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、死亡率高，而慢性胰腺炎呈反復發(fā)作的腹痛，且和胰腺癌關系密切，故兩者成為臨床迫切需要解決的問題。最近在很多動物模型上證實，急性胰腺炎(acute pancreatitis, AP)的發(fā)病原因及嚴重程度和膽汁酸刺激、嚴重高甘油三酯血癥、乙醇和溶血相關，機制上存在細胞膜通透性增加、酶原異常激活、炎癥反應、細胞凋亡、內質網(wǎng)應激、氧化應激、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)和反復的炎癥反應導致纖維化等進行性的病理變化，最終內、外分泌組織破壞。在近期的動物模型研究上，證明炎癥因子導致胰腺衛(wèi)星細胞的增殖和釋放細胞外基質，是纖維化加重的重要原因，而神經免疫反應則加劇了疼痛反應。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證。大量轉基因和基因敲除小鼠在急性和慢性胰腺炎實驗研究中的應用，使胰腺炎的遺傳相關因素以及分子機制的研究得以大量地開展，胰腺炎和許多單基因的相關性逐步得到明確。
目前，研究中應用最廣的胰腺炎動物模型是嚙齒類動物，如大鼠、小鼠，也有地鼠，其他動物也有報道。自發(fā)性胰腺炎的動物模型在研究中還未得到實際應用。根據(jù)造模方法，誘發(fā)性模型可分為非侵入法（飲食誘導、化學誘導等）和侵入法（逆行性膽管注射、胰管結扎或阻塞等）兩大類模型，如圖7-3所示。當今的胰腺炎研究趨勢越來越傾向于多種胰腺炎模型應用于同一個研究，以排除模型特異性或動物種類特異性對實驗結果的干擾。
圖7-3 胰腺炎模型制備示意圖
部分造模方法
使用動物：小鼠
雨蛙素誘發(fā)胰腺炎動物模型 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；促進肝膽汁分泌；調節(jié)小腸、結腸運動；刺激胰腺外分泌；作為腦腸激素調節(jié)攝食。
【造模機制】：
過量給予雨蛙素，通過CCK受體，刺激胰腺腺泡細胞過度分泌，并使細胞內的胰蛋白酶原和溶酶體水解酶分離障礙，經組織蛋白酶B依賴性的方式激活，胰酶的活性又能夠進一步導致酶原激活，引起一系列蛋白酶活性導致的細胞損害。胰腺組織自我消化引起的炎癥反應募集炎癥細胞，釋放炎癥因子，進一步引起局部甚至全身性的嚴重炎癥反應。
急性胰腺炎的發(fā)病因素已經比較清楚，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)病機制至今還不清楚，利用急性胰腺炎反復發(fā)作導致慢性胰腺炎的原理，多次反復誘導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基本造模機制。
雨蛙素誘導胰腺炎時，往往聯(lián)合應用增加胰腺炎易感性的因素，如內毒素、乙醇、高甘油三酯血癥等。
脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)是一種內毒素，它可以通過激活單核細胞進而釋放細胞因子， 引起全身性炎癥反應。臨床研究發(fā)現(xiàn)LPS水平與急性胰腺炎的嚴重程度密切相關。雨蛙素與LPS聯(lián)合應用在建立胰腺炎模型時有協(xié)同作用。LPS破壞炎癥介質的正常反應，進而發(fā)展局部的胰腺炎為全身性的嚴重性炎癥反應，加重在雨蛙素誘發(fā)基礎上的胰腺炎。
乙醇可以增加胰腺的氧化應激、破壞腺泡細胞的線粒體、使胰蛋白酶原易活化，同時改變神經內分泌調節(jié)，使細胞死亡從凋亡向壞死轉化，通過抗炎反應促進胰腺纖維化。因此，不論急性胰腺炎還是慢性胰腺炎模型的制備，通過乙醇的應用可以促進其他方法誘導的胰腺炎。
