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肾间质纤维化丨小鼠单侧输尿管梗阻模型(UUO)构建、优化与多模态验证

发布时间:2026-04-15点击量:9
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写在前面

在慢性肾病(CKD)研究领域,单侧输尿管梗阻(UUO)模型是公认的研究肾间质纤维化的“金标准”。虽然原理看似简单——“扎住输尿管,等待纤维化”,但实际操作中,梗死程度不一、动物死亡率高、病理结果不典型等问题常常让新手科研人“破防”。


今天,小晶参考MCAO模型的严谨逻辑,为您奉上一份小鼠UUO模型不踩坑指南。



一、核心原理:为什么选UUO?


UUO模型通过结扎单侧输尿管,导致该侧肾脏尿液引流受阻,肾盂压力升高,进而引发肾小管扩张、间质炎症细胞浸润、成纤维细胞活化、细胞外基质沉积,最终形成肾间质纤维化。

该模型特点:

周期短:7-14天即可出现明显纤维化;

病变一致:纤维化程度与梗阻时间呈良好线性关系;

对侧对照:健侧肾脏可作为自身对照,减少个体差异。

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图1:小鼠左肾门解剖结构



二、造模全程详解:每一步都是细节


1. 术前准备:动物与器械

动物选择:

品系:C57BL/6小鼠优先(遗传背景清晰,纤维化反应稳定);

性别:雄性优先(避免雌激素对纤维化的干扰);

体重:20-25g(8-10周龄);

器械与耗材清单:

显微手术器械(眼科剪、显微镊、显微弯镊、持针器);

6-0丝线或5-0丝线(用于结扎输尿管);

手术显微镜(建议6-10倍放大);

恒温加热垫(维持肛温37±0.5℃);

缝线(5-0丝线用于缝合皮肤)。

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图2:术前准备


2. 麻醉与固定

诱导:4-5%异氟烷(氧流量0.5-0.8L/min);

维持:1.5-2%异氟烷,面罩吸入。

小鼠左侧卧位固定,左侧腹部备皮;

碘伏消毒3遍,75%乙醇脱碘,铺无菌洞巾。

术中持续监测呼吸频率、皮肤颜色、趾反射;

加热垫维持体温,肛温探头监控。


3. 手术操作分步图解(关键!)

第一步:暴露肾脏与输尿管

左侧腹部肋缘下0.5cm处做一纵向切口,长约1cm;

钝性分离皮下组织及肌肉层,暴露腹腔;

轻轻拉出左侧肾脏,沿肾门向下追踪输尿管。


第二步:分离输尿管

在显微镜下,用显微镊钝性分离输尿管周围结缔组织;

游离输尿管中上段约1cm长度,避免牵拉过度;

在输尿管下方穿一根6-0丝线备用。


第三步:结扎输尿管

在输尿管中段位置,用丝线打两个结,间距约2-3mm;

在两结之间剪断输尿管,确保完全阻断尿液引流;

观察近端输尿管是否迅速扩张,确认结扎成功。


第四步:关闭腹腔

将肾脏轻柔归位,避免扭转;

肌肉层用5-0丝线连续缝合,皮肤用3-0丝线间断缝合;

碘伏消毒切口,停麻醉。

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图3:小鼠UUO模型造模流程图


4. 术后护理:决定生死的关键24h

即刻护理与观察指标:

将小鼠置于37℃恒温加热垫,侧卧位,保持气道通畅;

皮下注射生理盐水1ml补液;

单笼饲养,避免撕咬。

苏醒时间(一般5-10分钟);

术后1h、6h、24h观察精神状态、活动度、饮水情况;

若出现呼吸困难、持续抽搐、濒死状态,立即安乐死。



三、常见“坑”与实时处理方案


术中现象

可能原因

现场处理

输尿管难以分离

周围脂肪组织过多 / 误伤输尿管

镜下仔细辨认,避免牵拉,必要时从肾门向膀胱方向追踪

结扎后肾脏无扩张

结扎不彻底 / 误扎其他组织

重新分离,确保输尿管完全阻断

术后24h死亡

麻醉过深 / 失血过多 / 感染

控制麻醉深度,加强无菌操作,术后保温补液

纤维化程度差异大

梗阻时间不一致 / 结扎位置不当

统一结扎位置与时间,术后分组明确时间点



四、模型验证:多模态检测,让数据无懈可击


光凭手感不够,必须用客观的影像学和功能学指标验证模型成功与否。以下是目前顶刊通用的多模态验证方案。

1. 组织学染色(金标准)

