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急性和慢性肠道炎症动物模型

来源：Gut Pathogens December 2015, 7:29 作者：李晓菲译

摘要：研究人员和临床兽医应该知道用于研究哺乳动物急性和慢性肠道炎症性疾病的各种动物模型的相对优势和局限性，诱导炎症的能力来模仿常见的人类疾病是成功的动物模型的一个重要因素。然而，其他疾病的机制，如诱导疾病的感染性病原体的量，侵袭机制，以及各种生理变化的影响，也是诱导损害也的重要特点。来回答肠道具体问题，多种动物模型结合化学物和生物刺激物是很有必要的。

摘要：急性和慢性炎性疾病对人类和非人类哺乳动物的健康和福祉有一个显著负面的影响。为了制定有效的治疗和预防策略。了解炎性疾病的基本机制是强制性的。炎症性疾病的病因是多因素的，使用适当的动物模型和疾病相关的指标是*的。因而研究确定炎症的长期和短期影响。因此，研究人员和临床兽医应该知道用于研究哺乳动物急性和慢性肠道炎症性疾病的各种动物模型的相对优势和局限性，诱导炎症的能力来模仿常见的人类疾病是成功的动物模型的一个重要因素。然而，其他疾病的机制，如诱导疾病的感染性病原体的量，侵袭机制，以及各种生理变化的影响，也是诱导损害也的重要特点。来回答肠道具体问题，多种动物模型结合化学物和生物刺激物是很有必要的。一些刺激物可导致某些动物模型产生急性反应也可诱导慢性反应；本文旨在说明在每个动物模型的优点和缺点，引导适当的急性或慢性刺激促进肠道疾病模型的选择。

关键词：肠道肠炎动物模型 慢性肠道肠炎动物模型 急性肠道肠炎动物模型  肠炎动物模型  

肠道肠炎动物模型: 肠道是一个高度复杂的器官需要复杂的动物模型来研究其功能和疾病。在肠道内的不同的细胞群导致这种复杂性。此外，肠道含有消化的食物成分和保持环境丰富的好氧、厌氧和兼性厌氧菌。这些细菌通常对肠道，和生理和免疫功能有显著的影响。确定肠道损伤的机制是必要的，通过制定缓解策略来防止疾病。使用受感染的人类组织样本研究提供了zui可靠的数据；然而，在获取人类组织的研究确实有困难，包括：收集人体组织的使用伦理。通常小的样本，不同个体之间的明显的遗传变异。多种哺乳动物模型已被用于研究急性和慢性肠道炎症。小鼠被认为是一种很好的动物模型，因为他们的肠道发育是相对类似于人类的肠道，他们有许多相同的免疫反应和基因。大鼠模型比小鼠更大的优势，可以收购更大的样本进行分析。无脊椎动物，包括线虫和果蝇也被用于肠道研究，主要是调查与先天免疫机制有关的机制。斑马鱼被广泛用于研究先天免疫和适应性免疫反应。猪是常用的单胃哺乳动物模型，因为他们的肠道功能和形态与人类相似。非人灵长类动物（NHP）提供的和zui可同人相比数据，由于其肠道高度的遗传和生理性相似性。非人灵长类动物（NHP）的使用是有相当大的缺点，即研究但成本高，道德方面的考虑，和潜在的危险，携带高致病性人畜共患病。其他哺乳动物也被用于调查肠道炎症，包括兔，豚鼠。狗发展IBD和表现出同人CD患者相似的基因功能，许多研究用动物模型来识别炎症性肠病IBD生物标志物。总的来说，上述模型可以被用来确定肠道疾病的发生和发展的机制。此外，相对复杂的外科手术模型，如肠循环技术已被开发，可以进一步阐明机制。虽然没有一个单一的动物模型是的，对研究肠道炎症的所有组成部分，每个都具有*的功能来探索肠道损伤和疾病的各个方面。

