疾病研究“金标准”：一文囊括经典动物/细胞造模解决方案

动物模型，是医学研究者精心构建的模拟人类疾病表现的生命载体，其精准复刻了疾病的复杂进程与关键特征。主要用于实验生理学、实验病理学和实验治疗学（包括新药筛选）研究。比如一些经典的动物模型———EAE模型、癫痫模型、AD模型、糖尿病模型、肠炎模型、急性胰腺炎模型等。

 

实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE)模型[1]

 

造模分子：MOG(35-55)、百日咳毒素(PTX)

 

造模机制：MOG(35–55)作为自身抗原在FCA中经MHC-II递送，诱导外周Th1/Th17扩增；PTX通过ADP-核糖基化破坏BBB、激活TLR4–IL-1β/6轴并上调黏附分子，协同放大T细胞入脑与髓鞘攻击，快速建立T细胞驱动的EAE模型。

 

造模方法：6 - 8周龄的雌性C57BL/6小鼠，麻醉后每只小鼠背部脊椎两侧皮下四点注射200μL乳剂，每点各50μL。乳剂中含有200μg MOG(35-55)肽(abs815889），并与等量的弗氏完全佐剂（含一定浓度的热灭活结核杆菌 H37 Ra）混合。免疫当天（0h）和免疫后第2天（48h）分别给予小鼠腹腔注射200 ng PTX(abs42024900)以增强免疫。

 

应用案例：PTX构建C57BL/6小鼠EAE模型，验证抗原特异性调节性T细胞（Treg）过继治疗是否能促进Th17细胞的生成。

 

图1  Tregs细胞的过继转移可促进EAE中Th17的生成

 

癫痫(Status epilepticus,SE)模型[2]

 

造模分子：毛果芸香碱（别名：匹罗卡品）、东莨菪碱

 

造模机制：毛果芸香碱是致痫剂，诱发癫痫。毛果芸香碱诱导癫痫的本质是“外源性M受体过度激活→中枢胆碱能通路失衡→海马等易感脑区兴奋性异常升高→神经元同步化放电→癫痫发作” 的级联反应。东莨菪碱是外周胆碱能M受体拮抗剂，保护剂，防止动物过早死亡。

 

造模方法：6 周龄雄性 C57BL/6 小鼠，所用实验动物均在中国医科大学实验动物中心喂养，室温为 23 度恒温，湿度适宜，每笼 5-6 只小鼠，普通饮食。适应性喂养 2 周后，随机分为两组（n=6）：对照组和癫痫组。癫痫组小鼠接受皮下注射 1 mg/kg 东莨菪碱(abs47000420），注射 30min后，腹腔注射 340 mg/kg 毛果芸香碱(abs47001830）。90min后腹腔注射 6 mg/kg 安定。对照组小鼠相应的注射等体积对照溶剂。

 

应用案例：毛果芸香碱构建C57BL/6小鼠SE模型，用于MiR-330-5p 通过靶向 TLR4 减轻匹罗卡品诱导的小鼠癫痫发作的机制研究。

 

图2  Western blot 实验检测癫痫组和对照组小鼠海马组织 TLR4 的表达水平

 

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)模型[3]

 

造模分子：Aβ_1-42、Aβ_25-35、Aβ_1-40

 

造模机制：β-淀粉样蛋白(amyloid β-protein，Aβ)沉积是 AD 最为突出的病理特征之一。Aβ诱导AD模型的原理是通过外源性添加具有强聚集性和毒性的Aβ肽段，在培养的神经元中“重现”AD大脑中最关键的起始病理事件，从而引发一系列下游的分子和细胞变化（包括突触损伤、TAU病理、氧化应激等），最终导致神经元功能丧失和死亡。常用Aβ肽段包括Aβ_1-42、Aβ_25-35以及Aβ_1-40等。

 

