小鼠转基因干眼模型

小鼠转基因干眼模型 小鼠转基因干眼模型 SS的基础研究 离不开一个恰当的动物模型 SS小鼠模型在研究SS病理 药效等多方面都为一个强有为的工具 因此在过去的几十年里 SS小鼠模型受到广泛关注以及深入的研究 并取得一定的成果 小鼠与人的遗传相似度十分高 并且其很适合做基因克隆与转基因修改 因此可以用小鼠模型阐述人类SS等多种疾病发生机制 但是 使用小鼠来模拟人类SS的发生亦存在许多不足 例如 人与小鼠的居住环境差异 进化史的不同 人与小鼠的固有免疫和适应性免疫间存在差异等 所以在我们使用小鼠模拟人类SS发生时 须注意SS小鼠仅能反映出SS的某一些或某一类的特征 而不能表现出其整个发病过程的特征 此外 由小鼠模型所得出的实验数据应参考各品系小鼠不同的遗传背景及各自特点进行综合分析 这样得出的实验结果才真实可靠 下面主要从SS自发小鼠模型 基因工程SS小鼠模型 实验诱导型SS小鼠模型三方面论述 小鼠转基因干眼模型 1 自发小鼠模型 许多SS自发模型小鼠都起源于非爬胖糖尿病小鼠 NOD小鼠 其中包括N0D B10 H26小鼠 C57BL 6小鼠 N0D AeclAec2小鼠 其他品系的小鼠有NFS sld小鼠 IQI Jic小鼠以及Aly aly小鼠 1 1 非肥胖糖尿病小鼠 NOD小鼠 NOD小鼠不仅是I型糖尿病自发模型小鼠 同时也是SS的自发模型小鼠 其自发I型糖尿病的主要机理是 NOD小鼠胰腺遭到淋巴细胞的浸润而导致胰腺炎引起胰腺细胞破坏 最终导致膜岛素的分泌不足 此外 NOD小鼠具有独特的主要组织相容性复合体 MHC II类分子H 2g7而导致NOD小鼠疾病易感性增加 序列位点标记分析显示NOD小鼠I型糖尿病的发生与MHCI Ag7密切相关 但单个MHCI Ag7不足以引起I型糖尿病的发生 表明亦有其他相关基因位点与自身免疫性糖尿病的发生有关 从4周龄开始NOD小鼠胰腺中CD4 T与CD8 T细胞浸润明显增加 然而 NOD小鼠胰腺破坏明显 糖尿病症状突出则发生在14周龄左右 30周龄的雌性NOD小鼠发生糖尿病的概率为60 80 而雄性NOD小鼠发生糖尿病的概率为20 30 小鼠转基因干眼模型 1 自发小鼠模型 1 1 非肥胖糖尿病小鼠 NOD小鼠 除了能够在NOD小鼠胰腺中检测到炎性细胞的浸润 在外分泌腺中亦可发现淋巴细胞的浸润而导致泪腺炎与涎腺炎 泪腺炎与涎腺炎的发生大约是在12周龄左右 除了泪腺炎与涎腺炎炎性细胞浸润的病理与人类所发生的SS表现相似外 NOD小鼠血清中亦能产生多种与SS发生相关的自身抗体 例如抗核抗体 ANA 抗SSA Ro 抗SSB La 抗120KDa 胞衬蛋白抗体 抗毒蕈碱受体3抗体以及胰岛细胞自身抗体等 此外 据报道NOD小鼠血清及唾液腺中亦能找到一些与SS发生相关的细胞因子 例如IL 10 INF IL 7 MSCF IL 17 IL 11 IL 5以及IL 8 由于NOD小鼠以上发病机制与人类高度相似 故其被作为一种主要的模型运用于SS的研究 小鼠转基因干眼模型 1 自发小鼠模型 1 2 N0D B10 H2b小鼠N0D B10 H2b小鼠主要用于原发性SS的研究 N0D B10 H2b小鼠的最大特点便是不再有I型糖尿病的发生 