《Animals》：Construction and Applications of Research Models for Intestinal Injury in Piglets: From In Vivo Models to In Vitro Models
断奶期间，仔猪暴露于多种营养性、环境性、病原性及心理性应激源，因而易发生肠道结构与功能的损伤。由此产生的损伤可导致腹泻、生长受损及疾病易感性增加，严重损害仔猪健康与养猪生产效率。建立与特定研究目标相匹配的稳定可靠的实验模型，对于阐明仔猪肠道损伤机制以及评估营养干预与防控策略至关重要。当前猪肠道损伤研究采用以猪肠上皮细胞（porcine intestinal epithelial cells）、猪肠道类器官（porcine intestinal organoids）及在体仔猪模型为中心的多层次框架。这些模型分别在实验可控性、组织水平生理相关性及整体生物保真度方面具有明显优势，同时各有其确定的应用范围。本综述聚焦仔猪肠道损伤，全面总结了上述模型层次的构建方法、损伤诱导途径及评价体系，并分析了影响模型稳定性与研究结果可比性的关键因素。本综述旨在为仔猪肠道损伤的机制研究、模型标准化及营养干预策略评估提供参考。在此基础上，本综述认为，猪肠上皮细胞系最适合高通量机制筛选，类器官适合需要上皮多样性及供体或区域特异性背景的研究问题，而在体仔猪模型适合确证生理与生产相关性。由于模型可重复性在很大程度上取决于攻击剂量、动物或供体年龄、培养条件及评价终点，应将从细胞系到类器官再到在体验证的有序序列与模型参数的标准化报告相结合。
引言部分指出，断奶是养猪生产的关键阶段，仔猪在此阶段经历与母猪分离、由乳汁向固体饲料过渡、环境变化及社会重组等多重应激，加之消化系统与黏膜免疫系统尚未完全成熟，肠道屏障功能与免疫稳态尤为脆弱。断奶应激可降低采食量，引起绒毛萎缩与隐窝增生，损害消化与营养吸收，并伴随紧密连接破坏、肠道通透性增加、炎症反应加剧及微生物区系失调，最终导致断奶后腹泻、生长性能受损及肠道病原易感性增加。本综述将肠道损伤定义为肠道结构或屏障功能的可测量破坏，包括绒毛萎缩、紧密连接破坏、通透性增加及上皮细胞死亡，无论其由病原感染、化学或霉菌毒素暴露、氧化应激、发育异常还是断奶等生理应激引起；仅出现炎症、肠道功能障碍或感染而缺乏结构或屏障损伤证据者，不被纳入本综述所定义的肠道损伤范畴。目前模型采用断奶应激、脂多糖（LPS）、脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）、产肠毒素大肠杆菌（ETEC）、葡聚糖硫酸钠（DSS）、敌草快（DQ）、肠道病毒等攻击因素，可再现炎症、氧化损伤、毒素暴露、病原感染及发育异常等不同病理过程，但其表型受动物年龄、遗传背景、饲养条件、攻击剂量、给药途径及评价时间影响，缺乏标准化建模与评估体系持续限制了研究间的比较。猪肠上皮细胞模型如IPEC-J2与IPEC-1可形成极化上皮结构，用于评估细胞活力、跨上皮电阻（TEER）、细胞旁通透性、紧密连接蛋白表达、炎症、氧化应激及病原黏附，成本较低、条件可控、重复性高且适合高通量筛选，但二维细胞系仅含单一细胞类型，缺乏复杂组织结构，无法再现免疫细胞、细胞外基质与肠道微生物的协同调控，其结果需在更高层次模型中验证。猪肠道类器官技术提供了连接传统细胞模型与动物实验的平台，源自肠隐窝或成体干细胞的类器官可自我更新与分化，在三维培养或类器官来源二维单层中保留吸收、杯状、肠内分泌及潘氏细胞等多种上皮谱系，其细胞组成与功能特征较单一细胞系更接近天然肠上皮，已广泛用于猪流行性腹泻病毒（PEDV）、传染性胃肠炎病毒（TGEV）、轮状病毒等肠道病毒感染研究，基底朝外、顶端朝外及Transwell单层等形式可用于分析病原入侵、细胞嗜性、屏障损伤及上皮反应，但类器官仍以上皮为主，缺乏完整免疫、血管、神经及平滑肌微环境，培养条件、组织来源及传代状态亦影响其成熟度与稳定性，尚不能完全替代在体仔猪模型。猪肠上皮细胞系、类器官与在体仔猪模型代表互补的实验复杂度层次，在可控性、组织复杂度与生理保真度之间提供不同平衡（图1）：细胞模型适合机制研究与候选干预的初步筛选，类器官可进一步解析组织特异性反应与细胞互作，在体模型则验证整体生理效应与生产相关性。现有研究多聚焦单一损伤因素或模型，系统的模型构建、评估标准与应用范围比较仍有限，既往综述分别涉及断奶相关肠道健康、猪肠上皮细胞系或猪肠道类器官，尚缺乏针对肠道损伤研究对三个模型层次的整合比较，本综述旨在填补这一空白，总结用于仔猪肠道损伤研究的主要实验模型，比较其构建方法、常见损伤诱导因素、评估体系、优势、局限及适用场景，以指导机制研究与营养干预研究中的模型选择。
文献检索方法部分说明，本文为叙述性综述，基于2026年10月21日在Google Scholar、PubMed、Web of Science核心合集及Scopus进行的结构化文献检索，主要检索限于2021年1月至2026年10月的英文文献，并另在Google Scholar进行两次不限年份的范围检索以识别早期方法与综述文献。