2010年1月19日
在饮水中给予硫酸葡聚糖钠(DSS)是一种已建立的急性结肠炎小鼠炎症损伤模型。本方案概述了DSS处理的方法以及组织制备的步骤。
小鼠自由饮用含3% DSS的水溶液,持续四天。每天记录小鼠体重以及腹泻和粪便潜血情况,第四天后将DSS溶液更换为高压灭菌水。再饮水三天后,对小鼠实施安乐死并取出结肠。
对结肠进行测量和称重。随后将结肠制成瑞士卷状或香肠状,并在显微镜下进行观察。本视频文章将演示在结肠炎的murn模型中结肠的收获与处理过程。
该实验步骤用于范德堡大学癌症生物学系Christopher Williams博士实验室在开始葡聚糖硫酸钠处理前研究结肠炎。在整个实验过程中获取小鼠的基础体重。在对小鼠称重后,每日记录体重,并配制3%(重量/体积)的葡聚糖硫酸钠盐溶液(DSS水溶液)。
为确保该模型有效,DSS 必须为低分子量。配制足量的 DSS 溶液以填满每笼小鼠的水瓶,并使用 0.45 微米醋酸纤维素滤膜过滤溶液。将小鼠笼具中的饮用水瓶更换为含有 3% DSS 溶液的水瓶。如果您的机构使用自动化供水系统,请在供水口安装隔离帽,以确保小鼠无法接触任何其他水源。
四天后,再次称量小鼠体重,以量化结肠炎的全身性影响。严重损伤常导致体重下降,但在当天可能尚不明显,需再过数日才可观察到。第四天,将DSS溶液更换为水,持续三天,以允许结肠上皮部分恢复。
三天后,即第七天,再次称量小鼠体重。随后可按照下一节所示方法,从处死的小鼠中取出结肠。取出结肠时,应将处死的小鼠腹侧朝上暴露,以确保充分暴露腹部,便于操作。
用70%乙醇完全润湿腹部。用组织镊夹住腹部中线并提起,用尖头剪刀将皮肤撑起形成帐篷状。
切开腹部以暴露腹腔内容物。将切口向上延伸至中线的剑突尖端,然后沿两侧肋缘下方向外延伸。辨认小肠、盲肠和结肠。
仔细分离结肠与周围肠系膜。随后横断结肠,向盆腔深部延伸,将远端结肠与直肠分离。
操作时应注意避免切断任何动脉或静脉。同时需注意结肠容易撕裂,因此应轻柔地将结肠从肠系膜中分离。
在结肠吻合边缘横断结肠,游离近端结肠。使用20号喂养针头和10毫升注射器取出结肠并进行灌注,用预冷的PBS冲洗结肠,直至肠腔内完全无粪便残留。操作过程中需保持结肠的正确方向,使结肠远端始终最靠近操作者。
首先使用数显卡尺测量结肠长度。结肠长度是评估损伤严重程度的另一项指标。结肠炎会加重水肿,并导致结肠总长度缩短。
此时,收获的结肠可加工成香肠状用于宏观分析,或制成瑞士卷状用于急性结肠炎的组织学分析。我们将在后续部分演示将结肠处理为香肠状的技术。为了对整个结肠进行宏观分析,保持结肠的正确方向至关重要。因此,请将结肠的远端靠近您放置。
剪下两段不可吸收缝线,一段长约一英寸,另一段长约两英寸。使用两英寸的缝线尽可能靠近边缘结扎结肠远端,同时仍保持良好的密封。然后将含有5毫升10%磷酸盐缓冲福尔马林的20号喂养针插入结肠近端。
在喂养针头球部近端的缝线剩余部分打一个松结。现在用手在喂养针头球部处牢固握住结肠,并注入足量的福尔马林,确保结肠充分扩张。在撤出喂养针头的同时收紧缝线结,从而保留已灌注并扩张的结肠。
将结肠放入一个15毫升的锥形管中,管内预先装入10%缓冲福尔马林磷酸盐溶液,并标记管子。固定24小时后,将福尔马林倒入适当的废液容器中,更换为70%乙醇继续固定24小时。
结肠可在室温下长期保存于70%乙醇中。当准备分析结肠时,将其从锥形管中取出,用手术刀小心剪去两端的结扎线,注意不要损伤结肠组织。
请注意,远端是带有最长一段细绳的一端。从远端向近端纵向剪开结肠,使其展开成一片长条状组织。现在可在解剖显微镜下观察结肠。
沿纵轴切开结肠,并将其平铺成片状。卷制结肠需要使用两把镊子并采用双手操作技术。用镊子夹住远端结肠边缘的两侧,通过旋转并交替松开镊子,从远端向近端依次卷起结肠,从而形成具有三维结构的螺旋卷,即瑞士卷状。
如果结肠粘附在沃特曼滤纸上,用少量磷酸盐缓冲液(PBS)润湿滤纸和结肠以保持其形态。用镊子牢固夹住肠段,使用27½号针头进行横断切割。当针头穿出肠段时将其弯曲,以固定肠段卷。
现在,将组织卷放入已标记的组织包埋盒中,并将包埋盒置于盛有10%中性缓冲福尔马林磷酸盐溶液的容器内。于室温下放置24小时以固定组织。24小时后,倒去福尔马林溶液,更换为70%乙醇,继续固定额外的四小时。
结肠可在室温下于70%乙醇中无限期保存。该模型使研究人员能够获取、固定并分析结肠,从而评估结肠炎的严重程度。对于整个结肠的大体分析,可将结肠作为香肠状结构进行处理,通过灌注甲醛并使其完全扩张。
打开的肠段应平铺放置。如果肠段处理操作正确,固定的结肠将呈现扩张状态,整个黏膜表面可轻松进行操作,并可在解剖显微镜下清晰观察。对于组织学分析,结肠可按瑞士卷法(Swiss roll)进行处理。
用针固定卷状组织,并将其放入组织包埋盒中进行固定。当切片并贴片时,若卷制得当,该卷状结构应能形成代表整个结肠的切片;瑞士卷的切片可用苏木精和ASIN染色,以确定结肠损伤的程度。需注意,在载玻片上,结肠的远端位于卷状结构的中心。
在此示例中,与水处理对照组相比,DSS处理的结肠显示出明显的炎症和隐窝损伤。我们刚刚向您展示了如何从急性结肠炎小鼠模型中收获并处理结肠。在执行该操作时,重要的是在处死动物前做好充分的准备工作。
例如,小鼠的所有导管和盒式容器均需为每只小鼠贴上标签,并确保所有工具和试剂均易于取用。此外,应详细记录小鼠的体重和结肠长度。最后,确保为样品处理预留充足的时间。
初学者通常每只小鼠需要15分钟,而熟练掌握该技术者则需要6到8分钟。
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本文介绍了一种使用葡聚糖硫酸钠(DSS)在小鼠模型中诱导急性结肠炎的实验方案。该方法包括在饮水中给予DSS,并随后进行组织制备以用于分析。
小鼠DSS结肠炎模型为研究炎症性肠病的病理生理机制提供了一个标准化且可重复的体系,有助于在临床前研究中进行靶点验证和机制层面的风险评估。通过量化体重减轻、结肠缩短以及组织学损伤,该模型可提高对治疗候选药物评价的预测可靠性。该实验流程使该检测方法成为胃肠道疾病相关研发管线中早期项目筛选和先导化合物发现的疾病相关性研究系统。
DSS结肠炎模型可融入从靶点验证到先导化合物筛选,再到临床前药效测试的整个发现流程,为机制研究和治疗方案筛选提供一种与疾病相关的系统。