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梗阻性黄疸动物模型之优缺点大PK

根据阻塞部位不同,梗阻性黄疸可分为肝外阻塞性黄疸和肝内胆汁淤积性黄疸两种。肝外阻塞性黄疸的主要原因是胆汁排出路径的机械性阻塞,如肿瘤、炎症、结石、黏连等;胆内胆汁性淤积的原因更为复杂,包括感染性、药物性、酒精性、自身免疫性、遗传性、妊娠及手术后等。因此,梗阻性黄疸的动物模型是研究肝胆系疾病的重要部分,是研究各类肝胆疾病的发病机制、评价治疗效果以及药物研发的基础。本文对目前较典型的几种动物模型进行总结,期望对研究相关疾病提供一些帮助。

1、急性梗阻性黄疸模型

急性梗阻性黄疸多由急骤发病的胆道通路梗阻引起,临床上常见于胆道感染、胆道出血、急性胰腺炎、肿瘤压迫、癌栓堵塞等。继Assimakopoulos等论述了胆总管结扎模型,该模型已广泛应用于多项研究。温暖等采用胆总管结扎再通的方法制作梗阻性黄疸及胆道再通的大鼠模型,研究大鼠肝组织解偶联蛋白的表达及意义。刘晓亚等对比了胆总管结扎和CCl4诱导的Wistar大鼠模型的相关指标,结果显示:胆总管结扎后第7天胆红素可达最高,而CCl4诱导需要8周。胆总管结扎组胆红素升高迅速,造模时间短,但成功率稍低。胆管结扎的急骤发病特点适合急性肝损伤的相关研究,如间质细胞、细胞因子、血清酶类等;CCl4诱导适用于病程较长的肝纤维化研究。此外,杨婧等采用显微血管钳夹闭胆总管,制作的小鼠胆管狭窄模型用于研究胆管上皮细胞在胆道损伤修复中的作用,对胆道支架的再狭窄、胆道术后的瘢痕及胆道损伤的相关信号通路都有一定的研究价值。

该类模型具有稳定、操作方便、造模时间短、成功率高、胆汁淤积较快速、肝损伤急骤等特点,适用于短时间内的急骤梗阻性黄疸相关研究,比如:缺血再灌注,急性梗阻下的胆道损伤,早期反应的炎性细胞或补体,快速反应的信号通路,胆道支架狭窄,胆道上皮的早期反应等。缺点是不能满足胆道支架及慢性梗阻性黄疸的相关研究。胆道支架大多需要不完全狭窄的模型,慢性梗阻引起的肝纤维化模型效果不及CCl4诱导。该模型完全阻断了胆总管,造成一系列剧烈的变化,胆汁循环被阻断、胆管压力急剧增高,肝功能受损严重,这种急促的表现在临床上并不多见。临床中多数疾病如胰腺肿瘤发展呈现缓慢、波动性的特点,与急性梗阻性黄疸模型不相符,故难以准确模拟其临床病理过程。此外,不同的动物制模也有不同的要求:大小鼠多用于研究各类胆道疾病、胆汁内外引流、肝脏病理;大型动物如犬、猪等适合研究胆道支架;小型动物更适合研究特定基因的敲除和较大样本量的研究。

2、渐进性梗阻性黄疸模型

渐进性梗阻性黄疸的模型黄疸出现时间比急性梗阻性黄疸模型较缓慢、迟发、逐渐加重。徐贤刚等使用4-0丝线导管与豚鼠胆总管并行捆绑式结扎后去除导管,造成胆总管不全梗阻,研究胆道梗阻早期Oddi括约肌功能变化;宋楠等横行切开兔胆总管前壁约胆总管直径的1/3~1/2造成吻合口瘢痕,并置入含有曲安奈德涂层的可降解支架制作胆管损伤动物模型;马利锋等使用电刀灼伤小型猪胆总管至穿孔后,置入可降解支架联合大网膜修复。这些模型都是通过损伤的方式造成胆管狭窄。随着瘢痕形成,黄疸呈渐进性发展。王新星使用新生Bal b/c小鼠腹腔注射猕猴轮状病毒建立的胆道闭锁小鼠模型,是病毒损伤引起的渐进性胆道闭锁。

该类模型渐进性狭窄的特点适用于胆道支架和胆道闭锁的相关研究,比如支架植入后再狭窄的机制、新型胆道支架的研发、胆道闭锁的病理生理、胆道肿瘤等。渐进性梗阻性黄疸模型与急性梗阻性黄疸相比,黄疸出现较缓,胆道病理先后经过组织水肿期及瘢痕愈合期,黄疸表现为渐进性的特点。模型在制作过程中要求较高,且易损伤胆管,造模稳定性不如传统的胆管结扎造模。此外,该模型大多作用于胆道浆膜层,胆管瘢痕形成后,不利胆道再通的研究。大型动物操作方便,适合胆道支架类的研究;小型动物容易获得较大样本量,适用于细胞因子、信号通道类、基因水平的研究。