检索策略围绕本综述所涵盖的三个模型层次，结合以下概念：猪肠上皮细胞模型为（piglet* OR porcine OR swine）AND（IPEC-J2 OR IPEC-1 OR intestinal epithelial cell* OR enterocyte*）AND（injur* OR damage OR inflamm* OR barrier OR oxidative stress）；猪肠道类器官模型为（porcine OR pig* OR swine）AND（intestinal organoid* OR enteroid*）；在体仔猪模型为（piglet* OR weaned pig* OR weanling pig*）AND（intestinal injur* OR intestinal damage OR gut injur* OR intestinal barrier）AND（lipopolysaccharide OR LPS OR ETEC OR enterotoxigenic Escherichia coli OR deoxynivalenol OR mycotoxin* OR weaning OR rotavirus），并按各数据库语法调整。Google Scholar关键词组合piglet intestinal epithelial cell IPEC-J2 injury model、porcine intestinal organoids model及weaned piglet intestinal injury model LPS ETEC分别得到33、31与25条记录；相应布尔检索在PubMed分别返回531、131与340条命中，Web of Science（TS = 主题检索）为681、167与924条，Scopus（TITLE-ABS-KEY检索）为717、167与444条；两次范围检索为piglet intestinal injury model review与intestinal injury model establishment weaned piglets LPS review。四个数据库共检索到4191条记录，按标题去重后余1581条唯一记录，经标题与摘要筛选，并对符合条件的全文按纳入标准评估：英文发表、2021至2026年发表、描述猪肠上皮细胞、猪肠道类器官或在体仔猪肠道损伤模型的建立、表征或应用；非猪种研究、非肠道研究及仅 peripherally 提及此类模型者被排除。PubMed、Web of Science与Scopus的检索同时作为核心文献库的跨数据库验证，其中额外识别记录或与核心库重复或涉及边缘主题，未改变最终纳入，最终文献库共75篇。
在体仔猪肠道损伤模型部分，断奶应激模型指出，断奶应激是商品养猪生产中常见的复杂生理过程，也是重要的在体仔猪肠道功能障碍模型；与单一刺激诱导的体外模型不同，断奶综合了与母猪分离、环境变化、社会重组与等级形成以及由液体向固体饲料过渡等多重同时存在的应激源（表1），这些并发应激加剧全身应激反应并破坏肠道稳态，断奶后循环皮质醇升高、激活炎症相关信号并损害屏障完整性，表型包括黏膜通透性增加、绒毛结构改变、隐窝增生及消化吸收功能受损。自然断奶可作为肠道损伤的生理模型，在生产条件下再现断奶相关功能障碍。断奶应激模型一般使用21–28日龄断奶仔猪，通过断奶前哺乳对照与断奶后多个时间点样本比较，可动态评估肠道结构与功能变化，也可纳入营养干预以确定日粮组成对断奶后肠道适应的影响；对21日龄哺乳仔猪与35日龄断奶仔猪空肠与结肠组织的转录组比较可揭示该发育转变如何重塑肠上皮基因表达，但此类比较在断奶状态与年龄上均存在差异，该时期肠上皮经历显著成熟过程，包括消化酶活性、紧密连接组织及黏膜免疫发育的变化，因此需在各断奶后采样点设置年龄匹配的哺乳对照，以区分断奶应激效应与正常发育变化。断奶诱导损伤主要发生于断奶后早期尤其第一周，随后随采食适应、微生物区系重组与黏膜修复而逐渐恢复；评估通常整合组织学、屏障功能、免疫反应与生产性能，以空肠与回肠绒毛高度、隐窝深度及绒毛高度/隐窝深度比表征黏膜结构，以ZO-1、claudin-1与occludin表达反映屏障完整性，以杯状细胞丰度与黏液分泌指示黏膜保护，采食量、平均日增重、腹泻发生率、黏膜炎症介质及微生物组成提供断奶应激生理影响的补充指标。该模型的主要优势在于与生产直接相关，每批仔猪均自然断奶、无需外源攻击，真实反映商品条件下的肠道适应，常用于评估氨基酸、微量元素、益生菌、植物提取物等营养干预的保护作用；其局限在于多种应激同时发生，无法精确区分母猪分离、日粮转变与环境变化各自的贡献，断奶损伤通常较轻且部分自行缓解，不适合严重病理损伤，在缺乏病原攻击或其他强化刺激时个体适应差异可掩盖组间效应，需要更大样本量。
LPS诱导模型部分指出，LPS模型是仔猪炎症与免疫应激的常用模型，通常经腹腔注射大肠杆菌来源LPS以模拟革兰阴性菌感染时的内毒素炎症反应；LPS经TLR4-MyD88依赖信号激活NF-κB与MAPK级联，促进促炎细胞因子释放，诱导黏膜炎症、氧化应激及包括铁死亡在内的细胞死亡相关变化。与活菌感染模型不同，LPS模型避免了病原定植、黏附与入侵的混杂，适合研究宿主炎症反应与抗炎干预。LPS模型一般采用单次攻击或重复攻击：单次高强度暴露如28日龄断奶仔猪腹腔注射大肠杆菌O55:B5 LPS 100 μg/kg体重、屠宰前6 h，可捕捉快速炎症与氧化损伤；重复低剂量如实验第15、18、21天腹腔注射70 μg/kg体重，可评估持续免疫应激对肠道功能与生长的影响。γ-氨基丁酸与植物多糖等功能性化合物通常在LPS攻击前添加于日粮以评估保护作用。LPS表型强烈依赖时间：暴露后数小时内血清炎症介质升高，并伴空肠黏膜氧化应激与铁死亡相关变化；重复暴露数周内逐渐产生结构损伤、生长受损与慢性炎症。因此单次攻击模型适合研究早期炎症信号，重复攻击模型则针对免疫应激对肠道稳态的长期影响。LPS诱导损伤的评估涵盖炎症、氧化损伤、细胞死亡与肠道功能，常用指标包括血清与空肠黏膜TNF-α、IL-1β与IL-6，SOD、CAT与GSH-Px活性及MDA浓度，Fe
