银屑病动物模型的研究进展

2017-03-21 18:08杨素清李东东闫景东
长春中医药大学学报 2017年6期
关键词:莫特角化动物模型

杨素清,李东东,闫景东*

(1.黑龙江中医药大学附属第一医院皮肤科, 哈尔滨 150040;2.黑龙江中医药大学研究生学院, 哈尔滨 150040)

综 述

银屑病动物模型的研究进展

杨素清1,李东东2,闫景东1*

(1.黑龙江中医药大学附属第一医院皮肤科, 哈尔滨 150040;2.黑龙江中医药大学研究生学院, 哈尔滨 150040)

总结当前银屑病动物模型,以及分析其各自 原理、特点、优势和局限性 发现:自发性突变鼠模型在研究中极少使用 ;生物医学型动物模型广泛应用于药物疗效评价 ;药物诱发性动物模型适宜在普通实验室推广应用 ;基因工程动物模型适合有条件的工作者选用;复合动物模型 有利于研究银屑病发病机制的复合机制;异体移植动物模型因客观条件限制了推广应用;中医特定证型银屑病动物模型为中医工作者的研究提供了理想的模型。 银屑病动物模型种类较多,但各自特点突出,因此研究者需要根据研究目的恰当选取实验模型。

银屑病;动物模型;中医证型

银屑病(Psoriasis)是由多基因遗传调控、T淋巴细胞介导的慢性复发性炎症性皮肤病,以皮肤红色丘疹或斑块且上覆鳞屑为主要临床变现。以皮肤角质形成细胞角化不全、角化过度、异常增生、血管形成和炎性细胞浸润为主要的组织病理学特点。目前病因及发病机制尚未完全明确,治疗多集中于改善临床症状,控制复发[1]。动物模型是目前研究疾病病因、发病机制和治疗方法的重要工具之一。在银屑病的研究方向上,选取和建立理想的动物模型十分重要[2]。本文通过对目前主要的银屑病动物模型进行分类分析及综述,以期给临床及科研工作者研究银屑病的发病机制及选取适合的动物模型提供参考。

1 自发性突变鼠模型

自发性突变鼠模型是最先发现的天然银屑病样动物模型,动物在自然状态及遗传背景下发生等位基因突变产生与人类银屑病类似的某些特征。如缺皮脂突变鼠(Scd1ab/Scd1ab鼠)[3]、鳞片状皮肤突变鼠(Ttc7fsn/Ttc7fsn鼠)[4]能够自发出现银屑病样症状,部分模拟人类银屑病皮肤组织学特点。但此类模型炎性细胞浸润和缺乏T淋巴细胞的表达,在治疗上免疫抑制剂等抗银屑病治疗药物无法减轻症状,因此临床研究极少使用。

2 生物医学型动物模型

2.1 小鼠尾部鳞片模型 正常生理状态,小鼠尾部鳞片表皮细胞生长快,细胞未能完全角化而保留细胞核,且表皮角质层的颗粒层细胞脱失,其角化不全形式与人类银屑病表皮相似。因其天然角化不全的特点,所以不需特殊处理即可以模拟人类银屑病表皮动力学紊乱的特点。此类模型可用于药物干预方式间接评价药物疗效,且经济有效[5-6]。

2.2 雌鼠阴道上皮模型 处于雌激素期的小鼠,阴道上皮细胞基底层有丝分裂活跃,上皮细胞转换活跃,可模拟人类银屑病表皮增值加速的特点。因其阴道上皮细胞增殖转换活跃,相当于皮肤角化过度,因此不需特殊处理即可模拟人类银屑病角化过度的特点。此类模型经济易得,故可作为评价治疗银屑病药物疗效的常用模型[5-6]。

3 药物诱发性动物模型

3.1 普萘洛尔诱导耳部模型 普萘洛尔通过阻滞角朊细胞β肾上腺素能受体方式降低细胞环磷酸腺苷(cAMP)水平,诱发动物表皮出现角化过度、角化不全、棘层肥厚和角质层内多形核细胞浸润等表现,接近人类银屑病的组织病理学改变。该模型模拟了银屑病患者皮损中表皮改变部分组织的病理特点,且模型操作简便,具有重现性,经济易得,局限在于与人类自发的银屑病存在差异[5-6]。