3、慢性波动性黄疸模型

慢性波动性黄疸模型是长期处于梗阻状态的动物模型,黄疸呈波动性,后期存在慢性改变。因此,黄疸持续时间的长短以及是否引起其他慢性表现(如纤维化)可以评估慢性梗阻性黄疸的模型是否建立成功。余水平等采用碘仿浸泡的6-0可吸收线贯通置于SD大鼠胆管内,建立慢性波动性黄疸模型,结果显示具有波动性黄疸的特点,与胆石症的临床特点类似。

该模型作为慢性模型,可吸收线内置对胆总管黏膜的刺激不同于传统模型方式对浆膜层的刺激,更符合临床上梗阻性黄疸的发病机制。可用于研究波动性黄疸相关疾病,比如结石、胆道支架反复狭窄、早期纤维化相关研究等。其优点是能有效控制胆瘘的发生、生存率较高、更加稳定、胆道损伤小,便于需要胆道再通的相关研究。但是操作复杂,不适合小鼠模型,若研究涉及大样本造模或在较短时间内取材时难以操作。

4、恶性梗阻性黄疸模型

恶性梗阻性黄疸是各类恶性病变压迫胆道,引起胆汁排出受阻的一类模型。王洁萍等给予Wistar大鼠3′-甲基-4-二甲基氨偶氮苯(3′-Me-DAB)饮食,第8周胆管开始增厚,20周后建立大鼠胆管癌模型,造模成功率92.6%,胆管肿瘤主要集中在肝门部及右肝部分组织,病理类型为腺癌。俞文隆等将处于对数期的胆管癌细胞系QBC939配成配成密度为1×10^7/ml的细胞悬液,将浸有肿瘤细胞的明胶海绵置于裸鼠肝门部胆管与门静脉交汇处,15 d后取材,建立荷瘤鼠原位种植模型。

该类模型的3′-Me-DAB诱导成功率高、模型稳定、操作方便,其梗阻性黄疸表现特点与临床原发性肿瘤导致恶性梗阻性黄疸的症状较为相似,但造模时间较长,肿瘤发生位置有一定的不确定性。适合于对胆汁淤积具有调控作用的某些基因如Ntcp和胆管癌基因的靶向治疗研究。肿瘤原位种植模型能种植到特定的位置,较好的模拟某一特定位置的梗阻。适合胆管癌在特定部位阻塞后支架的植入或者胆管癌生物学行为的研究。但造模相对复杂,对实验条件要求高,受细胞传代等诸多因素影响,可能影响模型的稳定性。

5、可复性梗阻性黄疸模型

可复性梗阻性黄疸模型多用于需要胆道梗阻并再通的多项研究,最好避免二次手术以减少损伤或免于干扰。周春献等使用硅胶管置入兔胆总管,通过夹闭器的关闭与去除实现胆汁内外引流的方法造成可逆性梗阻黄疸模型。该模型使用夹闭器和硅胶管缝于皮下,使引流管脱落的可能大大减小,二次手术皮下操作避免开腹,更为方便快捷。方辉等将Wistar大鼠胆总管与经外周静脉置入的中心静脉导管并行结扎致胆管梗阻,拔出导管完成胆管再通,制作出可复性黄疸模型。Kahramansoy等使用可迅速吸收缝合线的材料结扎Wistar大鼠胆总管,为长时间梗阻性黄疸提供了新的可逆模式。Kirkland等通过在胆总管的下端放置金属夹改良小鼠胆总管的结扎模型,后期胆道减压完成时,炎症减少,黄疸消失。

此类模型适用于胆道梗阻及再通后的相关研究,如胆道支架、胆道上皮在可复性黄疸中的作用等。其中Kahramansoy使用可吸收线长期结扎效果不确切,且由于个体体质不同,吸收残余与梗阻程度都不能稳定的把握,相比之下大鼠胆总管与经外周静脉置入的中心静脉导管并行结扎并再通的模型较为稳定,可控性强。这类模型方式多样,各项指标恢复时间各有不同,可能与实验方法不同有关。

引证本文

骆伟伟, 余水平. 梗阻性黄疸动物模型的研究进展[J]. 临床肝胆病杂志, 2017, 33(9): 1820-1823.

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