消化系统模型

消化系统疾病研究(如胃溃疡、肝炎、炎症性肠病、胰腺炎等)广泛依赖动物模型,用于探索发病机制、药物疗效及营养代谢。以下是消化系统模型的主要分类及相关产品:


1. 按消化系统疾病分类

(1)胃部疾病模型

模型 常用动物 诱导方法 应用
胃溃疡 大鼠、小鼠 乙醇诱导、NSAIDs(如阿司匹林) 抗溃疡药物筛选
胃食管反流(GERD) 大鼠 手术结扎贲门 酸反流机制研究
幽门螺杆菌感染 小鼠、沙鼠 灌胃接种H. pylori 抗菌疗法评估

(2)肠道疾病模型

模型 常用动物 诱导方法 应用
炎症性肠病(IBD) 小鼠 DSS(葡聚糖硫酸钠)、TNBS诱导 免疫调节剂测试
肠易激综合征(IBS) 大鼠 母婴分离应激、乙酸灌肠 神经-肠道互作研究
结肠癌 小鼠 AOM/DSS(氧化偶氮甲烷+DSS) 抗癌药物开发
肠道感染 小鼠 鼠伤寒沙门氏菌、Citrobacter感染 抗生素/疫苗评估

(3)肝脏疾病模型

模型 常用动物 诱导方法 应用
非酒精性脂肪肝(NAFLD) 小鼠 高脂饮食(HFD)、MCD饮食 脂代谢研究
肝硬化 大鼠 CCl4(四氯化碳)反复注射 抗纤维化药物筛选
肝炎 小鼠 ConA(刀豆蛋白A)、LPS/D-GalN 免疫性肝损伤机制
肝癌 大鼠 DEN(二乙基亚硝胺)诱导 肿瘤靶向治疗

(4)胰腺疾病模型

模型 常用动物 诱导方法 应用
急性胰腺炎 大鼠、小鼠 雨蛙肽(Cerulein)注射 炎症调控研究
慢性胰腺炎 大鼠 DBTC(二丁基二氯化锡)诱导 纤维化机制探索
糖尿病(胰腺β细胞损伤) NOD小鼠、STZ大鼠 链脲佐菌素(STZ)注射 胰岛素疗法评估

2. 按动物种类分类

动物 特点 适用模型
小鼠 基因编辑方便,成本低 IBD、NAFLD、胰腺炎
大鼠 体型大,适合手术和长期观察 胃溃疡、肝硬化、IBS
消化系统与人类高度相似 胃旁路手术模型、肠瘘研究
斑马鱼 透明胚胎,适合活体成像 肠道发育、肝脏再生

3. 按建模方法分类

(1)化学/药物诱导

  • DSS → 结肠炎

  • CCl4 → 肝纤维化

  • Cerulein → 急性胰腺炎

  • STZ → 糖尿病(胰腺损伤)

(2)基因工程模型

  • ob/ob小鼠 → 肥胖相关脂肪肝

  • APC<sup>Min/+</sup>小鼠 → 家族性结肠息肉病

  • Alb-Cre; Kras<sup>G12D</sup>小鼠 → 肝癌模型

(3)手术模型

  • 胆管结扎(BDL) → 胆汁淤积性肝病

  • 肠缺血-再灌注(I/R) → 肠道屏障损伤

  • 胃旁路手术 → 代谢综合征研究

(4)微生物调控模型

  • 无菌(GF)小鼠 → 肠道菌群与代谢研究

  • 粪菌移植(FMT) → 菌群-疾病关联分析


4. 商业化的产品与服务

(1)标准化动物模型

供应商 提供模型
Jackson Lab ob/ob小鼠、IL-10 KO(自发性结肠炎)
Charles River STZ诱导糖尿病大鼠、DSS结肠炎小鼠
Taconic Biosciences APC<sup>Min/+</sup>小鼠(结肠癌)

(2)诱导试剂

  • DSS(葡聚糖硫酸钠)(MP Biomedicals)

  • CCl4(四氯化碳)(Sigma-Aldrich)

  • Cerulein(雨蛙肽)(Tocris Bioscience)

(3)检测工具

  • ELISA(检测ALT/AST、炎症因子)

  • 组织病理染色(H&E、Masson评估纤维化)

  • 活体成像(IVIS监测肠道炎症荧光标记)


5. 新兴技术与趋势

  • 肠道类器官:模拟人肠道上皮-免疫互作

  • 器官芯片(Gut-on-a-Chip):动态研究肠道屏障功能

  • 多组学整合:结合宏基因组(菌群)、代谢组(胆汁酸)分析


总结

消化系统动物模型的选择需根据研究目标(疾病类型、机制探索或药物筛选)匹配:

  • 疾病特异性(如DSS结肠炎 vs. CCl4肝硬化)

  • 动物种类(小鼠适合基因研究,猪适合手术模型)

  • 技术手段(化学诱导、基因编辑或微生物调控)

未来趋势包括 人源化模型、类器官和AI驱动的表型分析,以提升转化医学价值。

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