小鼠: 小鼠是zui常用于肠道研究的动物模型，基因工程小鼠在研究肠道炎症中尤为重要。IL-10基因敲除小鼠C3H和BALB/c是已知的，比野生型C57BL／6小鼠易自发结肠炎。另外，C57BL / 6比BALB/c和C3H/HeJ小鼠更容易诱发Th2细胞介导的结肠炎，TCRα链缺陷的C57BL / 6小鼠比BALB/c和C3H/HeJ更容易诱发结肠炎。此外，它是已知的，用于诱导慢性肠道炎症的化学试剂可以受小鼠的遗传背景的影响。例如，三硝基苯磺酸（TNBS）、化学试剂用于刺激小鼠的CD样症状，很大程度取决于遗传背景；SJL / J，C3HeJ和BALB/c小鼠用TNBS造模，可建立小鼠CD肠病变，而C57BL／6小鼠相同的条件下保持相对不受影响。同样，瑞士韦伯斯特和C3H/HeJ葡聚糖硫酸钠（DSS）给药后小鼠发展UC样病变，但C57BL／6小鼠DSS处理后显示较少的组织损伤。大多数基因工程的啮齿类动物模型已被开发，仅用于研究目的和许多基因敲除模型的，设计研究调节基因功能的损失或促炎性效应分子的过度刺激。免疫缺陷型在临床上研究大肠炎诱导的免疫反应很有效。免疫功能低下小鼠模型包括严重联合免疫缺陷（SCID）和小鼠结合补充CD4 + CD45RBhigh 幼稚 T细胞缺乏产生功能性B淋巴细胞和T淋巴细胞的能力。在这些模型中，补充的幼稚T细胞与抗原相互作用，激活成为T细胞的，导致小肠和大肠慢性透壁性炎症。当选择小鼠研究肠道损伤时其他品质，如小鼠和人类微生物组、免疫反应以及单胃的解剖结构之间的相似性是重要的考虑因素。小鼠同人分享许多肠道特异性基因，小鼠基因组和基因组学比较研究得出在人类和老鼠的基因90%是共享的，大约80%的小鼠基因跟人类基因同源。此外，人类和小鼠肠群落在厚壁菌、拟杆菌、变形菌门表现出相同的物种多样性。小鼠胃肠道也在解剖上和功能上与人类相似，更重要的是，小鼠同人有许多类似适应性免疫反应的功能，如B细胞，T细胞与同种抗体。用小鼠和其他啮齿类动物模型研究人类肠道炎症方面有一些明显的缺点。重要的是，有IBD肠道病变的人同小鼠暴露于化学药物观察到肠损伤不同。例如，虽然政府的决策支持DSS的小鼠诱导化学损伤的肠上皮模仿黏膜损伤。但病变的严重程度同人类不一样。此外，也有小鼠和人类TLR2、TLR3、TLR4和TLR9表达也有差异，当这些细胞暴露于细菌LPS后小鼠模型中表现出很强的巨噬细胞Toll样受体mRNA基因表达模式。

大鼠: 大鼠也经常被作为一种动物模型来研究肠道损伤和疾病。许多用于小鼠模型中刺激急性炎症的化学物质在大鼠模型中也很有用。有趣的是，作为一个例子，TNBS模型zui初是从大鼠开始的，它是目前广泛使用的其他生物，如小鼠和斑马鱼。此外，其他化学刺激物如DSS也能诱导结肠损伤类似在小鼠上观察的组织损伤。一个zui常用的转基因大鼠模型是HLA-B27结肠炎转基因模型，自发地发展胃肠道炎症包括胃十二指肠炎和结肠炎，以及关节炎、脊椎炎。zui后，急性炎症的另一个大鼠模型也通过使用生物刺激物空肠弯曲菌来建立，表明化学和生物制剂诱导的大鼠结肠炎动物模型有用。大鼠经常被用于营养研究。例如，研究人员利用大鼠模型研究了富含纤维的饮食对肠道微生物群落结构的影响。在大鼠饲养试验中观察到的群落结构的变化，重要的是他们的观察结果与猪的类似。这表明，在大鼠肠内营养的研究可以同其他非啮齿类单胃动物模型相比较。虽然大鼠和小鼠被认为主要是通过盲肠发酵，zui近的研究表明，相当数量的发酵发生在大鼠结肠。因此，大鼠可以作为一个模型来检查与肠道炎症或瘤相关的结肠变化。它已经表明，APC基因的突变在啮齿类动物的肠道自发引起的肿瘤发展。有趣的是，在大鼠的APC基因突变会引起结肠和直肠局部肿瘤发展，观察到不同于小鼠，肿瘤的发展一般局限于小肠。因此，APC基因突变的鼠模型将是研究人大肠癌的病理生理学的一个更好的选择相比较小鼠模型而言。相比较小鼠而言，大鼠的另一个优势是他们的相对大的身体尺寸和较大的肠道。例如，大鼠的较大的尺寸允许的化学刺激物TNBS进行更好的实验，直肠给药TNBS，诱导更明显的肠道损伤。相比小鼠，较大的大鼠模型这个程序是更容易执行。大鼠的较大的肠道也能收集更多的组织，并允许更多的数据被收集。

斑马鱼: 斑马鱼（Danio rerio）已使用多年的人体肠道模型，虽然这是一个非哺乳类脊椎动物模型，它是一个高度灵活的模型，给研究者提供了选择研究先天免疫和适应性免疫反应。斑马鱼被许多人认为是的无脊椎动物模型，因为他们有一个较大的器官，表现出病理变化。类似线虫，他们有一个透明的胚胎和幼虫，相对简单的饲养要求，并且非常高产。斑马鱼肠道具有同哺乳动物相似的细胞类型的如肠吸收，内分泌细胞和杯状细胞，具有微绒毛功能的刷状缘，和不断脱落到管腔上皮细胞。斑马鱼没有一个定义上的胃，因此它的优势，作为一种营养模型是有限的，因为大多数蛋白质和脂肪的吸收发生较低等的肠道，而不是在小肠。尽管有这个限制，斑马鱼模型已被证明肠道运动和蠕动通过突变导致肠道神经元的损失研究有用。大多数研究斑马鱼的炎症利用化学刺激物，如TNBS 和 DSS。斑马鱼模型已经被很好建立来研究宿主-微生物相互作用和细菌引起的免疫反应。一个无菌斑马鱼模型的建立，增强了其可适用于微生物的研究能力和研究人员已用无菌鱼来了解和比较微生物群落的丰度。在斑马鱼的适应性免疫反应发展成熟需约3周，使用斑马鱼在3周龄内或更小允许研究人员研究先天的免疫反应没有适应性免疫反应的干扰。斑马鱼具有先天免疫和适应性免疫反应的功能，它们与更大的动物模型结合可以很好地阐明肠道菌群在肠道疾病中的作用。斑马鱼模型的应用，对进一步了解急性和慢性炎症对肠道细胞的影响是非常有用的，预计，该模型将会越来越多地被利用一旦开发出更多的生物分子技术。斑马鱼的肠道具有的附加的优点是在结构上同人肠道结构有同源性，使用直接实时成像技术，实时观察感染过程中的上皮细胞，显著增加了该模型的有效性。

