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「胃溃疡」动物模型制备方法总结

胃溃疡(Gastric ulcer,GU)是指发生在胃幽门和贲门之间的慢性溃疡,属于消化性溃疡的一种,临床常见,发病率较高,治疗周期长,复发率高,对人们的生活质量影响巨大。


其发病机制主要为胃黏膜表面的“损伤因子”和“保护因子”之间的失衡,导致胃酸和胃蛋白酶分泌异常,胃消化液将胃黏膜消化从而导致黏膜基层组织损伤。其中幽门螺杆菌(HP)感染是主要的损伤因子,另外,应激状态、物理和化学刺激(胆汁反流、非甾体抗炎药、吸烟、酗酒等)同为损伤因素。


目前临床胃溃疡治疗常用抗酸药、质子泵抑制剂、H2受体阻断剂和抗菌药等药物进行干预,但因其不良反应、复发率高等问题使得胃溃疡的治疗策略受到限制。因此寻求一种对生理性胃酸分泌和机体菌群影响较小且安全高效的药物迫在眉睫。


动物实验是研究疾病和寻找治疗药物的重要手段,因此,建立理想的胃溃疡动物模型,对明确治疗方法及研发新药具有积极意义。


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在动物身上复制人胃溃疡的方法有很多,所用方法不同,引起的溃变也各特点。接下来本文将具体阐述各种胃溃疡动物造模方法,常用的造模方法有:


①应激法


通过各种强烈的伤害性刺激(如强迫制动、饥饿和寒冷等),引起动物发生应激性溃疡。在模型复制过程中可以是单应激源,也可是多种应激源叠加。


其发生机制目前认为是在动物受到应激源刺激后,交感神经系统兴奋增加,引起血管收缩,从而导致黏膜缺血缺氧,抵抗力下降;同时副交感神经-垂体-肾上腺系统兴奋性升高,引起胃酸、胃蛋白酶和胃泌素分泌增加从而引起应激性溃疡。


该模型能够较好地模拟人类生活中应激反应状态,制作过程简单易行,成功率高,且在短期内可造模成功,主要用在应激性胃黏膜损伤发生机制的研究以及其治疗药物的筛选等方面。


在众多应激性溃疡动物实验研究中,束缚浸水(restraint water-immersion stress,RWIS)模型应用最为广泛。其特点是溃疡程度与浸泡水温的高低和时间长短有关。



RWIS模型:选用200-250g大鼠,术前禁食24-48h,用乙醚麻醉后,将其四肢绑扎固定于鼠板上,待其清醒后垂直浸入20-23℃的水中,水面平至大鼠的剑突,浸泡20-24h后,将动物处死、剖检。



造模所需实验仪器简单,操作简便,易于观察,溃疡发生率高,常作为一种广泛使用的急性应激性胃溃疡模型。但造模过程中,应激强度的量化、具体应激反应程度和分期的把握都很困难,难以在不同造模方法之间建立评判标准。


②药物法


给动物注射或服用一定量的组织胺、胃泌素、肾上腺类固醇、水杨酸盐、血清素、利血平、保泰松等可造成动物胃肠溃疡。




如,组胺性溃疡模型:选用大鼠或豚鼠,禁食24h(可以饮水)后,腹部皮下注射磷酸组胺50 mg/kg,2h后再注射1次,3h后处死动物。此法也可诱发食管、胃、十二指肠等发生溃疡,是研究溃疡发生机制及治疗药物的常用模型。


水杨酸溃疡模型:选用大鼠,适应性饲养7天后,禁食24h后,把水杨酸按100mg/kg灌胃,4h后处死。溃疡程度与灌胃水杨酸的浓度有关,方法简便易行。



药物造模所形成的溃疡病变较表浅,多发生在腺胃部,数量少、体积小而浅表,仅累及黏膜上皮层,部分深达黏膜腺体,但不超过肌层,但病变较表浅,严格地说仍然属于胃粘膜急性出血性糜烂,与人类胃溃疡的典型病变差距较大,适于作探索抗溃疡病药物研究和胃溃疡发病学方面的研究。