造模方法：AD细胞模型构建方法

(1)CGNs 分离与培养：取 P8 Wistar 大鼠小脑组织，机械破碎后用 2.5% 胰蛋白酶+DNase I(abs47047435)于37°C 消化30min；含10% FBS(abs972)的DMEM终止反应，离心重悬细胞，计数后接种。

(2)细胞接种与培养条件：以 1×10?个/皿密度接种于0.1% PLL包被培养皿，用含 2% B-27(abs9120）、1% L-谷氨酰胺(abs9141）、0.2% Primocin的Neurobasal 培养基，于 37°C、5% CO?孵箱培养；次日换含 2% D -葡萄糖的Neurobasal培养基，加 10 μM AraC 抑制非神经元细胞生长。

(3)Aβ_1-42纤维制备：1% NH₄OH 溶解 Aβ_1-42肽段(abs45128173），无 Ca²⁺/Mg²⁺PBS(abs970)稀释至 1 mg/mL；取等效7μM可溶性肽液，37°C 轻摇孵育 24h 或 48h 形成纤维。

(4)AD模型建立：DIV5时，CGNs分别暴露于24h/48h 预孵育的 Aβ_1-42纤维，处理48h；DIV7通过免疫组化与组织化学验证模型成功。

 

应用案例：Aβ_1-42纤维构建Wistar大鼠小脑颗粒神经元(CGNs)AD细胞模型，用于探究DNA拓扑异构酶IIβ(Topo IIβ)在AD病理过程中的作用及其与核受体Nurr1的调控关系。

 

图3 拓扑异构酶 IIβ（topo IIβ）表达与阿尔茨海默病（AD）的相关性

 

糖尿病(Diabetes Mellitus,DM)模型造模方法[4]

 

造模分子：链脲菌素

 

造模机制：链脲菌素(STZ)是通过其葡萄糖类似物的特性被胰腺β细胞特异性摄取，通过在细胞内引起DNA烷基化、PARP激活导致的能量耗竭以及氧化应激等多重作用，最终选择性地破坏β细胞，导致胰岛素分泌绝对缺乏，从而成功建立糖尿病动物模型。

 

造模方法：8周龄雄性 C57BL/6J小鼠在适应性喂养一周后，随机分为对照组，糖尿病模型组(STZ组)。糖尿病模型组小鼠以55mgkg剂量连续5天腹腔注射STZ溶液(abs812888)，对照组注射相同剂量的柠酸缓冲液。通过尾静脉取血，使用血糖仪测量空腹血糖水平，将空腹血糖高于11.1 mmol/L 的小鼠筛选为成功的糖尿病模型组。

 

应用案例：链脲菌素构建C57BL/6J小鼠SE模型，用于研究肠道菌群在糖尿病小鼠合并认知功能障碍中的作用。

 

图4 对照组和STZ组小鼠体重、饮水量、进食量、空腹血糖的比较

 

炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)模型造模方法[5]

 

造模分子：硫酸葡聚糖钠盐

 

造模机制：硫酸葡聚糖钠盐(DSS)通过破坏肠上皮紧密连接，损伤肠道屏障，增加通透性，促使菌群易位，进而激活TLR4/NF-κB炎症通路，加剧肠道炎症反应。该机制是构建IBD动物模型及研究肠屏障损伤与免疫激活的重要基础。

 

造模方法：野生型 C57BL/6 J 小鼠饲养于光照（12h光/暗循环）和温度（22±0.5℃）可控的房间内，自由自由饮食和饮水。经过1周的适应期后，小鼠通过自由饮用含 5%(w/v)DSS 的水溶液(abs9192)7天建立结肠炎模型，对照组饮用无菌水。

 

应用案例：硫酸葡聚糖钠盐构建C57BL/6J小鼠溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)模型，用于研究UC的机制及药物筛选。

 

图5  DSS诱导结肠炎小鼠结肠的外观及长度(A)、体重及疾病活动指数(B&C)、形态学(D)以及 mRNA 水平及蛋白水平变化

 

