肾结石模型构建服务简介

1. 模型模拟疾病介绍

肾结石（Kidney Stones）是由尿液过饱和析出的晶体与有机基质在泌尿系统异常沉积形成的矿物-蛋白复合物，其核心发病机制涉及晶体成核-生长-聚集的动力学失衡及肾小管上皮细胞损伤介导的异质成核[1]。根据成分可分为草酸钙（占70%-80%）、磷酸钙、尿酸结石等类型，其中高草酸尿、低枸橼酸尿及炎症微环境（如巨噬细胞浸润）是促进草酸钙结石形成的关键病理因素[2]。全球成年人患病率约10%-15%，男性发病率是女性的2-3倍，高风险人群包括代谢综合征患者、慢性脱水职业者及携带SLC26A6等溶质转运体基因突变个体[3]。典型临床表现涵盖肾绞痛（放射性侧腹疼痛）、血尿及尿路梗阻继发感染，约50%患者5年内会复发[4]。

既往研究证实，结石微环境存在TLR4/NF-κB通路激活的炎症级联反应（如MCP-1、IL-8上调）及骨桥蛋白（OPN）、结晶抑制因子Tamm-Horsfall蛋白的表达失调[5]。通过乙二醇联合氯化铵诱导的啮齿类动物模型，可稳定模拟人类高草酸尿症相关的晶体沉积过程。此类模型已广泛应用于探究结晶调节剂（如枸橼酸钾）的溶石机制、上皮-间质转化（EMT）在结石纤维化中的作用，以及新型靶向治疗（如NLRP3炎症小体抑制剂）的疗效验证[6-8]。

相关疾病: 原发性高草酸尿症(Primary Hyperoxaluria, PH); 肠源性高草酸尿症(Enteric Hyperoxaluria); 肾钙质沉着症(Nephrocalcinosis); 梗阻性肾病(Obstructive Nephropathy); II型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus, T2DM); 肥胖相关性肾结石(Obesity-related Nephrolithiasis)

2. 模型概述

l 普通浏览介绍：

如耀生物采用乙二醇诱导（Ethylene Glycol Induction）和基因修饰（Genetic Modification）两大核心技术，精准构建肾结石（Kidney Stones）动物模型，高度模拟人类结石形成的代谢异常与炎症微环境。该模型可广泛应用于溶石药物开发、结石复发机制研究及泌尿系统代谢疾病的治疗评估，为肾病与泌尿外科研究提供高效临床前平台。

l 专业模型介绍：

如耀生物采用乙二醇诱导（Ethylene Glycol Induction）和基因修饰（Genetic Modification）两大核心技术，构建高度模拟人类肾结石病理特征的动物模型，为研究结石形成机制及药物开发提供精准临床前平台。

在乙二醇诱导模型中，通过给予SD大鼠含1%乙二醇（Ethylene Glycol）和2%氯化铵（Ammonium Chloride）的饮用水持续4-6周，成功诱导高草酸尿症及草酸钙晶体沉积，成模率达80-90%。该模型可精确复现结石形成的代谢异常过程，包括尿草酸排泄量显著升高（>60 mg/24h）、尿枸橼酸水平降低（<300 mg/24h）及肾组织晶体沉积（Von Kossa染色阳性）。同时，基因修饰模型（如Slc26a6敲除小鼠）可模拟遗传性高草酸尿症，进一步研究特定溶质转运体在结石发生中的作用。

该模型精准模拟了临床肾结石的核心病理特征：组织学分析显示肾小管腔内草酸钙晶体沉积（偏振光显微镜观察）及间质纤维化（Masson染色胶原沉积>25%）；分子水平检测证实炎症标志物（MCP-1、IL-8）及结晶调节因子（骨桥蛋白OPN、Tamm-Horsfall蛋白）表达显著异常；功能学评估可见肾小球滤过率（GFR）下降及尿NAG酶活性升高，提示肾小管损伤。研究人员利用该模型深入探究晶体-上皮细胞互作、TLR4/NF-κB炎症通路激活及EMT在结石纤维化中的作用，为开发新型治疗策略（如NLRP3炎症小体抑制剂、枸橼酸盐补充剂及抗氧化疗法）提供可靠研究工具。

l 服务亮点/较同行的特长：

1. 高精准建模：严格模拟人类肾结石的代谢异常与病理进程，成模率稳定（>80%），数据可重复性强。

2. 全流程标准化：从模型构建到检测（生化、影像、组织学）提供一体化解决方案，支持定制化研究需求。

3. 典型应用 (Use Cases)

