實驗性類風濕性關(guān)節(jié)炎動物模型研究進展

王樸

摘要：類風濕性關(guān)節(jié)炎是一種常見的致殘性疾病之一，病因未明。研究此類疾病的有效方法是建立、研究并應(yīng)用動物模型通過對目前國內(nèi)外類風濕性關(guān)節(jié)炎模型研究，總結(jié)類風濕性關(guān)節(jié)炎動物模型的類型。

關(guān)鍵詞：類風濕性關(guān)節(jié)炎；模型；綜述

中圖分類號：R255.6

文獻標志碼：A

文章編號：1007 - 2349（ 2015） 02 - 0075 - 04類風濕關(guān)節(jié)炎（ RA）是一種病因未明的慢性、以炎性滑膜炎為主的系統(tǒng)性疾病.其特征是手、足小關(guān)節(jié)的多關(guān)節(jié)、對稱性、侵襲性關(guān)節(jié)炎癥，經(jīng)常伴有關(guān)節(jié)外器官受累及血清類風濕因子陽性，可以導(dǎo)致關(guān)節(jié)畸形及功能喪失?；ぜ毎錾袄w維化、血翳形成、骨和軟骨損害引起的類風濕性關(guān)節(jié)炎病理是一個復(fù)雜的過程[1-2]。國內(nèi)外學(xué)者對RA的病岡病機、病理學(xué)、免疫學(xué)特點等進行了大量的動物試驗研究，并形成了一些較為成熟的動物模型，本文對現(xiàn)階段幾種關(guān)節(jié)炎模型研究進展進行閘述。1 誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎1.1佐劑誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎佐劑是非特異性免疫增強劑，當與抗原·起注射或預(yù)先注入機體時，可增強機體對抗原的免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答類型.佐劑有很多種，包括Avridine、樸日斯烷、二甲基雙十八烷基銨溴化物、弗氏完全佐劑（CFA）和弗氏不完全佐劑（IFA）等。弗氏完全佐劑和弗氏不完全佐劑是目前動物試驗巾最常用佐劑。佐劑增強免疫應(yīng)答的機制是通過改變抗原的物理形狀，延長抗原在機體內(nèi)保留時間，刺激單核吞噬細胞對抗原的遞呈能力，刺激淋巴細胞分化，增加擴大免疫應(yīng)答能力。1.1.1 弗氏佐劑誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎模型（adjuvanl arthrilis，AA）AA由細菌學(xué)家Freund于20世紀50年代創(chuàng)立，義稱弗氏佐劑關(guān)節(jié)炎，是研究免疫性關(guān)節(jié)炎動物模型的基本方法[3] AA發(fā)病機制主要是分子模擬理論。原發(fā)病變主要表現(xiàn)為早期致炎部位的炎癥反應(yīng)，繼發(fā)病變出現(xiàn)于致炎后10d左右，炎癥以踝關(guān)節(jié)為重，可侵及足墊、全足。病理學(xué)改變?yōu)榛は陆M織炎癥，滑膜增生，血管翳形成，軟骨破壞；4周左右關(guān)節(jié)紅腫減退，骨質(zhì)減少，新骨形成，關(guān)節(jié)間隙變窄，形成不可逆的關(guān)節(jié)改變免疫學(xué)特點是T細胞介導(dǎo)的慢性全身性免疫性炎癥，住AA潛伏期，CD8+T細胞及B細胞發(fā)揮作用[4]AA的發(fā)病同時受雙向性的神經(jīng)內(nèi)分泌免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)（neuroendocrine immunomodulation，NIM）調(diào)節(jié)。有研究證實，AA的發(fā)病過程中有氧化應(yīng)激反應(yīng)發(fā)生[5]，發(fā)病過程中產(chǎn)生過度的TNF-α和IL -1β[6]。1.1.2佐劑角叉（菜）膠誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎模型（adjuvant.carrageenan - induced inflammation，ACⅡ） 此種模型需在動物皮下注射完全弗氏佐劑，隨后在足跖皮下注射角叉（菜）膠誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎，角又（菜）膠是海藻中萃取的一種硫酸鹽粘多糖，可在鼠、兔、狗等動物身上誘導(dǎo)產(chǎn)生關(guān)節(jié)炎，敏感系Sprague-Daw-ley雌性大鼠、Swiss和DBA/1小鼠。發(fā)病機制是由于巨噬細胞不能處理角叉（菜）膠，導(dǎo)致角叉（菜）膠在溶酶體內(nèi)積聚，引起炎癥反應(yīng)和細胞死亡。此模型伴隨有11-6、IL -8、血管內(nèi)皮生長因子、前列腺素E（2）的升高，且這些作用都與NF -KBα、P38和c- jun有關(guān)[7]。有研究表明免疫反應(yīng)性神經(jīng)肽Y（NPY）和降鈣素基因相關(guān)肽（CGRP）參與此模型的免疫反應(yīng)[8]。1.1. 