猪: 猪是研究参与急性和慢性肠道损伤和炎症反应机制的一个*的哺乳动物模型，因为小肠的解剖结构和功能同人类的肠道类似。猪胃肠道的解剖结构，特别是胃和小肠，是类似于人类胃肠的结构，不同的是，只有由猪结肠的螺旋方向和缺乏阑尾。尽管如此，主要的肠道功能，如营养和水的吸收和微生物发酵仍然可与人类的肠道媲美。此外，猪肠道消化酶，分泌蛋白和微生物也同人类似，方便了微生物群落、饮食和肠道健康之间关系的检查。猪模型也被广泛用于在猪的肠道通过粪便移植程序复制人类微生物组。一些研究还考察了在人类微生物组常见的益生菌菌株对仔猪预植入，结论这些菌株对病原菌随后感染起保护作用。许多免疫细胞及先天免疫和适应性免疫系统的过程，即人的粘膜和肠上皮内B和T淋巴细胞和固有免疫（即脂多糖和核酸）吞噬细胞对活化剂的识别，也同人类肠道免疫类似。

非人灵长类: 非人类的灵长类动物（NHPs）被认为是的动物模型来研究参与急性和慢性炎症的机制，有无可辩驳的相似人体肠道生理功能，免疫和肠道微生物。猴、绒猴是zui常见的用于研究肠道疾病的发病机制和治疗动物。猴在长时间密闭囚禁后经常诱发自发性结肠炎和结肠癌。例如，Gozalo等人表明，绒猴平均100个月发展终端自发回肠炎，在确诊之前3-6个月zui初表现为慢性腹泻。其他的研究表明，绒猴可以在2岁左右自发发展慢性结肠炎。研究表明，绒猴的抑郁和囚禁他们的设施的环境温度可能有助于发展结肠炎。虽然许多涉及自发结肠炎的发展的细胞机制仍不清楚。Ramesh等人研究表现出持久性腹泻的症状猕猴肠道相关淋巴组织（GALT）细胞因子的产量。小肠结肠炎绒猴在肠道和非肠道淋巴组织有较高的TNF-α和IL-1α，观察发现与人类患者的坏死性小肠结肠炎一致。非人类灵长类动物也被用来研究微生物对肠道炎症发展的影响，并已证明，肠道细菌可以影响疾病的发病。重要的是，非人灵长类动物，斑马鱼和人类的微生物组都具有一个共性，在失衡会导致肠道疾病。不仅细菌群落的种群数量可以维持肠道动态平衡，肠道古菌物种也有助于维持良好的微生物组。调查已经发现了产甲烷古菌的种类和硫酸盐还原菌（SRB）集体共同产生影响健康和功能的代谢副产物。此外，疾病的严重程度增加大量的SRB。随着这些细菌数量的增加，在结肠中的硫化氢浓度也增加。提示产甲烷古菌和SRB同肠道健康之间的关系。此外，猕猴属已被用来检测空肠弯曲菌感染的病理生理机制。结果表明，中性粒细胞和淋巴细胞浸润在粘膜中，伴随着粪便和水性腹泻。同人类弯曲杆菌引起的急性结肠炎观察组织的变化。zui后，猕猴种群也表明，幽门螺杆菌属感染引起特异性结肠炎。而猕猴的志贺菌感染与黏膜侵袭相关，标志为显著电解质转运失衡，类似人细菌性痢疾。肠道环境是在不断变化的状态，处于一个免疫静止或激活状态，它已经很清楚，这些状态的改变可以影响大脑功能和机体的心理健康。因此，研究人员现在使用动物模型来研究肠道对心理健康的影响。非人类的灵长类动物可以用来研究肠道菌群的关系，肠道神经系统，以及对宿主健康的影响。肠脑轴是肠、自主神经系统之间的功能，是大脑的功能。自主神经系统的神经支配表明肠道菌群影响大脑功能和行为，从而导致摄食行为的变化，焦虑样行为，压力，抑郁和疼痛。遭受IBD和IBS的患者能观察到许多功能变化。虽然小鼠也被用于研究脑肠轴的某些方面，NHPs可能是研究人类神经系统活动的*模型。许多NHPs有代表性地能发展更深层次的社会关系和展示更高的人类智慧的行为表现，使它们成为比老鼠和猪更适合调查脑相关的动物模型选择。NHPs的使用似乎是zui有代表性的动物模型来模拟人的肠道炎症。然而，这种模型有相当大的缺点。zui值得注意的是，与人类密切相关的高度智能动物的使用伦理是有争议的，在涉及动物研究的科学团体和公众之间产生尖锐的讨论。许多人也相信NHPs如濒临绝种的非洲大猿物种应被禁止用于科学研究。NHPs也需要具有专门的、昂贵的安全基础动物房设施，以及丰富环境的复杂的设备。此外，NHPs的若干物种是比较大型（大猩猩，黑猩猩和猩猩）和可能棘手及危险的动物，需要经过培训的动物护理人员和兽医来进行饲养和和疾病控制。此外，NHPs可能携带人畜共患病原体，有高致病性和容易转移到人。其中zui的，潜在致命的病原体是猴B病毒。虽然对猴子是相对无害的，通过咬伤或抓伤，接触病毒分泌物可导致人致命的病毒性脑脊髓炎。