2+、GPX4、SLC7A11与ACSL4等铁死亡相关指标，空肠绒毛高度、隐窝深度及其比值，以及动物生长性能。该模型攻击明确、重复性好、操作相对简单，适用于抗炎与抗氧化营养干预的在体验证及免疫应激机制研究，尤其在活病原实验不可行时；但腹腔注射LPS绕过肠道屏障，主要模拟全身内毒素血症而非局部肠道感染，腹腔LPS后的肠道病变在很大程度上继发于全身炎症与循环细胞因子而非上皮的直接腔面暴露，判断模型相关性与解释营养干预时应牢记这一与直接肠道感染的区别：在该模型中缓解损伤的化合物可能主要作用于全身免疫调节而非局部上皮防御，且该模型不能再现病原黏附、定植或入侵；LPS的血清型、来源与批次亦可能改变生物活性。
饲料毒素诱导损伤模型部分指出，霉菌毒素污染是养猪生产常见的饲料安全问题，DON等毒素经污染饲料进入猪体并可对肠道屏障造成持续损伤；DON抑制蛋白质合成、诱导氧化应激并破坏紧密连接，改变绒毛结构、增加屏障通透性并损害营养吸收，因此仔猪霉菌毒素暴露模型常用于研究肠道毒性及评估解毒剂、吸附剂与营养干预。主要采用高剂量暴露与长期低剂量饲喂两种设计：模型一般经灌胃给予确定剂量以诱导快速黏膜损伤，断奶仔猪单次口服DON 0.2 mg/kg体重后24 h采集的肠道组织可见明显上皮损伤；长期饲喂污染日粮更接近生产条件，以天然霉变原料配制并测定毒素浓度的日粮可再现持续低剂量田间暴露，干预可提前加入日粮，例如PPARγ激动剂吡格列酮50 mg/kg饲料饲喂14天以评估对DON诱导屏障损伤的保护。暴露方式决定时间与表型：DON暴露可在24 h内损伤十二指肠与空肠绒毛顶端并降低claudin-3/4表达；长期污染日粮模型中消化吸收受损、屏障基因表达改变与生长下降在数周内逐渐出现。评估包括绒毛高度、绒毛坏死与融合、紧密连接蛋白表达与定位、血清二胺氧化酶与D-乳酸等通透性标志、CD36表达等PPARγ转录活性及生长性能。该模型暴露条件明确、机制相对稳定，适合研究霉菌毒素介导的屏障破坏与解毒策略；但不同设计代表不同毒代动力学过程，单次高剂量灌胃不能完全再现生产条件下的长期低剂量摄入，外推需谨慎；饲料常为多种霉菌毒素共污染，单毒素模型无法再现完整暴露谱；亚临床剂量损伤较轻，需敏感分子指标准确评估。所用剂量亦应结合商品饲养条件下的暴露解读：单次灌胃0.2 mg/kg体重代表超过常见监管指导水平污染饲料日摄入量的急性暴露，而天然污染日粮提供较低但持续的剂量，实际摄入取决于采食量；毒素纯度与共污染亦重要，纯化DON分离单一毒素效应，而霉变饲料通常含多种霉菌毒素，其联合效应可能与DON单独效应不同；暴露时长进一步决定适应反应或累积损伤占主导，因此毒素模型的表型应始终结合剂量、毒素来源与纯度、共污染谱、采食量及暴露时长解读（表1）。
ETEC感染模型部分指出，ETEC感染模型通常使用21–28日龄断奶仔猪，用于建立可重复腹泻的常见菌株包括O149:K91:K88ac、CVCC1502（F4+）及F18菌株，其他研究使用单次高剂量如第19天2.5 × 10
9 CFU或1 × 10
9 CFU/kg体重，较低剂量可再现较轻感染。为提高感染率与一致性，部分方案包括禁食8–12 h、链霉素扰动微生物区系、碳酸氢钠中和胃酸或按MUC4/F4受体基因型选择。ETEC诱导损伤具有明确时程：最初0–8 h肠上皮细胞可发生坏死性凋亡并随后触发固有层免疫细胞炎症，血清C反应蛋白、TNF-α与IL-6在3–12 h内升高，结构损伤与全身炎症随感染进展加剧，通常在攻击后2–7天明显，代偿性防御包括肠道碱性磷酸酶（IAP）表达增加可在第5天左右出现。评估整合临床症状、肠道结构、屏障功能与免疫：腹泻评分与发生率为模型建立的核心指标，组织学聚焦空肠与回肠绒毛变化，ZO-1、occludin与claudin-1反映屏障完整性，血清二胺氧化酶、D-乳酸与肠脂肪酸结合蛋白（i-FABP）指示上皮损伤与通透性，TLR4-MyD88-NF-κB信号激活、炎症介质、细菌向肠系膜淋巴结易位及肠道微生物区系变化提供补充指标。ETEC攻击产生明确疾病表型并紧密反映生产问题，常用于研究断奶后腹泻及评估益生菌、益生元、植物活性物、抗菌肽等抗生素替代品；大规模实验表明标准化攻击方案可产生可重复的腹泻发生率与生长性能变化。然而结果仍对菌株、感染剂量、仔猪年龄及宿主受体背景敏感，MUC4/F4受体基因型是批次间易感性差异的重要来源；活菌攻击还需适当生物安全措施，严重感染时可引发动物福利问题；此外F4与F18菌毛依赖不同宿主受体，两类结果不能直接外推。
病毒感染模型部分指出，肠道病毒感染是仔猪腹泻与肠道功能障碍的主要原因，PEDV、TGEV与轮状病毒具有明显的肠上皮嗜性；与主要通过黏附、毒素释放与炎症激活起作用的细菌不同，肠道病毒感染空肠与回肠绒毛顶端成熟上皮细胞，吸收性肠细胞丧失破坏刷状缘、离子转运与营养吸收，引起渗透性与吸收不良性腹泻，因此病毒感染模型用于研究病毒复制、上皮损伤与宿主抗病毒免疫。新生哺乳仔猪常用，因其肠上皮细胞快速增殖成熟、对肠道病毒高度易感；一种设计中3日龄哺乳仔猪口服15 mL TGEV Miller或PEDV LJX（1 × 10
7 TCID