脂多糖(LPS)诱导巨噬细胞极化为 M1 型巨噬细胞模型[6]

 

造模分子：脂多糖(来源：大肠杆菌O55:B5)

 

造模机制：脂多糖(LPS)通过激活巨噬细胞表面的Toll样受体4(TLR4)，启动细胞内信号通路，诱导其向M1型极化。LPS→结合TLR4/MD2受体→激活MyD88依赖途径(NF-κB/MAPK)和TRIF依赖途径(IRF3)→转录因子入核→启动M1相关基因(促炎因子、iNOS等)表达→巨噬细胞获得M1型表型。

这个过程是机体应对革兰氏阴性菌感染的关键快速免疫反应，但过度或持续的激活也会导致严重的炎症损伤，与多种炎症性疾病和脓毒症的发生密切相关。

 

造模方法：RAW264.7 巨噬细胞，用 10 ng/mL LPS(abs47014848)刺激巨细胞24h极化为 M1 型巨噬细胞，用 10 ng/mL IL-4 刺激巨噬细胞 24h 极化为 M2 型巨噬细胞。用 10 ng/mL LPS(abs47014848)连续刺激巨噬细胞 7天，每 24h 检测一次细胞表型变化。

 

应用案例：脂多糖(LPS)诱导RAW264.7细胞极化为M1型，用于研究褪黑素协同 LPS 调控巨噬细胞防治肿瘤的作用。

 

图6 褪黑素与 LPS 对巨噬细胞表型的影响

 

佛波酯(PMA)激活巨噬细胞(M0)，结合IL-4诱导细胞极化为M2型巨噬细胞模型[7]

 

造模分子：佛波酯、IL-4

 

造模机制：佛波酯(PMA)将“未激活的、不敏感的”单核细胞/巨噬细胞转变为“已激活的、贴壁的、准备就绪的”巨噬细胞。在PMA预处理的基础上，IL-4作为关键的极化信号，通过其特异性受体和信号通路(JAK-STAT6)，精确地将细胞导向M2型表型。

 

造模方法：首先使用终质量浓度为150μg/L PMA(abs9107)激活RAW264.7细胞（即 M0 型巨噬细胞）培养24 h 后，加入终质量浓度为20μg/L IL-4(abs04698），诱导RAW264.7 细胞向M2型巨噬细胞分化。

 

应用案例：PMA+IL-4诱导RAW264.7细胞极化为M2型，研究从CSF1R/STING/TBK1信号调控肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）表型极化探究加味白头翁汤治疗结直肠癌的效应机制。

 

图7  IL-4 诱导的 M2 型巨噬细胞对 MC38 细胞侵袭能力的影响及加味白头翁汤含药血清干预后的抑制作用（吉姆萨染色，×200）注：A.空白组；B.IL-4 组；C.100μmol/L；D.200μmol/L；E.500μmol/L

 

动脉粥样硬化(Atherosclerosis, AS)细胞模型[8]

 

造模分子：氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）

 

造模机制：ox-LDL在血管壁中的积累在 AS 的发展中起着关键作用。ox-LDL被巨噬细胞吞噬，在细胞内形成大量脂滴，巨噬细胞从而转化为泡沫细胞。泡沫细胞聚集是动脉粥样硬化早期病变。

 

造模方法：巨噬细胞系 RAW 264.7（购自美国典型培养物保藏中心，ATCC），实验组先用 PFE（从芫荽种子中提取的黄酮类化合物）（1.5、3.0、7.5 μg/mL）预处理 2h。对照组不加 PFE。然后添加 ox-LDL(abs47014903)至终浓度 100 μg/mL，与细胞共孵育 24h。

 

应用案例：ox-LDL诱导RAW264.7巨噬细胞转化为泡沫细胞，用于证实药物PFE通过PPARγ-ABCA1/ABCG1 通路促进胆固醇流出，抑制泡沫化。

 

