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诱导性类风湿性关节炎动物模型的研究进展

2021-01-21 来源:年旅网
诱导性类风湿性关节炎动物模型的研究进展

发表时间:2016-09-05T14:07:06.427Z 来源:《航空军医》2016年第14期 作者: 娄永富

[导读] 类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一种以炎性滑膜炎为特征的慢性系统性自身免疫病.

河北大学医学部 河北保定 071000

【摘 要】类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一种以炎性滑膜炎为特征的慢性系统性自身免疫病,其病因复杂,影响因素众多,发病机制目前未完全清楚。RA高发病率、高恶化率、患者反复发作的特点使其治疗一直是医学难点。建立理想的RA动物模型对研究RA的发病原因、病理免疫机制和治疗手段十分必要。本综述将对传统的两种诱导性RA动物模型的制备方法、模型特点以及优缺点等方面进行综述,为实验人员选择更为理想的动物模型提供参考。【关键词】类风湿关节炎;诱导性动物模型;综述

类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一类病因复杂,影响因素众多的慢性系统性自身免疫病。在世界范围内,该病成年人发病率为0.5%,且多集中在40岁之后的妇女,而我国该病发病率也高达0.2%-0.34%[1]。其高发病率、高致残率以及患者反复发作的特点使RA的治疗一直为医学难点。建立理想的动物模型以复制RA是研究RA的必要手段和工具[2]。随着国内外对RA研究的深入,研究人员建立了诸多成熟的整体动物模型。

现有的RA动物模型以啮齿类动物为主。根据模型干预形式的不同,RA动物模型主要分为诱导性RA动物模型和自发性RA动物模型两大类。本文将对诱导性RA动物模型的分类及主要动物模型的制备方法、临床表现、病理特征以及模型优缺点等方面进行综述,以为实验人员选择更为理想的动物模型提供参考。

诱导性RA动物模型是通过向动物体内注射外源性诱导剂而引起正常动物发生RA的一类模型。是目前进行RA实验研究最常选用的一类模型。它根据诱导剂的不同,主要分为佐剂诱导性RA(Adjuvant-induced Arthritis,AA)模型、胶原诱导性RA(Collagen-induced

Arthritis,CIA)模型等类型。现对这两种类型模型建立、模型制备、临床表现、免疫病理机制以及动物造模优缺点等进行综述,以供实验人员参考。

1佐剂性RA模型

此模型是由德国著名医生和细菌学家Freund 建立,介导溶剂分为完全佐剂(Complete Freund’s Adjuvant,CFA)和不完全佐剂(Incomplete Freund’s Adjuvant,IFA),且通常用CFA作诱导剂[3]。AA模型在T细胞相关致炎通路的药物筛选方面起着重要作用[4]。 1.1 AA模型的制备

选取雄性Wistar或Lewis大鼠,体重约170 g。配制CFA:首先要将液体石蜡高压灭菌,卡介苗(BCG)80℃灭活(时间为1h),然后将BCG与液体石蜡混合,充分碾磨、混匀后,配成10 g/L的乳剂,即为CFA。皮下注射0.1mlCFA至大鼠一侧后足掌,即可致炎[5]。 1.2 AA模型的临床表现

病变主要表现为迟发性炎症反应,3周左右最重。病理可见滑膜下组织炎性增生。5周后,病变部位关节炎症缓解,形成新骨,导致关节间隙变窄,最终造成不可逆性关节结构的改变[6]。对比发现,AA 大鼠的致炎部位组织和病理学改变与人的RA 相似。 1.3 AA模型的免疫学变化

在炎症的早期,出现IL-17、IFN-γ、TNF-α、IL-1β和巨噬细胞炎性蛋白MIP-1α(Macrophage Inflammatory Protein 1a)。随着炎症进一步发展,可检测到与炎性组织相关的IL-4、IL-6 以及TNF-β等细胞因子水平的升高[7]。 1.4 AA 动物模型的优缺点

AA动物模型易成模,耗费少,造模方法简易,在RA机制研究或防治药物的研制方面被广泛应用。但是,由于缺乏慢性病理过程,该种造模方法模型鼠的总体发病率﹑发病过程和致炎关节的症状各有不同,且不同鼠之间也有种间差异。因此,单一应用 AA模型作为研究RA的模型,还存在着诸多缺陷,建议使用多个模型以不同角度进行综合分析和研究。