50 mL），3天后采集组织评估病毒复制与肠道损伤；药理学模拟宿主功能靶点提供另一策略，口服钠/氢交换体3（NHE3）抑制剂tenapanor可诱导水样腹泻、肠壁变薄与绒毛缩短，类似病毒感染，用于检验离子转运受损对病毒性腹泻的贡献。轮状病毒等其他肠道病毒的在体仔猪模型使用较少，因其感染过程与宿主需求更复杂，近期机制研究 increasingly 使用仔猪来源肠道类器官。病毒损伤沿明确时间线发展：病毒复制与上皮功能障碍早期开始，24–72 h内病毒载量迅速升高、腹泻、绒毛萎缩及NHE3介导离子转运受损，损伤常在第3天左右明显，因此采样计划须反映病毒复制周期与组织损伤进程。评估包括腹泻评分、粪便含水量、空肠与回肠绒毛长度与结构完整性、刷状缘损伤、病毒核酸丰度、感染性病毒滴度及NHE3 mRNA表达、膜丰度与转运活性，肠道转录组学可进一步界定宿主反应。病毒感染模型再现仔猪病毒性腹泻的发展，对研究病毒肠道嗜性、上皮损伤与抗病毒干预具有重要意义，哺乳仔猪对PEDV与TGEV的高度易感通常产生明确且可重复的感染表型。
其他损伤模型部分指出，DSS常用于诱导化学性肠炎，直接破坏上皮黏液层与紧密连接、损害屏障完整性并引发炎症；与病原感染模型不同，DSS主要再现黏膜损伤与修复，用于研究上皮再生、黏膜保护与抗炎机制。一种方案中21日龄仔猪适应7天后经灌胃给予5% DSS（分子量36,000–50,000）4天，第8天体积200 mL，第9–11天每日100 mL；该模型产生明显黏膜损伤，包括空肠绒毛缩短、杯状细胞减少及上皮增殖降低，评估包括肠道组织学、杯状细胞PAS染色及PCNA、β-catenin与上皮增殖修复相关蛋白表达。DSS模型操作简单、可调整损伤严重度，适合研究上皮修复与促进黏膜恢复的干预，但属非感染性化学损伤模型，与病原、营养变化及免疫应激共同引起的生产相关疾病不同，结果需在其他模型中验证。DQ是一种具有强氧化还原活性的联吡啶类除草剂，其毒性主要由活性氧（ROS）过量产生驱动；在仔猪中DQ引起氧化应激、线粒体功能障碍与炎症，破坏上皮屏障完整性、降低紧密连接蛋白表达、增加肠道通透性并损害黏膜结构。DQ诱导损伤常用于再现断奶仔猪氧化应激相关肠道损伤及评估抗氧化营养素，急性损伤一般经腹腔注射诱导；Xu等使用该模型检验甘氨酸是否减轻DQ诱导的铁死亡与屏障破坏，类似模型评估了植物多酚，葡萄籽原花青素在腹腔注射DQ 10 mg/kg体重后通过测定肠道结构、氧化指标与屏障功能进行检验。DQ诱导损伤以氧化应激与屏障衰竭为特征：过量ROS促进脂质过氧化、降低SOD与GSH-Px活性并增加MDA；DQ还降低ZO-1、occludin与claudin-1表达、增加上皮通透性并激活NF-κB与MAPK信号，加重黏膜损伤；近期工作通过GPX4、SLC7A11等抗铁死亡分子的变化将该模型与铁死亡联系起来，为研究氧化应激与细胞死亡的关系提供途径。低出生体重（LBW）仔猪模型是基于自然发生表型的发育模型，比较LBW与正常出生体重仔猪而不施加外源攻击，以考察宫内生长受限对肠道发育的持久影响；一项研究比较出生体重约724 ± 31 g与约1162 ± 98 g的仔猪并在出生后早期采集肠道组织，发现LBW仔猪肠道发育异常与氧化应激密切相关，空肠DUOX2表达增加促进内源性ROS产生、损害绒毛发育与刷状缘酶活性并破坏肠道血管生成；该模型常用ROS、MDA与8-OHdG、线粒体功能指标及CD31与VEGF-A等血管生成标志评估。其主要优势在于与商品生产直接相关，因LBW仔猪在猪群中自然发生，可用于研究胎儿生长受限如何影响出生后肠道发育、代谢适应与健康；但LBW表型反映遗传背景、母体营养、胎盘功能与妊娠环境。
猪肠上皮细胞损伤模型部分，起源与生物学特征方面指出，IPEC-J2是常用的猪肠上皮细胞模型，由Berschneider于1989年从新生仔猪空肠建立，未转化、未用病毒癌基因永生化，因而保留原代猪肠上皮细胞的部分结构与功能特征；IPEC-J2细胞形成顶端微绒毛并表达claudin-1/2/3/4/5/7/8、occludin与ZO-1等紧密连接蛋白，组成性表达模式识别受体TLR1-6与TLR8-10，分泌IL-6、IL-8与IL-18等炎症介质，并表达黏蛋白Muc1与Muc3，这些特性使IPEC-J2能再现对LPS、病原与毒素的屏障调节与免疫反应部分方面，支持其在猪肠道健康、营养调控与饲料添加剂评估中的广泛应用。该细胞系仍存在生物学局限：主要由一种空肠上皮样细胞类型组成，缺乏肠道完整多细胞组成尤其杯状细胞，限制黏液分泌；MUC2与肠内分泌标志CHGA在转录与蛋白水平均检测不到，溶菌酶与碱性磷酸酶等谱系标志表达远低于原代肠上皮细胞，因此IPEC-J2可模拟部分屏障与炎症反应，但不能替代复杂的在体肠道微环境。其他猪肠上皮细胞模型包括IPEC-1与IPI-2I：IPEC-1是源自新生仔猪空肠-回肠区域的另一未转化细胞系，虽不如IPEC-J2广泛使用，但已在噬菌体干预ETEC等研究中作为新生猪肠道模型；相比之下IPI-2I经携带猿猴病毒40大T抗原与新霉素抗性基因的pSV3-neo质粒转染永生化，永生化可能改变正常生理功能。IPEC-J2的屏障表型并非固定，受培养系统强烈影响：在含5–10%胎牛血清的常规条件下TEER可超过1000 Ω·cm
2，甚至可达2000 Ω·cm
2以上；含10%猪血清时TEER降至200–400 Ω·cm
2；在Wnt3a/R-spondin/Noggin条件培养基中培养可进一步降至约50 Ω·cm
