銀屑病動物模型-袁媛

2008年2月第16卷　第1期

中國實驗動物學報

ACTALABORATORIUMANIMALISSCIENTIASINICAFebruary,2008

Vol.16　No.1

研究進展

銀屑病動物模型

袁媛,朱健平,陳系古

1

1

2

(11廣東醫學院藥理學教研室,湛江　524023;21中山大學實驗動物中心,廣州　510080)

【摘要】　銀屑病是一種長期困擾人類的疾病,具有病程長、易復發、難治愈的特點,其病因及發病機制至今尚未完全清楚。銀屑病動物模型的建立對揭示該病遺傳背景、發病機制及開發新藥等都有極大的促進作用。因此,國內外學者在該領域進行了大量的研究。本文就銀屑病動物模型的研究狀況作一綜述。

【關鍵詞】　銀屑病;動物模型

【中圖分類號】R394111　　【文獻標識碼】A　　【文章編號】100524847(2008)0120070204

AnimalModelsY,Ui1

2

(1,College,Zhanjiang524023,China;

1CenterofSunYan2SenUniversity,Guangzhou510080)

【Abstract】　Psoriasisisacommonchronicrelapsingdiseaseassociatedwithprofoundimpairedqualityoflife.Untilnow,

thefundamentalpathophysiologyofthediseasestillhasnotbeenfullyelucidated.Theestablishmentofappropriateanimalmodelsofpsoriasiswillbehelpfultorevealthegeneticbackgroundandpathogenesisofthisdisease,andcanpromotethedevelopmentofnewdrugs.Recently,manyscientistshavebeenworkingalotonresearchesinthefield.Thisreviewsummarizedtherecentfindingsaboutanimalmodelsofpsoriasis.

【Keywords】　Psoriasis;Animalmodels

銀屑病俗稱“牛皮癬”,是一種多誘因導致的皮

膚慢性炎性病變,臨床癥狀以皮疹上覆蓋銀白色鱗屑、剝開后有薄膜現象和點狀出血為主要特征,部分患者伴有關節病變;病理學改變為皮膚角質細胞過度增生及分化不全、炎癥細胞浸潤、真皮血管擴張[1]

等。銀屑病屬于高發病種,據不完全統計,全球范圍內該病患者數量近2000萬,國內已逾300萬,且

[2,3]

發病率近年來仍呈繼續升高趨勢。銀屑病治愈

[4]

率低、易反復發作,嚴重影響了患者的生活質量。迄今為止,銀屑病的病因尚不完全清楚,根治性治療仍是一個難題,這除了與其發病機制復雜有關外,理想的動物模型的缺乏也是制約對該病深入研究的一個重要原因。銀屑病為人類特有性疾病,動物自然發生該病的病例罕見,因此,銀屑病動物模型大多依賴人工構建。國內外學者在該領域做了大量工作,現就其研究狀況做一綜述。

生物醫學型動物模型。如鼠尾鱗片表皮天然缺乏顆粒層而呈現出角化不全的特征,可模擬銀屑病角化

[5][6]

不全的特點,Jarrett和Spearman最早利用此模型評價了藥物促進顆粒層形成的作用,并認為藥物如能促進鼠尾顆粒層形成,則可能具有抗銀屑病作用。小鼠陰道上皮細胞可因雌激素刺激而發生周期性增殖活躍、上皮細胞轉換加快等變化,若藥物能抑制細胞過度增生,則認為該受試物對有絲分裂有抑制作

[7]

用,可用于銀屑病的治療。Van最早利用該模型評價了藥物的抑制作用。

此類模型可部分模擬銀屑病表皮動力學紊亂的特點,且經濟易得,故作為篩選抗銀屑病藥物的常用模型沿用至今。

2　誘發性動物模型

該模型是通過人工方法在動物,如豚鼠、大鼠、裸鼠等皮膚上誘發銀屑病樣增生來建立。使用的方法包括紫外線照射、化學刺激劑或藥物外涂等。[8]

Du用紫外照射裸鼠后發現其表皮細胞更新加快,

[9]

角化過度,與銀屑病皮膚外觀相似;Gaylard將普萘

1　生物醫學型動物模型

利用部分動物的局部組織在特定情況下自行產生的類似銀屑病的組織學變化作為動物模型,稱為

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洛爾涂于豚鼠耳、背部皮膚,誘發了角化不全、棘層肥厚等類似銀屑病的組織學改變。

上述方法可在短時間內復制出與銀屑病患者類似的皮膚組織病理學改變,且具有操作簡單、重復性好等優點,在銀屑病研究中曾發揮過積極作用。但此類模型為過度增殖模型,即通過物理或化學刺激加快動物表皮增生速度從而誘發銀屑病樣改變,動物所表現出的組織學變化僅是針對表皮損傷的一種遲發反應,與人類自然發生的銀屑病還存在較大差異。

銀屑病患者皮損移植于SCID鼠,結果顯示皮片存活率可達到85%以上,存活時間達4～6周,且移植皮片能繼續維持其原有病變特征;Sugai等生角化不全消退等現象。

異體移植動物模型能較準確地模擬銀屑病的病理生理變化,但其受體動物無法長期維持其銀屑病特征,僅適用于短期研究;又因其免疫功能缺陷,皮損移植時容易引起局部感染,需要復雜的無菌操作,且價格昂貴。上述原因均限制了異體移植動物模型的推廣應用。

