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目前有多種動物模型被廣泛用于研究炎癥性腸（inflammatory bowel disease，IBD）的病因、發病機制及測試新開發藥物藥效等，尤其以葡聚糖硫酸鈉鹽（Dextran Sulfate Sodium Salt，DSS，MW:36000~50000）結腸炎（ulcerative colitis，UC）模型應用最為廣泛。
現行研究中常用的UC建模類型大約分為：自發模型、誘導模型（化學藥物誘導：TNBS三硝基苯磺酸，DSS葡聚糖硫酸鈉等、免疫學方法誘導、細胞移植誘導）以及基因修飾模型等。
圖1 .DSS潰瘍病結腸炎模型發展歷程
葡聚糖硫酸鈉鹽（Dextran Sulfate Sodium Salt, DSS）是一種聚陰離子衍生物，其誘導結腸炎模型的機制雖仍未十分明確, 但通常認為與巨噬細胞功能失調、腸道菌群失調、DSS對結腸上皮的毒性作用、細胞因子在DSS結腸炎模型的發病中起重要作用等機制有關。
對比多種UC建模類型，DSS造模具有很大的優勢：
1. 癥狀表現與人潰瘍性結腸炎（UC）極度相似，可用于研究急、慢性結腸炎的發生發展機制，也可用于藥物的藥效研究。
2. 自由飲用DSS水溶液的建模方式，簡單易行，成模率高，重復性強。
3. 用不同濃度的DSS、給藥時間和給藥頻率，可以實現急性和慢性兩種結腸炎模型。模型持續時間長，體現了急性向慢性轉化的動態過程，解決了UC的慢性化和維持問題。
4. 多種屬動物中均可造模：小鼠、大鼠、斑馬魚、豬、果蠅等。
5. 聯合氧化偶氮甲烷 (azoxymethane, AOM)用藥，可用于誘發結腸炎相關性癌癥 (colitis associated cancer, CAC) 動物模型，成功模擬IBD誘發CAC的過程。
通過給予動物自由飲用不同濃度的DSS（MW:36000~50000）水溶液，根據用藥時間及用藥周期可制成急性和慢性兩種結腸炎模型。該模型癥狀表現與人類UC極為相似，主要表現為腹瀉、黏液樣便、糞便潛血、肉眼血便、重量減輕、活動度減少，毛色變差等。
表1.DSS結腸炎模型組織學特征 | ||
DSS結腸炎模型類別 | 急性期結腸炎模型 | 慢性期結腸炎模型 |
組織學改變 | 結腸充血、水腫、變短、變脆、重量長度比增加 | 結腸明顯縮短 |
出現不同程度的結腸潰瘍 | 粘膜增厚、淋巴結腫大 | |
黏膜水腫、杯狀細胞缺失、隱窩腫脹破壞 | 杯狀細胞缺失、隱窩缺失 | |
黏膜和黏膜下層出現不同程度的炎癥細胞浸潤，上皮細胞損傷 | 小部分動物出現腺瘤肉、腫瘤樣改變 | |
1）BALB/c小鼠，雌，6-8周，25 g；
2）用無菌水配置3% DSS飲用水，然后用0.22 μm的濾膜過濾；
3）給小鼠連續飲用7天，HE染色；
4）實驗結果：小鼠的組織水腫充血，有明顯的炎癥現象。
DSS造模具體實驗步驟：
DSS濃度：急性期模型通常為3-5%，慢性期模型通常為1-3%；可根據實驗需求及動物類型摸索濃度。該濃度為質量體積比，使用飲用水配置后，0.22 µM濾膜過濾除菌。
數據記錄：每隔24 h記錄小鼠體重、糞便粘稠度、糞便潛血等指標。
1) 急性DSS結腸炎模型
Day1：稱重并標記各組C57BL/6小鼠。待造模小鼠飲用3-5% DSS水溶液，未處理組小鼠飲用正常水。
Day3：給予待造模小鼠更換新鮮3-5% DSS飲用水。
Day5：給予待造模小鼠更換新鮮3-5% DSS飲用水。
Day8：給予待造模小鼠更換新鮮不含DSS的飲用水。
2) 慢性DSS結腸炎模型
Day1：稱重并標記各組C57BL/6小鼠。待造模小鼠飲用1-3% DSS水溶液，未處理組小鼠飲用正常水。
Day3：給予待造模小鼠更換新鮮1-3% DSS飲用水。
Day5：給予待造模小鼠更換新鮮1-3% DSS飲用水。
Day8：給予待造模小鼠更換新鮮不含DSS的飲用水。
Day22-Day26：重復Day1-Day5操作。
Day29：給予待造模小鼠更換新鮮不含DSS的飲用水。
Day43-Day47：重復
Day1-Day5操作。
Day50：給予待造模小鼠更換新鮮不含DSS的飲用水。
圖2.DSS急性結腸炎切片HE染色結果[1]
1）將斑馬魚胚胎培養在含甲基藍的E3胚胎培養基中，28.5 ℃，培養至1 dpf；
2）用E3培養基配置0.5% DSS飲用水，然后用0.22 μm的濾膜過濾；
3）用0.5%的DSS處理斑馬魚，從3 dpf處理到6 dpf。
4）實驗結果：0.5%的DSS藥物處理均會導致斑馬魚肝臟顏色變深，產生炎癥應激。
圖3.DSS導致斑馬魚肝臟產生炎癥反應[2]