而仅表现出SS 因此N0D B10 H2b小鼠SS发生发展过程中将不再受I型糖尿病的影响 与人体的SS的发生相类似 N0D B10 H2b小鼠SS的发生主要表现为B淋巴细胞的异常活跃 刺激B细胞的异常增殖 产生过多的自身抗体 有学者通过应用中华眼镜蛇蛇毒因子干预N0D B10 H2b小鼠以探究补体在N0D B10 H2b小鼠SS的发生中所起的作用发现 中华眼镜蛇蛇毒因子由于能够特异性阻断C3分子而降低小鼠外分泌腺腺体淋巴细胞的浸润以及结核抗体 ANA 的表达水平 亦有学者运用N0D B10 H2b小鼠探究性激素在SS发病过程中所起作用 表明卵巢切除的N0D B10 H2b小鼠患SS的几率明显上升且症状表现突出 经激素替代疗法后可得到明显的改善 此外有报道显示表没食子儿茶没食子酸醋及绿茶提取物皆能改善NOD与N0D B10 H2b小鼠的SS 小鼠转基因干眼模型 1 自发小鼠模型 1 3 NOD其他衍生杂交小鼠许多其他NOD衍生杂交小鼠被用来检测某些特定的基因与蛋白在原发性SS发病机制的作用 NOD IFN 与NOD IFN R 小鼠外分泌腺并没有外分泌功能的损伤 表明IFN 是引发上皮细胞损伤的关键因素 NODIg 小鼠被用来研究B淋巴细胞与自身抗体在引起SS外分泌腺外分泌功能下降的机理 NOD IL4 小鼠被用来探究TH1与TH2在引起SS唾液腺炎性细胞的浸润与唾液腺外分泌功能降低所起到的作用 结果表明 虽然在NOD小鼠中可见到明显的口腔干燥表现以及唾液腺中明显的T淋巴细胞浸润 但在NOD IL4 小鼠并没有出现口腔干燥的症状 表明TH1与TH2在引起SS小鼠口腔干燥起到决定作用 小鼠转基因干眼模型 1 自发小鼠模型 1 4 NFS sld小鼠基因突变NFS sld小鼠具有抑制舌下腺分化的常染色体隐性基因 能够影响腺体中腺泡细胞分化成粘液分泌细胞 NFS sld小鼠模型 胞衬蛋白的异常水解是引起小鼠唾液腺损伤的最主要原因 胸腺切除的NFS sld小鼠出现 胞衬蛋白活化 在出生后3天即可出现SS样表现 并且其淋巴细胞的浸润仅局限于外分泌腺 浸润的淋巴细胞主要为CD4 T淋巴细胞 而见少量的CD8 T淋巴细胞与B220 B淋巴细胞 活化的CD4 T淋巴细胞则导致唾液腺中IFN IL 2 IL 10和IL 12p40mRNA的表达升高 NFS sld小鼠外分泌腺中亦能检测到导管上皮细胞抗体 NFS sld小鼠体内检测到的120千道尔顿器官特异性的抗原与人体内的 胞衬蛋白序列是相一致的 但是当利用免疫荧光标记法检测SS患者血清时 抗 胞衬蛋白自身抗体与抗SSA Ro自身抗体和抗SSB La自身抗体相比灵敏度与特异性相差较大 小鼠转基因干眼模型 1 自发小鼠模型 1 4 NFS sld小鼠到目前为止基因突变NFS sld小鼠己被运用于多项研究SS发病机理的研究中 利用常规剂量的2 3 7 8 四氯二苯并二恶英干预新生NFS sld小鼠以探讨环境因素在引发SS过程中所起到的作用 结果显示2 3 7 8 四氯二苯并二恶英干预后的NFS sld小鼠唾液腺及其他外分泌腺体中能够观察到明显的淋巴细胞浸润 口服粘膜保护剂瑞己匹特 a 4 氯苯甲酰基 氨基 1 2 二氢 2 氧代 4 喹啉丙酸 能够抑制CD4 