咪喹莫特诱导银屑病小鼠模型的研究进展
2018-01-16刘爱民李伟玲吴盘红赵巍李静文徐茗圆
刘爱民 ,李伟玲 ,吴盘红 ,赵巍 ,,李静文 ,徐茗圆
(1.河南省中医院,河南 郑州450000;2.河南中医药大学第二临床医学院,河南 郑州450000)
银屑病是临床常见的以红斑,鳞屑为主要表现的慢性复发性疾病,组织病理学上,角质形成细胞过度增殖、炎症细胞浸润及新生血管生成为其3大主要的病理特征[1]。银屑病罕见于任何非人类动物,且自然出现的比例极少见[2],其发病机制复杂,易于反复而目前尚无确切的治愈方法,因此建立合适的动物模型显得尤为重要。自20世纪90年代初以来,已经开始使用银屑病皮肤炎症的小鼠模型,以阐明构成人类疾病的机制[3]。随着医学的发展以及银屑病的研究的不断深入,对动物模型的建构有了更深一步的认识。理想的银屑病动物模型应当包括表皮的过度增生,T细胞的浸润、改变的血管状态和对目前的抗银屑病疗法的反应性。众多建模方式中,局部诱导运用广泛,咪喹莫特为其中的代表药物,本文就其运用现状及优势和不足之处进行归纳。
1 咪喹莫特诱导小鼠银屑病模型的机制
咪喹莫特属于Toll样受体(TLR)7、8激动剂,TLR是参与非特异性免疫的一类重要蛋白质分子,也是连接非特异性免疫和特异性免疫的桥梁,对获得性免疫具有识别和调节作用。临床用于局部治疗由人乳头状瘤病毒、光化性角化病和浅表性基底细胞癌引发的皮损,同时也可诱发棘皮症、角化不全和混合性炎性浸润等样皮肤炎症[4]。在对其诱导机制的研究中[5-6],认为TLR是跨膜受体,其识别与病原体相关的分子模式并调节针对病原体的先天免疫防御,TLR7和9在浆细胞样DC(pDC)和B细胞中表达,而TLR8在骨髓DCs上表达,与内源性分子形成的免疫复合物和白细胞介素(IL)-37(一种在银屑病病变中过表达的抗微生物肽)激活pDCs和骨髓DCs,免疫复合物和TLR之间的相互作用诱导Ⅰ型IFN-α的产生,支持自身反应性T细胞活化,并在自身反馈环路中导致银屑病样皮肤损伤。Swindell等[7]认为咪喹莫特在诱导银屑病皮损途径中侧重于通过IL免疫介导IL-23/Th17轴细胞因子(例如IL-17A,IL-17F,IL-22 和 IL-23),IL-22 和肿瘤坏死因子(TNF)-α,类似于银屑病发病机制中涉及细胞因子网络相互作用。Uribe-Herranz等[8]研究发现,当感测TLR配体时,人角质形成细胞产生嗜中性粒细胞趋化因子(CXCL)1,CXCL2 和 IL-8,而在一定范围内咪喹莫特以浓度依赖性方式诱导CXCL1,CXCL2和IL-8 mRNA的表达。局部运用于小鼠皮肤后,在表型上,产生红斑、鳞屑;组织学上,导致角质形成细胞过度增殖,新血管生成,免疫细胞浸润,具有类似于人银屑病的表型及病理特征。
2 咪喹莫特诱导小鼠银屑病模型的常用方法
咪喹莫特诱导小鼠银屑病模型被广泛应用于药物的临床前研究或研究细胞因子对银屑病发病的影响等。该模型可迅速构建银屑病的急性炎症反应,通常于第2~3天即出现炎症反应,第6~7天达到高峰,第8天炎症开始减弱。操作时,采用经麻醉的成年小鼠(通常是BALB/c或C57BL/6背景)分组后实验组背部或耳部皮肤局部脱毛,然后每天将可商购的咪喹莫特(5%)软膏62.5 mg局部施用于小鼠,对照小鼠局部施用对照载体霜(凡士林)[7]。Wang等[9]在期间按需求使用所要研究的药物,进行药效评价的研究。或采用基因敲除小鼠[10-12]用于研究某些因子对银屑病发病的影响。为了评估皮损严重程度,采用改良的银屑病皮损面积和严重程度指数(PASI)评分,包括红斑,增厚和皮肤厚度,每个因素都以0~4分记录,三者累积分数范围为0~12,并进行组织病理学等方面的检测。
