本文介绍了一种通过在1-3分钟内向小鼠子宫内注射95%乙醇,以制备出可靠且可重复的薄型子宫内膜的详细方案,该方法具有极低的死亡率和最少的宫腔粘连。
本文介绍了一种通过在1-3分钟内向小鼠子宫内注射95%乙醇,以制备出可靠且可重复的薄型子宫内膜的详细方案,该方法具有极低的死亡率和最少的宫腔粘连。
薄型子宫内膜(TE)已被广泛认为是导致不孕的重要原因。然而,TE的发病机制尚不明确,目前仍迫切需要令人满意的治疗方案。已有多种TE动物模型被建立,但涉及腹部手术并注射95%乙醇的小鼠模型由于操作不当可能导致高死亡率和宫腔粘连风险,因而具有较大挑战性。本文介绍了一种详细的操作方案,通过在小鼠子宫内注射95%乙醇并调整输注时间,可获得稳定且可重复的TE模型,且死亡率极低,宫腔粘连程度轻微。结果显示,输注时间为1–3分钟时,所有小鼠均成功建立了TE模型,表现为子宫内膜厚度显著减少、腺体数量减少以及子宫内膜纤维化过度。这些结果表明,该小鼠模型适用于薄型子宫内膜的研究,并可作为未来TE治疗策略开发的实验平台。
薄型子宫内膜(TE)是妇产科领域的一种严重病症,常影响育龄期女性。当超声检查显示子宫内膜厚度小于7 mm,且宫腔形态正常时,可诊断为TE,该病症与妊娠失败密切相关1,2据估计,接受 体外 接受体外受精(IVF)治疗的患者中将有相当比例经历胚胎移植(TE),这使其成为生殖医学领域日益严峻的挑战3,4,5最常见的输卵管堵塞(TE)病因包括宫腔粘连(IUA)分离术和刮宫术后子宫内膜修复不良,这些情况常伴有血管分布紊乱和腺体稀少。6,7,8迄今为止,薄型子宫内膜的细胞与分子机制尚不明确。尽管已尝试采用雌激素治疗和低剂量阿司匹林治疗作为潜在干预手段,薄型子宫内膜患者的子宫内膜恢复仍需较长时间9因此,深入研究血栓栓塞(TE)的发病机制是应对该疾病挑战最直接的途径。然而,关于TE发病机制的研究依赖于动物模型,因此选择合适的模型至关重要。
大多数关于薄型子宫内膜(TE)的组织病理学研究显示,上皮细胞和巨噬细胞增殖受损、卵巢类固醇激素受体表达降低、细胞外基质过度沉积以及细胞衰老是TE最显著的病理特征6,9,10。目前已有多种大鼠模型被开发用于模拟TE,包括通过刮擦11,12,13、缺血14、热损伤15和化学损伤16,17,18,19诱导的模型。其中,通过针头或导管刮擦子宫内膜建立的大鼠模型常导致宫腔粘连(IUA),而非典型的TE11,12,20,21,22。也有报道通过双侧子宫动脉结扎造成子宫内膜缺血从而建立缺血性TE大鼠模型,该方法可导致子宫内膜变薄,但耗时较长(需三个月),在研究中应用不广泛14。在热损伤诱导模型中,需将预热至85 °C的水通过人工授精管从双侧子宫角汇合处注入一侧子宫角,操作较其他方法更为复杂15。化学诱导模型则是将95%乙醇注射至暴露的一侧子宫角,以完全损伤子宫内膜。该模型具有成本低、实验周期短的优点,适用于TE病理机制及治疗研究,但主要应用于大鼠而非小鼠16,17,23。尽管已存在多种动物模型,尤其是大鼠模型,但每种模型均存在一定局限性。它们仅能模拟TE的某些方面,而能够紧密模拟TE疾病特征且兼具操作便捷性和研究通用性的小鼠模型仍十分有限。
在此背景下,我们采用经改良的时间梯度法将95%乙醇注入小鼠子宫腔,成功建立了一种新型的薄型子宫内膜(TE)小鼠模型24(图1)。结果显示,当灌注时间在1–3分钟范围内时,所有小鼠均成功形成TE,表现出典型的病理特征,包括子宫内膜厚度减少、腺体数量减少以及子宫内膜纤维化程度增加。这些发现表明,我们建立的小鼠模型是研究薄型子宫内膜的适宜工具,并可作为未来TE治疗策略开发的实验平台。
本研究经深圳中山妇产医院动物护理与使用委员会批准 & 妇科医院(原深圳中山泌尿外科医院),所有动物实验均在此进行。本研究使用雌性C57BL/6小鼠(6–8周龄,体重18–20 g)。所有动物均饲养于同一间无特定病原体(SPF)环境中,在实验前于(22 ± 1)°C、12小时光照/12小时黑暗循环条件下适应环境一周。动物可自由获取食物和饮水。本研究所用试剂与设备的详细信息列于下文 材料表.