T的活性及TH1的产生从而降低了自身抗体的产生 实验证实免疫抑制剂环孢霉素能够明显改善NFS sld小鼠眼干的症状 从金线吊乌龟中生物碱千金藤素能够抑制NFS sld小鼠中性粒细胞的活性 防止腺泡细胞损伤 小鼠转基因干眼模型 1 自发小鼠模型 1 5 IQI Jic小鼠和NOD小鼠一样 IQI Jic小鼠也是从ICR小鼠培育而来 6月龄的IQI Jic小鼠唾液腺及泪腺中能够见到明显的淋巴细胞浸润灶 并且在雌性IQI Jic小鼠胸腺中B细胞数量明显增多 组织病理学发现IQI Jic小鼠不光在外分泌腺腺体中能见到明显的淋巴细胞浸润 在其他非分泌性器官中亦能见到显著的淋巴细胞浸润 例如肾脏 胰腺 肺脏等 值得注意的是在IQI Jic小鼠血清中仅能检测到结核抗体的表达水平升高而自身抗SSA Ro与SSB La并没有检测到异常 涎腺炎发生在雌性IQI Jic小鼠的各年齡段 且随着小鼠年龄的增长涎腺炎症状逐渐加重 而雄性IQI Jic小鼠涎腺炎的发病较轻且与年龄无关 与人体发生SS特征相似 CD4 T细胞所造成的外分泌腺体破坏较轻 而B220 B则能引起外分泌腺大范围的炎性细胞浸润 研究表明IQI Jic小鼠体内T淋巴细胞活性的增强能够增加器官内Klk 13 激肽释放酶 13 的产生 因此Klk 13的过多产生可能是IQI Jic小鼠出现SS样表现的重要原因之一 小鼠转基因干眼模型 1 自发小鼠模型 1 5 IQI Jic小鼠尽管直到8周龄左右雌性IQI Jic小鼠颌下腺与雄性IQI Jic小鼠泪腺中才检测到明显的淋巴细胞浸润 但大约在小鼠四周龄左右便可在颌下腺与泪腺中检测到MHCII型分子 CD11c 与CD86 树突状细胞的存在 表明树突状细胞与表皮细胞可能是参与激活CD4 T细胞的关键因素 胸腺切除的IQI Jic小鼠在出生后3天便可出现严重的泪腺损伤 其损伤严重度与未进行胸腺切除术16周龄的IQI Jic小鼠相仿 这一结果表明年轻的IQI Jic小鼠体内的免疫调节性T细胞可能对IQI Jic小鼠自身免疫紊乱起到一定的调节作用 最近研究表明伴随着IQI Jic小鼠颌下腺腺体淋巴细胞的浸润与功能的紊乱 腺泡细胞中存在着AQP5的分布异常 小鼠转基因干眼模型 1 自发小鼠模型 1 6 Aly aly小鼠Aly aly小鼠主要是由于常染色体纯合子隐性基因突变而导致淋巴组织发育不全 表现为系统性淋巴结与集合淋巴结的缺失 脾脏与胸腺结构紊乱 Aly aly小鼠在14周龄时开始自发的出现唾液腺以及涎腺炎症 并随着年龄的増长而逐渐加重 组织病理学观察发现 其炎性细胞的浸润主要以CD4 T细胞为主 浸润特征为由导管周围区域向腺泡小叶逐渐扩散 Aly aly小鼠的发病特点是泪腺浸润损伤情况比唾液腺更为严重 唾液腺中淋巴细胞浸润损害较轻 有时甚至无淋巴细胞的浸润 小鼠转基因干眼模型 2 基因工程模型小鼠 转基因与基因敲除鼠 2 1 Id3K0小鼠转录调节因子Id3能够抑制碱性螺旋 环 螺旋结构域转录因子与DNA的结合从而对免疫细胞及非免疫细胞的增殖及分化起到调节作用 Id3同时也参与T淋己细胞的选择与分化的信号转导 Id3K0小鼠的基本特征为免疫系统的改变 结外边缘区B细胞的增殖 前B细胞残存以及出现MHC限制性 