炎癥性腸病（inflammatory bowel disease，IBD）是一種主要累及消化系統的慢性炎癥性腸道疾病，其中克羅恩病（Crohn′s disease，CD）和潰瘍性結腸炎（ulcerative colitis，UC）是主要類型。DSS（硫酸葡聚糖鈉鹽）誘導結腸炎是全球應用較廣泛的炎癥性腸病（IBD）研究模型，其核心優勢在于高度模擬人類潰瘍性結腸炎（UC）、精準復制臨床病理特征（結腸縮短、隱窩損傷、杯狀細胞減少、血便）、操作簡便且重復性好。體內實驗，動物通過飲水給藥（3-5% DSS，5-7天），無需手術或基因改造。體外實驗，從UC患者的結腸手術樣本中分離成纖維細胞，再重編程為iPSCs后定向分化為潰瘍性結腸炎類器官iHUCOs。

一、體內潰瘍性結腸炎(UC)模型

1、此模型通過DSS破壞腸道屏障并誘發炎癥，結合IGF2干預驗證其保護作用，適用于研究潰瘍性結腸炎的機制及藥物篩選^[1]。

(1) 實驗動物

野生型 C57BL/6 J 小鼠

(2) UC造模方法

① 小鼠飼養于光照（12小時 光/暗循環）和溫度（22±0.5℃）可控的房間內，自由自由飲食和飲水；

② 經過1周的適應期后，小鼠通過自由飲用含 5%（w/v）DSS 的水溶液（abs9192）7 天以建立結腸炎模型，對照組飲用無菌水。

(3) 評價指標

結腸縮短 + 體重下降 + DAI評分≥3分；

組織學驗證：炎癥浸潤、隱窩損傷、杯狀細胞減少；

分子標志物：MPO活性升高、促炎因子（IL-1β/TNF-α/IL-6）上調；

伴隨現象：IGF2表達下調、腸道屏障破壞、cGAS-Sting通路激活。

2、此模型通過多維度指標（腸道病理、行為學、分子機制）綜合評估UC及其神經精神并發癥，適合研究腸-腦互作及潛在治療靶點^[2]。

(1) 實驗動物

8周齡雄性C57BL/6J小鼠

(2) UC造模方法

① 小鼠飼養于光照（12小時 光/暗循環）和溫度（22±2℃）可控的房間內，自由飲食和飲水。

② 經過1周的適應期后，小鼠通過自由飲用含 4%（w/v）DSS的水溶液（abs9192）7 天以建立結腸炎模型，對照組設置如下：

對照組（Ctrl+NS）：飲用無菌水，腹腔注射生理鹽水（NS）。

模型組（DSS+NS）：飲用4% DSS水，腹腔注射NS。

治療組（DSS+Bet）：飲用4% DSS水，腹腔注射甜菜堿（abs47001024，600 mg/kg/天）。

(3) 評價指標

結腸病理學改變：炎癥評分升高、杯狀細胞減少、結腸縮短。

行為學異常：FST/TST靜止時間延長，LDBT/OFT探索行為減少。

分子驗證：結腸M1巨噬細胞標志物上調，M2下調。海馬DNA損傷、線粒體功能障礙及cGAS-STING通路激活。

二、體外人潰瘍性結腸炎類器官(iHUCOs)模型^[3]

1. 細胞來源

從潰瘍性結腸炎（UC）患者的手術標本中分離結腸成纖維細胞。

2. UC造模方法

(1) 重編程為iPSCs

使用CytoTune-IPS重編程試劑盒將UC患者的成纖維細胞轉化為誘導多能干細胞（iPSCs）。

(2) 分化為腸道類器官

內胚層分化：iPSCs在含有Activin A（abs05801）的培養基中分化為定型內胚層（DE），持續3天。

腸道球體形成：DE在含有FGF4（abs06269）和CHIR99021（abs810052）的培養基中分化為腸道球體（SPH），持續4天。

類器官培養：球體在Matrigel（abs9495）中培養21天，使用含R-Spondin 1（abs90189）、Noggin（abs90191）等因子的腸道生長培養基，形成誘導人UC類器官（iHUCOs）。

(3) 模型特點

包含上皮和間質細胞區室，模擬UC的復雜微環境。保留了患者特異性的遺傳背景和病理特征。

3. 評價指標

iHUCOs的成功評價基于其病理特征復現能力（組織學、分子標志物）、功能模擬（屏障缺陷、炎癥通路）及治療響應性（藥物干預效果）。

組織學與形態學：復現UC患者上皮結構異常（如復層化）；杯狀細胞減少，Ki67增殖標志物顯著升高。

屏障功能異常：黏附連接：E-cadherin/β-catenin定位于細胞膜（健康人來源對照類器官iHNOs分布于胞質和核內）；緊密連接：CLDN1表達降低，熒光右旋糖酐證實通透性增加。

分子機制：炎癥激活：CXCL8/CXCR1軸和RhoA信號過表達；轉錄組：富集炎癥（TNF/IFN-γ）、纖維化（COL1A1/3A1）及免疫浸潤（B/NK細胞）通路。

體內驗證：移植后保留UC表型；Repertaxin（abs811153，CXCR1抑制劑）可改善屏障功能并減少炎癥。

參考文獻:

[1]Chen L, Zhong XL, Cao WY, et al. IGF2/IGF2R/Sting signaling as a therapeutic target in DSS-induced ulcerative colitis. Eur J Pharmacol. 2023;960:176122.

[2]Liu W, Zhong X, Yi Y, et al. Prophylactic Effects of Betaine on Depression and Anxiety Behaviors in Mice with Dextran Sulfate Sodium-Induced Colitis. J Agric Food Chem. 2024;72(38):21041-21051. 

[3]Sarvestani SK, Signs S, Hu B, et al. Induced organoids derived from patients with ulcerative colitis recapitulate colitic reactivity. Nat Commun. 2021;12(1):262. Published 2021 Jan 11.

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