Zymosan诱导小鼠局部炎症模型：原理、方案与应用
该模型通过注射酵母细胞壁提取物Zymosan引发可控的急性无菌性炎症反应，是研究天然免疫、炎症介质及药物筛选的重要工具。
一、核心机制
Zymosan富含β-葡聚糖，可激活多种模式识别受体：
- Dectin-1受体：巨噬细胞/中性粒细胞表面，触发Syk激酶通路
- Toll样受体2/6 (TLR2/TLR6)：诱导NF-κB炎症信号
- 补体系统：激活C3/C5，产生过敏毒素C3a/C5a
→ 导致局部血管通透性增加、中性粒细胞/巨噬细胞浸润及促炎因子（TNF-α, IL-1β, IL-6）爆发
二、标准化实验方案
材料准备
- 动物：C57BL/6或BALB/c小鼠（8-10周龄）
- 试剂：
- Zymosan（无菌、热灭活处理）
- 无菌磷酸盐缓冲液（PBS）
- 麻醉剂（如异氟烷）
- 仪器：微量注射器（27G针头）、游标卡尺、组织匀浆器
关键操作步骤
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Zymosan悬液配制
- 称取Zymosan粉末溶于无菌PBS（终浓度1-2 mg/ml）
- 超声处理（10 min）或涡旋混匀至无可见颗粒
- ⚠️ 必须煮沸灭活30 min（或121℃高压15 min）以消除内毒素干扰
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炎症诱导（以足垫注射为例）
- 小鼠吸入麻醉（异氟烷 4%诱导，1.5%维持）
- 后肢足垫皮下注射Zymosan悬液（50 μl/足，含50-100 μg Zymosan）
- 对照组注射等体积无菌PBS
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炎症进程监测
时间点(h) 关键事件 推荐检测指标 0-2 血管扩张、通透性增加 Evan's Blue渗出、足垫厚度 4-6 中性粒细胞浸润高峰 MPO活性、流式细胞术（Ly6G+） 24 巨噬细胞浸润为主 组织学（H&E, F4/80染色） 48-72 炎症消退 细胞因子检测（TNF-α, IL-1β）
三、模型验证与评价
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宏观评估
- 足垫厚度测量：游标卡尺定时测量（%肿胀率 = (T<sub>post</sub>-T<sub>pre</sub>)/T<sub>pre</sub> ×100%）
- 血管通透性：尾静脉注射Evan's Blue（30 mg/kg），1 h后取足垫组织，甲酰胺提取后测OD<sub>610nm</sub>
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微观病理分析
- H&E染色：观察组织水肿、炎性细胞浸润程度（评分标准：0-无；1-轻度；2-中度；3-重度）
- 免疫组化：F4/80（巨噬细胞）、Ly6G（中性粒细胞）定量浸润细胞数
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分子水平检测
- 髓过氧化物酶(MPO)：组织匀浆液检测酶活力（U/g组织），反映中性粒细胞浸润
- 细胞因子谱：Luminex/ELISA检测匀浆上清中TNF-α、IL-1β、IL-6、KC/CXCL1浓度
四、模型优势与应用方向
独特优势
- 无菌性炎症：排除病原体干扰，聚焦宿主固有免疫
- 剂量与时间可控：炎症强度可标准化调节
- 局部反应：避免全身性副作用，适合局部给药研究
典型应用场景
- 炎症通路解析：基因敲除小鼠（如Dectin-1<sup>-/-</sup>、TLR2<sup>-/-</sup>）验证受体功能
- 药物抗炎评价：
- 新型化合物（如激酶抑制剂）
- 天然产物（黄酮类、多糖）
- 细胞迁移研究：活体成像追踪荧光标记免疫细胞趋化过程
五、关键注意事项
- Zymosan质量控制：不同批次活性差异需预实验校准
- 注射深度控制：避免注入肌腱或骨膜导致非特异性损伤
- 动物伦理合规：疼痛超72h需人道终点处理（符合IACUC/AECC指南）
案例参考：Nature Immunology (2018)研究发现，Dectin-1缺失小鼠的zymosan炎症反应中IL-1β分泌减少70%，证实该受体在炎症小体激活中的关键作用。
该模型通过精确模拟早期炎症级联反应，为靶向固有免疫的药物研发及炎症机制研究提供了高度可重现的技术平台。严格标准化操作可确保实验结果的可靠性与跨实验室可比性。
免责声明：本文件所述实验方案仅供参考。具体实验设计需遵循所在机构动物伦理委员会批准的操作规程。