化学诱导小鼠结肠炎模型是人类炎症性肠病最常用的动物模型,其中葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎模型应用最广。在葡聚糖硫酸钠诱导模型制备中,不同浓度的葡聚糖硫酸钠、不同品系的小鼠,在不同小鼠的肠段所呈现的病变严重程度不一样。因此,取某一肠段的样本进行病理学评价是不合理的,应该将整个大肠制成“瑞士卷”,分上段、中段和下段结肠全面评价病理改变。肛管病变严重,应该单独评价。全面正确评价肠道病变,才能正确评价药物的治疗效果。

选择与研究目的契合的体外实验模型对于炎症性肠病病理研究、治疗药物开发以及药理机制探索具有重要意义。永生化细胞系作为经典的体外模型,虽然在炎症性肠病研究及药物评价中具有高效、低成本、操作简便及实验结果直观等优势,但此类模型对体内肠组织中多细胞组成及其相互作用还原程度有限,且经历体外多次传代后可能无法保留部分遗传特征。类器官和类器官芯片技术的兴起推动了体外模型的技术革新,极大地增强了模拟炎症性肠病体内组织结构与功能的能力,类器官模型对来源组织微环境较好的重现能力也使其能更好预测患者的治疗反应。本文概述了上述模型的研究现状,讨论了各模型的优劣势,并总结了各模型在评价炎症性肠病治疗药物中的应用,以期为后续治疗药物研发和药理机制探索提供合适的研究模型。

目的 分析溃疡性结肠炎发生发展过程中细胞类型以及基因表达的动态变化。方法 采用单细胞测序技术对溃疡性结肠炎模型鼠以及正常鼠的肠道组织进行生物信息学分析。经过质控,共有58 714个细胞用于构建结肠炎数据集进行下游分析,再通过降维聚类、基因本体(gene ontology,GO)分析和Monocle拟时间分析等技术手段着重分析了结肠炎发生发展过程中的上皮区室变化。结果 在结肠炎样本中细胞亚群与细胞亚群间的互作关系相比于正常样本发生了明显变化。分析结果发现,大多数上皮细胞亚型在结肠炎阶段遭到破坏而数量减少。对维持干细胞功能十分重要的Wnt通路出现了抑制。Ppia(Cyclophilin A)-Bsg(Basigin)配-受体对在炎症样本中的表达降低。结论 炎症状态下基质细胞分泌的Ppia耗竭导致干细胞衰老,最终扰乱上皮细胞稳态而加重结肠炎。

目的 本实验旨在初步探索制附子的总生物碱成分(Aconitum carmichaelii Debx. alkaloids, ACA)对溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)小鼠的潜在治疗作用及其相关作用机制。方法 通过液质联用技术对ACA的化学成分进行分析,再通过葡聚糖硫酸钠(dextran sodium sulfate,DSS)诱导的小鼠UC模型,评估连续7 d给予柳氮磺吡啶(SASP,200 mg·kg^-1)和ACA(10、20 mg·kg^-1)对小鼠体质量、疾病活动指数、结肠长度和结肠病理损伤等指标的影响,并结合体外抗炎活性实验和酶联免疫吸附以及Western blot等实验考察ACA的抗炎活性和机制。结果 ACA主要由多种特征型单体生物碱组成。ACA(10、20 mg·kg^-1)能显著改善DSS诱导的小鼠体质量减轻、疾病指数升高、结肠缩短和病理损伤等。同时,ACA可降低DSS所致的结肠炎症因子(如IL-1β、IL-18和IL-6)的含量。体外炎症模型同样证实ACA具有类似于NOD样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体的特异性抑制剂MCC950的抑制LPS和Nigericin双重诱导THP-1细胞上清中上述炎症因子分泌的作用。蛋白表达结果提示该作用可能与其抑制NLRP3信号通路有关。结论 ACA含有多种结构类似的单体生物碱,具有抗小鼠UC的活性,可能与抑制NLRP3炎症小体发挥抗炎作用。

目的 从炎症信号通路Toll 样受体4(TLR4)/核因子κB(NF-κB)以及肠道微生物群组成改变的角度探究黄连碱衍生物Q3抗葡聚糖硫酸钠(dextran sodium sulfate, DSS)诱导小鼠溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)的作用机制。方法 将50只小鼠随机分为正常对照组、模型组、阳性药柳氮磺吡啶(SASP)组、Q3-低剂量组和Q3-高剂量组,每组10只,除正常对照组外其余组小鼠以2.5% DSS溶液喂饮建立UC模型。SASP组灌胃给予700 mg·kg^-1·d^-1SAPA,Q3低与高两个剂量组分别灌胃给予50和100 mg·kg^-1·d^-1Q3,其余组给予等量蒸馏水。给药6 d后取小鼠结肠组织进行疾病活动指数(disease activity index, DAI)评分和长度测量,苏木精-伊红染色(hematoxylin-eosin staining,HE)检测各组病理损伤程度,16S rRNA高通量测序检测小鼠肠内容物中肠道菌群的变化,免疫组织化学(IHC)检测结肠组织TLR4和p-p65的表达,Western blot法检测结肠组织中TLR4、p-p65和p-IκBα的蛋白表达,体外实验,利用脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)诱导炎症反应,免疫荧光法检测IEC6细胞和RAW264.7细胞中NF-κB p65的核转位。结果 体内:在DSS诱导的小鼠UC模型中,与模型组相比,Q3能够显著改善UC小鼠体重降低、结肠挛缩和DAI评分升高等情况,HE染色结果显示Q3明显改善UC小鼠肠道上皮破坏、隐窝结构紊乱和杯状细胞减少等病理损伤;16S rRNA结果表明Q3可以增加DSS作用后肠道菌群的生物多样性,调节肠道菌群组成。免疫组化和Western blot结果显示Q3可以显著降低模型组小鼠结肠组织中TLR4和p-p65的表达;体外:免疫荧光和Western blot结果显示Q3能够抑制IEC6和RAW264.7两种细胞中NF-κB p65的核转位。结论 Q3能够通过抑制TLR4/NF-κB通路以及调节肠道菌群组成改善肠道炎症,发挥抗UC作用,有望成为治疗UC的候选化合物。