HE染色:观察肾小管扩张、萎缩、间质增宽、炎症细胞浸润;

Masson染色:评估胶原纤维沉积程度,量化纤维化面积;

天狼星红染色:在偏振光下区分I型和III型胶原,敏感性更高。

避坑提示:切片厚度统一为3-5μm,染色时间标准化,避免批次间差异。


2. 免疫组化/免疫荧光(常用标志物)

α-SMA:肌成纤维细胞活化标志;

Collagen I/III:细胞外基质沉积;

F4/80:巨噬细胞浸润程度;

E-cadherin:肾小管上皮-间质转化(EMT)评估。

避坑提示:一抗孵育条件、抗原修复方式必须一致,确保定量可重复。


3. 分子生物学检测    

Western Blot:检测纤维化相关蛋白(α-SMA、TGF-β1、Collagen I)表达;

qPCR:检测纤维化相关基因(TGF-β1, Col1a1, Col3a1, Fibronectin)表达;

ELISA:检测尿或组织裂解液中炎症因子(IL-1β, TNF-α, MCP-1)水平。


4. 肾功能与生化指标

血清肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)可评估肾功能损害程度;

尿蛋白/肌酐比值(UPCR)反映肾小球功能。

注意:UUO模型为单侧梗阻,对侧肾脏代偿,血清肾功能指标变化不显著,建议结合组织学共同评估。

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图4:假手术组(左)和UUO模型组(右)的肾脏对比图


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图5:8-10周龄的雄性野生型C57BL/6小鼠接受单侧输尿管梗阻(UUO)手术,术后10天处死


五、模型验证逻辑总结:多模态数据闭环


验证层级

检测手段

核心指标

时间点

组织病理

Masson/天狼星红

胶原沉积面积

术后7d、14d

细胞活化

IHC(α-SMA)

肌成纤维细胞数量

术后7d、14d

炎症反应

IHC(F4/80)

巨噬细胞浸润

术后3d、7d

分子水平

WB/qPCR

TGF-β1、Collagen I表达

术后7d、14d

肾功能

血清Cr/BUN

肾功能损害

术后14d

只有将以上多模态数据整合起来,才能构建一个“病理-分子-功能”完整的证据链,让你的UUO模型数据真正达到顶刊水平。



六、总结:UUO模型成功三要素


1.结扎位置准、阻断彻底——模型成立的物理基础;

2.术中精细、术后护理——动物存活的保障;

3.多模态验证、数据闭环——文章发表的底气。

避开这些坑,你的UUO模型也能从“扎不准”到“稳扎稳打”。

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结语



构建UUO模型,需要的不只是耐心,还有丰富的经验和标准化的流程

【晶莱生物】拥有十年动物模型构建经验,深度掌握 300+ 种模型技术,覆盖神经、代谢、肿瘤、心血管等热门领域。

在UUO模型方面,我们已成功构建 1000+ 例,经验证:

模型成功率 >90%

术后7d存活率 >95%

纤维化面积标准差 <10%

我们配备全套组织病理平台、分子生物学平台及多模态成像系统,可提供从造模到多模态验证的一站式服务,让你的UUO实验不再“踩坑”。


关于晶莱


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晶莱生物创立于2016年,拥有北京(北京晶莱华科生物技术有限公司)及长沙(湖南晶莱生物技术有限公司)两个研发机构,是专注于生物医药临床前研发与基础医学科研服务的国家高新技术企业及专精特新企业。依托北京、长沙两地的3000余平实验平台,晶莱构建了8个研究平台,可为客户提供包括临床前CRO、类器官模型构建、动物寄养、动物模型构建、细胞型构建、药效及各类表型、机制、通路等全方位的研究服务。



截至目前,晶莱生物已与国内超过1000家生物医药公司、高校及医院建立了紧密的合作关系,成功实施了10000余项研究/研发项目,积累了超过100000+客户。




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[3] Understanding Animal Research. Black laboratory mouse in purple gloved hand[EB/OL]. Wikimedia Commons,许可协议:CC BY-SA 4.0

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