1. 发情期的识别
注意:小鼠的动情期相当于人类的黄体晚期,此时子宫内膜相对较厚。选择处于动情期的小鼠进行模型诱导,可确保其处于相对一致的生理状态。此外,当子宫内膜厚度相对较厚时,子宫内膜变薄的效果更为明显。有关该操作的详细信息,请参考先前发表的文献25,26。
2. 分组设计
注意:为了评估不同持续时间的95%乙醇灌注对TE模型稳定性的影响,设立了六个处理组。其中一组仅接受假手术而不给予乙醇,作为手术操作效应的对照组。经乙醇诱导产生TE的小鼠根据灌注时间被随机分为五个处理组(每组n = 5),具体如下:
3. 在小鼠中诱导TE模型
4. 样本采集
5. 组织脱水
注意:组织脱水使用自动组织处理仪完成(参见材料表)。
6. 石蜡包埋
注意:使用模块化组织包埋中心进行这些步骤(参见材料表)。
7. 石蜡切片
8. 苏木精和伊红染色
注意:苏木精和伊红染色使用自动切片染色机进行(参见材料表)。
9. 马松染色
10. 成像与分析
11. 统计分析
薄型子宫内膜(TE)的关键特征包括子宫内膜厚度减小、腺体密度降低以及子宫内膜纤维化程度增加。该方法成功在模型小鼠中复制了这些特征。数据分析显示,与对照组相比,1分钟组(222.3 µm ± 13.96 µm vs. 359.2 µm ± 12.41 µm,P < 0.05)、2分钟组(168.7 µm ± 17.57 µm vs. 359.2 µm ± 12.41 µm,P < 0.05)和3分钟组(131.8 µm ± 3 µm vs. 359.2 µm ± 12.41 µm,P < 0.05)的子宫内膜厚度均显著降低。然而,2分钟组与3分钟组之间的子宫内膜厚度差异无统计学意义(168.7 µm ± 17.57 µm vs. 131.8 µm ± 3 µm,P > 0.05)(图3A,B)。
1分钟组的子宫内膜腺体数量显著减少(4.4) ± 2.38 与. 24.4 ± 1.6, P < 0.05),2分钟组(0.8 ± 0.49 与. 24.4 ± 1.6, P < 0.05),以及3分钟组(4.4) ± 3.20 与. 24.4 ± 1.6, P < 0.05),与对照组相比(图3A, C然而,在1分钟组、2分钟组和3分钟组之间,子宫内膜腺体数量未观察到显著差异。
由于在使用95%乙醇治疗7天后发生了TE,因此推测子宫内膜厚度可能与灌注持续时间有关。为验证这一假设,另设两组分别用95%乙醇灌注4分钟和5分钟。有趣的是,结果表明随着灌注 时间的延长,子宫粘连严重 (图4),子宫腔几乎不可见。此外,在灌注时间延长的小鼠子宫中未观察到子宫内膜腺体(图4)。
此外,随着95%乙醇灌注时间的延长,子宫内膜纤维化程度增加,Masson染色结果证实了受损子宫内膜存在过度纤维化(图 5A,B).

