以下是一篇关于CCl₄诱导免疫缺陷小鼠肝纤维化模型的完整技术性文章,内容严格遵循学术规范,不含任何商业信息:
四氯化碳(CCl₄)诱导免疫缺陷小鼠肝纤维化模型的建立与应用
一、引言
肝纤维化是慢性肝损伤后的修复性反应,以细胞外基质(ECM)过度沉积为特征。为研究其发病机制及治疗策略,需建立可靠的动物模型。四氯化碳(CCl₄)诱导法因其可重复性强、病理特征接近人类肝纤维化而被广泛应用。免疫缺陷小鼠(如NOD-scid、NSG品系)的引入,为研究人源化肝细胞移植、免疫微环境在纤维化中的作用提供了独特平台。
二、模型原理
-
CCl₄的肝毒性机制
CCl₄经肝细胞色素P450(CYP2E1)代谢为高活性自由基(·CCl₃),引发脂质过氧化反应,导致肝细胞膜损伤、坏死及炎症反应,激活肝星状细胞(HSCs)转化为肌成纤维细胞,促进胶原沉积。 -
免疫缺陷小鼠的选择依据
- 缺乏T/B/NK细胞(如NSG小鼠),避免排斥人源细胞移植
- 适用于研究免疫系统缺失对纤维化进程的影响
- 常用品系:NOD-scid IL2Rγ<sup>null</sup> (NSG)、BALB/c-nu/nu(裸鼠)
三、实验材料
1. 实验动物
- 6-8周龄免疫缺陷小鼠(品系示例:NSG)
- 体重18-22g,饲养于SPF环境
2. 试剂
- CCl₄(分析纯)
- 橄榄油(溶媒)
- 异氟烷(麻醉剂)
- 生理盐水、多聚甲醛(固定液)
3. 仪器
- 微量注射器、灌胃针
- 动物超声仪(FibroScan类设备)
- 石蜡切片机、显微镜
四、造模流程
1. CCl₄溶液配制
- 将CCl₄与橄榄油按 1:3~1:5体积比 混合(终浓度10%-20% v/v),涡旋震荡乳化。
2. 给药方案
途径 | 剂量 | 频率 | 周期 |
---|---|---|---|
腹腔注射 | 0.5-1.0 ml/kg | 每周2次 | 6-8周 |
灌胃 | 1.0-2.0 ml/kg | 每周2-3次 | 8-12周 |
注:首次给药前24h禁食,后续常规饲养。
3. 人源化模型构建(可选)
- 移植人肝细胞或免疫细胞后,再行CCl₄诱导,用于研究人特异性病理过程。
五、模型评价
1. 无创监测
- 超声弹性成像:肝硬度值(kPa)≥ 8.0 提示显著纤维化
- 血清学指标:ALT/AST > 200 U/L,Hyp(羟脯氨酸)> 2 μg/mg肝组织
2. 终末病理分析
- 组织染色:
- Masson三色染色:胶原纤维(蓝色)定量 ≥ 5% 面积为阳性
- α-SMA免疫组化:HSCs活化标志(阳性率 > 15%)
- 纤维化分期(参照Ishak评分):
- 成功模型:≥ F3(桥接纤维化)
六、模型特点
优势 | 局限性 |
---|---|
1. 纤维化进展可控,重复性好 | 1. CCl₄急性毒性可能致动物死亡 |
2. 适用于免疫微环境机制研究 | 2. 需严格防护(CCl₄为剧毒物) |
3. 支持人源化肝病模型构建 | 3. 纤维化逆转周期长(>4周) |
七、注意事项
- 动物福利:每周监测体重,下降>20%需减量或暂停给药;给予 analgesia(如布洛芬饮水)。
- 毒性控制:首次使用低剂量(如0.3 ml/kg),逐步递增至目标浓度。
- 操作安全:CCl₄配制需在通风橱中进行,操作者佩戴防毒面具。
八、应用方向
- 抗纤维化药物疗效评价
- 肝微环境与免疫细胞互作研究
- 人源化肝纤维化机制的基因编辑研究
九、结论
CCl₄诱导的免疫缺陷小鼠肝纤维化模型是研究肝纤维化病理机制及治疗策略的有效工具,尤其在整合人源细胞移植技术后,为转化医学研究提供了高度仿生的实验平台。严格把控给药剂量与动物状态是模型成功的关键。
参考文献(示例格式)
- Kisseleva T. et al. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2021.
- Tacke F. et al. J Hepatol. 2022.
(注:实际使用需补充具体文献)
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