银屑病小鼠模型研究进展

冯艳，王傲，李思彤，白彦萍

（北京协和医学院研究生院中日友好临床医学研究所，北京100029）

银屑病（Psoriasis）是好发于躯干及四肢伸侧皮肤，以肥厚性斑块伴厚层银白色鳞屑为主要表现的一种常见、慢性复发性炎症性疾病，目前全球患病人数高达1.25亿[1]，中国银屑病患病率高达0.47%[2]，是我国公共卫生事业的一项巨大挑战。银屑病发病机制尚不完全明确，目前普遍认为该病主要是通过T细胞及其他免疫相关细胞介导的免疫反应异常引起角质形成细胞过度增殖及未成熟角质形成细胞向表皮的迁移所导致[3]。目前轻度银屑病患者可选用外用药物进行治疗，如糖皮质激素软膏、钙调磷酸酶抑制剂、维生素D类似物等，中重度银屑病患者可选用维A酸类药物、免疫抑制剂、光疗等治疗，近年来随着银屑病发病机制相关研究的推进，生物制剂及小分子制剂也越来越多地被应用到临床中。

尽管目前存在众多银屑病的治疗手段，美国的一项调查显示仍有很多患者对其治疗方案表示不满[4]，因此新药的研发显得尤为重要。动物模型在银屑病发病机制和药物研发中均发挥着重要的作用。当前银屑病相关的动物模型种类繁多，然而并没有一种与人类银屑病在组织病理学、发病机制以及对治疗药物反应方面完全相同的动物模型。本文主要从自发性小鼠模型、基因工程小鼠模型、异种移植小鼠模型及药物诱发小鼠模型进行综述。

1 自发性小鼠模型（Spontaneous models）

自发性小鼠模型是指小鼠未经任何有意识的人工处理，在自然情况下发生的有银屑病样表现的小鼠模型。常见的自发性银屑病小鼠模型包括以下2种。

1.1 Asebia小鼠 Asebia小鼠于1965首次在Science上发表[5]，是一种在BALB/c小鼠中自发发生的小鼠品系。主要组织病理表现为棘层肥厚，真皮内出现形态异常的成纤维细胞，并伴有胶原纤维及弹力纤维的改变，真皮内血管增多及皮脂腺缺乏，可作为评估抗增殖药物的银屑病模型，但Brown等[6-8]发现该模型在外用蒽林、焦油联合UVB的治疗中并没有表现出类似人类银屑病的治疗作用，且其组织病理表现缺乏T细胞及中性粒细胞浸润，因此该种模型用于研究银屑病有一定的局限型性[7]。

1.2 鳞片状皮肤模型鼠 鳞片状皮肤突变鼠出生2周后即出现皮肤灰白色肥厚性斑块，组织病理主要表现为棘层肥厚，真皮内白细胞及肥大细胞浸润，毛细血管增生扩张，但仍缺乏T细胞浸润，作为银屑病动物模型仍不理想[9-10]。

除上述自发性小鼠模型外，还有自发性慢性增殖性皮炎模型鼠、无毛突变鼠等，这类自发性小鼠模型优点在于较短时间即可出现银屑病皮肤表现，如棘层肥厚、真皮内血管扩张增多，但较少出现T细胞及中性粒细胞浸润，且对一般治疗银屑病的药物治疗效果差[11]，故该类模型仅适用于研究抗增殖类药物的研究，在银屑病发病机制及进一步新药开发的研究领域中应用较局限。

2 基因工程小鼠模型

银屑病是一种多基因遗传病，遗传因素是银屑病发病的重要原因之一，其中33%的患者有家族史[12]，迄今为止，已确定13个银屑病的相关易感基因位点[13]，而基因工程小鼠一般只涉及单个基因，故目前该小鼠模型种类繁多。通常采用导入外源性基因或敲除内源性目的基因的方法进行造模。其中大部分是在表皮基底层的启动子控制下，导致角质形成细胞和免疫细胞中主要的操纵特定基因表达增加或敲除，主要包括角蛋白基因K5、K14，或表皮的上基底层，如K10，或基于外皮蛋白的启动子。

2.1 在K5启动子控制下的小鼠模型 该类基因工程小鼠模型是在K5启动子的调控下，角质形成细胞基因特异性过表达出现表皮角化过度、角化不全、表皮内中性粒细胞和单核细胞形成的微脓肿，真皮内伴有血管增生和血管扩张等与人类银屑病改变高度相似的组织病理变化。

