自1985年日本学者首次报道使用硫酸葡聚糖（DSS）在小鼠中建立结肠炎模型以来，大量数据表明，DSS诱导的结肠炎模型的病因、临床表现、病理变化和治疗反应与人类溃疡性结肠炎（UC）相似。因此，DSS结肠炎模型已成为研究UC的病因、发病机制和肿瘤疾病的重要工具，使其成为迄今为止最广泛使用的UC模型之一。
图1.DSS诱导的结肠炎模型的发病过程
1. DSS 模型
DSS是葡聚糖的多阴离子衍生物，由葡聚糖和氯磺酸通过酯化反应形成，分子式为(C6H7Na3O14S3)n，分子量在36,000到50,000之间，硫含量通常在17%到20%之间。DSS通常被用来诱导结肠炎模型，尽管其诱导机制尚未完全被理解。当前的研究表明DSS可能通过增加肠道通透性、破坏肠道黏膜屏障、上调某些细胞因子（如肿瘤坏死因子、白细胞介素、干扰素、IL-10和IL-12）、激活某些信号通路（如NF-κB通路和TRPV1通路）或引起肠道菌群失调等方式发挥作用。根据给药时间和周期的不同，结肠炎模型可以分为急性和慢性两种。
慢性结肠炎模型的建立
慢性结肠炎模型可以通过使用低浓度的DSS（硫酸葡聚糖钠）来建立，但需要较长的给药时间。例如，可以让小鼠在饮用水中摄入1%至3%的DSS，持续数周。慢性结肠炎模型的特征包括：小鼠结肠长度缩短、上皮细胞增生、黏膜纤维化以及淋巴结肿大。在一些动物中，可能还会观察到肉芽组织增生和类似肿瘤的变化。
急性结肠炎建模
急性结肠炎模型也是常用的结肠炎模型之一，因为其简单、成功率高，并且与人类UC病变相似，使其成为研究UC发病机制和评价药物疗效的理想模型。急性建模通常在较短的时间内使用较高浓度的DSS。例如，可以给小鼠饮用水中3%至5%的DSS一周。急性期结肠炎模型的特征包括:结肠充血、水肿、变短、变脆、体重-长度比增加、不同程度的结肠溃疡、粘膜水肿、杯状细胞丧失、隐窝变形和破坏、粘膜和粘膜下层中不同程度的炎性细胞浸润以及上皮细胞损伤。
图二.慢性和急性DSS诱导的结肠炎模型
2.DSS模型的类型——小鼠、斑马鱼、猪、果蝇等
事实上，除了小鼠，其他动物如斑马鱼、兔子、豚鼠、猪和猴子也可以使用DSS建立结肠炎模型。研究表明，不同物种在造模过程中DSS浓度和造模周期存在一定差异。
小鼠建模
1.BALB/c小鼠，雌性，6-8周，25克；
2.使用无菌水制备3%的DSS饮用水，并通过0.22微米滤膜过滤；
3.让小鼠连续饮水7天，然后进行HE染色；
4.实验结果:小鼠组织出现水肿和充血，有明显的炎症迹象。
图3.DSS诱导的急性结肠炎结肠切片HE染色结果
斑马鱼建模
1.在28.5℃下，在含有亚甲蓝E3胚胎培养基中培养斑马鱼胚胎，直到受精后1天(dpf)。
2.使用E3培养基制备0.5% DSS饮用水，并通过0.22微米滤膜过滤。
3.用0.5% DSS处理斑马鱼3-6日龄。
4.实验结果:用0.5% DSS处理导致斑马鱼肝脏颜色变深，并诱导炎症应激。
图4.DSS诱导的斑马鱼肝脏炎症反应
猪建模
1.四至五日龄的约克夏仔猪:实验组接受DSS输注，对照组接受生理盐水输注。
2.每只小猪通过输注接受1.25克DSS/千克的日剂量，持续5天。
3.实验结果:在输注DSS后，实验组的血浆D-甘露醇摄取率显著高于对照组，表明仔猪有明显的肠炎迹象。
图5.DSS诱导的仔猪血液中D-甘露醇浓度的增加
果蝇建模
1.将5-10天的雌性果蝇放入2.5×2.5×1cm的小瓶中，小瓶中含有由3.75cm层析纸(Fisher)制成的喂食培养基，层析纸用5%蔗糖溶液润湿。
2.使用5%蔗糖溶液制备含有不同成分的喂养培养基，包括3% DSS和25μg/ml博来霉素。
3.将果蝇转移到装有层析纸的小瓶中，并在29℃下培养三天。在此期间，每天将存活的果蝇转移到含有新鲜饲养培养基的空瓶中。
4.实验结果:DSS表现出致死效应并诱导肠干细胞前体细胞(ISCs)增殖。
图6.DSS诱导果蝇肠道干细胞前体细胞的增殖
常见问题解答
目前，Arcegen Biology提供了专门用于慢性和急性结肠炎建模的葡聚糖硫酸钠(DSS，MW: 36000~50000)。它拥有高质量，纯度和良好的重复性。客户可以根据自己的实验目的调整DSS的浓度和给药时间，建立急性、慢性和急慢性交替模型。建模过程简单，成本效益高，并表现出良好的可重复性。建模的成功很大程度上取决于DSS浓度、分子量、给药时间和动物种类。
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Q |
A |
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如何准备DSS解决方案？ |
通过将DSS溶液溶解在无菌水中至所需浓度来制备DSS溶液，建议使用0.22微米过滤器。 |
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DSS建模方案有哪些？ |
DSS建模可以通过免费饮酒、口服或管饲法实现。 |
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影响DSS建模成功的关键因素有哪些？ |
关键因素包括DSS浓度、分子量、给药时间和动物种类。 |
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大鼠和小鼠每天的饮水量是多少(包括急性和慢性建模)？ |
小白鼠(20~25g)每人每天饮水7 ~ 10毫升，大白鼠(100g)每人每天饮水10 ~ 11毫升。 |
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DSS和TNBS都是结肠炎模型，两者有什么区别？ |
DSS诱发溃疡性结肠炎，TNBS诱发克罗恩病结肠炎。 |
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为什么慢性结肠炎造模第二阶段总是比第一阶段慢？ |
第一阶段诱导后，对DSS的耐受性增加，症状出现缓慢或较轻是常见的。为了缩短第二阶段诱导期，可以适当增加DSS浓度。 |
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小鼠死亡率高。 |
原因:DSS浓度太高。 建议:适当降低DSS管理集中度。 |
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小鼠没有或仅有轻微的结肠炎症状。 |
原因:DSS浓度太低。 建议:适当提高DSS管理集中度；或者缩短周期间隔(10-14天)。 |
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同一组小鼠的结肠炎症状有显著差异。 |
原因:1。瓶盖堵塞；2.有些小鼠不喝DSS或少量饮用。 建议:1。每天检查老鼠水瓶；2.单独隔离每只小鼠进行培养，并检查每只小鼠的每日水摄入量。 |
文献参考
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[7]李，杨，董俊杰，肖，黄，张，王，崔，范(2020).肠道共生衍生-戊酸防止辐射损伤。肠道微生物，1–18。
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