伦理，生物安全，生物安全的思考：动物的使用是允许的，只有当研究承诺有助于了解基本的生物原理，或知识的发展，可以合理地预期并有利于人类或非人类的动物。只有当非动物替代物不存在时，才选择实验动物。在炎症的研究中，研究必须涉及使用动物模型（即模仿宿主病原微生物复杂的相互作用）。炎症模型使用的动物必须提供维持他们的身体舒适和心理健康的方式和必须在研究前证明研究动物的潜在价值。炎症的标志是疼痛，因此疼痛或痛苦是伴随炎症研究的。入侵的程度和实施的程序必须事先和评估。研究性学习炎症通常属于内侵袭性C类（即轻微的压力或疼痛的持续时间短）和D（即中度至重度的痛苦或不适）。然而，在罕见的情况下，研究可能属于侵袭性E类（即重度疼痛接近或非麻醉清醒动物痛阈以上）。由于疼痛必须将强度和持续时间zui小化，没有强有力的理由，分类为入侵E类的研究将不会被批准。定量的疼痛评估应用程序是强制性的，观察到任何动物出现极度无情的疼痛或不适，必须人道终止。炎症通常涉及肠炎生物刺激物的使用（如病原体），研究也必须满足所有必要的生物安全标准，确保安全。

选择合适的动物模型： 确定*的动物模型来研究肠道炎症是一个重要的考虑因素，需要一个透彻的了解每个模型的优点和缺点，因为有许多因素要考虑。动物模型具有同人可比性的肠道解剖（单胃和反刍动物），功能和微生物是检查肠道炎症的模型；猪，鼠，斑马鱼，同人具有许多共同特征。此外，动物模型可以进行基因工程并有一个类似人类的基因组的，研究人员可调查与肠道疾病相关的特定基因。zui肯定的是，转基因小鼠已成为炎症研究的工具，由于具有特定基因操作的表型特征的能力。生物技术和分析工具的可用性是研究肠道功能和炎症的必要因素，也是选择一个合适的动物模型的重要考虑因素。

类似选择的动物模型，以调查肠道炎症的具体方面。选择zui有效的化学物质和生物制剂，诱导肠道炎症也必须仔细考虑。

化学刺激物：在炎症动物模型中，化学物质经常被用来作为快速、经济和有效的策略来诱导肠组织损伤。结肠炎动物模型使用DSS或频繁三硝基苯磺酸（TNBS）引发炎症。乙酸，恶唑酮，和氧化偶氮甲烷（AOM）也被使用，但比DSS和TNBS使用范围小。化学制剂使用后诱导组织损伤的有效性不同，取决于分子量，浓度，制造商，和批次的化学物质。此外，物种、性别，动物模型的遗传背景也影响组织损伤程度。使用方法也影响疾病的诱导和严重程度，一些化学物质摄入后，可以很好的诱导炎症。当直接用于感染部位时，其功能，如直肠给药。此外，肠道内的微生物与化学刺激相互作用干扰诱导其组织损伤能力。一般来说，化学刺激物诱导组织损伤能有效代表肠道炎症的临床症状。

葡聚糖硫酸钠（DSS）：葡聚糖硫酸钠既可以单独使用或与其他化学物质一起使用，以诱导炎症。通过调整DSS的使用浓度和持续时间的决策支持治疗，可以研究急性和慢性炎症的机制。例如，小鼠慢性炎症可以通过使用DSS实现，在两个月内，使用1周DSS，休息2周，循环进行。与之相反，口服浓度为1，5%的DSS约为1周，在肠道内引起急性炎症。总的来说，DSS诱导炎症通过破坏上皮屏障，将固有层暴露于管腔内容物和细菌抗原引起血管和粘膜损伤。这种曝光触发炎症通路的活化导致炎性细胞因子的产量增加、TNF-α，IL-1β，IL-6，IL-10，IL-12和IFN-γ，研究还表明，使用DSS后，能增加整合素-α M (ITGAM), 整合素-α X (ITGAX)和 IL-17的表达。长期使用DSS能增加IL-4和IL-5的表达，表明DSS诱导的结肠炎是由Th1和Th2免疫机制介导的。此外，参与先天免疫的因素也受DSS的影响。