并且这一品系的小鼠将出现与人类相类似的SS Id3K0小鼠在八周龄唾液腺与泪腺导管和血管周围将出现淋巴细胞的浸润 并且随着年龄的增长浸润情况将加重 6至12月龄时泪腺与唾液腺将只表现为CD4 T淋巴细胞的浸润 12月龄左右时可在血清中检测到抗SSA Ro与SSB La抗体阳性 值得注意的是此系列小鼠早在6到18周龄时便会出现SS样表现 但此时小鼠的外分泌腺并未遭到破坏并且此时小鼠血清检查也未发现异常的自身抗体 表明SS的发病还有其他因素起作用 小鼠转基因干眼模型 2 基因工程模型小鼠 转基因与基因敲除鼠 2 2 ArK0小鼠通常情况下 女性出现自身免疫性疾病的概率与男性相比明显要高 表明雌性激素在自身免疫性疾病的发生过程中能起到重要作用 实验证明雌性激素替代疗法能够明显降低卵巢切除小鼠SS的发病 口服雌性激素能够明显减轻雌激素缺乏小鼠T淋巴细胞所介导的涎腺炎以及防止涎腺细胞的调亡 然而 尚没有有关SS小鼠雌性激素受体缺乏的报道 芳香化酶 Ar 基因主要是调控雌性激素的产生 芳香化酶基因敲除小鼠在12周龄时会表现出T淋巴细胞的异常增生并且出现SS相类似的表现 这一类小鼠发病的特征是以B220 细胞浸润为主 导致腺泡细胞结构的破坏以及唾液腺功能的损伤 ArK0小鼠血清中抗 胞衬蛋白抗体化及 胞衬蛋白水解片段与SS患者组织损伤相类似 ArK0小鼠体内并不能检测到抗核抗体 小鼠转基因干眼模型 2 基因工程模型小鼠 转基因与基因敲除鼠 2 2 ArK0小鼠在ArK0小鼠体内可发现轻度的脾肿大 骨髓中见有异常的B淋巴细胞增生 对雌激素缺乏所引起的SS小鼠发病机制的研究表明使用雌激素 大豆异黄酮等对这一类型的SS进行治疗将有可能有效 RahimiDarabadR等研究表明雌激素缺乏的ArK0年轻小鼠虽然会影响其与雌激素相关的泪腺特异性基因的表达 但其并不会表现出SS相关表现 这些研究也许表明ArK0小鼠尤其是年轻小鼠泪腺功能与结构的变化除了受雌性激素的不足影响外亦受其他因素的影响 小鼠转基因干眼模型 3 实验诱导型小鼠模型 3 1 Ro抗原免疫诱导反复对BALB c小鼠腹腔进行60KDaRo自身抗原注射能够引起表位扩展 出现一些与SS相类似的临床表现 例如出现唾液腺遭到淋巴细胞的浸润 口腔干燥等表现 其唾液腺中所浸润的淋巴细胞主要包括 45 CD4 T细胞 18 CD8 T细胞 35 CD19 B细胞等 小鼠38周龄时在小鼠体内可检测到抗SSA Ro与抗SSB La抗体的产生 到目前为止Ro自身抗体引起小鼠SS的发病机制尚有争论 此类SS小鼠模型最大的缺点是BALB c小鼠需反复进行腹腔注射Ro自身抗原五个月上才能成模 小鼠转基因干眼模型 3 实验诱导型小鼠模型 3 1 Ro抗原免疫诱导有研究显示使用自身抗原Ro60干预不同品系的小鼠 所得到的结果不尽相同 SJL J小鼠对Ro60的刺激并不产生免疫反应 C57BL 6小鼠经Ro60刺激后虽有自身抗体的产生但并不能观察到表位扩展现象 并且SJL J C57BL 6与PL J小鼠外分泌腺均未出现淋巴细胞浸润情况以及外分泌腺功能丧失 DBA 2与BALB c小鼠外分泌腺均能出现淋巴细胞的浸润 但只有BALB c小鼠外分泌功能下降 小鼠转基因干眼模型 3 实验