以下是一篇关于部分胆总管结扎(pBDL)诱导小鼠/大鼠肝纤维化模型的完整学术文章,内容严格避免涉及任何企业或商品名称:
部分胆总管结扎(pBDL)诱导肝纤维化动物模型的建立与应用
摘要
部分胆总管结扎(Partial Bile Duct Ligation, pBDL)是一种通过手术干预诱导胆汁淤积性肝损伤的经典动物模型,可稳定模拟人类胆道梗阻相关肝纤维化进程。该模型以可控的胆管阻塞引起胆管上皮细胞增生、炎症反应及胶原沉积,适用于胆道疾病相关肝纤维化机制研究和药物评价。本文系统阐述pBDL模型的建立方法、病理特征、适用场景及技术要点。
1. 引言
肝纤维化是慢性肝损伤的修复性反应,表现为细胞外基质(ECM)过度沉积。为研究胆道疾病(如原发性硬化性胆管炎、胆道闭锁)的纤维化机制,需建立可靠的胆汁淤积动物模型。pBDL通过选择性结扎部分胆总管分支,保留另一分支通畅,在诱导局部肝叶纤维化的同时避免动物急性肝功能衰竭,显著提高存活率。
2. 模型建立方法
2.1 实验动物
- 物种选择:成年雄性C57BL/6小鼠(18-22g)或SD/Wistar大鼠(200-250g)
- 术前准备:禁食6小时,自由饮水;手术台预热至37℃维持体温。
2.2 手术步骤
- 麻醉:腹腔注射麻醉剂(如戊巴比妥钠)诱导麻醉。
- 开腹:腹部剃毛消毒,沿腹中线作1.5cm(小鼠)或3cm(大鼠)切口。
- 暴露胆总管:轻柔拨开肠管,定位胆总管(肝门区透明管状结构)。
- 部分结扎:
- 识别胆总管分叉为左右两支(小鼠)或肝叶分支(大鼠)。
- 用无菌缝合线结扎其中一支胆管(通常选择左外侧叶胆管)。
- 确保结扎紧密但避免管道撕裂(图1A)。
- 关腹:生理盐水冲洗腹腔,缝合肌层与皮肤。
2.3 术后护理
- 单笼饲养,保暖至苏醒。
- 术后3天给予含抗生素的饮用水预防感染。
- 每日评估动物状态(活动度、伤口愈合)。
3. 纤维化进展与病理特征
3.1 时间进程
时间点 | 病理变化 |
---|---|
第3天 | 胆管反应性增生,中性粒细胞浸润 |
第7天 | 门静脉区炎症加重,成纤维细胞活化 |
第14天 | 显著胶原沉积(I/III型),纤维间隔形成 |
第28天 | 成熟纤维化,部分发展为肝硬化 |
3.2 组织学验证
- 染色方法:
- H&E:评估炎症浸润及胆管增生。
- Sirius Red:胶原纤维定量(图1B)。
- 免疫组化:α-SMA(活化的肝星状细胞标志物)、CK19(胆管上皮细胞)。
- 典型表现:
- 结扎肝叶:门静脉区扩张,胆管数量增加(>10个/门静脉区),纤维间隔连接相邻门静脉区。
- 非结扎肝叶:组织学基本正常,作为内对照。
4. 模型优势与局限性
4.1 核心优势
- 高度靶向性:病变局限于结扎肝叶,非结扎肝叶维持正常功能。
- 可重复性强:纤维化进展时间窗明确(14天达高峰)。
- 模拟人类疾病:病理特征与胆道梗阻性纤维化高度一致。
4.2 主要局限
- 技术要求高:胆管解剖结构微小(尤其小鼠),需熟练显微操作。
- 种属差异:大鼠胆管再生能力强于小鼠,纤维化程度更显著。
- 不适用于:非胆道源性纤维化(如酒精性、病毒性肝炎)。
5. 应用方向
- 机制研究:
- 胆管上皮-间质转化(EMT)在纤维化中的作用
- 胆汁酸信号通路(如FXR、TGR5)调控机制
- 药物评价:
- 抗纤维化化合物(如FXR激动剂、抗氧化剂)疗效验证
- 靶向胆管增生的基因治疗策略评估
6. 技术注意事项
- 避免完全胆管结扎:完全结扎(BDL)易导致胆管破裂、腹膜炎及高死亡率。
- 精准识别胆管分支:术中可经胆囊注射染料(如亚甲蓝)辅助定位。
- 术后监测:血清生化指标(ALT、AST、总胆汁酸、碱性磷酸酶)动态评估肝损伤程度。
结论
pBDL模型通过精确模拟胆道梗阻的病理生理过程,为研究胆汁淤积性肝纤维化提供了稳定、可控的平台。其分区性病变特性允许研究者同时获取病变与正常肝组织样本,有助于深入解析纤维化进展中的分子事件。未来可结合基因编辑动物拓展其在靶点验证中的应用价值。
图1. pBDL模型关键步骤及病理表现
- A:小鼠胆总管分叉示意图(左:结扎分支;右:保留分支)。
- B:术后14天结扎肝叶Sirius Red染色(胶原纤维呈红色,×200)。
参考文献(示例,实际需补充完整)
- Tag et al. Hepatology. 2015. (胆管反应机制)
- Fickert et al. Gastroenterology. 2007. (pBDL病理标准化)
- Popov et al. Lab Invest. 2010. (种属差异比较)
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