2，更接近在体小肠上皮电阻。这些差异源于TEER对传代次数、接种密度、培养基配方、血清来源与浓度及膜条件的敏感性；TEER随接种后单层成熟而升高并随传代次数变化，因此测量前需确定传代窗口与接种后培养时间；高接种密度加速单层形成但也加速过度生长与随后屏障下降；血清组成是主要因素，胎牛血清支持高阻单层，而猪血清产生更可能反映在体条件的较低TEER；Wnt通路调节剂等培养基添加剂及Transwell膜孔径与涂层进一步改变绝对值，因此TEER应仅在相同培养条件内比较，并报告传代次数、细胞密度、培养基、血清与膜规格。Cornelius等关于小檗碱的研究还表明，不同物种或谱系的细胞模型可产生分歧甚至相反的结果：小檗碱在人Caco-2及相关模型中被报道增强屏障功能，但在IPEC-J2中引起剂量依赖性屏障损伤与凋亡；因此用于评估猪营养添加剂、功能化合物或肠道保护的细胞模型应与目标物种匹配。
LPS诱导炎症与屏障损伤模型方面指出，LPS是革兰阴性菌外膜主要成分，经Toll样受体4（TLR4）与MyD88依赖信号激活NF-κB与MAPK炎症级联，促进促炎细胞因子释放并破坏紧密连接与上皮屏障功能，因此LPS攻击是体外诱导肠上皮炎症的常用非感染性方法。IPEC-J2中报道浓度范围为1 μg/L至40 μg/mL，暴露时间2至48 h，参数须按目标表型选择：短暂低强度暴露主要激活炎症信号，而结构性屏障损伤一般需要更长暴露。Zhao等以10 μg/mL LPS处理IPEC-J2细胞2–6 h，TNF-α与IL-8分泌及TLR4/IRAK1/TRAF6/NF-κB p65轴蛋白磷酸化显著增加，但TEER在6 h内未下降，辣椒素预处理抑制炎症级联并改善紧密连接蛋白定位，提示短暂LPS暴露优先引起炎症而屏障功能障碍需要更长刺激。Xie等以10 μg/mL LPS处理IPEC-J2细胞48 h，观察到凋亡、caspase-3/8/9、IL-1β与TNF-α增加，猪β-防御素129部分减轻这些效应。Li等以相同剂量处理16 h并进行转录组分析，证实MAPK与NF-κB信号的核心作用，沙棘多糖以剂量依赖方式逆转这些炎症反应。LPS还可引起其他形式细胞应激：短暂6 h低剂量暴露可通过降低GPX4与SLC7A11表达诱导铁死亡，而吲哚-3-甲醇经AhR-Nrf2-SLC7A11-GPX4轴抑制该过程。Wang等选择使活力降至约80%的模型，确定40 μg/mL LPS处理48 h为IPEC-J2损伤条件。LPS诱导的IPEC-J2模型廉价、简单、可重复，常用于研究猪肠道炎症与功能干预，但研究间在LPS来源、血清型、试剂规格、剂量与暴露时间上差异很大。
霉菌毒素诱导损伤模型方面指出，DON是饲料中最常检出的霉菌毒素之一，猪对其尤为敏感，DON诱导的IPEC-J2模型常用于评估对肠上皮屏障的影响及潜在保护干预。Li等表明DON以剂量依赖方式降低紧密连接蛋白表达、增加细胞旁通透性并抑制PPARγ转录活性，PPARγ激动剂通过抑制claudin-4内吞降解维持屏障完整性，而该保护在PPARγ敲除细胞中消失，提示PPARγ信号参与DON介导的屏障损伤。Huang等基于活力降至70%以下选择亚致死模型，使用0.5 μg/mL DON处理24 h，硒代蛋氨酸通过激活不依赖MAPK信号的Nrf2相关抗氧化通路减轻DON诱导的氧化损伤。玉米赤霉烯酮（ZEA）20 μg/mL处理24 h增加ROS阳性细胞数，并通过氧化应激-线粒体凋亡-NF-κB/NLRP3炎症轴引起损伤。伏马菌素B1（FB1）20 μmol/L处理48 h以剂量依赖方式降低活力与TEER、诱导凋亡并下调紧密连接蛋白，白藜芦醇通过Nrf2激活保护细胞，FB1、FB2与FB3联合暴露产生协同毒性。Huang等依据活力反应选择DON，其他研究使用田间污染水平，而FB1研究使用监管限值与已发表浓度，部分研究还纳入急性在体暴露以加强细胞模型与动物暴露的联系。霉菌毒素诱导的IPEC-J2模型显示明确剂量-反应关系与良好重复性，对研究肠道毒性与筛选解毒剂及抗氧化营养干预有价值；但多数研究主要通过紧密连接蛋白表达评估屏障损伤，较少测定TEER或通透性。
病毒与其他病原感染模型部分，ETEC感染模型指出，ETEC是与仔猪断奶后腹泻相关的主要肠道病原，其F4/K88与F18等菌毛黏附素结合小肠上皮细胞受体，随后分泌热不稳定肠毒素、热稳定肠毒素（STa与STb）、EAST-1等毒力因子，破坏离子转运与液体平衡并促进上皮屏障损伤、炎症与微生物区系失调。IPEC-J2是ETEC致病机制与干预的常用体外模型，典型条件为约10
6 CFU/mL或MOI 10–100感染1–3 h。Li等测试地衣芽孢杆菌PF9在益生菌与病原比1:1至1:10下的作用，发现对ETEC诱导的TEER丢失与TLR4-NF-κB信号激活呈剂量依赖保护。Fu等将ETEC攻击与NF-κB抑制剂结合，确定β-防御素118发挥抗炎与抗凋亡作用。Shen等在1 h感染后去除细菌并在随后多个时间点测量反应，该设计揭示pBD2对TLRs-TAK1-NF-κB/MAPK轴的动态调控。宿主遗传背景也影响模型结果：Chen等报道其IPEC-J2细胞来源于具有与F4抗性相关MUC4基因型的猪，供体变异可能改变ETEC黏附及下游结果，研究应报告细胞来源与受体基因型。Hu等建立的时间过程模型显示ETEC-K88黏附在4 h后增加并于24 h达峰，4–8 h代表宿主反应与干预的潜在关键窗口。其他猪上皮细胞系亦有使用，IPEC-1细胞支持评估包封噬菌体对ETEC O9:H9的作用。ETEC感染模型再现病原与猪肠上皮的关键互作，但其参数随细菌毒力、受体表达与感染条件而变化。其他细菌与毒素模型指出，产气荚膜梭菌C型及其主要毒力因子β2毒素（CPB2）是新生仔猪坏死性肠炎的重要原因，CPB2直接损伤肠上皮细胞并诱导炎症与凋亡，因此纯化CPB2攻击的IPEC-J2模型用于研究其肠毒素机制；与全菌感染相比，纯化毒素模型减少细菌黏附、增殖及其他毒力因子的混杂，更好地分离宿主对单一毒素的反应。Li等以20 μg/mL纯化CPB2处理IPEC-J2细胞24 h，并结合S100A9敲低与转录组分析，确定S100A9为CPB2诱导炎症的关键调控因子及产气荚膜梭菌毒素炎症效应的潜在分子节点。CPB2诱导损伤还涉及凋亡：Yang等依据腹泻评分将动物分为敏感与抵抗，发现FTO介导的m6A去甲基化通过改变caspase-3 mRNA稳定性调控IPEC-J2细胞中CPB2诱导的凋亡，该机制可能解释毒素敏感性的个体差异。CPB2诱导的IPEC-J2模型有助于考察主要产气荚膜梭菌毒素的直接上皮效应及筛选抗炎与抗凋亡靶点，但其代表单一毒素，不能再现自然感染中的细菌定植、微生物变化或多毒力因子协同，因此坏死性肠炎的解释需要补充动物感染模型与评估体系。