3蛋白多糖誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎（ proteoglycan - induced anhri-tis，PCIA） 人軟骨分離的蛋白多糖可以用于誘導(dǎo)易感小鼠如Balb/c和C3H小鼠關(guān)節(jié)炎。PCIA誘導(dǎo)方法是：軟骨蛋白多糖，用佐劑乳化后在O，21，d42注射于小鼠的腹腔，可誘導(dǎo)糜爛性關(guān)節(jié)炎[9-10]。考慮到人的PG的提取和純化的復(fù)雜性，有研究使用牛的PG，牛PG是高度關(guān)節(jié)炎基因，在雌性Balb/c小鼠引發(fā)100%發(fā)病率的關(guān)節(jié)炎[11]。注射乳化劑后，B淋巴細胞和T淋巴細胞應(yīng)答加劇[12]。B淋巴細胞在PCIA 中有雙重作用，既可以產(chǎn)生自身抗體，也可以作為抗原提呈細胞激活多糖蛋白特異性T淋巴細胞。IL-4和IL - 10可以調(diào)節(jié)和抑制關(guān)節(jié)炎[13]。有研究表明兩個非常重要的關(guān)節(jié)炎基因抗原決定簇，5/4E8和P135H，在此模型中發(fā)揮作用[14]。1.1.4油誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎（ oil - induced arthritis，OIA） 這是一種獨特的大鼠關(guān)節(jié)炎，將IFA（非常微弱的佐劑）單獨注射于DA大鼠（其他品系不行）皮下，14d出現(xiàn)OIA，關(guān)節(jié)腫脹較其他類型的關(guān)節(jié)炎輕。與CIA不同的是OIA不產(chǎn)生CⅡ的抗體。有研究比較了近交系DA大鼠與攜帶關(guān)節(jié)炎性PVG染色體片段的DA大鼠，對基因互補DNA（ cDNA）和信使RNA（ mRNA）的表達進行分析測序。結(jié)果顯示：鼠抗原呈遞外源凝集素樣受體基因復(fù)合物（ APLEC）與易感性關(guān)節(jié)炎相關(guān)聯(lián)，人類APLEC和樹突狀細胞免疫受體基因（DCIR）與易感性抗CCP抗體（抗環(huán)瓜氨酸肽抗體）陰性的RA相關(guān)聯(lián)15]。1.1.5二甲基雙十八烷基銨（ DDA）溴化物誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎（ DIA） 二甲基雙十八烷基銨（DDA）是一種類脂和陽離子表面活性劑，可以引起以多葉核白細胞和單核細胞流人注射部位并刺激嗜菌細胞系統(tǒng)為特點的炎癥反應(yīng)。當皮下注射2mg溶于磷酸緩沖液的DDA溴化物時，可以在Lewis和DA大鼠中誘導(dǎo)多關(guān)節(jié)炎，但其發(fā)病率較低，炎癥嚴重程度較輕。而注射2mg混合IFA的DDA溴化物，則能誘導(dǎo)產(chǎn)生較嚴重的多關(guān)節(jié)炎。DIA發(fā)病機制是分子模擬機制，熱休克蛋白-65在疾病的發(fā)生發(fā)展中起重要作用[16]，發(fā)病依賴T細胞調(diào)節(jié)，組織學(xué)表現(xiàn)為發(fā)病關(guān)節(jié)部位細胞浸潤，滑膜充血，肉芽組織增生，軟骨破壞和骨質(zhì)變形等。1.1.6 Avridine誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎（Avridine - induced arthritis，AIA） 在鼠尾注射焦點黏附激酶（FAK）乳化的Avridine，可在易感品系（如LEW大鼠）引起關(guān)節(jié)炎。在病程中T細胞對疾病的發(fā)展起關(guān)鍵作用，雌性較雄性的癥狀更嚴重，實驗結(jié)果顯示性染色體參與調(diào)節(jié)這種性別差別，但性激素同樣調(diào)節(jié)這種反應(yīng)。且有研究顯示裸鼠對Avridine誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎有抵抗性[17]。1.1.7樸日斯烷誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎（ pristane - induced arthritis.PIA） 早期制作的RA模型是通過皮下注射懸浮在礦物油中的分支桿菌的細胞壁，因為分支桿菌的細胞壁和礦物油都是致關(guān)節(jié)炎物質(zhì)，后來人們將礦物油中提取樸日斯烷直接注射，無需注射分支桿菌的細胞壁，制作了大鼠關(guān)節(jié)炎模型。模型主要依賴的是T細胞的激活。血清學(xué)指標顯示：IIJ -6在急性期升高。有研究證實，PIA模型小鼠異常toll樣受體（TLR）3信號在發(fā)病機制中起必不可少的作用，其與miRNA可以協(xié)調(diào)信號傳導(dǎo)途徑。并證實了MIR - 26A在大鼠巨噬細胞內(nèi)靶向負調(diào)控TLR3[18]。有資料顯示，樸日斯烷誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎（ PIA）小鼠染色體7上的Cia4基因與調(diào)節(jié)疾病的嚴重程度和關(guān)節(jié)損傷有關(guān)[19]。