3.2 咪喹莫特诱导的小鼠银屑病模型 咪喹莫特是Toll样受体7/8激动药。在其诱导的小鼠银屑病样模型中,咪喹莫特与表皮浆细胞样树突状细胞及巨噬细胞内的TLR7结合,分泌大量的干扰素α(IFN-α),以及白细胞介素 23(IL-23)、IL-17、IL-22等,致动物表皮角化过度、角化不全、棘层肥厚、血管生成和炎细胞浸润等人类银屑病的组织病理学改变[7]。动物选择8~12周龄的BALB/C雌性鼠,饲养于无特异性病原体的清洁环境中。剔除小鼠背部毛发,将5%(质量分数)咪喹莫特软膏(62.5 mg)连续涂抹于小鼠背部皮肤7 d诱导银屑病。咪喹莫特诱导的小鼠银屑病样动物模型有时间窗的限制,可能与机体免疫耐受出现自限性治愈有关。同时实验组小鼠除涂抹处背部皮肤出现改变外,还伴有食欲减退、精神萎靡及脾脏显著增大等改变,提示局部外用咪喹莫特可引起小鼠全身反应。小鼠局部皮肤在咪喹莫特作用后,损伤组织病理学动态改变与皮肤损伤形态变化一致,均在6~8 d表现典型的银屑病样病理学改变,随后逐渐改善。这种病理变化与人类银屑病有较多相似之处,是研究银屑病的理想动物模型。且具有操作简单、经济、重复性高等优点,适宜在普通实验室推广应用。

4 基因工程动物模型

4.1 K5-STAT3转基因模型 角蛋白5-STAT3(K5-STAT3)转基因模型[8-9]:STAT3是在研究IFN信号转导机制过程中发现的一种转录因子,在IL-6信号传导中急性期反应因子被纯化的蛋白,所参与的信号传导通路与细胞增殖、分化和凋亡密切相关。几乎所有银屑病皮损中STAT3都呈激活状态且正常皮肤中几乎无表达。在K5-STAT3转基因模型中,角蛋白5启动子控制STAT3的表达,其角质形成细胞过度表达成活性的STAT3。2周左右皮肤变红、脱屑,尾部皮肤出现角化过度,组织表现类似银屑病皮损,广泛用于研究银屑病潜在靶向药物的研究。

4.2 KC-Tie2 转基因模型 角质形成细胞-血管紧张素受体(KC-Tie2)转基因模型是一种基于KC特异性表达血管紧张素受体Tie2的转基因模型[10],此模型的KC原始细胞中Tie2类似银屑病患者KC细胞内Tie2表达异常,出现与人类银屑病类似的皮损。具有生物化学、药理学、组织学及免疫学水平特异性,TNFα、IFNγ、IL-1、IL-12、IL-23、IL-17等促炎性细胞表达增加[11]。KC-Tie2转基因模型小鼠出生3周后,耳部出现明显红斑,8周后,背部、腹部、生殖器周围出现红斑、鳞屑、皮损过度角化等症状[12]。此模型对于研究TNF-α、IL-23、IL-17、IFNγ在银屑病中的发病机制具有重要意义。

5 复合动物模型

STAT1是信号转导与转录激活子家族中的一员。STAT1主要受IFN的激活,IFN-α和IFN-γ均需要通过STAT1来实现其生物学作用,调节许多参与细胞生长、分化、凋亡及免疫的基因的表达。STAT1基因敲除小鼠IL-22表达水平高于野生小鼠。最新研究[13]表明Th17细胞分泌的IL-22在银屑病的发病过程中起着更为关键的作用,很可能成为新的治疗靶标。

在检测小鼠模型细胞因子中发现,IL-22表达水平高于野生型。提示皮炎模型中IL-22的升高可能不仅仅由Th17细胞分泌产生,有可能通过其他与STAT1有关的信号通路影响其表达水平。

6 异体移植动物模型

1975年KRUEGER[14]成功将银屑病患者皮肤移植于裸鼠后,学者开始研究异种皮肤移植方法构建银屑病动物模型。但是异体移植只是复制了银屑病的皮肤局部反应, 未能模拟出银屑病的整体发病状况,以及移植皮肤只能在有限时间内保持其原有的表皮过度增殖和真皮炎性浸润等特征,仅适用于短期研究。由于移植皮肤与受体间的排斥反应及感染问题,严格无菌操作,价格昂贵,时间局限等原因限制了异体移植动物模型的推广应用。

