CCl4本身无直接肝毒性,进入小鼠体内后会优先富集于肝脏,经肝细胞内质网中的细胞色素P450 2E1(CYP2E1)代谢活化,生成高活性的三氯甲基自由基(·CCl4)和三氯甲基过氧自由基。
这些自由基会迅速攻击肝细胞的细胞膜与细胞器膜,引发剧烈的脂质过氧化反应,破坏膜结构完整性,导致肝细胞通透性增加、钙超载,最终引发肝细胞水肿、脂肪变性、坏死与凋亡;同时会激活炎症通路,诱导大量炎症细胞浸润,进一步加重肝损伤。
最终表现为血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)急剧升高,肝脏出现典型的急性肝损伤病理改变,完美模拟临床化学性急性肝炎的病理生理过程。

1.实验动物准备
品系选择:优先选择对CCl4敏感的品系,常用C57BL/6小鼠。
周龄与体重:推荐6-8周龄、体重18-22g的小鼠。周龄过小肝脏代谢酶未发育完全,周龄过大敏感性下降,个体差异显著增大。
性别选择:优先选择雄性小鼠。雄性小鼠肝脏CYP2E1活性显著高于雌性,对CCl4更敏感,造模效果更稳定;雌性小鼠因雌激素可抑制CYP2E1活性,敏感性低,非特殊需求不推荐使用。
适应性饲养:小鼠购入后,需在SPF级动物房适应性饲养3-7天,环境控制为温度22±2℃、湿度50±10%、12h明暗交替,自由进食饮水,避免频繁惊扰,减少应激对实验的干扰。
给药前处理:给药前禁食12h,不禁水。禁食可减少食物对肝脏代谢酶活性的影响,大幅降低组内个体差异,提高造模稳定性。
2.试剂与器材准备
核心试剂:分析纯四氯化碳(CCl4)、橄榄油(优先选择,刺激性更小、吸收更稳定,也可选用玉米油);严禁用无水乙醇、DMSO、生理盐水为溶剂,CCl4不溶于水,有机溶剂会加重肝损伤,严重干扰实验结果。
器材准备:1mL注射器、精度0.01g电子天平、通风橱、丁腈手套、护目镜、医用口罩。
试剂配制(核心重点,严禁出错):
全程在通风橱内操作,佩戴全套防护装备,避免吸入和皮肤接触;采用体积比(V/V)配制,急性造模常用浓度为20%,即CCl4:橄榄油=1:4;
给药剂量参考(单次给药,腹腔注射):
小鼠推荐20%的CCl4按10ml/kg给药。
3.核心给药操作(首选:腹腔注射)
腹腔注射因操作简单、吸收快、稳定性高,是CCl4急性肝损伤造模的首选给药方式,操作要点如下:
1、小鼠精准称重,根据体重计算给药体积,提前标记小鼠与对应注射器,避免给药错误;
2、小鼠固定:左手抓取小鼠,固定头部与背部皮肤,使腹部充分暴露,保持头部朝下体位,让腹腔脏器自然下沉,避免进针时刺伤脏器;
3、进针操作:右手持注射器,在小鼠下腹左/右两侧(避开腹中线)45°角进针,进针深度约3-5mm,有落空感后,轻轻回抽针芯,确认无血、无肠液、无尿液后,缓慢匀速推注药液;
4、推药完成后,缓慢拔出针头,用棉签轻压进针点2-3s,避免药液漏出,放回饲养笼。

给药后,推荐在24h取材检测,从以下2个维度验证造模是否成功。
1.血清生化检测(核心金标准)
血清ALT、AST是反映肝细胞损伤最核心的指标,肝细胞坏死后,胞浆内的ALT、AST会大量释放进入血液,导致血清水平急剧升高。
正常参考值:健康小鼠血清ALT、AST多在10-40U/L;
造模成功标准:造模组小鼠血清ALT、AST较正常对照组升高10倍以上,通常可达数百甚至上千U/L,组内变异系数<30%;
2.肝脏大体与组织病理学检测
大体观察
正常小鼠肝脏:颜色呈均匀红褐色,质地柔软有弹性,边缘锐利,表面光滑;
造模成功肝脏:肝脏明显肿大、重量增加,颜色呈土黄色或黄褐色,质地变脆,边缘圆钝,表面可见弥漫性点状坏死或出血点,切面油腻。
组织病理学检测(HE染色,核心金标准):
正常肝组织:肝小叶结构完整,肝细胞排列整齐,无水肿、变性、坏死,无炎症细胞浸润;
造模成功肝组织:肝小叶结构紊乱,肝细胞出现弥漫性水肿、气球样变、脂肪变性,中央静脉周围可见大量点状、灶状坏死,坏死区及汇管区有大量炎症细胞浸润。
空白组--无明显病变
模型组--肝细胞脂肪变(红色箭头)、肝细胞坏死(橙色箭头)、肝细胞水肿(黄色箭头)
P65 qPCR检测:模型组P65 mRNA表达量显著高于对照组。

1.溶剂选错:严禁用无水乙醇、DMSO、生理盐水作为溶剂,必须用橄榄油/玉米油稀释,否则会严重干扰实验结果。
2.剂量/浓度配错:混淆体积比与质量比、原液剂量与溶液剂量,导致造模失败;务必先做预实验确定最优剂量。
3.性别选错:使用雌性小鼠造模,因CYP2E1活性低,造模效果极差,非特殊需求必须用雄性小鼠。
4.未禁食处理:给药前未禁食,食物影响肝脏代谢酶活性,导致组内个体差异极大,造模不稳定。
5.试剂配制不当:提前配制溶液导致CCll4大量挥发,浓度下降;必须现配现用,全程通风橱密闭操作。
6.操作不规范:腹腔注射进针过深刺伤肝脏/肠道,或回抽有异常仍推药,导致小鼠意外死亡,干扰实验结果。
7.取材时间错误:给药后不足12h取材,损伤峰值未到;超过72h取材,肝细胞已启动修复,指标下降,无法反映急性损伤峰值。
8.环境应激干扰:造模期间频繁惊扰小鼠、更换饲养笼,导致应激性肝损伤,叠加CCl4损伤,干扰实验结果。
9.防护不到位:未在通风橱操作,未佩戴防护装备,CCl4吸入或皮肤接触危害健康;废液需专门收集,合规处理。
10.样本处理不当:取材后血液未及时分离血清、肝组织未及时固定或冻存,导致指标降解,检测结果失真。
1、保肝药物/功能性食品的筛选与药效评价:包括化学药、中药提取物、天然产物、益生菌等的保肝活性验证,是目前最常用的应用方向。
2、急性肝损伤的发病机制研究:探索氧化应激、炎症反应、细胞凋亡、自噬等在急性肝损伤中的作用机制。
3、肝再生与修复相关研究:观察急性损伤后肝脏的修复过程,筛选促进肝再生的靶点与药物。
4、肝毒性评价:评估药物、化学品的潜在肝毒性。