图1:TE小鼠模型建立的流程图。 整个实验过程包括以下步骤:首先,小鼠在实验前适应环境1周;接着,监测两个动情周期;选择进入第三次动情期的小鼠,通过向宫腔内注射95%乙醇建立模型;乙醇注射7天后,处死小鼠并取子宫角组织,进行后续的苏木精-伊红(HE)染色和Masson染色分析。请点击此处查看该图的放大版本。

图2:小鼠动情期的鉴定。 (A)动情前期以有核上皮细胞为主(箭头所示)。 (B)动情期以无核角化上皮细胞为主(星号所示)。 (C)动情后期以无核角化上皮细胞与中性粒细胞共存为特征(三角所示)。 (D)动情间期以中性粒细胞、有核上皮细胞及少量无核角化细胞共存为特征。 目标放大倍数为20倍。 比例尺 = 50 µm。 请点击此处查看该图的放大版本。

图3:通过95%乙醇灌注诱导TE的实验流程。 (A)使用麻醉机对小鼠进行麻醉。(B)去除腹部毛发。(C)在尿道口外1 cm处做一长约1 cm的切口。(D)定位子宫,并将一侧子宫角暴露出来。(E)在子宫角两侧放置止血钳。(F)将95%乙醇注入子宫角,随后用无菌生理盐水冲洗。(G)移除止血钳,并将子宫复位。(H)缝合切口。 请点击此处查看该图的放大版本。

图4:通过显微镜下HE染色观察小鼠子宫内膜形态。(A)观察损伤侧与对照侧子宫内膜的形态。右侧子宫注射95%乙醇,左侧子宫注射无菌生理盐水作为对照。比例尺 = 200 µm。(B)Con组、1 min组、2 min组和3 min组之间子宫内膜厚度的比较。(C)Con组、1 min组、2 min组、3 min组、4 min组和5 min组之间子宫内膜腺体数量的比较。Con,对照;**P < 0.01,****P < 0.0001,采用单因素方差分析(one-way ANOVA)。数据以均值 ± 均值标准误表示。请点击此处查看该图的放大版本。

图5:小鼠子宫内膜的纤维化。 (A) 使用Masson三色染色法评估各处理组子宫内膜纤维化情况,其中蓝色表示胶原纤维的分布。比例尺 = 200 µm。(B) 柱状图总结了不同组间胶原纤维化的水平。**P < 0.01,***P < 0.001,****P < 0.0001,采用单因素方差分析。数据以均值 ± 均值标准误表示。 请点击此处查看该图的放大版本。
滋养层发育不良(TE)的特征是细胞增殖不足和细胞功能障碍,与不孕症、反复流产及胎盘异常密切相关2,3。遗憾的是,目前尚无针对TE的有效治疗方法。动物模型在研究该疾病中发挥着关键作用。在2014年至2024年间,在208,000项研究中(共34,200项)使用大鼠作为模型生物,占比16.4%;使用小鼠的研究占22.7%(共47,300项)。实验中越来越多地使用小鼠,主要归因于其相较于其他模型的优势,尤其是其在再生研究中的潜力28,29,30。鉴于模型一致性的日益重要,迫切需要开发更多适用于以小鼠为模型开展研究的兼容工具31。
如先前研究所报道,建立子宫内膜损伤(TE)模型的常用方法包括刮伤法11,12、缺血法14、热损伤法15以及化学损伤法16,17,23。为了促进动物模型在TE研究中的应用,并为有效治疗策略奠定基础,Gao 等人24首次通过向SD大鼠宫腔内注射无水乙醇5分钟以损伤子宫内膜,成功建立了TE模型。尽管该方法可有效抑制子宫内膜生长,但常导致腹腔内严重粘连,且动物存活率仅为70%。
既往由于操作简便,主要在大鼠中使用95%乙醇建立模型,但该方法在小鼠中建立的TE模型较少。经过临床观察、全面的文献回顾、预实验、反复讨论与分析,改进了方法,缩短了子宫灌注时间。通过熟练的技术,可将95%乙醇注入子宫腔,通过调节灌注时间建立不同程度的TE模型。
本研究中引入的小鼠模型基于高氏模型的原理24然而,进行了若干修改,包括缩短乙醇灌注时间以及增加生理盐水冲洗频率。在此模型中,小鼠子宫被暴露 通过 腹部解剖后,将95%乙醇注入一侧子宫角,作用时间分别为1分钟、2分钟、3分钟、4分钟和5分钟。由于对乙醇灌注时间进行了精确控制,并采用标准化操作流程,小鼠实验获得了稳定的数据,有效减少了因个体差异导致的偏差。
组织学结果表明,在不同处理时间的TE小鼠中,子宫内膜厚度、子宫内膜腺体数量及子宫内膜纤维化程度均出现明显变化,证实了本研究建立模型的可靠性3,6,9。值得注意的是,当乙醇灌注时间超过4分钟或5分钟时,可观察到严重的宫腔粘连(IUA)。这些发现提示,采用95%乙醇灌注1–3分钟可有效建立TE小鼠模型,而灌注时间超过3分钟则可能诱发严重的IUA。
