右旋糖酐诱导小鼠瘙痒模型:方法与检测项目详解
一、 模型概述 该模型利用右旋糖酐(Dextran)作为致痒原,通过系统给药(常为腹腔注射),快速诱发小鼠出现显著的搔抓行为,模拟肥大细胞依赖的组胺能急性瘙痒。其机制主要涉及:
- 肥大细胞活化与脱颗粒: 右旋糖酐与肥大细胞表面的特定受体结合(如TLR4、补体受体)。
- 组胺大量释放: 活化的肥大细胞释放组胺等炎症介质。
- 组胺受体激活: 组胺作用于皮肤感觉神经末梢的H1受体,诱发瘙痒信号。
- 搔抓行为: 瘙痒信号上传至中枢神经系统,引发搔抓反射。
二、 模型建立关键步骤
- 动物准备: 选用健康成年小鼠(常用品系如C57BL/6, BALB/c),分组饲养于标准环境(温度22±2°C,湿度50±10%,12/12小时光暗循环),自由饮水摄食。实验前适应性饲养至少3天。
- 致痒剂配制:
- 选用分子量适中的右旋糖酐(常用右旋糖酐40或70)。
- 使用灭菌生理盐水或磷酸盐缓冲液溶解配制成所需浓度溶液(常用浓度范围:0.6% - 6% w/v)。
- 溶液需新鲜配制或妥善保存(如4°C冷藏并于短期内使用),使用前恢复至室温。
- 给药致痒:
- 腹腔注射是常用途径(剂量范围:0.25 - 1 mg/g 体重,常用0.5 mg/g)。
- 注射体积控制合理(如10 μl/g 体重)。
- 关键对照: 必须设立生理盐水或缓冲液注射的阴性对照组。
- 观察环境: 将小鼠置于安静、光线适中的透明观察笼(单笼放置)。实验前让小鼠适应观察环境至少30分钟。
三、 核心检测项目(重点) 该模型的检测主要围绕行为学观察(核心)、炎症介质水平以及组织病理学变化展开:
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搔抓行为学观察(首要且核心指标):
- 目的: 直接量化瘙痒强度,是评价模型成功与否和干预措施效果的最主要指标。
- 方法:
- 人工计数法: 实验人员使用秒表记录并计数小鼠在特定时间段(通常在注射后立即开始,持续30-120分钟)内发生的搔抓行为次数(一个完整的搔抓动作定义为后爪举起并快速搔抓注射部位或头颈部区域一次)。
- 自动化行为分析系统: 利用高清摄像记录小鼠行为,通过软件分析视频识别并计数搔抓动作(减少人为误差,可进行长时间观察)。
- 记录内容: 总搔抓次数、搔抓发作次数(连续搔抓视为一次发作)、首次搔抓潜伏期(从注射到第一次搔抓的时间间隔)、搔抓行为的时间分布曲线。
- 关键点: 观察者需接受培训,明确定义搔抓动作;避免人为干扰;环境需保持安静、恒温恒湿。
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血清/血浆炎症介质检测(评估肥大细胞活化程度):
- 目的: 确认模型机制(肥大细胞活化),量化炎症反应水平,评估药物对介质释放的抑制作用。
- 主要靶标:
- 组胺: 最主要的致痒介质。常用酶联免疫吸附试验或酶免疫分析法检测。
- 类胰蛋白酶: 肥大细胞特异性标志物,反映其活化程度。常用酶联免疫吸附试验检测。
- 其他介质: 如白三烯、前列腺素、细胞因子(如IL-4, IL-6, IL-31, TNF-α)等,可根据研究目的选择检测(常用酶联免疫吸附试验或多因子检测试剂盒)。
- 采样: 通常在行为学观察结束后(如给药后60-120分钟),通过心脏穿刺或眼眶后静脉丛取血。血液收集于含抗凝剂(如EDTA)的采血管中,离心分离血浆/血清,-80°C冻存待测。
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皮肤组织病理学评估(可选,提供形态学证据):
- 目的: 观察注射部位(常为背部剃毛区域)或瘙痒相关区域(如耳廓、颈部)的炎症细胞浸润(尤其是肥大细胞)和组织损伤情况。
- 方法:
- 组织取样: 行为学检测后,安乐死小鼠,取目标区域皮肤组织。
- 固定与包埋: 固定于中性福尔马林缓冲液中,梯度乙醇脱水,石蜡包埋。
- 切片与染色:
- 苏木精-伊红染色: 观察皮肤组织整体结构、水肿、炎症细胞(如中性粒细胞、嗜酸性粒细胞)浸润情况。
- 甲苯胺蓝染色/亚甲蓝染色: 特异性染色肥大细胞,观察其数量变化、形态(脱颗粒状态)、分布(血管周围等)。
- 免疫组织化学/免疫荧光染色: 检测特定蛋白(如类胰蛋白酶、组胺、炎症因子)在组织中的定位和表达水平。
- 分析: 显微镜下观察并拍照,使用图像分析软件定量分析肥大细胞数目、脱颗粒比例、炎症浸润程度等。
四、 模型特点与注意事项
- 优点: 操作简便、成本低、造模速度快(注射后几分钟即可诱发瘙痒)、瘙痒行为显著(组胺能为主)、机制明确(肥大细胞依赖)。
- 缺点:
- 主要模拟急性、组胺能瘙痒,对非组胺能或慢性瘙痒模型模拟能力有限。
- 个体差异可能较大。
- 高剂量可能引起系统性过敏反应(需优化剂量)。
- 注意事项:
- 剂量优化: 不同品系、不同来源右旋糖酐所需剂量可能不同,需通过预实验确定最佳致痒剂量(保证强烈搔抓的同时避免严重过敏反应)。
- 动物状态: 动物健康状况、环境压力、昼夜节律等均可影响实验结果,需标准化。
- 观察者偏差: 人工计数搔抓需严格定义标准并进行盲法计数(观察者不知分组情况)。
- 伦理: 实验设计需遵循动物福利原则,尽量减少动物痛苦。使用合适麻醉剂采样,实验结束后采用符合伦理的方式安乐死。
- 对照设置: 严格的溶剂对照至关重要。
五、 应用
该模型广泛应用于:
- 评价新型抗组胺药、肥大细胞稳定剂、抗炎药等的止痒功效。
- 研究肥大细胞活化、组胺释放及其下游信号通路的机制。
- 筛选潜在的止痒化合物或天然产物。
- 研究与组胺能瘙痒相关的神经信号传导机制(常需结合神经电生理或化学遗传学等方法)。
总结: 右旋糖酐诱导的小鼠瘙痒模型是一种可靠且广泛应用的急性瘙痒模型,其核心检测项目聚焦于准确量化搔抓行为,并辅以血清炎症介质(尤其是组胺和类胰蛋白酶)检测验证肥大细胞活化机制。皮肤组织病理学(特别是肥大细胞染色)可提供直观的形态学证据。通过严谨的实验设计、标准化的操作流程和全面的检测项目组合,该模型能有效地用于瘙痒机制研究和止痒药物评价。
参考文献格式示例 (请根据实际引用的文献补充):
- Inagaki, N., et al. (Year). Model establishment and evaluation methods for dextran-induced itch in mice. Journal of Pharmacological Sciences, Volume(Issue), Page-Page.
- Author, A. B., & Author, C. D. (Year). The role of mast cells and histamine in dextran sulfate sodium-evoked scratching behavior in mice. Journal of Dermatological Science, Volume(Issue), Page-Page.