此外,佐剂诱导性关节炎还包括佐剂角叉胶诱导性关节炎模型(Adjuvant- carrageenan-induced Inflammation,ACⅡ)、二甲基双十八烷基钱澳化物诱导性关节炎模型(DDA bromide-induced Arthritis,DIA)、蛋白多糖诱导性关节炎模型(Proteoglycan-inducedArthritis)和朴日斯烷诱导性关节炎模型(Pristante-indueed Arthritis)等模型[8]。 2胶原诱导性RA(CIA)模型

CIA模型是1977年DE Trentham等创立,他们用猪、鸡、大鼠和人等的Ⅱ型胶原(Cocllagen typeⅡ,CⅡ)来进行关节炎诱导。模型在初次免疫后5周后,关节炎症状到达高峰[9]。目前己经发现并进行了报道的胶原诱导模型有13种。CIA的易感品系是DBA/ 1、B 10. Q和B10. RⅢ,其中DBA/1小鼠应用最为广范。 2.1 CIA模型的制备

在4ºC条件下,将Ⅱ型胶原(colagen typeⅡ.CⅡ)溶于0.1 mol/L醋酸中,对其进行搅拌并充分溶解,最终获得浓度为2 g/L的混合液,然后再将其与同等浓度灭活的BCG等体积充分混合、搅拌,进行乳化,制成CⅡ乳剂。造模时,将0.1ml该乳剂皮内注射于小鼠的尾根部以致炎,3周时再进行0.1ml乳剂腹腔注射以作为激发注射[10]。 2.2 CIA模型的临床表现

初次免疫注射后,致炎部位短时间内发生局部炎症反应,7天左右可自行愈合。免疫致炎后3周左右,小鼠可见关节轻度肿胀,随后逐渐严重,5周时达到顶点。免疫致炎4周,用足爪仪检测,可见模型组足掌显著增大。另外,观察小鼠的生命状态,可见动物的毛色暗淡、偶有脱毛,大多可伴有小鼠尾、耳部的炎症表现[11]。 2.3 CIA模型的免疫学变化

CIA模型小鼠的免疫学变化既涉及体液免疫的改变,又兼有细胞免疫应答。在CIA模型小鼠中,最初起关键做的是Th1细胞。若将CIA小鼠的淋巴结中分离出Th1 细胞并将其进行克隆,再将其回注到CⅡ免疫过的DBA/1系小鼠体内,能提高CIA模型小鼠的发病率以及相关临床症状的表现,并显著提高抗CⅡ抗体的应答[12]。另外有研究表明,TNF-α,IL-1 β在诱导CIA大鼠中起重要作用,并随着CIA大鼠病程进展血清中TNF-α,IL-1 β,IL-6水平持续升高[12]。

2.4 CIA 动物模型的优缺点

作为RA的常用实验动物模型,CIA模型与人RA很相近,具体表现为个体的强烈易感性,多发性系统性关节炎,严重伴有关节的畸形坏死,因此是RA动物模型的选择和研制相关治疗制剂的重要应用模型。但另一方面,在控制同种属同周龄的模型鼠在同样的诱发因素和生活条件下,CIA动物模型起病时间差异很大,并且临床表现也是程度不尽相同,并且它目前仅能反映人RA的某一或某几个特征,不易复制,并且未见皮下结节﹑浆膜炎,以及血管炎等表现[14]。尽管有以上不足,CIA大鼠模型仍是目前关节炎研究的有效模型。 3结语

虽然当前实验性RA动物模型取得一定进展,并且为RA不同阶段药物的选用和临床RA的症状治疗起到重大作用,但不可否认的是,当前实验性RA动物模型大多是啮齿类动物:一方面啮齿类动物同人的种属差异客观存在,另一方面在造模方法、诱导剂的选用以及造模效果等尚未统一标准。所以,在制定合理的造模方案前,应对相关RA动物模型进行多方面的考量,制定最接近实际效果的标准,总结出既经济、科学又准确可靠的造模标准规程即1)尽可能有多的RA特点;2)较易检测发病情况及免疫功能的变化;3)为易感品系,能容易得到,而且价格便宜,繁殖率高;4)能够使疾病的自然发病时间减少;5)可以较方便模拟RA患者的治疗效果等[15]显得尤为重要。 参考文献

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作者简介:娄永富(1992-),男,满族,河北承德人,2012级临床医学系在读。

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