使用DSS后，能改变MyD88, TLR4 和 TLR9的表达，对先天免疫也有轻微的影响，这有助于上皮细胞的损伤和随后的肠道炎症。多因素影响DSS在不同动物模型中诱导炎症反应的倾向。结肠内的细菌种群是调节由DSS引起的组织反应的严重程度的一个关键因素。观察到DSS处理过的无菌小鼠，使用1%DSS能发展严重的结肠炎。使用DSS后诱导肠道炎症的能力也受到动物物种的遗传背景影响。例如，C3H/HeJ小鼠对DSS敏感，而C57BL／6小鼠比较耐受。例如，同C57BL／6小鼠相比，C3H/HeJ小鼠使用DSS后较多发生血性腹泻，上皮溃疡，炎症，和体重减轻。除了小鼠外，猪已被用于检查DSS引起的肠道炎症。Young et al.观察猪使用DSS后TNF-α，IL-6，IFN-γ，IL-17A的表达增加，，类似于临床患者患IBD特征。猪的其他研究报告使用DSS后增加淋巴细胞浸润在粘膜组织，以及粘膜糜烂和隐窝破坏。而这些组织变化是类似于患有IBD的人肠道病变。

氧化偶氮甲烷（AOM）：炎症的严重程度可以通过施用炎症化学刺激物与另一种炎症的化学诱导剂组合方法来加强。AOM 和DSS组合长期给药诱导肠道慢性炎症，常发展为CRC。值得注意的是，通过AOM与DSS诱导的肠道病变与UC患者肠道的变化一致。这两种化学物质联合使用改变小鼠组织的细胞因子导致IL-4和IFN-γ表达增加，类似UC患者中的表达。此外，与DSS与 AOM使用对加强DSS诱导大肠癌的发展是必要的。偶尔可见于患有UC的患者。因此，这两种化学物质的联合使用调查肠道炎症性疾病以及结直肠肿瘤的病理生理学是理想的。

三硝基苯磺酸（TNBS）：三硝基苯磺酸主要用于建立急性肠道炎症动物模型，但也可以用来诱导啮齿类动物、猪、兔、鼠和非人灵长类的慢性炎症。TNBS需要溶解在乙醇中成为活性化学物，而这TNBS乙醇混合物诱导肠道炎症通过半抗原与TNBS共价键结合改变宿主蛋白。这一过程刺激免疫介导的炎症反应。TNBS乙醇混合物产生自身抗原修饰的半抗原，由宿主免疫系统识别并导致急性肠道炎症。此外，乙醇也作为一种刺激物，导致上皮屏障的损害。乙醇处理的TNBS能产生肠道病变，代表患有IBD的人类肠病变。它也被证明，40-50%乙醇溶解的TNBS直肠给药导致结肠缩短，肠出血，上皮坏死致隐窝破坏，结肠内Th1型免疫应答升高导致透壁性炎症发生。

三硝基苯磺酸既可以被用来作为急性炎症刺激又可以用来作为慢性炎症刺激。在小鼠急性炎症，原发免疫反应，伴随炎性Th1反应，增加IL-12，IFN-γ和TNF-α的表达。虽然肠道炎症采用TNBS作为化学刺激物已经在啮齿类动物，猪，猴子建立模型。有证据表明，小鼠是研究TNBS乙醇诱导结肠炎的*模型。当用TNBS诱导组织损伤选择zui合适的小鼠时，小鼠的遗传背景表型都是要考虑的重要因素。作为例子，C57BL / 6和DBA / 2株对TNBS耐受，而SJL/J，C3Hej和BALB/c小鼠暴露TNBS后产生明显的组织损伤。

恶唑酮：恶唑酮是一种替代化学剂，可用来在宿主肠道产生半抗原蛋白引起急性肠道炎症。它的使用导致Th2免疫反应介导的肠道损伤。组织病变表现在暴露后小鼠恶唑酮类似UC病变的人一样，大多数病变引起黏膜溃疡，黏膜下水肿和组织出血。小鼠使用恶唑酮后导致体重减轻，腹泻，溃疡，大肠上皮细胞损伤。其他化学剂比较使用恶唑酮的优势是通过组织结构改变诱导织损伤。事实上，恶唑酮产生相对快速组织损伤使小鼠成为研究UC样病的一个理想候选人。类似 TNBS和DSS使用，小鼠型的选用会影响应恶唑酮处理后的效果。作为一个实例，用相同剂量恶唑酮处理BALB／C和 c57bl / 6小鼠，显示增加了BALB／C组织损伤。恶唑酮是急性炎症的一种有效的诱导剂，其有效性诱导慢性炎症仍然是不确定的。

生物刺激物：作为化学刺激物的替代品，生物刺激物也被用来研究常见的肠道炎症性疾病。生物刺激物可以是细菌、病毒、原虫、或蠕虫，可引起急性和慢性炎症。我们回顾在动物模型中zui常用诱导肠道炎症的生物制剂。

细菌：宿主肠道中含有丰富的菌群共计1013-1014种细菌，物种通常包括拟杆菌门、厚壁菌门、放线菌、螺旋菌、变形菌门。宿主和肠道微生物之间相互作用处于稳态，细菌物种丰度的变化可能会导致肠道炎症。调查发现，共生细菌对防止病原菌的过度生长维持肠道健康有重要作用，帮助调节和维持一个静态的肠道免疫系统。一种共生细菌失控的免疫反应可以导致肠道损伤。通过增加曝光益生菌能增加异常的免疫反应。肠道微生物群落结构的改变可以引起疾病。急性炎症研究的一个良好的特征模型包括在小鼠盲肠和大肠部位安装和定植细菌。

