前言
胰腺炎(pancreatitis)分為急性胰腺炎和慢性胰腺炎。急性胰腺炎病情兇險(xiǎn)、死亡率高，而慢性胰腺炎呈反復(fù)發(fā)作的腹痛，且和胰腺癌關(guān)系密切，故兩者成為臨床迫切需要解決的問題。最近在很多動(dòng)物模型上證實(shí)，急性胰腺炎(acute pancreatitis, AP)的發(fā)病原因及嚴(yán)重程度和膽汁酸刺激、嚴(yán)重高甘油三酯血癥、乙醇和溶血相關(guān)，機(jī)制上存在細(xì)胞膜通透性增加、酶原異常激活、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、氧化應(yīng)激、游離脂肪酸毒性等多種病理途徑。慢性胰腺炎(chronic pancreatitis,CP)的特征是持續(xù)和反復(fù)的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致纖維化等進(jìn)行性的病理變化，最終內(nèi)、外分泌組織破壞。在近期的動(dòng)物模型研究上，證明炎癥因子導(dǎo)致胰腺衛(wèi)星細(xì)胞的增殖和釋放細(xì)胞外基質(zhì)，是纖維化加重的重要原因，而神經(jīng)免疫反應(yīng)則加劇了疼痛反應(yīng)。乙醇是慢性胰腺炎最重要的發(fā)病因素，也在一系列模型上得到驗(yàn)證。大量轉(zhuǎn)基因和基因敲除小鼠在急性和慢性胰腺炎實(shí)驗(yàn)研究中的應(yīng)用，使胰腺炎的遺傳相關(guān)因素以及分子機(jī)制的研究得以大量地開展，胰腺炎和許多單基因的相關(guān)性逐步得到明確。
目前，研究中應(yīng)用最廣的胰腺炎動(dòng)物模型是嚙齒類動(dòng)物，如大鼠、小鼠，也有地鼠，其他動(dòng)物也有報(bào)道。自發(fā)性胰腺炎的動(dòng)物模型在研究中還未得到實(shí)際應(yīng)用。根據(jù)造模方法，誘發(fā)性模型可分為非侵入法（飲食誘導(dǎo)、化學(xué)誘導(dǎo)等）和侵入法（逆行性膽管注射、胰管結(jié)扎或阻塞等）兩大類模型，如圖7-3所示。當(dāng)今的胰腺炎研究趨勢越來越傾向于多種胰腺炎模型應(yīng)用于同一個(gè)研究，以排除模型特異性或動(dòng)物種類特異性對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。
圖7-3 胰腺炎模型制備示意圖
部分造模方法
使用動(dòng)物：小鼠
雨蛙素誘發(fā)胰腺炎動(dòng)物模型 雨蛙素(caerulein)是膽囊收縮素(cholecystokinin,CCK)的類似物。膽囊收縮索是由33個(gè)氨基酸組成的多肽激素，主要生理作用是刺激膽囊收縮與奧狄括約肌松弛；促進(jìn)肝膽汁分泌；調(diào)節(jié)小腸、結(jié)腸運(yùn)動(dòng)；刺激胰腺外分泌；作為腦腸激素調(diào)節(jié)攝食。
【造模機(jī)制】：
過量給予雨蛙素，通過CCK受體，刺激胰腺腺泡細(xì)胞過度分泌，并使細(xì)胞內(nèi)的胰蛋白酶原和溶酶體水解酶分離障礙，經(jīng)組織蛋白酶B依賴性的方式激活，胰酶的活性又能夠進(jìn)一步導(dǎo)致酶原激活，引起一系列蛋白酶活性導(dǎo)致的細(xì)胞損害。胰腺組織自我消化引起的炎癥反應(yīng)募集炎癥細(xì)胞，釋放炎癥因子，進(jìn)一步引起局部甚至全身性的嚴(yán)重炎癥反應(yīng)。
急性胰腺炎的發(fā)病因素已經(jīng)比較清楚，可以模仿人類疾病發(fā)生的方式造模。然而，慢性胰腺炎的發(fā)病機(jī)制至今還不清楚，利用急性胰腺炎反復(fù)發(fā)作導(dǎo)致慢性胰腺炎的原理，多次反復(fù)誘導(dǎo)急性胰腺炎使胰腺表現(xiàn)纖維化等慢性胰腺炎病理特征，是慢性胰腺炎的一個(gè)基本造模機(jī)制。
雨蛙素誘導(dǎo)胰腺炎時(shí)，往往聯(lián)合應(yīng)用增加胰腺炎易感性的因素，如內(nèi)毒素、乙醇、高甘油三酯血癥等。
脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)是一種內(nèi)毒素，它可以通過激活單核細(xì)胞進(jìn)而釋放細(xì)胞因子， 引起全身性炎癥反應(yīng)。臨床研究發(fā)現(xiàn)LPS水平與急性胰腺炎的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。雨蛙素與LPS聯(lián)合應(yīng)用在建立胰腺炎模型時(shí)有協(xié)同作用。LPS破壞炎癥介質(zhì)的正常反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)展局部的胰腺炎為全身性的嚴(yán)重性炎癥反應(yīng)，加重在雨蛙素誘發(fā)基礎(chǔ)上的胰腺炎。
乙醇可以增加胰腺的氧化應(yīng)激、破壞腺泡細(xì)胞的線粒體、使胰蛋白酶原易活化，同時(shí)改變神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)，使細(xì)胞死亡從凋亡向壞死轉(zhuǎn)化，通過抗炎反應(yīng)促進(jìn)胰腺纖維化。因此，不論急性胰腺炎還是慢性胰腺炎模型的制備，通過乙醇的應(yīng)用可以促進(jìn)其他方法誘導(dǎo)的胰腺炎。
高甘油三酯血癥(hypertriglyceridemia)是急性胰腺炎的重要發(fā)病原因，但是機(jī)制至今不清楚。對高甘油三酯血癥模型用雨蛙素進(jìn)行胰腺炎誘導(dǎo)，已經(jīng)被證實(shí)可以加重胰腺炎嚴(yán)重程度，但是只有嚴(yán)重高甘油三酯血癥(>100mg/dl)模型才能觀察到，這類模型很少?，F(xiàn)在除了脂蛋白脂酶和其輔助因子GPIHBP1敲除小鼠，及其抑制劑ApoC3轉(zhuǎn)基因小鼠具有嚴(yán)重高甘油三酯血癥表型，只有地鼠可以通過喂飼方法造成嚴(yán)重高甘油三酯癥。另外，GPIHBP1敲除大鼠最近制備成功，鑒于大鼠在急性胰腺炎研究中的優(yōu)勢，它有可能成為未來急性胰腺炎的最佳工具。這些模型可以作為高甘油三酯血癥性急性胰腺炎的研究對象。
二氯二丁基錫(dibutyltin dichloride,DBTC)等二烷基錫可導(dǎo)致膽管上皮細(xì)胞破壞，引起水腫增生，引起胰膽管堵塞，形成急性間質(zhì)性胰腺炎，慢性炎癥導(dǎo)致胰腺纖維化。DBTC經(jīng)常被和雨蛙素聯(lián)合應(yīng)用，造成比較典型的慢性胰腺炎模型。
【造模方法】：
理論上講，雨蛙素可以誘導(dǎo)大多數(shù)動(dòng)物發(fā)生急性胰腺炎，但是此類模型主要應(yīng)用于嚙齒類動(dòng)物（如大鼠和小鼠）。大鼠5~20µg/kg體重，4～6小時(shí)內(nèi)每小時(shí)一次腹腔或皮下注射；小鼠20-50µg/kg體重，腹腔注射7次，每小時(shí)一次。雖然地鼠不是常用的急性胰腺炎模型，但由于其在脂代謝方面的突出優(yōu)勢，研究發(fā)現(xiàn)其對雨蛙素誘導(dǎo)的急性胰腺炎同樣敏感，按照大鼠或小鼠的方式誘導(dǎo)均可。
雨蛙素誘導(dǎo)的慢性胰腺炎是該模型制備的基本方法。不論哪種動(dòng)物，多次誘導(dǎo)急性胰腺炎，每周一次持續(xù)數(shù)周到更長時(shí)間，將出現(xiàn)較典型的慢性胰腺炎的病理表現(xiàn)。小鼠還是慢性胰腺炎模型中最常用的動(dòng)物，因?yàn)榛蛐揎椥∈笫锹砸认傺缀蛦位蜿P(guān)系的主要研究工具。
利用LPS聯(lián)合雨蛙素誘導(dǎo)急性胰腺炎時(shí)，一般5~15mg/kg腹腔注射一次，在最后一次雨蛙素注射時(shí)加入或之后注射。有報(bào)道雨蛙素聯(lián)合LPS時(shí)，可減少一次雨蛙素注射。
