狼疮鼠模型的研究分析*
2010-02-11周腊梅指导汪
周腊梅 指导汪 悦
1 南京中医药大学博士生(南京 210029)
2 江苏省中医院(南京 210029)
*江苏省高校科技创新团队(No.2007)
狼疮鼠模型的研究分析*
周腊梅1指导汪 悦2
SLE动物模型研究主要有自发性小鼠模型和诱导性小鼠模型,自发性小鼠模型侧重研究遗传因素对SLE发病的影响,诱导性小鼠模型侧重于研究环境因素、性激素、感染等因素对SLE发病的影响。对狼疮鼠模型的研究,有助于探索SLE的发病机制,并为SLE治疗提供了可靠的实验基础。
狼疮鼠模型 自发性狼疮鼠模型特点 诱导性狼疮鼠模型特点
1 南京中医药大学博士生(南京 210029)
2 江苏省中医院(南京 210029)
*江苏省高校科技创新团队(No.2007)
SLE动物模型研究主要有自发性小鼠模型和诱导性小鼠模型两种。自发性小鼠模型常见的有MRL/lpr鼠、BXBS鼠、NBZ鼠、NZBN/WZF1鼠,该模型要求小鼠严格传代,侧重研究遗传因素对SLE发病的影响。诱导性小鼠模型侧重于进一步研究环境因素、性激素、感染等因素对SLE发病的影响。
1 自发性性狼疮鼠模型
目前研究较为广泛的狼疮鼠模型有5种,即NZB、NZB/NZWF1、MRL/lpr、MRL/n 及 BXSB 鼠。
1.1 NZB鼠 该鼠发病无明显性别差异,雌鼠疾病进展稍快。自发产生高滴度抗红细胞抗体、低滴度抗DNA抗体、抗胸腺抗体及轻度的肾小球肾炎,其50%死亡率发生于第16~17个月,主要死于溶血性贫血[1]。
1.2 NZB/NZWF1鼠 最早Helyer发现在NZB鼠与NZW鼠的杂交1代 (NZB×NZW)F1中可自发出现于人类狼疮性肾炎相似的改变。用NZB/BIN J和NZW/Lac J近交系小鼠杂交制备BW F1自发性狼疮小鼠模型。NZB/W F1小鼠出生后3~6个月开始至12个月,几乎全部自发SLE,产生多种自身抗体,以及发生免疫复合物型肾炎[2]。性激素对该鼠有明显影响,雌鼠比雄鼠起病早且严重,可产生高滴度抗dsDNA抗体、抗ssDNA抗体、抗红细胞抗体、高丙种球蛋白血症。肾脏病理学表现为慢性管腔闭合性肾小球肾炎伴严重系膜增生及新月体形成。临床表现最常见严重蛋白尿,40%最终出现全身水肿[1]。
1.3 MRL/lpr鼠 此鼠由 LG/J、AKR/J、C3H/D 及 C57BL/6等不同品系小鼠交配至第12代时产生。MRL/lpr小鼠是以lpr基因突变导致Fas分子表达缺陷,显著的淋巴腺病、脾肿大、大量抗DNA抗体和肾炎为特征的SLE动物模型。该鼠可出现侵蚀性关节炎,抗DNA、抗Sm、抗Su、抗核苷P抗体(抗Rib P抗体)、高滴度ANA,高丙种球蛋白血症最突出,半数出现RF。肾脏损害为亚急性增生性肾小球肾炎,轻中度蛋白尿,发病无性别优势,其50%死亡率发生于第5个月[1,3,4]。小鼠约12周龄时开始出现病理改变,在15~20周龄时出现血管炎和肾脏损伤,肾脏病理表现和人类的狼疮肾炎相似,表现为炎细胞浸润、血管炎、系膜细胞增殖以及间质小管病变,多在6~8月龄时死亡[5]。
1.4 MRL/n鼠 该鼠与MRL/lpr有89%的遗传背景是一致的,只是缺乏lpr基因,血清抗体与MRL/lpr相似,但水平较低,也无广泛的淋巴结增生,肾小球肾炎发生较晚,病情进展缓慢,发病无性别优势,其50%死亡率出现在第17~23个月[1,4]。
1.5 BXSB鼠 BXSB狼疮小鼠是是雄性C57BL小鼠和雄性SB/Le小鼠杂交后的近交重组品系,雄鼠遗传了父代Y染色体上Yaa基因(Y染色体自身免疫加速因子)。约2月龄左右,雄性BXSB小鼠即可自发出现血ANA阳性及肾脏损害为急性渗出性、增生性肾小球肾炎;12~16周为最佳研究时段。为与MRL/lpr鼠接近,蛋白尿为轻中度,全身水肿发生率为20%。BXSB小鼠Y染色体上连锁有自身免疫诱发加重基因Yaa基因,故雄性BXSB小鼠发病较雌性鼠早且重[5,6]。5月龄小鼠发病达高峰,且严重,并通过骨髓细胞移植造血干细胞可使受体小鼠早发SLE[7]。而雌性小鼠在1年半时才有半数死亡,6~7个月龄时近半数死亡,其发病后可表现与人类SLE相似的临床及病理特征因此,5月龄雄性BXSB小鼠是用于重型SLE研究的较好模型。