蠕虫：寄生虫（如吸虫、绦虫、蛔虫）能引起广泛肠道炎症和损伤，主要是用来研究Th2细胞介导的肠炎症。寄生虫主要诱导Th2（IL-4、IL-5、IL-13表达）和调节性T细胞因子（IL-10、TGF-β）与嗜酸性粒细胞相关的炎症组织联合。线虫（如蛔虫）是zui常用的研究肠道疾病蠕虫模型，和鼠鞭虫是zui经常使用的线虫能引起啮齿类动物的肠道炎症。T.muris小鼠模型诱导的急性免疫反应特点是盲肠和近端结肠屏障功能丧失。小鼠模型中如C57BL／6和BALB/c小鼠，感染导致Th2细胞分泌IL-4、IL-5和IL-13上调，增加上皮细胞更新和渗透。有趣的是，寄生虫主要在小鼠小肠产生Th2免疫反应。

原生动物：刚地弓形虫也被用于在小鼠模型，以诱导肠道炎症。弓形虫易感小鼠能够在小肠内产生一个强大的Th1细胞相关的炎症反应。这种微生物有三种病原菌，其中2株是对人有致病性的，并且是能够引起强烈的Th1型细胞因子反应，从而增加IL-12和IFN-γ的表达。研究已经表明，弓形虫感染可诱导IL-22的产生，活化Th17细胞相关效应因子。

虎 克自身免疫性疾病实验动物模型

    Hookelabs是的自身免疫性疾病实验动物模型及其相关产品研发和生产企业，其创始人Suzana Marusic博士曾在惠氏制药长期担任炎性靶点验证实验室的主管，负责哮喘和自身免疫性疾病的研究，研发制备出高度相似性的哮喘和实验性自身免疫性脑脊髓炎小鼠模型，并以此验证了多个药物靶点。Suzana Marusic凭借其多年来在T细胞分离培养、细胞免疫、外周耐受机制及免疫相关疾病和肿瘤研究的丰富经验，创立了虎克实验动物模型公司，致力于为科研和药物研发提供的自身免疫性实验动物模型建立试剂盒，以及相关的实验动物组织和血清。公司目前的实验动物模型主要包括胶原诱导的关节炎模型、实验性自身免疫性脑脊髓炎模型、系统红斑狼疮、炎性肠病等模型的制备试剂盒，以及多种免疫状态下动物组织和血清样本。虎克实验动物模型提供的模型制备试剂盒以预充免疫原的注射器为主，操作简单，结果可靠，可重复性高。

四、肠炎动物模型

1、DSS诱导的C57BL/6 小鼠肠炎模型

炎性肠病 (IBD)是人类常见的消化道疾病，右旋糖酐硫酸酯钠(DSS)诱导的IBD模型与临床人类IBD疾病在病理学上有共同特征，如体重减轻，血性腹泻及结肠炎的病理学改变。虎克公司诱导的IBD模型是在连续五天C57BL/6小鼠食水中加入3-4 % 的DSS，造成整个消化道的炎症，但是结肠尤为严重。当DSS停用后急性肠炎转变为慢性肠炎。下图为典型的肠炎动物模型指征。

2、CD4+CD45RB（高）诱导的SCID小鼠肠炎模型

该疾病模型可能是zui接近人类IBD疾病的动物模型，其病理学反应及体重变化均与临床现象相似，且临床上有效的处理在该动物模型也同样有效。该模型与人类IBD疾病不同之处在于损伤位置不同，小鼠一般局限于结肠，而人类则可发于整个消化道（尽管结肠仍为高发位置）。

该动物模型的诱导流程如下。

下图为该模型的*指征：

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 Hookelabs是的自身免疫性疾病实验动物模型及其相关产品研发和生产企业，其创始人Suzana Marusic博士曾在惠氏制药长期担任炎性靶点验证实验室的主管，负责哮喘和自身免疫性疾病的研究，研发制备出高度相似性的哮喘和实验性自身免疫性脑脊髓炎小鼠模型，并以此验证了多个药物靶点。Suzana Marusic凭借其多年来在T细胞分离培养、细胞免疫、外周耐受机制及免疫相关疾病和肿瘤研究的丰富经验，创立了虎克实验动物模型公司，致力于为科研和药物研发提供的自身免疫性实验动物模型建立试剂盒，以及相关的实验动物组织和血清。公司目前的实验动物模型主要包括胶原诱导的关节炎模型、实验性自身免疫性脑脊髓炎模型、系统红斑狼疮、炎性肠病等模型的制备试剂盒，以及多种免疫状态下动物组织和血清样本。虎克实验动物模型提供的模型制备试剂盒以预充免疫原的注射器为主，操作简单，结果可靠，可重复性高。

二、实验性自身免疫性脑脊髓炎模型（EAE）模型

 虎克公司精通目前几乎所有常用的EAE 模型，公司创始人Suzana Marusic博士也是过继转移型C57BL/6小鼠EAE模型的。如果需要，还可与客户研发/修正现有的EAE模型。以下是目前虎克公司克提供常用建立EAE模型的方案及试剂盒