1. 溶石药物筛选与评价

例如：枸橼酸钾（Potassium Citrate）500 mg/kg/d灌胃治疗4周，乙二醇诱导模型尿草酸排泄量由85 mg/24h降至32 mg/24h，肾组织晶体沉积面积减少60%（Von Kossa染色定量，p<0.01）

2. 代谢调节剂疗效评估

例如：肠道草酸转运体抑制剂（SLC26A6拮抗剂）口服3周，Slc26a6-KO小鼠尿草酸由75 mg/24h降至22 mg/24h，肾钙含量下降70%（ICP-MS检测）

3. 结石复发预防研究

例如：益生菌VSL#3干预6周，模型尿枸橼酸水平由210 mg/24h升至480 mg/24h，结石复发率较对照组降低40%（微CT随访3个月）

4. 基因治疗载体测试

例如：AAV9介导的HOGA1基因敲减使原发性高草酸尿模型（PH3）尿草酸下降62%，肾小管损伤评分（NAG酶活性）改善50%（qPCR/WB验证）

5. 生物标志物动态分析

例如：模型血清OPN水平与结石负荷呈正相关（r=0.79，p<0.001），第4周达峰值（1.8 ng/mL），早于影像学检出（超声敏感度92%）

6. 器械溶石效果测试

例如：钬激光碎石术后联合碱性枸橼酸盐灌洗，模型残留晶体体积（微CT）减少85%，肾盂压力波动幅度下降70%（压力传感器实时监测）

4. 工作流程速览

模型构建阶段

l 动物准备SD大鼠（6-8周龄，雄性，SPF级）、C57BL/6小鼠（8-10周龄，雄性，SPF级）适应性饲养1周（温度22±2°C，湿度50±10%，12/12h光暗循环），自由饮水，标准饲料（低草酸/低镁配方，用于高草酸尿模型）

l 诱导阶段

(1) 分组与预处理：随机分为对照组（正常饮水）、模型组（1%乙二醇+2%氯化铵饮水），实验前禁食12小时（自由饮水），减少胃内容物干扰

(2) 诱导剂配制与给药：乙二醇溶液：1% (v/v) 乙二醇（Ethylene Glycol）溶于蒸馏水，氯化铵溶液：2% (w/v) 氯化铵（Ammonium Chloride）溶于乙二醇水溶液

(3) 给药方式：自由饮用，每日更换新鲜溶液

(4) 监测与记录：摄水量、摄食量、体重，每周尿液检测（代谢笼收集24h尿液）：尿草酸（Oxalate）、尿钙（Calcium）、尿枸橼酸（Citrate）、尿pH值（试纸法或pH计）、结晶检查（偏振光显微镜）

(5) 模型验证（D28）：超声检查（小动物超声仪）：肾盂/膀胱结石（高回声伴声影），血清生化：肌酐（Cr）、尿素氮（BUN）评估肾功能

药效研究：

l 分组设计：

a. 溶石药物组（如枸橼酸钾 500 mg/kg/d，灌胃）

b. 抗炎治疗组（如NLRP3抑制剂 MCC950 10 mg/kg，腹腔注射）

c. 预防组（诱导同时给药）

l 干预操作：

药物配制：枸橼酸钾溶于蒸馏水（50 mg/mL），MCC950溶于5% DMSO+生理盐水

给药方式：灌胃（每日固定时间）或腹腔注射（隔日一次）

l 动态监测：

每周检测：尿生化（草酸、枸橼酸、钙）、血清炎症因子（IL-8、MCP-1，ELISA法）

影像学追踪（D35/D56）：微CT（结石体积、分布）、X光（钙化灶定位）

终点检测

工作过程流程图

l 模型验证

图1肾组织切片HE染色×200（左:空白组，右:模型组）

doi:11.3969/j.issn.1674-8115.2014.11.007

图1肾组织切片VonKossa染色×200（左:空白组，右:模型组）

doi:11.3969/j.issn.1674-8115.2014.11.007

5. 交付成果 (Deliverables)

