实验性类风湿性关节炎动物模型研究进展

王朴

摘要：类风湿性关节炎是一种常见的致残性疾病之一，病因未明。研究此类疾病的有效方法是建立、研究并应用动物模型通过对目前国内外类风湿性关节炎模型研究，总结类风湿性关节炎动物模型的类型。

关键词：类风湿性关节炎；模型；综述

中图分类号：R255.6

文献标志码：A

文章编号：1007 - 2349（ 2015） 02 - 0075 - 04类风湿关节炎（ RA）是一种病因未明的慢性、以炎性滑膜炎为主的系统性疾病.其特征是手、足小关节的多关节、对称性、侵袭性关节炎症，经常伴有关节外器官受累及血清类风湿因子阳性，可以导致关节畸形及功能丧失。滑膜细胞增生及纤维化、血翳形成、骨和软骨损害引起的类风湿性关节炎病理是一个复杂的过程[1-2]。国内外学者对RA的病冈病机、病理学、免疫学特点等进行了大量的动物试验研究，并形成了一些较为成熟的动物模型，本文对现阶段几种关节炎模型研究进展进行闸述。1 诱导性关节炎1.1佐剂诱导性关节炎佐剂是非特异性免疫增强剂，当与抗原·起注射或预先注入机体时，可增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答类型.佐剂有很多种，包括Avridine、朴日斯烷、二甲基双十八烷基铵溴化物、弗氏完全佐剂（CFA）和弗氏不完全佐剂（IFA）等。弗氏完全佐剂和弗氏不完全佐剂是目前动物试验巾最常用佐剂。佐剂增强免疫应答的机制是通过改变抗原的物理形状，延长抗原在机体内保留时间，刺激单核吞噬细胞对抗原的递呈能力，刺激淋巴细胞分化，增加扩大免疫应答能力。1.1.1 弗氏佐剂诱导性关节炎模型（adjuvanl arthrilis，AA）AA由细菌学家Freund于20世纪50年代创立，义称弗氏佐剂关节炎，是研究免疫性关节炎动物模型的基本方法[3] AA发病机制主要是分子模拟理论。原发病变主要表现为早期致炎部位的炎症反应，继发病变出现于致炎后10d左右，炎症以踝关节为重，可侵及足垫、全足。病理学改变为滑膜下组织炎症，滑膜增生，血管翳形成，软骨破坏；4周左右关节红肿减退，骨质减少，新骨形成，关节间隙变窄，形成不可逆的关节改变免疫学特点是T细胞介导的慢性全身性免疫性炎症，住AA潜伏期，CD8+T细胞及B细胞发挥作用[4]AA的发病同时受双向性的神经内分泌免疫调节网络（neuroendocrine immunomodulation，NIM）调节。有研究证实，AA的发病过程中有氧化应激反应发生[5]，发病过程中产生过度的TNF-α和IL -1β[6]。1.1.2佐剂角叉（菜）胶诱导性关节炎模型（adjuvant.carrageenan - induced inflammation，ACⅡ） 此种模型需在动物皮下注射完全弗氏佐剂，随后在足跖皮下注射角叉（菜）胶诱导关节炎，角又（菜）胶是海藻中萃取的一种硫酸盐粘多糖，可在鼠、兔、狗等动物身上诱导产生关节炎，敏感系Sprague-Daw-ley雌性大鼠、Swiss和DBA/1小鼠。发病机制是由于巨噬细胞不能处理角叉（菜）胶，导致角叉（菜）胶在溶酶体内积聚，引起炎症反应和细胞死亡。此模型伴随有11-6、IL -8、血管内皮生长因子、前列腺素E（2）的升高，且这些作用都与NF -KBα、P38和c- jun有关[7]。有研究表明免疫反应性神经肽Y（NPY）和降钙素基因相关肽（CGRP）参与此模型的免疫反应[8]。1.1. 3蛋白多糖诱导的关节炎（ proteoglycan - induced anhri-tis，PCIA） 人软骨分离的蛋白多糖可以用于诱导易感小鼠如Balb/c和C3H小鼠关节炎。PCIA诱导方法是：软骨蛋白多糖，用佐剂乳化后在O，21，d42注射于小鼠的腹腔，可诱导糜烂性关节炎[9-10]。考虑到人的PG的提取和纯化的复杂性，有研究使用牛的PG，牛PG是高度关节炎基因，在雌性Balb/c小鼠引发100%发病率的关节炎[11]。注射乳化剂后，B淋巴细胞和T淋巴细胞应答加剧[12]。B淋巴细胞在PCIA 中有双重作用，既可以产生自身抗体，也可以作为抗原提呈细胞激活多糖蛋白特异性T淋巴细胞。IL-4和IL - 10可以调节和抑制关节炎[13]。有研究表明两个非常重要的关节炎基因抗原决定簇，5/4E8和P135H，在此模型中发挥作用[14]。1.1.4油诱导的关节炎（ oil - induced arthritis，OIA） 这是一种独特的大鼠关节炎，将IFA（非常微弱的佐剂）单独注射于DA大鼠（其他品系不行）皮下，14d出现OIA，关节肿胀较其他类型的关节炎轻。与CIA不同的是OIA不产生CⅡ的抗体。有研究比较了近交系DA大鼠与携带关节炎性PVG染色体片段的DA大鼠，对基因互补DNA（ cDNA）和信使RNA（ mRNA）的表达进行分析测序。结果显示：鼠抗原呈递外源凝集素样受体基因复合物（ APLEC）与易感性关节炎相关联，人类APLEC和树突状细胞免疫受体基因（DCIR）与易感性抗CCP抗体（抗环瓜氨酸肽抗体）阴性的RA相关联15]。1.1.5二甲基双十八烷基铵（ DDA）溴化物诱导的关节炎（ DIA） 二甲基双十八烷基铵（DDA）是一种类脂和阳离子表面活性剂，可以引起以多叶核白细胞和单核细胞流人注射部位并刺激嗜菌细胞系统为特点的炎症反应。