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结肠癌动物模型专题:诱导型结直肠癌模型(AOM/DSS)在炎症-癌变研究中的应用
探索生命空间,助力基础研究

1. 引言

结直肠癌的发生与慢性炎症密切相关,炎症—腺瘤—癌变的自然序列为疾病预防和机制研究提供了重要线索。诱导型结直肠癌模型通过化学致癌剂和炎症促进剂建立肠道癌前病变及癌变过程,能够系统模拟从炎症到肿瘤的发生机制。该模型适合长期干预、预防药物评估及免疫微环境研究,为基础研究及药物开发提供实验平台。

2. 模型构建方法

2.1 AOM/DSS 模型

该模型采用 azoxymethane(AOM)单次或多次腹腔注射诱导 DNA 损伤,随后通过 dextran sulfate sodium(DSS)在饮水中造成结肠炎症,促进癌前病变向腺癌转化。通常周期为 8–14 周,可根据实验需求调整剂量和周期。模型易于重复,能够稳定再现炎症—癌变序列。

2.2 其他化学诱导模型

根据研究目的,可采用不同致癌剂(如 DMH、PhIP)与促进剂组合建立更长周期或特定特征的结直肠癌模型,用于环境因素或饮食相关致癌机制研究。此类模型适合长期暴露和预防研究。

3. 模型优势

3.1 模拟自然癌变过程

诱导型模型覆盖了从炎症、腺瘤到癌变的全过程,可用于研究早期癌前病变、炎症共病及化学预防策略。

3.2 适合免疫微环境研究

DSS 诱导的肠炎与免疫激活密切相关,模型可用于研究炎症驱动的免疫反应、肿瘤相关免疫抑制及微环境重塑,为免疫干预策略提供实验依据。

3.3 长期干预与药物预防

该模型可用于长期药物干预实验,例如抗炎药、代谢药或肠道靶向预防药物,评估其对肿瘤发生率、肿瘤数和肿瘤负荷的影响。

4. 模型建立与操作细节

4.1 AOM 注射

小鼠腹腔注射 AOM(一般 10–12 mg/kg),引发 DNA 损伤,作为癌变诱导基础。注射次数可根据实验设计选择单次或多次。

4.2 DSS 处理

在饮水中添加 DSS(2–3%),连续 5–7 天,然后更换为普通饮水,形成炎症—修复循环,促进腺瘤及癌变形成。可重复 1–3 个循环,以增加肿瘤负荷和侵袭性。

4.3 模型监测

通过体重变化、便血、肠道形态观察以及结肠镜监测炎症程度和瘤体形成。实验终点包括肿瘤数量、肿瘤负荷及病理学分析。

5. 检测指标

  • 发病率:结肠腺瘤和癌变发生率

  • 肿瘤负荷:结肠肿瘤数量、直径及体积

  • 病理分析:炎症程度、腺瘤/癌分级、纤维化及黏液分泌

  • 免疫微环境:免疫细胞浸润、细胞因子谱、炎症标志物

  • 干预效果:药物或干预措施对肿瘤发生率、炎症指标及微环境的影响

6. 应用示例

6.1 炎症驱动癌变机制研究

通过 AOM/DSS 模型,可研究肠道炎症、免疫细胞浸润、信号通路激活与癌变形成的关联,为解析炎症介导的肿瘤发生机制提供实验依据。

6.2 长期药物预防与干预

该模型适用于评估抗炎药、肠道靶向药物及代谢调节药物的癌前干预效果。可通过肿瘤数、负荷及炎症指标评价药物的预防潜力。

6.3 免疫微环境研究

通过分析肠道免疫细胞浸润、细胞因子及微环境变化,评估药物或联合干预对肠道免疫环境的调节作用,揭示免疫耐受或免疫激活机制。

7. 局限性与注意事项

诱导型模型周期长、通量低,且个体间发病差异较大,不适合快速药效筛选。操作过程中需控制 AOM 和 DSS 剂量,避免过度炎症或动物死亡,同时结合病理学和分子分析以确保数据可靠性。

8. 总结

AOM/DSS 诱导型结直肠癌模型通过重现炎症—腺瘤—癌变的自然序列,为炎症驱动癌变机制研究、免疫微环境分析及长期药物干预提供重要平台。结合体内监测和病理分析,可实现从基础机制到干预策略的全链路验证。

 


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