建立小鼠肝纤维化模型主要有三大类方法:化学药物诱导法、胆汁淤积性模型 和 饮食诱导模型。其中,四氯化碳(CCl₄)诱导法 是最经典、最常用的方法。下面我将详细介绍这几种方法,并以CCl₄法为重点,提供详细的步骤和注意事项。原理: CCl₄被肝细胞色素P450酶代谢生成高毒性的三氯甲基自由基(·CCl₃),引发肝细胞脂质过氧化和坏死,从而激活肝星状细胞(HSCs),导致胶原纤维过度沉积,形成肝纤维化。缺点: CCl₄有剧毒,需在通风橱操作;对肝外器官有一定损伤;小鼠死亡率相对较高。1. 动物选择:通常选择6-8周龄的雄性C57BL/6或BALB/c小鼠。雄性小鼠对CCl₄更敏感,个体差异小。2. 试剂准备:CCl₄原液。溶剂(非常重要): CCl₄必须用溶剂稀释后才能腹腔注射,常用溶剂为橄榄油或玉米油。通常配制成10% 或20%的油溶液(v/v)。例如,1 mL CCl₄ + 9 mL橄榄油,充分混匀。剂量与频率:最常用的是每周2次(如周一和周四),剂量为0.5-1.0 mL/kg体重 的CCl₄油溶液(例如,一只20g的小鼠注射10-20 μL的10% CCl₄溶液)。首次注射建议从低剂量开始,观察小鼠状态。造模周期:通常需要 4-8周。4周时可形成轻度至中度纤维化,6-8周形成重度纤维化或早期肝硬化。4. 对照组设置:必须设置溶剂对照组,即用同等剂量和频率的橄榄油(不含CCl₄)注射小鼠。体重:每周称重2次。成功造模的小鼠体重增长会明显减缓甚至下降。精神状态: 造模组小鼠会出现毛发凌乱、精神萎靡、活动减少等情况。血清:采集血液,分离血清,检测 ALT(谷丙转氨酶)和 AST(谷草转氨酶) 水平,评估肝损伤程度。石蜡切片 & H&E染色:观察肝脏组织结构、肝细胞坏死、炎症细胞浸润等情况。天狼星红(Sirius Red)染色:金标准。胶原纤维被染成红色,可在偏振光显微镜下观察I型和III型胶原,并可进行定量分析。肝羟脯氨酸(Hyp)含量测定:胶原蛋白的特异性氨基酸,其含量可精确反映肝脏总的胶原沉积量,是定量评估纤维化的生化金标准。分子生物学检测:提取RNA或蛋白,通过qPCR、Western Blot等技术检测纤维化相关基因(如α-SMA, Collagen I, Collagen III, TGF-β1等)的表达水平。原理: 通过手术结扎并离断胆总管,导致胆汁无法排出而淤积在肝脏内,胆汁酸对肝细胞产生毒性作用,从而诱发胆管周围纤维化。优点:复制了临床梗阻性黄疸的病理过程;造模时间短(2-3周即可形成显著纤维化)。缺点:需要精湛的显微外科手术技术;手术创伤大,术后护理复杂;死亡率高;模型主要用于研究胆汁淤积性肝纤维化。步骤:麻醉小鼠后,开腹找到胆总管,进行双重结扎并在中间剪断,然后关腹。假手术组只分离胆总管但不结扎不剪断。- 用手术剪逐层剪开皮肤及肌肉等组织;将肝叶、胃及部分肠管轻轻拨开;
- 继续向下可见胆管常附着于一小段肠管之上;使用缝合线轻轻地挑起胆管,此时可以清晰地看到透明胆管;轻柔钝性游离一小段胆管;埋置2条手术缝合线并分别打手术结;线头留取长度不宜过短,约0.5cm即可;并从两个结扎处的中间将胆管剪短;确认腹腔内无脏器损伤或出血后,以棉签轻轻复位肝叶、胃及肠管。
视频分享(造模视频)(侵权删)
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原理:缺乏胆碱会抑制肝脏的β-脂蛋白合成,导致脂肪无法从肝脏运出,形成脂肪肝;补充乙硫氨酸会加重肝损伤。长期喂养可导致脂肪性肝炎(NASH)和肝纤维化。优点:很好地模拟了人类非酒精性脂肪性肝炎(NASH)相关的肝纤维化进程;无创。缺点:造模周期非常长(通常需要16-24周甚至更久);成本高昂(特殊饲料价格贵);纤维化程度个体差异较大。1. 从CCl₄模型开始:这是最经典、文献支持最多、最容易上手的方法。2. 严格注意安全:操作CCl₄时务必在通风橱内,佩戴手套、口罩和护目镜。3. 预实验至关重要:不同批次、不同来源、不同品系的小鼠对CCl₄的敏感性可能不同。先用小批量小鼠摸索最佳剂量和频率。4. 伦理申请:所有动物实验都必须经过所在机构的动物伦理委员会审查和批准。5. 精心护理:造模过程中,确保小鼠有充足的食物和水,垫料保持清洁干燥,可适当在饮水中添加葡萄糖或电解质以帮助小鼠恢复。编者有话说:
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