③乙醇法


乙醇引起胃溃疡的机制主要为损伤因子增多与防御因子减弱,其有多种途径诱导:自由基产生增多;胃黏膜脂质过氧化物产生增多;激活胃肠道的肥大细胞使其释放组胺、血小板活性因子、内皮素、白三烯及各种超氧化物;增加胃酸分泌和五肽胃泌素峰值;胃黏膜屏障受损;黏膜巯基物质含量减少;胃黏膜微循环障碍;胃黏膜疏水性及表面活性磷脂含量降低。


由乙醇造成的胃溃疡在临床上的病例较多,其所引起的胃溃疡程度根据乙醇浓度、作用时间的不同而不同。



动物适应性饲养7天后,禁食不禁水饲养48h,灌胃无水乙醇5ml/kg,1h后处死剖腹。



无水乙醇的腐蚀性很强,直接破坏了胃黏膜屏障,引起胃黏膜明显损伤,形成溃疡在腺胃部沿血管走行分布,表面覆盖凝血,呈条索状。该模型的溃疡外形、组织学特点、愈合和复发过程与人胃黏膜损伤类似,其制作方便,重复性好,已成为最常用的实验模型之一,但有一定的动物死亡率。


④醋酸法(醋酸浸渍性慢性胃溃疡模型)


大鼠禁食不禁水24h,全麻后,进行无菌手术,将腹部剖开,自肝后找出胃,用浓醋酸给大鼠胃壁内注射或涂抹于胃壁浆膜面上可造成慢性溃疡。



①胃黏膜注射法:用微量注射器吸取20-100%醋酸溶液0.01-0.05ml,经胃窦前壁透过肌层注射于胃黏膜。


②胃浆膜浸蚀:在胃前壁浆膜面窦体交结处,用浸有100%醋酸的较小的正方形滤纸接触同一部位(避开血管)2次,每30s。



醋酸诱导大鼠胃溃疡模型方法可靠,重复性好,溃疡明显,与人类的慢性胃溃疡极为相似,在筛选治疗慢性溃疡药物、观察药物治疗效果方面应用广泛,是实验研究中较常用的造模方法。


但不足之处是此法要求在全麻下手术操作,建模过程对实验操作者的外科技能要求较高,易发生感染、出血等并发症,且模型建立需时较长,不利于进行大样本实验。采用醋酸灌胃法复制,可在一定程度上弥补醋酸浸渍性胃溃疡动物模型的不足。


⑤幽门结扎法


幽门结扎后,可刺激胃液分泌并使高酸度胃液在胃中潴留,造成胃溃疡。这类溃疡复制方法简单,发生快,成功率高。


选用大鼠、小鼠或豚鼠,麻醉后,无菌条件下在剑突下由腹正中切开腹壁皮肤及肌层,切口长约3cm,暴露部,沿胃向右,找到幽门和十二指肠的联结处,避开血管,于其下穿线,将幽门完全结扎,关闭腹部,缝合和常规给予抗生素。术后绝对禁食禁水,18h后处死。


幽门结扎是制作大鼠胃溃疡模型的传统经典方法,成功率高、方法可靠、重复性好。但是单独幽门结扎致溃疡作用较温和,若配合其他刺激,则病变更典型。


其他


①腺胃烧灼法:溃疡部位可由自己选择。大鼠禁食不禁水24h,麻醉后,无菌剖腹,以3mm粗的15 W电烙铁加热至45℃左右,在胃壁或黏膜面直接灼烙约5s,即可见灼伤处出现透明样白斑,稍待,黏膜即出现水肿。6h后局部有明显出血,数天后,灼烙处的黏膜发生溃疡。


采用腺胃浆膜表面直接灼烙法制备大鼠胃溃疡模型,其诱发的溃疡大而深,主要形态特征与人类慢性胃溃疡的基本相似,且实验重复性好、造模成功率高,溃疡发生率达100%。


②幽门螺杆菌(HP)感染法:幽门螺杆菌灌胃


Hp是引起胃炎的重要病原菌。当Hp感染未得到及时有效控制或Hp某些菌株的毒力非常强烈时,可导致消化性溃疡。


单纯幽门螺杆菌感染一般只会引起感染动物的胃黏膜炎症反应,很少造成黏膜的破损或溃疡,但幽门螺杆菌与溃疡愈合后的复发密切相关。因此,目前多在动物溃疡模型的基础上使动物感染幽门螺杆菌,以建立幽门螺杆菌胃溃疡模型。



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