2022年3月1日
本实验方案描述了在啮齿类动物中建立类似克罗恩病的结肠炎模型。透壁性炎症导致三硝基苯磺酸(TNBS)灌注部位出现狭窄,狭窄近端肠段则出现机械性扩张。这些变化使得研究结肠炎中的机械应力成为可能。
因此,在我们的实验方案中,经结肠灌注TNBS会在灌注部位引起透壁性炎症,并导致炎症近端肠段的机械性扩张。这一过程模拟了狭窄型克罗恩病。由于近端肠段虽存在机械性扩张但无明显炎症表现,通过比较近端肠段与炎症部位,有助于判断机械应力是否在克罗恩结肠炎的发生中起作用。
以往的研究仅关注炎症部位。本方案通过在模型的不同部位进行操作,强调了机械应力在克罗恩病,特别是狭窄型克罗恩病中的关键作用。首先,将大鼠仰卧位放置于麻醉台上。
为诱导结肠炎,将医用级开放式聚氨酯导管经肛门插入,深度约为距肛缘七至八厘米,缓慢注入TNBS。对照组假手术大鼠给予250微升生理盐水。为促进TNBS或生理盐水在结肠内的分布并防止外溢,将大鼠保持仰卧位,头部向下倾斜约30度,同时闭合肛门持续两分钟。
使用外科手术剪和镊子打开大鼠腹部。仔细分离并取出肛管上方的整个结肠,立即将结肠转移至预冷的1× HBSS缓冲液中。在缓冲液中将结肠展直,并用直尺测量结肠长度。
取一根尼龙线,围绕结肠测量对照组和TNBS处理组大鼠结肠节段的外部周长。取全层组织用于组织学检查。沿肠系膜缘将结肠剪开,并用HBSS缓冲液彻底清洗结肠。
根据预设标准并稍作修改,对结肠进行宏观炎症评分。从经TNBS处理的大鼠结肠组织中采集P、I和D三个部位的样本。P部位位于炎症部位近端(口腔侧)2至3厘米处。I部位为TNBS灌注的炎症部位,通常距离结肠末端4至6厘米。
最后,D部位位于炎症部位口侧边缘远端一至两厘米处。在大鼠中经结肠内灌注TNBS可诱导出约两厘米长的局限性透壁性炎症,表现为远端结肠灌注部位肠壁增厚和管腔狭窄。TNBS灌注部位称为I部位。由于透壁性炎症和狭窄的存在,I部位同时存在炎症和机械应力。I部位的狭窄导致TNBS灌注部位近端肠段显著管腔扩张,该区域称为P部位。与假手术对照组结肠相比,P部位和I部位的结肠周长均显著增加。
在机械性扩张的情况下,P部位未表现出明显的炎症。相反,TNBS灌注部位远端的结肠段(称为D部位)既无炎症,也无机械性扩张。与假手术对照组相比,TNBS处理组大鼠I部位的炎症宏观评分显著升高,而结肠炎大鼠P和D部位则无此现象。
与假手术组相比,P点和D点的炎症评分未见显著升高。因此,在该模型中不仅需要研究I点,还应研究P点和D点,这有助于认识机械应力在克罗恩病中的致病意义。为了进一步确定机械应力是否为肠道炎症的致病因素,还可以尝试通过仅给予动物液体饮食来解除机械性扩张,观察其是否有助于改善炎症和肠道功能。
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本方案概述了在啮齿类动物中建立类似克罗恩病的结肠炎模型的方法,重点在于透壁性炎症和机械应力。该模型可用于研究结肠炎中的机械特性变化,特别是在狭窄条件下的变化。
明确机械应力在克罗恩病发病机制中的独立作用,对于降低炎症性肠病药物研发早期发现和靶点验证的风险至关重要。TNBS诱导的啮齿类动物模型能够精确区分机械性因素与炎症性驱动因素,有助于提高抗纤维化和抗狭窄策略在转化研究及项目筛选中的预测可靠性。
该模型通过在炎症性肠病(IBD)中实现对机械应力的假设验证,连接了早期发现与临床前验证,支持先导化合物的筛选及基于风险评估的推进决策。