7 中医特定证型银屑病动物模型

7.1 脾虚型银屑病动物模型 郭菲等[15]利用现有脾虚模型制备方法(灌服苦寒泻下药大黄)联合5%普洛萘尔局部刺激制备脾虚证银屑病豚鼠模型。豚鼠在出现银屑病皮损表现的基础上,伴随少食、活动减少、便溏等脾虚证的表现, 较好的模拟了临床上脾虚证银屑病患者的皮损及整体状态。

7.2 湿热型银屑病动物模型 王玉芝[16]利用湿热证模型制备方法(湿热环境、高脂高糖饮食、灌服白酒)联合外用乳剂基质(5%心得安乳剂)制备湿热证银屑病豚鼠模型。豚鼠模型在出现银屑病皮损的基础上,伴随有纳呆少饮、嗜睡懒动、大便时干时溏、肛温升高等湿热证的表现,较好的模拟了湿热证银屑病患者的皮损及整体状态。

7.3 血瘀型银屑病动物模型 樊丹采等[17]利用现有血瘀、寒凝、气虚模型制备方法(冰水浴、减少进食量、束缚法加夹尾法)联合外用5%心得安乳液局部刺激方法,制备寒凝气虚血瘀证模型和气虚血瘀证模型。小鼠模型在银屑病皮肤损害的基础上,伴有体质量减轻、皮毛无光泽、蜷缩少动、爪甲皮肤色黯甚至紫黯的气虚血虚寒凝的表现,较好的模拟了临床上血瘀证相关银屑病患者的皮损及整体状态。

8 总结

目前由于银屑病本身病因以及发病机制的不确切,尚且没有和人类银屑病完全吻合的动物模型,因此在众多类型的银屑病模型中,结合自己的研究目的,恰当的选取模型类型十分重要。

自发性突变鼠模型在治疗上,免疫抑制剂等抗银屑病治疗药物无法减轻症状,与人类银屑病存在差距,因此临床研究极少使用。生物医学动物模型和药物诱发性动物模型病理变化与人类银屑病有较多相似之处,具有操作简单、经济、重复性高等优点,是评价药物疗效的理想动物模型。当前精准医学的概念已经成为广泛共识,转基因模型有着较强的研究针对性,对于治疗药物的机制与靶向作用研究有着重要意义,为了在基因领域深入研究其发病机制,有条件的医务工作者已较多应用基因工程动物模型。但限于银屑病病因机制的复杂性,尚没有综合的多基因参与的转基因模型,且价格及技术要求过高,限制其使用率。随着中医药现代化研究的深入,单纯类型银屑病动物模型很难满足中医工作者的需要,而复合型中医证型动物模型在模拟银屑病患者皮损的基础上,能更好地模拟临床上患者的整体状态,评价中医药药物的治疗作用及研究其作用机制提供了良好的条件,有利于中医药参与银屑病的研究,中医特定证型银屑病动物模型将会得到更为广泛的研究和使用。医务工作者及研究人员在研究过程中应当结合研究目的、研究条件、经费情况等条件,结合不同类型动物模型自身的特点,作出适当选择。

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Advances in psoriasis-like animal models

YANG Suqing1, LI Dongdong2, YAN Jingdong1*
(1. Dermatology Department, The First Aff i liated Hospital of Heilongjiang University of Chinese Medicine,Harbin 150040, China;2. Graduate School, Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040, China)

Psoriasis is a chronic recurrent inf l ammatory dermatosis involved in genetic, immune, infection and other factorse, which etiology and pathogenesis is not yet fully clear. In clinical studies, animal models are widely used.Through reviewing the related papers and summarizing the current psoriasis animal models with analyzing their respective principles, characteristics, advantages and limitations, we get the conclusion that spontaneous mutant rat models are rarely used in research; biomedical animal models are widely used in the evaluation of drug efficacy;drug-induced animal models are suitable for general laboratories; genetic engineering animal models are suitable for conditional workers. Allogeneic animal model is limited by the objective conditions to promote the application;TCM syndrome type psoriasis-like animal model is suitable for the study of Chinese medicine workers. Therefore researchers need to properly select the experimental model according to the purpose of their study and characteristics of animal models.

psoriasis; animal models; TCM patterns

R275.9

A

2095-6258(2017)06-1029-04

10.13463/j.cnki.cczyy.2017.06.057

国家自然科学基金委员会资助项目(81373639)。

杨素清(1964 -),博士,教授,博士研究生导师,主要从事中医药治疗疑难性皮肤病的研究。

*通信作者:闫景东,男,博士,副主任医师,硕士研究生导师,电话-18944609210,电子信箱- shilanxiaodong@163.com

2017-01-16)

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