（1）MOG/CFA诱导的 C57BL/6小鼠EAE模型

（2）PLP139-151/CFA诱导的SJL小鼠模型

（3）gpMBP69-88/CFA诱导的 Lewis 大鼠模型

（4）Spinal cord homogenate 诱导的EAE模型

（5）过继转移的EAE模型

订货请：021-50837765

C57BL/6 mice – immunization with MOG_35-55 or MOG_1-125

SJL mice – immunization with PLP_139-151

Lewis rats – immunization with gpMBP_69-88

Additional pertussis toxin (for use with kits above)

2、EAE诱导流程

3、EAE模型典型指征

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http://www.chem17.com/Technology/Detail/46251.html

实验性 反应性脑脊髓炎（EAE）是一种以特异性致敏的CD4+T细胞介导为主的，以中枢神经系统内小血管周围出现单个核细胞浸润及髓鞘脱失为特征的自身免疫性疾病，是人类多发性硬化（MS）的理想动物模型，在临床神经免疫学的研究中具有重要意义。

从鸟类到哺乳类的多种动物如鸡、小鼠、大鼠、豚鼠、家兔、羊、犬、猴等均可成功诱发EAE，但不同种属或同一种属不同品系动物的敏感性有很大差异。对EAE敏感的动物有Lewis、DA大鼠，PL/J、SJL/J小鼠，Hartley、Strain13豚鼠。虽然豚鼠对诱发EAE相当敏感，但其品系复杂，有关试剂缺乏，一般不常用作实验对象。相比之下大鼠及小鼠的背景知识及相关试剂则较为全面，遗传学、免疫学等方面的研究也较深入，且其EAE在临床、病理、免疫及生化改变等方面都与人类脱髓鞘疾病较为相似，因此应用。

用大鼠制备EAE有许多优点，如品系多，选择余地大，繁殖快，同一品系中个体间差异小，实验方便。其中Lewis大鼠诱发的EAE具有稳定性好、敏感性高等特点，其病程为单相，多数可自行恢复，对再次诱发很快产生强的耐受性，多用作EAE激发和缓解机制的研究。而SJL/L及PL/J小鼠对再次诱发的敏感性没有明显降低，且几乎可见到人类MS的所有病理改变，可诱发出更接近于人类MS的缓解复发型EAE模型，但它的EAE发生率及潜伏期变化较大。人们对小鼠的遗传背景了解得比较清楚，因此小鼠更适用于有关基因、细胞间作用等领域的研究。然而不同品系小鼠对EAE的敏感性也不同，有人将其分为EAE—易感（EAE—susceptible）和EAE—抵抗（EAE?resistant）两种类型。基因型分析结果表明，单倍型为H?2s的小鼠（如SJL/J）及H?2q的小鼠（如DBA1/J）属于EAE—易感型。C57BL/10J及P/J小鼠可发生轻微的脱髓鞘病变。BABL/C和AKR/J小鼠基本不发生EAE，被认为是EAE—抵抗小鼠。

不同品种或同一品种不同品系动物对EAE的易感性主要受免疫反应基因（Ir基因）影响，Ir基因的调节作用表现为T细胞表面受体对髓鞘碱性蛋白（MBP）的特异性表达。动物的种类不同，其受体表达能力不同，对自身抗原的反应性不同，因而对EAE的易感性也不同，因此在选择动物时需要寻找EAE模型的敏感动物。

鉴于对EAE敏感的Lewis、DA大鼠，PL/J，SJL/J小鼠的价格昂贵、不宜获得且难以饲养，国内多采用价廉易得的Wistar大鼠，但其敏感性不及前者。

1998年Jon等用猴建立了EAE动物模型，与啮齿类EAE模型相比，其特征更接近人类脱髓鞘疾病MS，并能以磁共振评估白质损害和神经组织病理改变。

EAE发病有多种诱发因素，包括食物、药物及感染等。大鼠的饲养环境级别越高，清洁度越高，接触诱发因素的几率越小，在相同条件下致敏，其发病率就越低，因此选用普通动物即可。zui近有报道说明，EAE的发病还与动物的血脑屏障的形成有关。

实验性biantai反应性脑脊髓炎动物模型1.2 年龄

EAE的发生发展与年龄密切相关。幼龄动物发病后症状很快达到高峰，随后又迅速恢复，和成年动物相比病程较短，其抗原注射部位及CNS内的炎性细胞浸润程度较轻，并且幼龄动物体重偏小，一般情况差，易出现麻醉意外而死亡。若动物体重（周龄）偏大，则发病延迟，且症状较重，所以选择受试动物以青年期为佳。但若作为抗原提供者，其年龄可适当放宽，一般大于4周即可。

实验性biantai反应性脑脊髓炎动物模型1.3 性别

MS多为青年女性，EAE的发生发展也存在性别差异。一般来讲，雌性动物较雄性敏感，表现在雌性动物的发病率高，临床症状相对严重，如Wistar大鼠及SJL/J小鼠，但也有的动物如Lewis大鼠，雄性较雌性敏感。另外实验时间选择在夏季比冬春季节诱导动物模型的敏感性更高。敏感性高的动物，有时症状较严重且死亡率高，应引起注意。