氧化与营养应激模型部分指出，断奶应激并非由单一刺激引起，而反映神经内分泌应激、日粮抗原、氧化还原失衡与微生物信号的相互作用，这些因素汇聚于模式识别受体激活、炎症级联、Nrf2介导的氧化还原调节与紧密连接破坏，从而改变上皮稳态；基于单一氧化或营养应激源的模型常用于剖析断奶相关屏障损伤并评估潜在保护。过氧化氢（H
2O
2）是常用的体外氧化应激诱导剂，可再现过量ROS引起的肠上皮损伤，研究一般依据细胞活力下降确定亚致死条件但剂量各异：Lu等选择1 mmol/L H
2O
2处理1 h使活力降至约53%，并用该模型评估大豆肽经Nrf2信号通路的保护；Li等使用0.4 mmol/L H
2O
2处理1 h使活力降至约52%，考察线粒体与死亡受体通路凋亡，剂量差异提示培养基组成、血清条件与传代状态可影响敏感性。其他氧化剂亦有使用：叔丁基过氧化氢200 μmol/L处理3 h在IPEC-J2中诱导氧化应激并支持评估保护机制；自由基发生器2,2′-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐产生持续ROS蓄积，用于检验抗氧化调节氧化应激与屏障功能。感染与氧化应激亦相互作用：Jin等表明ETEC F4抑制上皮Nrf2核激活、减少谷胱甘肽合成，从而加剧氧化应激与屏障损伤。营养介导的氧化损伤也日益受到关注，铁死亡作为一种与脂质过氧化相关的细胞死亡形式，为研究营养性氧化应激提供框架：Liu与Lin以总浓度200 μmol/L的脂肪酸混合物处理IPEC-J2细胞，并将n6:n3比从1:1调至20:1，n-6脂肪酸比例增加加剧脂质过氧化与铁死亡；内源性ROS生成异常亦可促进上皮损伤，Zou等发现LBW仔猪空肠DUOX2表达增加促进ROS产生并经MMP3改变肠道血管生成。营养应激模型还再现上皮对植物蛋白抗原与断奶后日粮变化的反应：Wang等以5 mg/mL大豆7S球蛋白（β-伴大豆球蛋白）处理IPEC-J2细胞24 h以模拟对日粮抗原的敏感性；DSS可在体外模拟上皮损伤与修复，0.08% DSS处理24 h已用于检验乳酸如何经Wnt/β-catenin信号促进上皮增殖与修复。环境挑战可模拟断奶期复杂应激的其他组分：Perruchot等建立两阶段热应激与恢复模型，IPEC-J2细胞先在41 °C培养5天再于37 °C培养5天，热应激抑制屏障功能与黏液分泌，多数指标在恢复37 °C后改善，但MUC2分泌与抗氧化能力仍受损，表明短期恢复未完全逆转功能损伤；Xu等通过添加150 mmol/L NaCl将培养渗透压提高至600 mOsm以模拟高渗猪肠腔，甜菜碱作为渗透保护剂减轻线粒体凋亡与自噬相关损伤。氧化与营养应激模型通过ROS蓄积、细胞死亡与屏障破坏再现断奶相关上皮损伤，与单纯炎症模型相比更能代表断奶期肠道稳态破坏的非感染性因素；但研究间在剂量、时长与评估标准上存在差异，且单一应激源无法再现复杂的在体环境。细胞模型的优势、局限与适用方面指出，代表性细胞损伤模型及其实验条件与主要结果汇总于表2；猪肠上皮细胞模型兼具生理相关性、机制可操作性与实验便利性，IPEC-J2与IPEC-1保留猪肠上皮的部分生物学特征，对猪病原与饲料相关化合物的反应较异源细胞系更接近目标动物；体外系统还支持通路抑制剂、小干扰RNA、基因敲除、报告基因分析等分子工具，用于特定信号通路的因果检验，其低成本、短实验周期与高通量使其适用于功能添加剂与解毒剂的初步筛选。重要局限仍然存在：常规细胞系细胞组成简单，缺乏成熟黏液层与肠道多细胞结构，MUC2、CHGA及相关标志表达不足限制其模拟复杂肠道功能的能力；TEER等屏障指标对血清来源、培养基组成与培养条件敏感，限制了实验室间绝对值的比较；包括临床PEDV分离株在内的部分肠道病毒感染IPEC-J2效率低；IPEC-J2源自空肠，亦不能完全代表肠段间功能差异。
猪肠道类器官损伤模型部分，组织来源、培养与表征方面指出，猪肠道类器官主要源自肠隐窝成体干细胞，依赖其在特定niche内的自我更新与分化能力；稳定且广泛适用的猪胚胎干细胞（ESC）与诱导多能干细胞（iPSC）系统尚未建立（表3），因此多能干细胞向类器官的分化在猪中仍不成熟，当前模型主要依赖成体隐窝培养。类器官已从不同年龄与遗传背景的猪建立，来源包括十二指肠、空肠、回肠、结肠及多个回肠区域，这种多样性保留发育与肠段特异性特征，使年龄、肠道区域与宿主遗传研究成为可能；内镜活检通过允许同一供体重复采样及从病变组织衍生类器官进一步提高灵活性。猪肠道类器官的建立一般包括隐窝分离、包埋于三维基质及含确定生长因子的培养：隐窝通常经温和EDTA螯合分离，DTT用于去除黏液，条件按肠道区域优化，包括4 °C振荡下10 mmol/L EDTA与1 mmol/L DTT或室温下9 mmol/L EDTA与3 mmol/L DTT处理。