Wang等[13]将咪喹莫特局部应用于K14-VEGF转基因小鼠的皮肤,发现与咪喹莫特诱导的普通型小鼠模型相比,K14-VEGF小鼠分别在第8、10、13天皮肤炎症依然保持较好的稳定性,并且能够在第14天仍具有比较严重的皮肤炎症反应,除了与银屑病病变相似的表型外,组织学上显示出真皮血管增生和角化异常,导致皮肤增厚和大量浸润炎症细胞等。Jin等[14]研究发现IL-10缺乏状态增强了咪喹莫特诱导的炎症反应,其在第15天皮损和组织学保持更严重和持续的银屑病特征。研究者认为这种改进的小鼠模型,能够保持更加稳定和持久的炎症,可能成为更实用的模型,适用于长期研究。
Luo等[15]研究发现不同品牌的咪喹莫特乳膏诱导诱导小鼠模型时可能具有效果差异。结果还表明,与Likejie®相比,Adala®是一种更有效的诱导剂,Aldara®组具有较高的PASI评分,并且显示更多的特征性病变和组织病理学特征。
3 优势与不足
咪喹莫特诱导的银屑病小鼠模型,相对转基因小鼠模型以及异种移植实验所需的技术专长以及大量材料和时间,其成本较低,相对简单,并且像其他被推荐的银屑病小鼠模型一样,也具有在皮肤表型、病理特征和体外或单一培养模型中缺乏的组织间复杂的相互作用方面的显著优点,且操作所需时间短。另一个优势是其方便与新型的基因修饰小鼠品系组合以使炎症维持到第15天或更长。这就相对改善了单用药物造模形成炎症维持时间太短以致于很多药物干预实验无法长期观察的弊端,这对银屑病发病机制的研究具有实际意义。总之,此模型的设置需要最少的实验室专业知识和材料,且操作简便易行,便于运用。
虽然目前已经提出了许多银屑病小鼠模型,从表型及病理特征方面模拟人类银屑病,但仍没有标准化模型能概括出人类银屑病的所有特征[16]。在咪喹莫特小鼠模型被广泛应用的同时,仍有以下问题值得探究。①Hawkes等[17]认为该模型中观察到的全身炎症例如脾肿大和淋巴结病的原因在很大程度上是未知的,因此,虽然咪喹莫特在皮肤中的促炎性质在患者中得到了充分的证实,然而,其诱导的免疫应答不仅仅限于皮肤;②其诱导机制尚未完全可知,且大多数实验数据基于小鼠,从而限制了该信息在人体的普遍性;③由于其单独运用产生的炎症只能维持1周,而后即逐渐减轻,不能支持长期的研究,这与人类疾病的慢性病程不符合;④在这种小鼠模型中,未见类似于人银屑病的并发症状,且不能长期维持慢性皮肤炎症,这些阻碍了对银屑病合并症的研究。
笔者对人类银屑病的了解仍存在较大的研究空白,尽管人类和小鼠的细胞功能和皮肤的免疫反应存在根本差异,但建立银屑病模型的益处是不可否认的。临床研究对能准确概括这种慢性炎症性皮肤病的复杂性的小鼠模型仍有极大的需求。咪喹莫特能否准确地概括人银屑病以及如何改善以使其适用于长期观察仍待继续探究。研究中应注意适当地解释由鼠银屑病模型产生的大量数据,并展现出其有临床意义的发现将有助于推进银屑病研究进展。