1）四到五天大的約克郡小豬，實驗組：灌注DSS，對照組：灌注生理鹽水
2）每只小豬每日攝入量1.25 g DSS/kg，灌注5天
3）實驗結果：灌注DSS后，實驗組的血漿D-甘露醇攝取率顯著高于對照組，表明小豬出現了肉眼可見的腸炎癥狀。
圖4.DSS誘導致小豬體內D-甘露醇濃度高于對照組[3]
1）將5~10日的雌果蠅放在一個裝有2.5×2.5×1cm的空小瓶中培養中，用5%蔗糖溶液潤濕的3.75-cm色譜紙（Fisher）進料介質；
2）用5%的蔗糖溶液分別配制含有不同成分的喂食培養基，類別包括各含3%的DSS，25 μg/mL博來霉素(硫酸博來霉素60257ES、鹽酸博來霉素60216ES)；
3）果蠅放入含有層析紙的瓶中，29℃培養三天，期間每天將存活的果蠅移入含有新鮮培養基的空瓶中;
4）實驗結果：DSS有致死的功能，且DSS誘導ISC前體細胞增殖。
圖5.DSS誘導果蠅中ISC前體細胞增殖[4]
1. 疾病活躍指數評分（Disease Activity Index, DAI score）
從三個方面進行評估打分，分別為體重、糞便粘稠度、糞便潛血等指標，DAI評分為三個指標之和。
表2 .DAI評分細則
評分 | 體重下降百分比 | 糞便粘稠度 | 糞便潛血 |
0 | 0 | 正常 | 陰性 |
1 | 1-5% | 軟便 | 淺藍 |
2 | 5-10% | 黏液樣便 | 藍色 |
3 | 10-20% | 稀液狀便 | 深藍 |
4 | ＞20% | —— | 肉眼血便 |
2. 組織學變化評分
組織學變化評分為上述各指標之和，在急性結腸炎模型中淋巴結形成不做評分。組織學分析的標準方法為HE染色（Cat.NO：60524ES60）。
表3 .組織學變化評分
評分 | 潰瘍（個） | 上皮細胞變化 | 炎癥浸潤 | 淋巴結（個） |
0 | 0 | 正常 | 無 | 無 |
1 | 1 | 杯狀細胞缺失 | 隱窩周圍浸潤 | 1 |
2 | 2 | 杯狀細胞大面積缺失 | 黏膜肌層出現浸潤 | 2 |
3 | 3 | 隱窩缺失 | 黏膜肌層普遍浸潤，黏膜增厚 | 3 |
4 | ＞3 | 隱窩大面積缺失或息肉狀再生 | 黏膜下層浸潤 | ＞3 |
3. 結腸長度
急性結腸炎模型中，第8天可檢測到結腸長度縮短；慢性結腸炎模型中，結腸長度縮短更加明顯。
4. 總結
DSS UC動物模型構建應先進行預實驗，摸索建模條件，建議預實驗每組樣本8-10只，并設立對照組。通常出現體重減輕、稀便、腹瀉、血便或糞便潛血、潰瘍可視為DSS藥物有效，造模成功。但是體重減輕并不一定是造模成功的必要標準，也有可能體重變化不大，主要還是看實驗動物的實際病理情況或切片情況來評估造模成功與否。
客戶來源：中國醫學科學院北京協和醫學院放射醫學研究所(天津)
小鼠類型：6~8周雄性C57BL/6J小鼠
造模方法：1.5% (w/v) DSS自由飲用15天
圖6.Yeasen DSS（Cat#60316ES）小鼠造模實驗結果（Yuan Li, et al. Gut Microbes（2019）789-806. IF=10.245）
客戶來源：南京農業大學
小鼠類型：體重為20~22 g的8周齡雄性C57BL/6小鼠
造模方法：3% (w/v) DSS自由飲用7天
圖7.Yeasen DSS（Cat#60316ES）小鼠造模實驗結果（Xiaona Gao, et al. Journal of Nutritional Biochemistry 83 (2020) 108438. IF=6.048）
客戶來源：中國海洋大學
小鼠類型：4-5周齡SPF雄性C57BL/6J小鼠
造模方法：3.5% (w/v) DSS自由飲用一周
圖8 .Yeasen DSS（Cat#60316ES）小鼠造模實驗結果（Hao H,et al.Frontiers in Immunology.2021.777147. IF=7.561）
客戶4 發表的文獻：
客戶來源：上海交通大學醫學院瑞金醫院
小鼠類型：9周齡雌性C57BL/6J小鼠
造模方法：4% (w/v) DSS自由飲用10天
圖9 Yeasen DSS（Cat#60316ES）小鼠造模實驗結果（Li Zhao, et al. Chemical Engineering Journal. 2021.130464. IF=13.27）
客戶5 發表的文獻：
客戶來源：中國海洋大學
小鼠類型：7-8周齡雄性C57BL/6小鼠
造模方法：3% (w/v) DSS自由飲用10天
