2025年10月14日
本方案展示了如何利用含有Src同源2结构域的5'-肌醇磷酸酶(SHIP)缺陷型小鼠模型,该模型可模拟克罗恩病(CD)样的回肠炎症和纤维化,用于测试针对克罗恩病的新型治疗方法。
我们使用 SHIP 缺陷型小鼠研究克罗恩病中肠道炎症和纤维化的发生机制,并评估治疗克罗恩病的新药或治疗策略。因此,我们已在临床前研究中利用该模型证明了糖原 IBD 药物在靶向递送方面的有效性。本方案采用 SHIP 缺陷型小鼠,此类小鼠可自然发生回肠炎症和纤维化,相较于传统的化学诱导或损伤模型,具有更高的生理相关性。
我们的研究结果确立了 SHIP 缺陷型小鼠作为回肠炎症和纤维化的可靠模型,可用于克罗恩病的机制研究及治疗方案的临床前测试。实验开始前,先将小鼠禁食四小时。将 4 千道尔顿的 FITC-葡聚糖溶于无菌 PBS 中,配制成终浓度为 80 毫克/毫升的溶液。
接下来,轻轻固定每只小鼠,通过口服灌胃给予 150 微升 FITC-葡聚糖溶液,灌胃后继续禁食 4 小时。处死小鼠后,使用 25 号针头和 1 毫升注射器进行心脏穿刺以采集血液。立即向每 100 微升采集的血液中加入 10 微升酸-柠檬酸-右旋糖溶液作为抗凝剂。
通过反复倒置离心管数次,充分混匀。在4°C条件下,以1,500 G离心收集的血液样本10分钟。小心将血浆转移至已标记的1.7毫升微量离心管中。
所有样品在分析前均需置于冰上并避光保存。现在,使用 PBS 将每份血浆样品按 1:2 和 1:10 的比例进行稀释。将每种血浆稀释液各 100 微升加入不透光的 96 孔板中,每样重复加两孔。
用PBS对原始浓度为80毫克/毫升的FITC-葡聚糖储备液进行一至两次连续稀释,以制备不同浓度的溶液。将每种稀释液各100微升加入96孔板的复孔中。然后,使用酶标仪在激发波长485纳米、发射波长535纳米的条件下测定荧光。
进行 FITC-葡聚糖实验时,在采集血液后,小心地从小鼠体内完整切除小肠。轻柔地去除肠道上附着的脂肪和结缔组织。将清理后的小肠平铺在一张空白白纸上,以增强视觉对比度。
肉眼观察组织是否存在任何宏观病变迹象,特别注意SHIP基因敲除小鼠远端10厘米处,该区域常出现炎症。将肠道与尺子并列放置以提供尺寸参照,并对整个标本进行拍照,记录任何大体病理学发现。使用注射器以PBS轻柔冲洗肠腔,清除肠内容物,注意避免用力过大,以防绒毛和隐窝结构发生变形。
选取远端回肠中最具代表性的大体病理学区域,切取约一厘米长的组织。将切除的组织平铺于组织学包埋盒中,并用两块海绵夹住,以防止固定过程中发生折叠。用于苏木精-伊红染色和马松三色染色时,将组织置于10%中性缓冲福尔马林中固定,固定液体积为组织体积的10至20倍,在4°C下固定过夜。
固定后,将包埋盒转移至70%乙醇中保存,并确保在处理前组织始终完全浸没。对于阿利新蓝和过碘酸-希夫染色,需在4摄氏度下用卡诺氏液固定组织过夜。固定后,将包埋盒转移至100%乙醇中保存,直至进行后续处理。
然后,将固定的组织包埋于石蜡中,并切成5 µm厚的切片,用于后续染色。根据既定的组织病理学标准,采用16分制对苏木精-伊红染色的回肠切片进行评分。依据预设标准,采用6分制对马松三色染色的横切面进行评估。
将两名对实验条件设盲的独立评审人所给出的评分取中位数,计算最终的纤维化评分。在解剖并取下组织学样本后,收集回肠远端剩余的10厘米部分。用纸巾或无绒擦拭布将收集的组织吸干,然后使用校准过的天平记录组织重量。
在液氮中快速冷冻组织,然后于零下80摄氏度保存,以备后续处理。准备处理时,取出冷冻组织,并始终在冰上操作。随后再次称量组织样品,以确认质量准确。
通过向 PBS 中加入蛋白酶抑制剂来制备匀浆缓冲液。每毫克组织使用 10 微升缓冲液。使用台式匀浆器,在冰冻的匀浆缓冲液中对全层回肠组织进行匀浆处理。
继续操作直至匀浆均匀且无可见组织碎片。在不同样品之间,用PBS彻底冲洗匀浆器探头,以防止交叉污染。将组织匀浆在4°C条件下以10,000 G离心10分钟。
将澄清的上清液分装成小体积,以避免反复冻融,随后于-80摄氏度保存,用于后续分析。组织学分析显示,与SHIP对照小鼠相比,SHIP缺陷型小鼠的肠道损伤显著加重。地塞米松治疗可减轻SHIP缺陷型小鼠的组织学损伤,但差异未达到统计学显著性。
Masson 三色染色显示,与 SHIP 对照小鼠相比,SHIP 缺陷型小鼠的胶原沉积显著增加,提示纤维化评分更高。地塞米松治疗显著减轻了 SHIP 缺陷型小鼠的纤维化程度,使评分接近 SHIP 阳性对照组。阿利新蓝与 PAS 染色证实 SHIP 缺陷型小鼠存在杯状细胞增生,而地塞米松治疗后该现象明显减轻。
与SHIP对照组小鼠相比,SHIP缺陷型小鼠的IL-1β浓度显著升高。地塞米松显著降低了SHIP缺陷型小鼠的IL-1β浓度。与SHIP对照组相比,SHIP缺陷型小鼠的MPO浓度显著升高,地塞米松可降低该升高程度,但未达到统计学显著性。
SHIP缺陷型小鼠中LCN-2浓度也升高,但地塞米松未能持续降低其高水平。IL-1β浓度与组织学损伤评分和纤维化评分呈正相关,表明炎症与组织损伤之间存在关联。组织学损伤评分与纤维化评分呈正相关,提示组织损伤与纤维化重塑同步进展。
本方案展示了利用 SHIP 缺陷型小鼠研究克罗恩病(CD)样回肠炎症及纤维化的方法。该模型可用于评估旨在治疗 CD 的新型疗法。
SHIP 缺陷小鼠模型为克罗恩病的抗炎和抗纤维化治疗提供了可靠的临床前评估平台,满足了早期药物发现中对生理相关性系统的迫切需求。通过对肠道通透性、组织病理学及细胞因子谱进行定量评估,可提高治疗假设验证的预测可信度。该模型通过阐明炎症、纤维化与治疗反应之间的机制关联,为基于风险调整的研发管线决策提供依据。
该模型连接了克罗恩病治疗药物的早期发现、先导化合物识别以及临床前验证。