1） 动物基本信息与建模数据

(1) 动物品系：SD大鼠（或C57BL/6小鼠）

(2) 周龄/性别：6-8周龄，雄性

(3) 体重曲线：每周体重变化（对照组 vs. 模型组）

(4) 成模率：Von Kossa阳性样本占比（如85%）

结石负荷原始数据：

(1) 尿草酸/钙/枸橼酸浓度（mg/24h）

(2) 微CT结石体积（mm³）及分布定位图

(3) 超声检测结果（肾盂扩张评分、回声强度）

2） 组织病理学图像与定量分析

(1) H&E染色：全视野高清图像（标尺100μm）；肾小管损伤评分（0-4分）及典型病理注释（晶体沉积、炎性浸润）

(2) Von Kossa染色：钙盐沉积面积定量（ImageJ分析，占比%）；偏振光显微镜图像（草酸钙晶体双折射特征）

(3) Masson染色：肾间质纤维化面积（胶原沉积%，附热图对比）

3) 分子与免疫学检测数据

(1) 免疫组化（IHC）图像：炎症标志物（CD68+巨噬细胞、Ly6G+中性粒细胞）、纤维化标志物（α-SMA、TGF-β1、Collagen I）、定量数据（阳性细胞数/高倍视野或积分光密度值）

(2) qPCR/WB原始数据：炎症通路（TLR4、NF-κB、NLRP3）、纤维化基因（TGF-β1、Collagen I）、结晶调节因子（OPN、THP）

4）功能学与生化检测数据：

(1) 方法学：模型构建流程、干预方案、检测标准

(2) 结果总结：图表（折线图、柱状图、病理图像）

(3) 统计分析：t检验/ANOVA、相关性分析（如结石体积 vs. 炎症因子）

(4) 原始数据包：Excel表格（体重、尿生化、qPCR Ct值等）

(5) 参考文献：关键引用文献（APA格式）

l 交付亮点

标准化：所有数据符合GLP规范，可溯源至原始记录

可视化：病理图像附带标尺与专业注释（符合期刊投稿要求）

多维度验证：涵盖组织学、分子、功能学三层证据链

6. 时间和价格(Timeline & Pricing)

30-40天，价格面议

7. 快速下单 (Get Started)

扫码填写需求表，或直接联系我们：技术顾问：13780009482 | bioslu@163.com （此文档仅作宣传，详细技术协议与质控指标可按需定制）

参考文献：

[1] Khan SR, Pearle MS, Robertson WG, et al. Kidney stones. Nat Rev Dis Primers. 2016;2:16008. doi:10.1038/nrdp.2016.8.

[2] Taguchi K, Okada A, Hamamoto S, et al. Experimental model of calcium oxalate nephrolithiasis in mice. Free Radic Biol Med. 2017;111:336-341. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2016.12.026.

[3] Scales CD, Smith AC, Hanley JM, et al. Prevalence of kidney stones in the United States. Eur Urol. 2012;62(1):160-165. doi:10.1016/j.eururo.2012.03.052.

[4] Rule AD, Bergstralh EJ, Melton LJ, et al. The ROKS nomogram for predicting a second symptomatic stone episode. Clin J Am Soc Nephrol. 2011;6(9):2129-2135. doi:10.2215/CJN.00880111.

[5] Okada A, Yasui T, Hamamoto S, et al. Renal macrophage polarization and crystal formation. Am J Physiol Renal Physiol. 2017;313(2):F176-F185. doi:10.1152/ajprenal.00123.2017.

[6] Liu Y, Li S, Wang Z, et al. Molecular mechanisms of citrate in renal stone prevention. Kidney Int. 2015;87(5):1032-1040. doi:10.1038/ki.2014.370.

[7] Zhu W, Zhao Z, Chou FJ, et al. EMT in kidney stone formation. J Am Soc Nephrol. 2019;30(2):220-234. doi:10.1681/ASN.2018050526.

[8] Mulay SR, Desai J, Kumar SV, et al. NLRP3 inflammasome drives inflammation in crystal nephropathy. Nature. 2016;531(7595):556-559. doi:10.1038/nature17412.