抗原的选择

常用的致敏抗原有髓鞘碱性蛋白（MBP）或其多肽片断（如MBP peptide 89—101）以及蛋白脂（PLP）等。长期以来MBP和PLP被认为是引起EAE和MS的主要抗原，MBP是髓鞘中抗原性zui强的蛋白质，占髓鞘总蛋白的40%，等电点在10以上，是强碱性蛋白质。研究表明MBP可激活体内Th+细胞，使之穿过血脑屏障，攻击自身神经髓鞘的MBP，从而导致中枢神经白质脱髓鞘，引起EAE或MS。近年来多用MBP肽代替MBP免疫动物。PLP是高度疏水的膜蛋白，对PLP不同肽决定簇发生反应的CD4+T细胞能诱导急性、慢性复发型及慢性进展型EAE。在MS患者体内也发现与PLP抗原决定簇发生反应的T细胞。

zui近研究表明，体内含量较少的髓蛋白，如髓寡树突细胞糖蛋白（MOG）、髓碱相关糖蛋白（MAG）等也是很强的抗原。髓鞘素（Myelin）、脊髓组织匀浆（SCH）、脑组织匀浆（BH）等也可作为致敏抗原。某些非髓性蛋白，如神经原蛋白（neuronal protein,S100β）、胶原纤维酸蛋白（GFAP）也参与EAE的发病。

通常不同品种动物对同一抗原的敏感性不同、不同抗原的抗原性也不同，并且不同来源的同一抗原的活性也有明显差异。一般情况下，抗原性强弱依次为豚鼠脊髓>大鼠脊髓>牛脊髓，脊髓组织>脑组织，豚鼠MBP>牛MBP。蛋白或多肽单体不但结构明确，而且可以定量，因此利于进行EAE发病机制研究，但不易获得。脊髓匀浆和脑组织匀浆两种抗原均含有多种抗原表位，且易于获得，适用于多种动物，但其成分复杂，不易定量，这给某些特殊研究造成不便。诱导鼠类产生EAE的异种抗原，以新鲜豚鼠脊髓制备的抗原佐剂乳化物为。在一定范围内抗原的量和EAE的发病率及发病程度有相关性，注射抗原佐剂乳化物的剂量越大，EAE的发病率越高。抗原的剂量可因动物的品系、抗原种类、免疫方法、研究目的等的不同而有很大变化。另外，抗原的物理状态也很重要，高分散度的抗原易于被吞噬和递呈，进而较率地激活免疫系统。

佐剂的选择

提取的抗原需与佐剂混合制成抗原乳剂后才能致敏动物。抗原佐剂为非特异性免疫增强剂，它可改变抗原的物理性状，延长抗原在体内的储留时间，刺激抗原提呈细胞及淋巴细胞，从而增强和扩大免疫应答效果，它还能引起迟发性血脑屏障通透性增加和自身免疫反应。zui常用的佐剂为*弗氏佐剂（CFA），CFA在提高抗体的幅度和持久性方面是当今作用zui强的佐剂。国外一般均采用人型结核杆菌（H37Ra）作为弗氏佐剂。不同实验室所用的致敏抗原及佐剂中分枝结核杆菌蛋白浓度有所差别，提高结核杆菌的浓度，可提高EAE 的发生率及复发率，但也容易引起注射部位坏死。由于H37Ra在国内不易获得，常采用廉价易得的卡介苗（BCG）来代替。

百日咳杆菌疫苗（BPV）毒素能增加血管壁的通透性和血管表面粘附分子的表达，有利于致敏的T细胞透过血脑屏障，攻击神经髓鞘，造成对脑、脊髓组织的免疫损伤。于CFA中加入BPV可明显缩短Wistar大鼠EAE的潜伏期，提高其发病率，加重其临床症状，对EAE有明显的促发作用。在用GPSCH诱导Wistar大鼠EAE的同时，给予BPV 可使EAE的潜伏期、发病率、临床症状、体重及病理改变等方面与敏感的Lewis大鼠EAE的上述表现近似。

模型制备方法

EAE是实验动物通过神经组织（其中的某些成分）或病毒诱导产生的。EAE的诱导有主动诱导法和被动诱导法两种。不同的免疫方法，可影响抗原递呈，激发不同的免疫反应，这不但影响EAE的发生率，还可影响其发展与转归。

通常采用主动诱导法制备EAE模型，将抗原与佐剂的混合乳剂直接注射至动物体内，经过一定时间的潜伏期，诱导EAE的产生。抗原注射部位的不同，可影响EAE的发生率、潜伏期、死亡率及复发率。常用的注射部位有脚垫、颈部及背部（皮下、皮内、肌肉）、腹腔和尾静脉等多种，其中以皮下多点注射及脚垫注射的发病率zui高，而颈部注射则有较高的复发率。 因多次注射易引发免疫耐受，现在多采用单次注射抗原法。

EAE的被动转移实验是研究其发病机制的zui直接证据，也是研究EAE的治疗及预防措施的良好模型。将抗原激活的PLP特异性T细胞转输给同一品系的正常大鼠或小鼠，也可引起EAE。MBP特异性自身反应性T细胞在MS的发病机制中也起着关键作用，T细胞必须先在外周活化，通过血管内皮细胞进入CNS才能致病。