高甘油三酯血癥(hypertriglyceridemia)是急性胰腺炎的重要發(fā)病原因，但是機制至今不清楚。對高甘油三酯血癥模型用雨蛙素進行胰腺炎誘導，已經被證實可以加重胰腺炎嚴重程度，但是只有嚴重高甘油三酯血癥(>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轉基因小鼠具有嚴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)等二烷基錫可導致膽管上皮細胞破壞，引起水腫增生，引起胰膽管堵塞，形成急性間質性胰腺炎，慢性炎癥導致胰腺纖維化。DBTC經常被和雨蛙素聯(lián)合應用，造成比較典型的慢性胰腺炎模型。
【造模方法】：
理論上講，雨蛙素可以誘導大多數(shù)動物發(fā)生急性胰腺炎，但是此類模型主要應用于嚙齒類動物（如大鼠和小鼠）。大鼠5~20µg/kg體重，4～6小時內每小時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)其對雨蛙素誘導的急性胰腺炎同樣敏感，按照大鼠或小鼠的方式誘導均可。
雨蛙素誘導的慢性胰腺炎是該模型制備的基本方法。不論哪種動物，多次誘導急性胰腺炎，每周一次持續(xù)數(shù)周到更長時間，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物，因為基因修飾小鼠是慢性胰腺炎和單基因關系的主要研究工具。
利用LPS聯(lián)合雨蛙素誘導急性胰腺炎時，一般5~15mg/kg腹腔注射一次，在最后一次雨蛙素注射時加入或之后注射。有報道雨蛙素聯(lián)合LPS時，可減少一次雨蛙素注射。
乙醇既可以單獨也可以和雨蛙素聯(lián)合應用誘導急性和慢性胰腺炎。乙醇可以通過灌胃急性大量給予。若對小鼠進行實驗，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，能夠保證動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，誘導慢性胰腺炎。
雨蛙素聯(lián)合DBTC制備慢性胰腺炎，大鼠應用較多。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】：
注射雨蛙素后動物血漿淀粉酶、脂肪酶的峰值升高，幅度從幾十倍到上千倍都有報道，可能和用藥劑量和不同實驗室測定方法不同有關。胰腺組織水腫、炎性細胞浸潤，同時伴有少鼠腺細胞壞死，有時有出血，經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水平增高。細胞凋亡和自噬在這類模型的胰腺炎的病理機制中，不同的動物種類表現(xiàn)不同。雨蛙素誘導胰腺炎的動物模型還可表現(xiàn)出典型的急性胰腺炎相關肺損傷，特別是聯(lián)合應用LPS。
慢性胰腺炎模型的病理特點包括：外分泌和內分泌細胞的批的丟失，典型的慢性炎癥特點，導管內蛋白栓和鈣化形成，疼痛敏感，以及胰腺纖維化。
【模型評估和應用】：
由于雨蛙素誘導急性胰腺炎操作簡便，實驗周期短，重復性好，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胞生物學機制，在發(fā)病的遺傳和環(huán)境因素研究中發(fā)揮了重要作用。目前已經報道的動物種類有大鼠、小鼠、狗、家兔和地鼠。雨蛙素由于類似物CCK可以應用于體外實驗研究，模擬雨蛙素的體內實驗作用機制，因此更有利于細胞生物學研究。雨蛙素誘導輕中度急性胰腺炎，可以自愈，因此用于早期細胞機制和腺泡細胞損傷修復研究，有利于觀察新的防治方法的作用。但是，在評價防治方法時，淀粉酶、脂肪酶不是敏感指標，生化指標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。雨蛙素誘導的胰腺炎在同一品系中，也會有胰腺炎進程的少許的差異。因此，這類模型應用時，必須有合適的對照組，并進行時間依賴性觀察。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，其他的介入性和嚴重性胰腺炎模型，在研究中經常需要作為補充性模型。在注射雨蛙素的同時給予LPS刺激，一定程度上彌補了單一使用雨蛙素建模的局限。
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