迄今为止,已开发出多种动物模型用于研究宫腔粘连(TE),包括搔刮法、缺血法、热损伤法和化学诱导法。搔刮诱导模型虽然操作简便,但往往导致宫腔内粘连(IUA)而非宫腔粘连(TE)。缺血诱导的TE模型所需时间明显长于化学诱导模型,而热损伤法相比化学诱导更为复杂且操作困难。尽管化学诱导模型具有耗时短、稳定性好的优点,但也存在潜在局限性,例如可能对动物造成创伤,以及因操作不当引发感染或死亡的风险。通过严谨的培训和实践经验,这些问题可以得到有效缓解。
综上所述,实验结果表明,通过向子宫腔内注射95%乙醇持续1-3分钟,可有效建立TE小鼠模型。该方法为研究TE的病理机制和修复过程,以及开发针对该病症的有效治疗手段提供了有前景的途径。
作者无任何利益冲突需要披露。
我们衷心感谢匿名审稿人提出的宝贵且富有建设性的意见。本工作得到了深圳市科技计划项目(编号:JCYJ20220818103207016)和广东省基础与应用基础研究基金(编号:2024A1515010478)的资助。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 麻醉机 | RWD Life Science | R530 | 小型动物用移动式吸入麻醉机 |
| 0.9% 生理盐水 | 湖北科伦药业 | C230817A2 | 10 mL,医用注射剂 |
| 75% 乙醇 | LIRCON | 6303060031 | 500 mL,消毒试剂 |
| 95% 乙醇 | 广州化学试剂厂 | 64-17-5 | 500 mL,化学试剂 |
| 可吸收缝合线 | 金环医疗 | CR537 | 规格:5-0;长度:90 cm |
| 氨水 | MilliporeSigma | 1336-21-6 | 1000 mL,化学试剂 |
| 全自动组织脱水机 | Leica | TP1020 | 一次可处理100个包埋盒 |
| C57BL/6 小鼠 | 南方医科大学实验动物中心 | ||
| 伊红-Y | BASO | BA4024 | 1000 mL,用于石蜡切片、冰冻切片等染色 |
| 苏木精 | BASO | BA4041 | 1000 mL,用于石蜡切片、冰冻切片等染色 |
| HALO 图像分析平台 | Indica labs | 仪器具有操作简便、可扩展性强、分析功能强大以及最快的处理速度 | |
| 止血钳 | HUAYON | 18-5021 | 总长1.8 cm,钳头长0.7 cm |
| 止血镊 | HUAYON | 18-5020 | 总长10 cm |
| HistoCore 旋转式切片机 | Leica | 149BIO000C1 | 切片厚度范围为1至60 μm |
| Indorphor | ADF | 1005 | 500 mL,消毒试剂 |
| 异氟烷 | RWD Life Science | R510-22-10 | 100 mL,活性成分为100%异氟烷 |
| Masson三色染色试剂盒 | SOLARBIO | G1340 | 7 × 100 mL,可供100次检测使用 |
| 显微镜载玻片 | 基因科技 | GT100511 | 长度:75 cm;宽度:25 cm |
| 模块化组织包埋中心 | Leica | EG1150 C | 仪器包含冷台和加热石蜡分配模块,为包埋工作提供灵活性 |
| 天然树脂封片胶 | SAKURA | 4770 | 树脂涂层膜,适用于组织学染色 |
| Olympus SLIDEVIEW VS200 | PANOVUE | VS200 | 仪器可获取高质量的虚拟切片图像,并支持高级定量图像分析 |
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| 手术剪 | HUAYON | 18-0110 | 10 cm,不锈钢手术剪 |
| 注射器 | Kindly | 60017031 | 1 mL,带针头的一次性无菌注射器 |
| 组织包埋盒 | CITOTEST | 80106-1100-16 | 白色;通透槽设计;一体式盖子;三侧设有标签区域 |
| Tissue-Tek Prisma Plus | SAKURA | DRS-Prisma-P-JCS | 一次可处理60张载玻片 |
| 二甲苯 | 广东光华科技股份 | 1330-20-7 | 1000 mL,有机溶剂 |
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