圖10 Yeasen DSS（Cat#60316ES）小鼠造模實驗結果（Tong, L, et al. Milk-derived extracellular vesicles alleviate ulcerative colitis by regulating the gut immunity and reshaping the gut microbiota. 2021.62046. IF=11.56）
客戶6 發表的文獻：
客戶來源：浙江大學
小鼠類型：6周齡雄性C57BL/6小鼠
造模方法：3個周期，每個周期包括1周2% DSS，2周飲用水
圖11 Yeasen DSS（Cat#60316ES）小鼠造模實驗結果（Zhong D, Jin K, Wang R,et al. Microalgae-Based Hydrogel for Inflammatory Bowel Disease and Its Associated Anxiety and Depression. Advanced Materials. 2024. IF=29.4）
翌圣DSS建模案例
翌圣DSS（Cat.NO：60316ES,MW:36000~50000）廣泛應用于UC模型的構建。我們發現急性結腸炎成模時間主要集中在7天左右，效果十分顯著。下表是部分客戶的數據反饋。
表4 .用DSS構建不同類型的腸炎模型
模型 | 建模樣本 | 造模方案 | 造模結果 | 使用評價 |
急性結腸炎 | BALB/c小鼠，雌，6-8周，25 g | 3%-5% DSS連續自由飲用7天 | Day5出現，結腸長度縮短、HE染色，炎癥明顯 | 成模速度快，用時短。符合急性結腸炎模型特征 |
C57BL/6小鼠，雄，8周，20 g | 3%-5% DSS灌胃，持續給藥 | Day5出現，結腸長度縮短、體重下降、便血、拉稀 | 成模率高，用時短。符合急性結腸炎模型特征 | |
慢性結腸炎 | C57BL/6小鼠，雄，8周，22 g | 1-2% DSS灌胃，持續給藥 | Day40出現，結腸長度縮短、體重下降、便血、拉稀 | 成模率高。符合慢性結腸炎模型特征 |
結腸癌 | C57BL/6小鼠，雄，8周，21 g | 1%-2% DSS自由飲用5天，持續3周 | 14周 出現，結腸長度縮短、體重下降、HE染色，炎癥明顯 | 成模率高。符合結腸癌模型特征 |
Yeasen提供高品質DSS（Cat#60316ES）：高純度（98%），硫含量17-19%，游離硫＜0.2%，大量文獻數據支持，建模效率可媲美進口品質。
1. 癥狀與人類UC高度相似：可用于研究結腸炎發生機制和藥效研究。
2. 成模率高：自由飲用DSS水溶液，簡單易行、重復性強。
3. 可構建多種結腸炎模型：急性結腸炎、慢性結腸炎，還可以聯合AOM構建結腸炎相關性癌癥（CAC）模型。
4. 適用于多種屬動物造模：小鼠、大鼠、斑馬魚、豬、果蠅等。
5. 安全性高：DSS可被自然生態系統降解，對環境安全；
6. 純度高：高純度（98%），硫含量17-19%。
無論急性DSS結腸炎模型還是慢性DSS結腸炎模型，腸炎嚴重程度與成功與否均與小鼠種屬（不同基因背景）、DSS濃度、給藥周期等相關。
表5.DSS結腸炎造模常見問題
可能出現的問題 | 可能的原因 | 建議解決辦法 |
小鼠致死率高 | DSS濃度太高 | 降低DSS給藥濃度 |
小鼠無腸炎癥狀或低腸炎癥狀 | DSS濃度太低 | 升高DSS給藥濃度；減少循環間隔時間（10-14天） |
同一組小鼠，腸炎癥狀差異大 | 瓶蓋堵塞 | 每天檢查小鼠飲水瓶 |
Q1：如何配置DSS溶液？
A：用無菌水配制DSS溶液到所需濃度，建議使用0.22 μm的過濾。
Q2：DSS造模方案包括哪些？
A：可通過自由飲、口服、或灌胃給藥。
Q3：影響DSS造模成功的關鍵因素有哪些？
A：DSS濃度、分子量、給藥時間以及動物種屬。
Q4：每天給大鼠和小鼠飲水量體積是多少（包含急性和慢性造模）？
A：小鼠（20~25g）每只每天7-10毫升，大鼠（100 g）每只每天10~11毫升。
Q5：DSS和TNBS均是結腸炎模型，兩者有什么區別？
A：DSS誘發潰瘍性結腸炎，TNBS誘發克羅恩病結腸炎。
Q6：慢性結腸炎造模過程中，為什么第二階段誘導總是慢于第一階段？
A：第一階段誘導后DSS耐受水平會提高，癥狀出現緩慢或較輕是常見的。若想要縮短第二階段誘導周期，可以適當提高DSS濃度。
截止到2024年3月，Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS) 結腸炎建模用葡聚糖硫酸鈉（60316ES）已累計發表文獻120篇，總影響因子675.71。
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