培养系统再现干细胞维持所需的niche信号，Wnt3a、R-spondin1与Noggin对增殖与类器官形成至关重要，常添加EGF、N2/B27、烟酰胺、N-乙酰半胱氨酸及p38、TGF-β、GSK-3与ROCK信号调节剂以支持扩增与稳定；常用平台包括IntestiCult等商业培养基、L-WRN条件培养基及实验室自定义配方，自产条件培养基可用TOPFlash与ELISA进行功能评估，在降低成本的同时改善批次控制。培养需求因肠道区域而异，结肠类器官稳定生长常需前列腺素E2与胃泌素。类器官通常每4–7天以1:3至1:4比例使用TrypLE消化与机械解离传代，冻存隐窝复苏后高建立率使标准化类器官生物样本库可行。可靠的类器官模型需要表征细胞谱系组成、空间结构、屏障功能及与源组织的分子保真度：谱系通常经qPCR与免疫荧光评估，LGR5、HOPX与BMI1标识干细胞群，Ki67与SOX9指示增殖，LYZ、MUC2与CHGA标记潘氏、杯状与肠内分泌细胞，VIL1与ALPI标识吸收性上皮细胞；顶端ZO-1定位、刷状缘villin及囊状或出芽形态确定上皮极性与组织结构；FITC-dextran等示踪剂滞留于管腔或穿过单层泄漏可测量屏障功能。分子保真度亦重要：成年猪空肠类器官与源组织转录组高度一致，相关性可达0.98；空肠与结肠间差异表达的基因约48%在类器官中保持稳定差异，表明区域身份部分保留；类器官还可保留供体特异性调控变异，包括FUT2与B4GALNT2糖基化基因差异，使遗传对肠道反应影响的研究成为可能。尽管具有组织相关性，猪肠道类器官仍难以表征与标准化，主要制约是猪特异性抗体有限，LGR5与CAII等标志缺乏可靠交叉反应抗体，部分研究依赖qPCR间接分子表征；组织来源、供体年龄与培养系统也可改变类器官成熟度与功能，因此需要更标准化的培养与表征系统。
类器官损伤模型建立方法方面指出，培养构型决定类器官损伤模型可被攻击的方式，因为上皮极性控制目标表面的可及性。常规三维类器官为基底朝外，顶端表面封闭于管腔内，外源因素难以接触顶端上皮；顶端暴露可通过机械破坏并重接种类器官、向管腔显微注射试剂或在重新包埋于Matrigel前暴露类器官实现，这些操作技术要求高且可能损害结构完整性。顶端朝外类器官通过去除细胞外基质并改变培养条件逆转极性产生，ZO-1等顶端结构移至外表面，使病原与实验试剂直接作用于上皮顶端；PEDV与Senecavirus A（SVA）在顶端朝外类器官中比常规基底朝外培养复制更高效，支持其用于受体依赖与顶端入侵机制研究。类器官来源二维单层亦常用：三维类器官解离为单细胞或小簇，接种于胶原IV或Matrigel包被的Transwell膜形成极化上皮层，这些单层保留类器官来源上皮特征，同时允许直接测量TEER、通透性与营养转运，因而特别适合屏障损伤与吸收功能研究。各培养构型互补，应按研究问题选择。猪肠道类器官已用于模拟多种损伤，其中病原感染最受关注：病毒模型包括PEDV、TGEV、轮状病毒、SVA及人冠状病毒OC43，用于考察嗜性、复制与宿主反应；猪链球菌、黏附侵袭性大肠杆菌及胞内病原猪衣原体用于研究细菌或胞内病原与肠上皮的互作。类器官还模拟非感染性损伤：DON、T-2毒素、其他霉菌毒素及细菌肠毒素可用于评估上皮屏障与细胞功能障碍；过氧化氢诱导氧化损伤与锌毒性模型针对氧化应激与金属暴露。类器官结合基因编辑进一步使遗传对肠道疾病贡献的研究成为可能，该领域工作迄今主要集中于结直肠癌相关模型，如APC敲除及联合抑癌基因敲除与KRAS激活；尽管这些以癌症为导向的应用超出仔猪肠道损伤范畴，包括使用Rosa26安全港位点在内的相同基因编辑策略可应用于研究宿主对肠道损伤易感性的遗传决定因素。通过不同培养构型与功能分析，类器官损伤模型部分克服了常规二维细胞系细胞组成、空间结构与组织特异性有限的不足；各构型范围不同：三维类器官适合组织结构与谱系研究，顶端朝外类器官适合顶端感染与受体依赖过程，二维单层适合屏障与药物评估。
类器官损伤模型处理方法方面指出，病毒感染方案根据病毒入侵途径选择类器官构型与接种策略。PEDV常用于猪肠道类器官感染模型，PEDV DR13株可感染顶端朝外类器官；对于PEDV-LJX株，类器官以MOI 1暴露45 min后重新包埋于Matrigel以在感染期间保持结构；TGEV Miller株可以MOI 5感染回肠来源二维类器官单层2 h以考察病毒-上皮互作。猪轮状病毒需要蛋白酶激活，通常以15 μg/mL胰蛋白酶于37 °C预处理1.5 h，病毒与类器官混合后再包埋可获得更高感染效率。猪类器官还支持跨物种感染研究：人冠状病毒OC43以4 × 10
4 PFU于33 °C吸附2 h后重新包埋可完成感染周期并产生感染性子代，表明猪类器官可能有助于研究病毒宿主适应。SVA模型使用MOI 6与2 h吸附期分析复制与宿主反应。细菌与胞内病原是另一重要应用：猪链球菌P1/7可施加于回肠来源类器官单层顶端，以1 × 10
6 CFU/mL共培养18 h可评估跨上皮迁移；黏附侵袭性大肠杆菌在结肠与回肠来源单层中诱导包括TNF与CXCL8在内的炎症基因广泛差异表达，证明类器官再现病原诱导宿主转录反应的能力；ETEC肠毒素可抑制Wnt/β-catenin信号从而损害肠道干细胞扩增；类器官感染还作为ETEC攻击仔猪中观察到的坏死性凋亡的体外验证系统。类器官常用于模拟毒素与理化应激诱导的上皮损伤：霉菌毒素研究常使用接近田间暴露的亚临床浓度，DON 0.1 μmol/L与T-2毒素0.01 μmol/L单独或联合处理24 h，此前经ATP法活力测定确定无 overt 细胞毒性范围；氧化应激方面，1 mmol/L H
