2023年2月3日
我们建立了一种小鼠慢性肝纤维化模型,该模型为胆道闭锁(BA)相关的病毒诱导肝纤维化机制研究提供了合适的动物模型,同时也为未来BA的治疗提供了一个研究平台。
我们已成功利用该方法构建出更符合胆道闭锁病理变化的小鼠模型。该技术可模拟急性与慢性胆道闭锁的症状,有助于未来对疾病机制的研究。使用抗体后,小鼠的生存时间延长,症状得到缓解,提示抗体对胆道闭锁具有治疗作用。
按照文稿中的描述将新生小鼠分为不同组后,在恒河猴轮状病毒(rhesus rotavirus,RRV)注射前4小时,对每只小鼠进行腹腔注射5 µg抗Ly6G抗体,以耗竭Gr1阳性细胞。在出生后24小时内,向新生小鼠腹腔注射20 µL恒河猴轮状病毒或生理盐水。RRV注射后,向小鼠腹部给予20 µg抗Ly6G抗体。
每天检查并记录所有小鼠的外观、体重和存活情况。进行腹腔注射时,用一只手的食指和拇指捏住幼鼠颈部皮肤,同时用无名指和小指轻轻抓住小鼠后肢,以暴露其腹部。将注射器针头向上倾斜提起,以与皮肤呈15度角的方向将针头插入小鼠右后肢大腿中部。
将针头沿皮下路径移动至小鼠右侧肋缘时,将针头向下刺入腹腔,并在小鼠肝脏下方注入液体。注射后立即拔出针头。观察注射部位是否有出血或渗漏现象。
在第12天将小鼠麻醉后,在显微镜下进行解剖。将一支1毫升的胰岛素注射器插入心脏左心室以采集血液。在室温下以400 ×g离心血液5分钟,并分离血清用于肝功能检测。
使用剪刀和镊子从周围组织中分离小鼠的肝脏和脾脏。拍摄肝脏和胆管的一般外观照片。吸入麻醉后,用剪刀和棉签暴露肝脏、胆囊和肝外胆管。
在体位显微镜下,使用1毫升胰岛素注射器向胆囊内注射5至10微升荧光染料罗丹明123,并拍摄图像。将新鲜的小鼠肝组织浸入10%福尔马林中固定24小时。待组织包埋于石蜡中后,使用石蜡切片机将石蜡块切成厚度为4 µm的切片,并将两张连续切片置于同一张载玻片上。
然后将切片放入切片架中,用二甲苯脱蜡,并依次在无水乙醇、95%乙醇、80%乙醇、70%乙醇和蒸馏水中各浸泡5分钟进行水化。用苏木精染液染色5分钟,再在1%盐酸和75%酒精中浸泡5秒。用清水冲洗切片后,用伊红染液染色1分钟。
按照之前的方法制备用于染色的组织切片,并使用 Tris-EDTA 缓冲液进行抗原修复。将切片置于微波炉中,在 95 摄氏度下加热 10 分钟,然后取出并自然冷却至室温。为消除内源性过氧化物酶活性,将组织切片放入 3% 过氧化氢中处理 10 分钟,随后用 5% 山羊血清孵育切片以阻断非特异性结合。
接着,向切片中加入一抗——大鼠抗小鼠细胞角蛋白19(Cytokeratin 19)或大鼠抗小鼠F4/80单克隆抗体,在4°C条件下孵育过夜。随后在室温下用相应的二抗孵育切片30分钟。使用3,3'-二氨基联苯胺(3,3′-diaminobenzidine)作为显色剂,在显微镜下观察显色反应。
在40倍显微镜下观察切片,根据需要拍照并进行分析。组织切片制备完成后,用苏木精复染,于室温下每张切片加入50 µL Sirius Red染液,染色1小时。将载片在室温下自然干燥4小时,每张切片滴加一滴中性树胶,加盖盖玻片,注意避免产生气泡。
将载玻片在室温下放置24小时,以固化中性树胶。使用偏振对比光显微镜观察胶原沉积的细节。选择清晰且合适的视野,并调节显微镜视野的亮度和白平衡。
在40倍显微镜下获取图像并根据需要进行分析。RRV注射后,RRV组的中位生存时间为13天。大多数接受抗体治疗的小鼠出现轻度黄疸,且未观察到体重下降。
BA 小鼠的肝脏出现坏死性病变以及肝外胆管闭锁节段。肝脏体积较对照组小。组织学分析显示,低剂量抗 Ly6G 治疗可减轻门静脉炎症。
在第42天的肝组织切片中仍可观察到炎性细胞聚集。在第12天,门脉区胶原沉积略有增加。到第42天,胶原表达显著增加,在胆道闭锁组织中可见大量胶原沉积。
第12天观察到CK19阳性细胞。第42天,CK19阳性细胞增多,但成熟的胆管较少。慢性BA小鼠的肝外胆管阻塞,并伴有巨噬细胞的炎性浸润。
慢性BA组小鼠肝脏中的ALT和ALP水平高于正常对照组。总胆红素、直接胆红素和间接胆红素水平均升高,表明在BA的慢性纤维化阶段肝功能显著下降。注射时应小心操作,避免穿刺小鼠肝脏。注射后应观察小鼠状态约10秒,并清理伤口处的血液。
本研究建立了一种慢性肝纤维化小鼠模型,该模型能够高度模拟胆道闭锁(biliary atresia, BA)相关的病理改变。该模型为研究BA的发病机制以及探索潜在的治疗干预手段提供了平台。
慢性肝纤维化在小儿肝病学中仍然是一个重大的转化医学难题,胆道闭锁(BA)是导致儿童肝移植的主要病因之一。该新型小鼠模型可同时模拟BA的急性和慢性纤维化特征,为抗纤维化及疾病修饰疗法的机制性去风险和靶点验证提供了支持。该模型为评估候选干预措施以及提高早期药物研发中的预测可信度提供了一个可靠的临床前研究平台。
该模型通过在具有临床相关性的环境中进行抗纤维化和免疫调节策略的假设驱动测试,架起了早期发现与临床前验证之间的桥梁。