其它,1988年日本学者发现了另一狼疮鼠模型CBA-lprcg(cg,com-plementing gld),由正常CBA/KlJms小鼠基因突变而来,特点:(1)ANA的阳性率随月龄增长,6~12个月时阳性率为100%,效价在1∶320以上,抗dsDNA抗体普遍阳性,部分鼠出现抗多聚二磷酸核糖腺苷酸 (poly ADP-ribose)抗体;(2)ENA抗体谱及抗红细胞抗体阴性;(3)淋巴结、肝、脾、肾淋巴细胞浸润明显,脾、淋巴结肿大,但无明显的肾小球肾炎、血管炎、间质性肺炎、蛋白尿。从lprcg突变基因的性质看,CBA-lprcg鼠很可能是携带lpr等位基因的非MRL鼠[7]。
2 诱导性狼疮鼠模型
2.1 药物诱导的狼疮鼠模型 降植烷 (pristane)狼疮鼠模型:可以在非自身免疫鼠中产生狼疮特异性抗体 (抗Su、抗Sm、抗Rib P、抗 dsDNA抗体)、狼疮相关性抗体(抗ssDNA、抗nRNP、抗组蛋白抗体)及免疫复合物性肾小球肾炎等[8~10]。SJL鼠在pristane免疫后,抗nRNP/Sm、抗Su抗体阳性率极低,2个月时出现了抗Rib P抗体,4个月达高峰后下降,62.5%可检测到抗ssDNA抗体,抗dsDNA抗体阴性[9,10]。Pristane引起的自身抗体是鼠系非特异性的,但其类别、频率在不同鼠系间仍存在差别,受MHC相关基因及MHC非相关基因影响[11]。普鲁卡因胺等药物免疫鼠主要产生针对染色体抗原的抗体;氯化汞等金属免疫鼠很少产生狼疮特异性抗体及肾脏受累[11]。细菌环境在自发性鼠狼疮及pristane诱导的鼠狼疮中,对自身抗体及高丙种球蛋白血症的产生均有促进作用[12,13]。
2.2 肽诱导的狼疮鼠模型 细菌和真核生物的DNA单独免疫鼠必须与DNA结合蛋白一起才有免疫原性[14]。类似dsDNA的十肽DWEYSVWLSN单独免疫鼠可产生抗肽抗体、抗dsDNA抗体及其他抗体,并引起肾脏免疫球蛋白沉积,从而建立了肽诱导的狼疮鼠模型。诱导方法:通常采用4~6周大的BALB/c雌鼠及其他近交系鼠 A/J、AKT/J、DBA/2、B6、CBA/Ca等,每种鼠设有对照组。利用R4A(由BALB/c鼠分离的IgG2b型抗ds-DNA抗体)从噬菌体肽库中筛选十肽DWEYSVWLSN及五肽DWEYS,将十肽连接在多抗原性肽(MAP)骨架上。实验组在第1日皮下注射混合100μg MAP肽的完全弗氏佐剂(CFA),在第7、14日再分别皮下注射混合100μg MAP肽的不完全弗氏佐剂(IFA)。对照组仅用MAP混合佐剂以相同的步骤免疫鼠。然后在第 1、7、14、21、35、49日分别取血测定,常用 ELISA 及免疫荧光法检测抗体及肾脏Ig沉积。Putterman等[15]研究发现,肽免疫鼠系中,只有BALB/c鼠有较明显自身抗体和肾组织学改变,其余各鼠系抗体效价极低,对照组阴性。在BALB/c鼠中,IgM抗肽抗体和抗dsDNA抗体仅有轻微升高,IgG抗肽抗体在第14日开始升高,直到第49日被处死,IgG抗dsDNA抗体升高明显,峰值接近6个月的NZB/NZW F1鼠,以IgG1亚单位为主。用Hep-2细胞作底物的ELISA法,检测到几乎所有血清ANA阳性,效价在1∶80~1∶160之间,IgG抗心磷脂及抗组蛋白抗体也升高。第49日时,BALB/c鼠均有中度的肾小球Ig沉积,也以IgG1亚单位为主。另外报道发现,C57/B鼠腹腔注射poly (ADP-ribose),1个月内可产生抗poly(ADP-ribose)抗体及抗DNA抗体[16]。