图8  PFE改善泡沫细胞中的脂质积聚（泡沫细胞的代表性图像用油红O染色）。

 

急性胰腺炎（Acute Pancreatitis, AP）模型[9]

 

造模分子：雨蛙素

 

造模机制：雨蛙素是一种胆囊收缩素类似物，可过度刺激胰腺腺泡细胞，导致消化酶（如胰蛋白酶）在细胞内异常激活。消化酶的异常激活导致胰腺组织自我消化，引发局部炎症反应、水肿、细胞坏死。雨蛙素诱导的损伤会激活 NF-κB 等炎症信号通路，促进 TNF-α、IL-6 等促炎因子的释放。

 

造模方法：

(1)体外细胞模型：使用大鼠胰腺 AR42J 细胞系，用 10 nM 雨蛙素(abs45129586)处理细胞 24h，模拟胰腺炎症环境，对照组使用等量PBS。

(2)体内大鼠模型：使用健康雄性SD大鼠（6–8周龄），腹腔注射雨蛙素（剂量：50 μg/kg/次），每小时注射一次，共注射7次。对照组注射等体积生理盐水。

 

应用案例：雨蛙素诱导SD大鼠急性胰腺炎模型，用于证实槲皮素通过抑制 PFKFB3 调控糖酵解和线粒体功能，从而缓解急性胰腺炎。

 

图9  PFKFB3 抑制剂槲皮素改善急性胰腺炎（AP）大鼠模型的炎症与代谢状况

 

参考文献:

[1] Cheng H, Nan F, Ji N, et al. Regulatory T cell therapy promotes TGF-β and IL-6-dependent pro-inflammatory Th17 cell generation by reducing IL-2. Nat Commun. 2025;16(1):7644.

[2] 杨帆. MiR-330-5p通过靶向TLR4减轻匹罗卡品诱导的小鼠癫痫发作的机制研究[D]. 中国医科大学, 2022.

[3] ?ule Terzio?lu-U?ak; Yesim Negis; Derya S,et al.Cellular Model of Alzheimer's Disease: Aβ1-42 Peptide Induces Amyloid Deposition and a Decrease in Topo Isomerase IIβ and Nurr1 Expression.Current Alzheimer Research.2017;14,636-644.

[4] 虞帆. 肠道菌群在糖尿病小鼠合并认知功能障碍中的作用[D]. 苏州大学, 2020.

[5] Chen L, Zhong XL, Cao WY, et al. IGF2/IGF2R/Sting signaling as a therapeutic target in DSS-induced ulcerative colitis. Eur J Pharmacol. 2023;960:176122.

[6] 林玉坤. 褪黑素协同LPS调控巨噬细胞防治肿瘤的作用研究[D]. 河南大学, 2020.

[7] 马成勇,张宝云,邓蓓蕾,等. 从CSF1R/STING/TBK1信号调控肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）表型极化探究加味白头翁汤治疗结直肠癌的效应机制[J]. 中国实验方剂学杂志, 2023, 29 (17): 96-108.

[8] Liu J, Zhang W, Li Y, Li X, Li Y, Guo F. Flavonoids extract from the seeds of Psoralea corylifolia L. (PFE) alleviates atherosclerosis in high-fat diet-induced LDLR-/- mice. Phytomedicine. 2022;98:153983.

[9] Jiang H, Liu J, Xu Z, et al. Quercetin alleviates acute pancreatitis by modulating glycolysis and mitochondrial function via PFKFB3 inhibition. Cell Mol Life Sci. 2025;82(1):311.

