[1] 李志坤,王福文. 應(yīng)激性胃黏膜損傷發(fā)生機(jī)制的研究進(jìn)展[J]. 胃腸病學(xué),2014,4(19):242-4.
[2] 謝興振,遲曉麗,周文霞,等. 應(yīng)激動(dòng)物模型研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)新藥雜志,2008,17(16):1375-80.
[3] Fischer A, Gluth M, Weege F, et al. Glucocorticoids regulate barrier function and claudin expression in intestinal epithelial cells via MKP -1 [J]. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 2014, 306(3): G218-28.
[4] 歐珠美朵,馬洪升. 冷束縛應(yīng)激狀況下大鼠內(nèi)源性糖皮質(zhì)**與腸屏障功能損害的關(guān)系 [J]. 胃 腸 病 學(xué) 和 肝 病 學(xué)雜志,2010,19(3):261-4.
[5] 朱全,浦鈞宗,張敏. 游泳方法建立大鼠模擬過(guò)度訓(xùn)練模型[J]. 中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,1998,17(2):137.
[6] 趙俊,鄒任玲,胡秀枋. 大鼠跑臺(tái)訓(xùn)練模型方法研究進(jìn)展[J]. 動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2014,35(9):101-5.
[7] Dalbo VJ, Roberts MD, Hassell S, et al. Effects of pre -exercise feeding on serum hormone concentrations and biomarkers of myostatin and ubiquitin proteasome pathway activity[J]. Eur J Nutr, 2013, 52(2): 477-87.
[8] 周慧. 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)力竭大鼠發(fā)生應(yīng)激性胃潰瘍影響的研究[J]. 沈陽(yáng)體育學(xué)院學(xué)報(bào),2014,33(4):90-109.
[9] 趙一杰,謝君. 力竭性運(yùn)動(dòng)對(duì)胃黏膜損傷機(jī)制及其預(yù)防[J]. 河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2010,27(3):66-8.