2O
2处理仔猪空肠类器官3天可减少出芽与EdU阳性细胞、增加ROS并异常激活Wnt/β-catenin信号；类器官还支持金属毒性评估，锌饥饿30 min后以10–200 μmol/L醋酸锌、ZnCl
2、ZnSO
4或ZnO处理2–24 h以比较不同锌形式对肠上皮功能的影响。猪肠道类器官支持多种病原、毒素与炎症攻击，较常规二维细胞系更接近地再现组织水平上皮损伤。
类器官损伤评估方面指出，类器官较常规细胞模型更接近组织架构，因此损伤评估须整合生长、屏障功能、生理活动与分子反应，而非仅依赖活力。类器官形成效率、出芽率、分支数、类器官数量与面积分布反映干细胞增殖与结构维持；机器学习辅助图像分析如Cellpose结合Fiji可自动分割与定量单个类器官，较人工计数或单一终点活力分析提高准确性与重复性。EdU掺入与Ki67免疫标记测量增殖活性与损伤后上皮再生。屏障功能至关重要，尤其在类器官来源单层：动态TEER测量揭示肠段间屏障发育差异，回肠单层约36 h后可达峰值TEER，结肠单层可维持约187 Ω·cm
2，部分胶原IV包被系统可达约700 Ω·cm
2；4-kDa FITC-dextran渗透测量细胞旁泄漏，感染时顶端至基底侧细菌迁移后的CFU计数定量屏障防御。类器官还允许评估上皮生理：Ussing室短路电流可测量SGLT1介导的葡萄糖吸收、CFTR介导的离子分泌与ENaC介导的钠吸收；2-NBDG等荧光底物用于葡萄糖摄取，BODIPY标记脂肪酸用于脂质吸收，评估营养摄取与代谢感知。谱系标志、病原复制、炎症与细胞死亡通路提供补充结果：LGR5、MUC2、CHGA、LYZ与villin的qPCR与免疫荧光表征干细胞维持与上皮谱系；病毒模型中基因组RNA拷贝数、TCID
50与病毒蛋白免疫荧光定量复制，IFN-α、TNF-α与IL-6指示宿主反应；ROS分析、FDA/PI染色与PI/Hoechst染色评估氧化损伤与细胞死亡模式。组学方法日益用于解析类器官损伤机制：bulk RNA测序结合差异表达、Gene Ontology与KEGG富集分析识别区域特异性反应与宿主遗传效应；单细胞谱系追踪可动态监测细胞群体，来自LGR5-H2B-GFP报告猪的类器官可直接观察肠道干细胞维持与分化。专门功能测试针对特定生物学问题：撤除Wnt、R-spondin等生长因子可揭示对干细胞维持信号的依赖及转化或干性变化。因此类器官评估已从单一终点发展为形态、功能、分子与组学整合指标。
猪类器官当前技术瓶颈方面指出，尽管类器官再现肠道组织结构与功能的部分方面，重要局限仍然存在：它们主要由上皮细胞组成，缺乏免疫细胞、血管内皮细胞、神经、平滑肌与共生微生物，因此不能完全再现多细胞免疫调节或复杂疾病机制。这些局限直接影响类器官研究的解释：感染模型不能再现中性粒细胞募集或全身免疫放大，微生物区系依赖的损伤若无刻意微生物共培养则无法建模，免疫介导损伤需要添加免疫组分，营养吸收或断奶后适应研究须考虑类器官上皮的胎儿至新生儿成熟度；依赖这些组分的研究问题因而需要更高复杂度共培养系统或在体验证。近期方法开始弥补这一差距：类器官与微生物共培养，借助顶端朝外极性逆转与暴露顶端表面的类器官来源单层，已允许直接分析宿主-微生物互作，与免疫细胞共培养及在其他物种中兴起的微流控肠道芯片系统正开始适配猪类器官。其发育轨迹更接近胎儿晚期至新生儿肠道而非成年组织；区域特异性表达在体外培养中亦不同程度减弱，断奶前后相关的发育表型仍难以一致再现。标准化与长期维持也限制广泛应用：部分野生型猪结肠与十二指肠类器官仅扩增三至五代，报道的长期培养约持续三至六个月，持续提供Wnt相关因子被认为是持续扩增的主要制约；商业培养基、条件培养基与重组生长因子系统并存，供体年龄、培养条件与传代策略研究间各异，这些差异损害模型稳定性与实验室间可比性（表3）。
结论与展望部分指出，仔猪肠道损伤研究现已采用猪肠上皮细胞系、猪肠道类器官与在体仔猪模型的互补层级。细胞系廉价、高通量且易于操作，适用于初步机制筛选与功能干预评估，其主要局限是细胞组成简单与生理表型不稳定。类器官保留区域身份、供体遗传背景与多种上皮谱系，因而支持组织特异性与细胞互作研究，但仍缺乏免疫微环境、成熟度不完全且培养标准化有限。在体仔猪模型提供最大的生理与生产相关性，但成本高、周期长、多因素并存且难以因果归因。实际应用中，建议采用逐步序列，由研究问题首先确定模型层次：IPEC-J2等细胞系用于高通量机制筛选与确定剂量-时间关系；当上皮多样性、供体背景或组织结构相关时使用类器官或类器官来源单层；最后由在体仔猪模型验证生理效应与生产相关性。模型选择应权衡实验可控性、生理相关性、细胞复杂度、免疫与微生物互作、通量、成本、机制可操作性和各模型最适合的具体研究问题。还应区分模型建立与模型验证：成功诱导细胞因子升高、ROS产生、TEER降低或组织学损伤证明模型诱导与表型确认，但其本身并不证明模型再现了生物学相关的肠道损伤；验证还需实验间可重复性，并在可能时与在体或临床相关表型相对应。标准化是提高研究间可比性的主要优先事项：在体研究应报告仔猪年龄、性别与遗传背景、肠段、攻击菌株或毒素及其纯度、剂量、给药途径、暴露时长、采样时间与损伤终点；细胞研究应报告传代次数、接种密度、培养基与血清、膜类型及TEER测量条件；类器官研究应报告供体年龄与组织来源、传代次数、培养基与基质组成及培养构型。未来工作应改进模型标准化并加强体外发现向在体效应的转化，类器官-免疫细胞-微生物共培养与空间组学的进展应支持多层次验证研究框架。