1.2 非佐劑誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎1.2.1 膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎（Collagen - induced arthritis，CIA）膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎是Trentham等ii20于1977年創(chuàng)立，小牛、雞、豬、大鼠和人的Ⅱ型膠原（ collagen typeⅡ，CⅡ）均能引起關(guān)節(jié)炎，選擇的動物一般為嚙齒類和靈長類，小鼠用異種CⅡCFA于尾根部皮內(nèi)注射，21d后腹腔注射，、大鼠用異種或同種CⅡ與不完全弗氏佐劑（incomplele Freund's adjuvant，IFA）多部位皮內(nèi)注射，1周后腹腔注射[21-22]。CIA的發(fā)病典型的關(guān)節(jié)炎體征，小鼠出現(xiàn)在致炎后24d左右，36d左右最嚴重[20]，大鼠14 d左右，21d左右最嚴重。后足踝關(guān)節(jié)最常受累，腫脹一般持續(xù)5～8周，最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)的畸形。CIA是非感染性炎癥，其他組織學(xué)檢查正常[20]。近期研究表明，CIA模型的發(fā)病機制與調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)和骨骼系統(tǒng)的信號接頭蛋白SH3BP2相關(guān)，此蛋白通過提高巨噬細胞的活化和破骨細胞形成增強炎癥和骨質(zhì)流失[23]。另有研究表明，趨化因子受體CXCR6通過兩種T細胞的細胞因子極化效應(yīng)在關(guān)節(jié)炎的發(fā)病中起重要作用[24]。1.2.2 卵蛋白誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎模型構(gòu)造時，將雞卵蛋白溶液（ 20 mg/mL）、卡介苗和福氏不完全佐劑（三者比例1：2：1）混合在1500 r/min勻漿器下制成混合乳劑，注入動物背部皮下致敏，每次l mL，每周1次，連續(xù)3周致敏，末次注射后l周，向膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注入5mg溶解的卵蛋白。模型的病理改變主要有滑膜增生、血管翳形成和軟骨及骨破壞。Trauner等[25]的研究表明，此模型的發(fā)病機制主要是由于關(guān)節(jié)內(nèi)抗原的持續(xù)存在，刺激滑膜細胞分泌抗體，形成抗原一抗體- C3復(fù)合物，使滑膜炎持續(xù)存在，滑膜增生和血管翳形成。1.2.3鏈球菌細胞壁誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎（Streptococcal cell wall -induced arthritis，SCWA） 來自于A群鏈球菌和其他幾種細菌的細胞壁肽聚糖一多聚糖水懸液，腹腔注射于敏感大鼠品系，如I，F(xiàn)，W系，可誘導(dǎo)產(chǎn)生嚴重的侵蝕性關(guān)節(jié)炎[26]。模型通過注射抗原激發(fā)全身免疫反應(yīng)，主要集巾在關(guān)節(jié)腔，注射幾小時后，IL- la、TNP-a及IL-6部有很高的表達。且有研究顯示，其發(fā)病途徑與p38 MAPK（絲裂原活化蛋白激酶）有關(guān)[27]。scw誘導(dǎo)的小鼠關(guān)節(jié)炎模型可以用易感種群小鼠如Balb/c，DBA/1和C3H小鼠建立scw關(guān)節(jié)炎模型。改進后的模型是在小鼠關(guān)節(jié)腔一次或多次注射scw片段（n≥3），可導(dǎo)致慢性關(guān)節(jié)炎發(fā)生[28]。Lewis大鼠是最敏感的品系，Balb/e是易感的小鼠品系。C57BL/6是抵抗的品系，不能通過此種方法誘導(dǎo)產(chǎn)生關(guān)節(jié)炎、1.2.4酵母多糖誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎模型（zVmosan - induced arthri-tis.ZIA） 酵母多糖誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎模型由關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射酵母聚糖誘導(dǎo)產(chǎn)生。ZIA的發(fā)展與關(guān)節(jié)蛋白聚糖合成減少和活性丟失有關(guān)。有研究顯示此模型發(fā)病過程中有產(chǎn)生IL -17的輔助性T（Th17細胞）增加的現(xiàn)象，且視黃酸相關(guān)的孤兒核受體（ROR1γt）參與Th17細胞的調(diào)節(jié)[29]。另有研究顯示，激光療法可有效降低炎癥部位損傷，抑制活化的蛋白酶[30]。