2.1.1 角蛋白5-STAT3C（K5-STAT3C）转基因模型该模型鼠的皮肤在出生时表现正常，饲养2周后开始出现红斑、脱屑等改变。经全层皮肤创伤或局部使用12-O-十四烷酰佛波醋酸酯-B（TPA）处理后，小鼠皮肤出现角化过度、角化不全、颗粒层缺失、真皮乳头血管扩张及表皮内散在淋巴细胞和真皮炎症细胞浸润等与人类银屑病组织病理高度相似的改变。SATAs3是信号转导因子和转录激活因子（STATs）家族的成员之一，在伤口愈合中发挥重要作用，且在银屑病中被活化。该模型鼠在应用STATs3的抑制剂后可改善银屑病样皮损，表明通过抑制STATs3信号传导途径可有效控制银屑病[14]。

2.1.2 角蛋白5-转化生长因子β1（K5-TGF-β1）转基因模型 Li等[15]用角蛋白K5引导TGF-β1在角质形成细胞基底层及毛囊建立的转基因动物模型，小鼠出现广泛红斑、鳞屑、斑块等类似银屑病样表现，且出现Koebner现象。组织病理上主要表现为表皮角化过度、棘层肥厚，表皮及真皮有大量中性粒细胞、T淋巴细胞和单核细胞浸润，真皮浅层血管增生及扩张。并表明，该模型诱导的TGF-β1过度表达可能与Th1炎性皮肤病的发展所需的分子相关。Fitch等[16]发现该小鼠模型的银屑病样表现不依赖于IL-23/Th17信号传导途径。

2.1.3 角蛋白5-白细胞介素-17C（K5-IL-17C）转基因小鼠模型 该模型可较好地模拟人类银屑病肥厚、脱屑样皮损表现，组织病理也较好地模拟出人类银屑病特征性改变，且有相似的免疫学特征，且Johnston等[17]发现在依那西普干预下该转基因小鼠的银屑病症状可明显改善。该小鼠模型对银屑病药物筛选有重要的应用作用。

2.2 在K14启动子控制下的小鼠模型 该类基因工程小鼠模型是在K14启动子的调控下导致目的细胞因子的表皮过度角化形成的。

2.2.1 K14-IL-17Aind/+转基因小鼠模型 该小鼠模型可以很大程度上模拟银屑病的组织病理特征，如角化过度、颗粒层减少或消失、棘层肥厚，角质层内有多个中性粒细胞聚集而成的munro微脓肿。表皮可见中性粒细胞及单核细胞显著增多，表明IL-17A在皮肤中的表达导致炎性细胞通过血液循环从骨髓动员到皮肤。且该模型可以观察到T细胞浸润以及各种促炎症因子的上调等[18]。

2.2.2 K14-VEGF转基因小鼠模型 该小鼠模型通过启动子K14过表达血管内皮生长因子（VEGF），随着年龄增加自发出现munro微脓肿及kogoj微脓肿等显著的银屑病样皮损，并出现Koebner现象[19]，应用VEGF抑制剂可明显改善小鼠银屑病样皮损表现。有研究表明，该模型促炎性细胞因子及趋化因子的上调主要发生在疾病的后期，IL-1和IL-17有协同作用[20]。该类模型对新型免疫疗法的研究有重要价值。

基因工程小鼠模型的应用能从分子机制出发，进而对研究银屑病的发病机制及炎症反应中相关因子的关系和作用有极大的帮助。而大部分转基因小鼠模型只涉及单个基因，不能全面模拟出银屑病的复杂病因[21]。

3 异体移植动物模型

是将银屑病患者皮肤移植到免疫缺陷的小鼠身上，当前应用较多的主要包括：无胸腺裸鼠、严重联合免疫缺陷鼠（SCID）及AGR 129小鼠。无胸腺裸鼠是最早用于研究银屑病的异体移植动物模型，移植后皮肤表现出部分银屑病皮损病理改变，如角化过度、棘层肥厚等，且可维持2个月以上[22]。SCID是目前应用最广泛的异体移植物模型，且该小鼠模型不排斥移植物，可较长时间维持其表型，用于临床新药的筛查。AGR小鼠是一种敲除RAG基因，缺乏Ⅰ型和Ⅱ型干扰素受体的一种异体移植物小鼠模型[23]，将银屑病患者外观正常的皮肤移植到AGR小鼠上（无需注射T细胞或B细胞），小鼠出现类似人类银屑病样改变，如红斑、斑块等。这表明，即使在银屑病患者外观正常的皮肤中仍含有疾病病程所需的全部因素。在T细胞抑制剂的治疗下，银屑病病变消失，这支持T细胞是引发银屑病的重要因素并在致病过程中起关键作用的假设。该类动物模型可较完整地模拟银屑病复杂的免疫学及组织病理学变化，是研究银屑病T细胞发病机制和药物发现及开发的合适工具。但该类小鼠因免疫功能严重缺陷较易感染，故饲养成本较高，且不能长时间模拟银屑病特征，仅适于短期研究，故该类模型的推广应用也存在一定的局限性。