乙醇既可以單獨(dú)也可以和雨蛙素聯(lián)合應(yīng)用誘導(dǎo)急性和慢性胰腺炎。乙醇可以通過灌胃急性大量給予。若對小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最大量可以給到50%~60%乙醇100μl，一天4次，或20％乙醇10次／d。在野生小鼠上，不誘發(fā)急性胰腺炎，也不加重雨蛙素誘導(dǎo)的急性胰腺炎。長期慢性給予乙醇是慢性胰腺炎制備常用的方法。給予乙醇的方式最可靠的是Lieber-DeCarli飲食技術(shù)，能夠保證動(dòng)物長期攝取足量乙醇與營養(yǎng)，并有效排除因長期攝取乙醇而引起的營養(yǎng)障礙，Lieber-Decarli等于1963 年提出含全營養(yǎng)素和乙醇的液體食料，按熱量配制蛋白質(zhì)18%、脂肪21%、碳水化合物47%(36％熱量由乙醇代替），還有一些維生素和無機(jī)鹽等。通常給予10周乙醇后，再增加LPS(3mg/kg)一周一次，連續(xù)3周，誘導(dǎo)慢性胰腺炎。
雨蛙素聯(lián)合DBTC制備慢性胰腺炎，大鼠應(yīng)用較多。DBTC溶在100％乙醇中，再用甘油稀釋，按4.5mg/kg體重的劑量尾靜脈注射一次。也有用DBTC聯(lián)合乙醇制備慢性胰腺炎模型的。
【模型特點(diǎn)】：
注射雨蛙素后動(dòng)物血漿淀粉酶、脂肪酶的峰值升高，幅度從幾十倍到上千倍都有報(bào)道，可能和用藥劑量和不同實(shí)驗(yàn)室測定方法不同有關(guān)。胰腺組織水腫、炎性細(xì)胞浸潤，同時(shí)伴有少鼠腺細(xì)胞壞死，有時(shí)有出血，經(jīng)常在病理切片上看到胰腺組織有圓形的空泡。血清和胰腺組織炎癥因子表達(dá)水平增高。細(xì)胞凋亡和自噬在這類模型的胰腺炎的病理機(jī)制中，不同的動(dòng)物種類表現(xiàn)不同。雨蛙素誘導(dǎo)胰腺炎的動(dòng)物模型還可表現(xiàn)出典型的急性胰腺炎相關(guān)肺損傷，特別是聯(lián)合應(yīng)用LPS。
慢性胰腺炎模型的病理特點(diǎn)包括：外分泌和內(nèi)分泌細(xì)胞的批的丟失，典型的慢性炎癥特點(diǎn)，導(dǎo)管內(nèi)蛋白栓和鈣化形成，疼痛敏感，以及胰腺纖維化。
【模型評估和應(yīng)用】：
由于雨蛙素誘導(dǎo)急性胰腺炎操作簡便，實(shí)驗(yàn)周期短，重復(fù)性好，故已成為胰腺炎造模最常用的方式。這類模型適用于研究急性胰腺炎的細(xì)胞生物學(xué)機(jī)制，在發(fā)病的遺傳和環(huán)境因素研究中發(fā)揮了重要作用。目前已經(jīng)報(bào)道的動(dòng)物種類有大鼠、小鼠、狗、家兔和地鼠。雨蛙素由于類似物CCK可以應(yīng)用于體外實(shí)驗(yàn)研究，模擬雨蛙素的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)作用機(jī)制，因此更有利于細(xì)胞生物學(xué)研究。雨蛙素誘導(dǎo)輕中度急性胰腺炎，可以自愈，因此用于早期細(xì)胞機(jī)制和腺泡細(xì)胞損傷修復(fù)研究，有利于觀察新的防治方法的作用。但是，在評價(jià)防治方法時(shí)，淀粉酶、脂肪酶不是敏感指標(biāo)，生化指標(biāo)方面要依靠炎癥因子的測定，現(xiàn)在還沒有很好的成本較低、簡便可行的方法。
該模型需要注射大劑量的雨蛙素，成本不低，誘導(dǎo)具有自限性的急性胰腺炎，小鼠相對更不敏感。而不同品系的小鼠對雨蛙素誘導(dǎo)的胰腺炎的敏感性相比較，BALB/c、ICR小鼠較敏感，C57BL/6小鼠敏感性較差。雨蛙素誘導(dǎo)的胰腺炎在同一品系中，也會(huì)有胰腺炎進(jìn)程的少許的差異。因此，這類模型應(yīng)用時(shí)，必須有合適的對照組，并進(jìn)行時(shí)間依賴性觀察。另外，該模型并不模擬人類常見的發(fā)病原因，沒有死亡終點(diǎn)，其他的介入性和嚴(yán)重性胰腺炎模型，在研究中經(jīng)常需要作為補(bǔ)充性模型。在注射雨蛙素的同時(shí)給予LPS刺激，一定程度上彌補(bǔ)了單一使用雨蛙素建模的局限。
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