2.3 淋巴细胞免疫模型 自70年代后期起,国外许多学者开始用同种异体淋巴细胞输注到小鼠体内,使其产生移植物抗宿主病(GVHD),其病理变化与人类SLE极为相似,常用的是将亲代DBA/2鼠的T淋巴细胞输注到纯系鼠杂交的 (BALB/C×DBA/2)F1代上,这种实验性诱导鼠模型SLE样改变出现较早。以C57BL/6取代DBA/2,也能成功诱导SLE实验鼠模型。阳晓等[17]制作了慢性GvHD狼疮样肾炎小鼠模型发现:注射单细胞悬液后第8周模型小鼠以肾小球细胞增生为主,未见蛋白尿和间质损害;注射后第12周以大量蛋白尿、低蛋白血症、水肿及高脂血症为主要表现,病理以肾小球系膜增宽、基底膜节段性增厚、肾间质细胞浸润为特点;注射后第16周则以肾功能损害为主要表现,病理以肾小球基质大量增生,肾间质纤维化为主要特征。血清学抗双链(ds)DNA抗体阳性,免疫荧光示免疫球蛋白和补体沿系膜(IgM)和毛细血管(IgG、C3)沉积,电镜可见上皮下电子致密物沉积。上述改变符合狼疮肾炎的特点。另外,有报道放射线照射诱导的凋亡淋巴细胞皮下免疫同系的BALB/c小鼠也可成功制作SLE样症状动物模型。
2.4 提纯马疫锥虫Kdna免疫模型 将制备的马疫锥虫kDNA与IFA试剂充分乳化混合,其配制比例为20μg kDNA∶0.2ml IFA。采用皮下注射途径对每只小鼠注射免疫,注射点为背部任选3处,每5日注射1次。Ⅰ组小鼠注射kDNA与IFA混合物(剂量20μg kDNA∶0.2mL IFA/只),Ⅱ组小鼠注射单纯kDNA 20μg/只,Ⅲ组小鼠注射单纯IFA 0.2mL/只。造模时间8周[18]。
2.5 核小体免疫模型 郝进[19]用连续性密度梯度离心法获得的纯化核小体皮下免疫正常BALB/c小鼠5周后实验小鼠的血清产生明显ANA和ds-DNA抗体,同时实验小鼠肾脏有明显IgG型免疫复合物的沉积和炎症性损伤。
3 结语
综上所述,对狼疮鼠模型的研究,有助于探索SLE的发病机制,而且也为SLE针对遗传、性激素、细胞因子等进行的基因及细胞因子单克隆抗体治疗提供了可靠的实验基础。自发性狼疮鼠与人类狼疮发病较为相似,但价格较昂贵,大规模研究难以实现,诱导性狼疮鼠在一定程度上对这一不足有所弥补。SLE是遗传、免疫、性激素、环境等多因素同样起作用的疾病,能体现多因素作用的狼疮模型是目前研究的主要方向。
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Study of Systemic Lupus Erythematosus Mice Models
ZHOU La-mei
Nanjing University of Chinese Medicine(Nanjing 210029)
The systemic lupus erythematosus(SLE)animal model study mainly includes the spontaneous mouse model and the induced mouse model.The spontaneous mouse model stresses on hereditary factors influence to SLE morbidity.The inductivity mouse model emphasizes on the effect of environmental factor,sex hormone,infection and so on to the SLE morbidity.Researching the lupus mouse model is helpful in exploring SLE pathogenesis.Itcould provide the reliable experiment foundation for the SLE treatment.
Systemic lupus erythematosus mouse model;Characterization of spontaneous SLE mouse model;Characterization of induced SLE mouse model
R593.24
A
1004-745X(2010)01-0106-03
2009-06-24)