 

动物造模产品推荐——神经系统疾病

疾病	化合物名称	货号	主要作用
多发性硬化(MS)	百日咳毒素	abs42024900	血脑屏障开放剂
	MOG(35-55)	abs815889	EAE模型抗原
	[Ser140]-PLP (139-151)	abs45152261	EAE模型抗原
	PLP (139-151)	abs45153151	EAE模型抗原
	PLP (178-191)	abs45152963	EAE模型抗原
	MBP (69–88)	abs45152786	EAE模型抗原
	MBP(1-11)	abs45131577	EAE模型抗原
	弗氏完全佐剂	abs9270	EAE模型中与MOG混合乳化后使用
	弗氏完全佐剂（EAE模型专用）	abs90351	EAE模型中与MOG混合乳化后使用
	MRT-6160	abs823601	EAE阳性对照药
阿尔茨海默病(AD)	Aβ(1-42)	abs45128173	AD模型诱导剂
	Aβ(1-40)	abs44056601	AD模型诱导剂
	Aβ(1-43)	abs45128344	AD模型诱导剂
	Aβ(25-35)	abs45151799	AD模型诱导剂
	FPS-ZM1	abs810156	Aβ聚集抑制剂
	Alda-1	abs810155	醛脱氢酶激活剂
	抑肽素	abs817902	β-分泌酶抑制剂
帕金森病(PD)	MPTP 盐酸盐	abs814897	PD模型诱导剂
	MPP+ iodide	abs819581	PD模型诱导剂
	6-羟基多巴胺氢溴酸盐	abs42070403	PD模型诱导剂
癫痫/惊厥	东莨菪碱	abs47000420	癫痫模型诱导剂
	毛果芸香碱	abs47001830	癫痫模型诱导剂
	荷包牡丹碱	abs812832	惊厥模型诱导剂
	红藻氨酸	abs814947	兴奋性神经毒素
疼痛模型	辣椒素	abs817025	TRPV1激动剂
	辣椒平	abs814873	TRPV1拮抗剂
精神分裂症	(+)MK-801 maleate	abs810777	NMDA受体拮抗剂
焦虑模型	L-丁硫氨酸-亚砜亚胺 (L-BSO)	abs811942	谷胱甘肽合成抑制剂
工具化合物	PLX5622	abs823427	小胶质细胞清除
	CTxB-FITC	abs80003	神经细胞示踪

 

动物造模产品推荐——炎症与免疫

疾病	化合物名称	货号	主要作用
炎症信号	脂多糖（O55:B5）	abs47014848	TLR-4 激活剂
	脂多糖（O111:B4）	abs42020800	TLR-4 激活剂
	MCC-950 sodium	abs810111	NLRP3炎症小体抑制剂
	Ferrostatin-1	abs813072	铁死亡抑制剂
特应性皮炎(AD)	Calcipotriol	abs820222	强诱导TSLP，驱动Th2炎症与瘙痒
	卵清蛋白（OVA）	abs9203	诱导特异性IgE与皮肤炎症
	恶唑酮（OXA）	abs42065081	形成慢性苔藓样病灶
结肠炎(IBD)	硫酸葡聚糖钠盐（DSS）	abs9192	肠道炎症诱导剂
哮喘	鸡蛋清白蛋白（精制级）	abs9206	过敏原诱导剂
关节炎/狼疮性肾炎	姥鲛烷	abs42156029	自身免疫诱导剂
系统性红斑狼疮	咪喹莫特	abs816516	TLR7激动剂

 

动物造模产品推荐——肿瘤

疾病	化合物名称	货号	主要作用
皮肤癌	佛波酯	abs9107	肿瘤促进剂
肺肿瘤	尿烷	abs816485	肺癌诱导剂
乳腺癌/胃癌	N-亚硝基-N-甲基脲	abs822567	乳腺癌/胃癌诱导剂
化疗药物	顺铂	abs810466	DNA交联剂
	依托泊苷	abs812962	拓扑异构酶抑制剂
靶向治疗	吉非替尼	abs812854	EGFR抑制剂
	阿法替尼	abs810678	EGFR/HER2抑制剂
	鲁索利替尼	abs810523	JAK抑制剂
表观遗传调控	曲古柳菌素A	abs817876	HDAC抑制剂
	5-氮杂胞嘧啶核苷	abs817890	DNA甲基化抑制剂