当皮下注射2mg溶于磷酸缓冲液的DDA溴化物时，可以在Lewis和DA大鼠中诱导多关节炎，但其发病率较低，炎症严重程度较轻。而注射2mg混合IFA的DDA溴化物，则能诱导产生较严重的多关节炎。DIA发病机制是分子模拟机制，热休克蛋白-65在疾病的发生发展中起重要作用[16]，发病依赖T细胞调节，组织学表现为发病关节部位细胞浸润，滑膜充血，肉芽组织增生，软骨破坏和骨质变形等。1.1.6 Avridine诱导的关节炎（Avridine - induced arthritis，AIA） 在鼠尾注射焦点黏附激酶（FAK）乳化的Avridine，可在易感品系（如LEW大鼠）引起关节炎。在病程中T细胞对疾病的发展起关键作用，雌性较雄性的症状更严重，实验结果显示性染色体参与调节这种性别差别，但性激素同样调节这种反应。且有研究显示裸鼠对Avridine诱导关节炎有抵抗性[17]。1.1.7朴日斯烷诱导的关节炎（ pristane - induced arthritis.PIA） 早期制作的RA模型是通过皮下注射悬浮在矿物油中的分支杆菌的细胞壁，因为分支杆菌的细胞壁和矿物油都是致关节炎物质，后来人们将矿物油中提取朴日斯烷直接注射，无需注射分支杆菌的细胞壁，制作了大鼠关节炎模型。模型主要依赖的是T细胞的激活。血清学指标显示：IIJ -6在急性期升高。有研究证实，PIA模型小鼠异常toll样受体（TLR）3信号在发病机制中起必不可少的作用，其与miRNA可以协调信号传导途径。并证实了MIR - 26A在大鼠巨噬细胞内靶向负调控TLR3[18]。有资料显示，朴日斯烷诱导的关节炎（ PIA）小鼠染色体7上的Cia4基因与调节疾病的严重程度和关节损伤有关[19]。1.2 非佐剂诱导性关节炎1.2.1 胶原诱导性关节炎（Collagen - induced arthritis，CIA）胶原诱导性关节炎是Trentham等ii20于1977年创立，小牛、鸡、猪、大鼠和人的Ⅱ型胶原（ collagen typeⅡ，CⅡ）均能引起关节炎，选择的动物一般为啮齿类和灵长类，小鼠用异种CⅡCFA于尾根部皮内注射，21d后腹腔注射，、大鼠用异种或同种CⅡ与不完全弗氏佐剂（incomplele Freund's adjuvant，IFA）多部位皮内注射，1周后腹腔注射[21-22]。CIA的发病典型的关节炎体征，小鼠出现在致炎后24d左右，36d左右最严重[20]，大鼠14 d左右，21d左右最严重。后足踝关节最常受累，肿胀一般持续5～8周，最终导致关节的畸形。CIA是非感染性炎症，其他组织学检查正常[20]。近期研究表明，CIA模型的发病机制与调节免疫系统和骨骼系统的信号接头蛋白SH3BP2相关，此蛋白通过提高巨噬细胞的活化和破骨细胞形成增强炎症和骨质流失[23]。另有研究表明，趋化因子受体CXCR6通过两种T细胞的细胞因子极化效应在关节炎的发病中起重要作用[24]。1.2.2 卵蛋白诱导的关节炎模型构造时，将鸡卵蛋白溶液（ 20 mg/mL）、卡介苗和福氏不完全佐剂（三者比例1：2：1）混合在1500 r/min匀浆器下制成混合乳剂，注入动物背部皮下致敏，每次l mL，每周1次，连续3周致敏，末次注射后l周，向膝关节腔内注入5mg溶解的卵蛋白。模型的病理改变主要有滑膜增生、血管翳形成和软骨及骨破坏。Trauner等[25]的研究表明，此模型的发病机制主要是由于关节内抗原的持续存在，刺激滑膜细胞分泌抗体，形成抗原一抗体- C3复合物，使滑膜炎持续存在，滑膜增生和血管翳形成。1.2.3链球菌细胞壁诱导的关节炎（Streptococcal cell wall -induced arthritis，SCWA） 来自于A群链球菌和其他几种细菌的细胞壁肽聚糖一多聚糖水悬液，腹腔注射于敏感大鼠品系，如I，F，W系，可诱导产生严重的侵蚀性关节炎[26]。模型通过注射抗原激发全身免疫反应，主要集巾在关节腔，注射几小时后，IL- la、TNP-a及IL-6部有很高的表达。且有研究显示，其发病途径与p38 MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）有关[27]。scw诱导的小鼠关节炎模型可以用易感种群小鼠如Balb/c，DBA/1和C3H小鼠建立scw关节炎模型。改进后的模型是在小鼠关节腔一次或多次注射scw片段（n≥3），可导致慢性关节炎发生[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，不能通过此种方法诱导产生关节炎、1.2.4酵母多糖诱导性关节炎模型（zVmosan - induced arthri-tis.ZIA） 酵母多糖诱导的关节炎模型由关节腔内注射酵母聚糖诱导产生。ZIA的发展与关节蛋白聚糖合成减少和活性丢失有关。有研究显示此模型发病过程中有产生IL -17的辅助性T（Th17细胞）增加的现象，且视黄酸相关的孤儿核受体（ROR1γt）参与Th17细胞的调节[29]。另有研究显示，激光疗法可有效降低炎症部位损伤，抑制活化的蛋白酶[30]。