4 药物诱发性模型

采用人工的方法，如药物或化学刺激、限制必须脂肪酸饲料喂养等方法，诱发实验动物表皮出现类似人类银屑病样改变。目前较常用的有普萘洛尔与咪喹莫特诱导的小鼠模型。

4.1 普萘洛尔诱导的小鼠模型 1978年Gaylarde等[24]首次发现普萘洛尔外用于豚鼠皮肤可诱发皮肤呈现表皮角化过度、棘层肥厚等类似人类银屑病的组织病理学改变，后有学者提出服用普萘洛尔的患者出现银屑病样皮损，银屑病患者服用普萘洛尔可致使原有银屑病皮损加重[25]。可能与普萘洛尔阻滞β-肾上腺素能受体从而降低细胞内cAMP水平，加速角质形成细胞增殖有关。普萘洛尔诱导的银屑病小鼠模型一般采用豚鼠，目前常用方法为将5%普萘洛尔乳剂外用于豚鼠耳廓，4次/d，连用21 d即可出现上述银屑病样组织学表现[26]。该种模型操作简单，造模时间较短，且较好地模拟了人类银屑病组织病理学表皮的主要改变，但应用普萘洛尔造模局限于豚鼠，在其他品系小鼠中较少应用[27]，且银屑病的其他病理特征不明显，该种模型有一定的局限性。

4.2 咪喹莫特（IMQ）诱导的小鼠模型 在Balb/c小鼠背部剃毛后涂抹5%咪喹莫特乳膏，62.5 mg/d持续应用5～7 d即可出现红斑、肥厚、脱屑等类似银屑病皮损表现。IMQ诱导小鼠皮肤出现类似银屑病样改变，被认为是多种作用机制之间相互协同所致[28]，有学者认为IMQ诱导的银屑病小鼠模型Notch信号转导表达增强[29]。最近一项研究表明，咪喹莫特在小鼠剃毛后皮肤连续应用14 d，在造模的早期阶段（第0～7天），中性粒细胞浸润表皮，并且单核细胞和树突状细胞在真皮中占优势[30]。造模后期阶段（第8～14天），朗格汉斯细胞和巨噬细胞在表皮和真皮中增加，与人类银屑病病程中早期和晚期的组织病理学现象相似。IMQ诱导的小鼠模型已成为临床前银屑病研究中使用最广泛的小鼠模型。但该模型尚有许多局限性[31]：①该模型为小鼠皮肤的一种急性炎症反应，而非人类银屑病的慢性疾病；②该模型除引起皮肤改变外，还引起强烈的全身性炎性和免疫应答反应；③咪喹莫特外用可引起小鼠脱水及体质量减轻，连续外用超过2周可能导致小鼠死亡。不能作为长时间药效治疗试验的观察模型。

5 结语

银屑病的病因及发病机制还不完全明确，尚需进一步的科学及临床研究。而目前没有一种小鼠模型能完全模拟人类银屑病的发生及发展过程，所以掌握当前众多模型的特点从而选取所需模型显得尤为重要。本文总结了常用的银屑病小鼠模型特点：药物诱发模型因其造模时间短，成本低且具备银屑病基本病理特征而越来越多被应用，自发性小鼠与转基因小鼠模型因造模困难且造价高昂，应用有一定局限性，但对于探索银屑病发病机制有特异性。异体移植动物模型最接近人类银屑病的免疫学变化，但因饲养困难、造价昂贵且不能长时间模拟银屑病特征，仅适于短期研究，应用也存在一定的局限性。尽管众多银屑病小鼠模型大都能模拟出银屑病组织病理学基本特征，但人类与小鼠之间固有的种属差异无法避免，Swindell等[32]提出可以用来评估银屑病小鼠客观和定量分析的方法，相信在将来会有一套系统完整的银屑病动物模型评价标准，为银屑病发病机制研究及新药研发选择更合适的动物模型。