 

动物造模产品推荐——呼吸系统疾病

疾病	化合物名称	货号	主要作用
肺纤维化	硫酸博莱霉素	abs817895	肺纤维化诱导剂
	盐酸胺碘酮	abs817251	肺纤维化诱导剂
	核心蛋白聚糖	abs06612	纤维化调节剂
	吡非尼酮	abs812862	抗肺纤维化药物

 

动物造模产品推荐——心血管疾病

疾病	化合物名称	货号	主要作用
心脏疾病	多柔比星	abs810716	心肌毒性诱导剂
	阿霉素	abs817233	损伤心肌细胞结构
	Necrostatin-1	abs810493	坏死性凋亡抑制剂
	扎普司特	abs817409	PDE5抑制剂
高血压	醋酸去氧皮质酮	abs813590	盐敏感性高血压诱导剂
	L-NAME hydrochloride	abs817904	NOS抑制剂
	血管紧张素 II 醋酸盐	abs811565	血管紧张素受体激动剂
动脉粥样硬化	人源氧化低密度脂蛋白	abs47014903	斑块形成诱导剂
	胆固醇	abs816876	沉积于血管壁，形成ox-LDL

 

动物造模产品推荐——内分泌与代谢疾病

疾病	化合物名称	货号	主要作用
糖尿病	链脲菌素	abs812888	胰岛β细胞损毁剂
	盐酸二甲双胍	abs817883	AMPK激活剂
高尿酸	腺嘌呤	abs815941	抑制尿酸排泄、促进内源性尿酸生成
	阿非昔芬	abs816150	胰岛素增敏剂
	别嘌醇	abs813982	黄嘌呤氧化酶抑制剂
肥胖/脂代谢	GW4064	abs812162	FXR激动剂
	棕榈酸	abs814575	脂毒性诱导剂

 

动物造模产品推荐——消化系统疾病

疾病	化合物名称	货号	主要作用
胰腺炎	雨蛙素	abs45129586	胰腺腺泡细胞激活剂
	L-精氨酸	abs47033242	急性胰腺炎诱导剂
胃炎	脱氧胆酸钠	abs42147674	胃黏膜损伤剂
	阿司匹林	abs47001499	急性胃炎诱导剂
	吲哚美辛	abs817976	胃溃疡诱导剂
肝硬化	D-(+)-半乳糖胺盐酸盐	abs42016150	肝损伤诱导剂
胆汁淤积	石胆酸	abs813707	胆管损伤剂
十二指肠溃疡	半胱胺盐酸盐	abs813570	溃疡诱导剂

 

动物造模产品推荐——泌尿系统疾病

疾病	化合物名称	货号	主要作用
肾损伤	顺铂	abs810466	肾小管毒性诱导剂
	万古霉素	abs811196	肾小管毒性诱导剂
肾病综合症	氨基核苷嘌呤霉素	abs42025971	足细胞损伤剂

 

动物造模产品推荐——感染性疾病

疾病	化合物名称	货号	主要作用
抗生素	盐酸环丙沙星	abs816578	喹诺酮类抗生素
	盐酸万古霉素	abs815996	糖肽类抗生素
抗真菌/寄生虫	两性霉素B	abs812886	广谱抗真菌剂
	青蒿素	abs815898	抗疟药

 

动物造模产品推荐——其他疾病

疾病	化合物名称	货号	主要作用
骨质疏松	奥达卡替	abs810634	组织蛋白酶K抑制剂
	维生素A酸	abs812855	破坏骨吸收与骨形成的平衡
眼科疾病	维替泊芬	abs817900	光动力治疗剂
遗传工程疾病	多西环素	abs817331	用于转基因小鼠基因表达模型

 

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