:諸多研究,而活化。Wrone2Smith和Nickoloff

[18]

[17]

的實驗證

明移植皮片的銀屑病表型在維持一段時間后逐漸發

3　自發性動物模型

在長期的進化過程中,有部分鼠種會自發突變而產生銀屑病樣病變,(skin,fsn)、慢性增(proliferative)、(asebia,

[10]

ab)等。on實驗室所發現的鱗

將來源于銀屑病

患者的未受累皮膚全層移植至SCID鼠,同時注射供體血液來源的T細胞,多數移植皮膚發生鱗屑樣改變并可見皮膚增厚、顆粒層消失、T淋巴細胞表皮浸潤等變化,皮損處還同時表達了20多種銀屑病表型的抗原決定簇。Gilhar

[19]

片狀皮膚突變鼠為最常用的研究對象。該品系小鼠的皮膚外觀呈現銀屑病樣皮損,且具備與銀屑病類似的組織學表現,如棘層肥厚、巨噬細胞和肥大細胞浸潤、真皮血管擴張等。但該系小鼠存在的諸如炎性浸潤處T細胞缺乏及免疫抑制劑環孢菌素治療無效等現象

[11]

將銀屑病患者皮片移植至

SCID鼠,同時注射來源于患者皮損的T細胞,皮片10周后仍可見銀屑病樣表觀。

,均提示該模型與人類銀屑病的某些共

[12]

該方法構建的動物模型不僅能表現出銀屑病樣外觀改變,而且能在較長時間內較好地保持復雜的病理生理變化,為研究銀屑病的發病機制及活化T細胞在該病發生發展中的作用提供了有效的模型。但該類模型只是復制了銀屑病的皮膚局部反應,未能模擬出銀屑病的整體發病狀況,且皮損特征的維持時間有限,在研究中仍有其局限性。

性特點不甚符合。故該類小鼠模型適用于銀屑病表皮動力學研究

,在發病機制及藥物篩選等領域的

應用仍有其局限性。

4　異體移植動物模型

自1975年Krueger

[13]

首次成功將銀屑病患者皮

[13]

膚移植于裸鼠后,眾多學者開始探索用異種皮膚移植的方法來構建銀屑病動物模型。John將純合

子鱗片狀皮膚突變鼠(fsnΠfsn)的全層皮片移植至裸鼠,移植的皮片10周內仍能保持其原有的表皮過度增殖和真皮炎性浸潤等特征;Briggaman

[14]

5　轉基因動物模型

轉基因動物是指基因組中整合有外源基因的一類動物。人們可以運用轉基因技術將外源基因導入受體細胞,從而培育出新的動物品系或用于專門研究的動物模型

[20]

將銀屑

病患者活動期的皮損移植到裸鼠身上,皮損能在一段時間內保持原來的大部分特征,但是炎癥成分會逐漸消失。

構造該模型的一個關鍵要求是受體動物對移植物無明顯排斥。除裸鼠外,嚴重聯合免疫缺陷(severecombinedimmunodeficiency,SCID)鼠因T、B淋巴細胞缺失導致其細胞免疫和體液免疫功能嚴重削弱,可接受異種組織移植而不發生主要排斥反應,亦被廣泛應用于異體皮膚移植實驗

[15]

。1990年,Rothnagel

[21]

率先提出可

以通過轉基因方法使特異性基因在動物體內表達,從而為人類有遺傳傾向的皮膚疾病提供有價值的動物模型。例如,某些細胞因子和生長因子可通過轉基因手段在動物體內過度表達,從而產生銀屑病樣反應。隨著對銀屑病發病機制研究的深入,與銀屑病關聯的特征性因子被陸續發現與報道,相關動物模型也相繼問世。

整合素家族是細胞膜表面的一組糖蛋白,已有

。Nickoloff

[16]

將

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多項研究證明銀屑病的發生與整合素的異常表達密切相關。Carroll等

[22]

于1995年使用人類外膜蛋白

線(OMIM)已經收錄了9個銀屑病的易感基因位點

(psoriasissusceptibility,PSORS)。Elomaa等[27]將位于PSORS1的HCRWWCC基因導入小鼠,該轉基因小鼠外觀表象與普通小鼠無異,但微點陣分析顯示其皮膚中有大量角蛋白高表達,與銀屑病患者皮損區表現類似;Zenz等

[28]

引導整合素在鼠的表皮基底上層表達,結果發現,表

ββ達β1亞基或α2、1二聚體或α5、1復合體的小鼠具有表皮增生過度、角質形成細胞(keratinocyte,KC)分化異常以及皮膚炎癥反應等特點;Romero等

[23]

3

亦選擇了位于PSORS6的JunB

對轉基因表達整合素的鼠模型KC進行培養,發現基底上層表達整合素對KC的黏附、增生及終末分化起一定的作用。

以角蛋白10(K10)啟動子攜帶骨

形態發生蛋白26(bonemorphogeneticprotein26,BMP26)基因轉入小鼠體內,建立在表皮毛囊間基底上層

Blessing等

[24]

基因,通過基因敲除并聯合藥物干擾制備銀屑病動物模型。聯合敲除JunB和c2Jun基因后再給予他莫昔芬處理,18d后受試小鼠全身均出現特征性皮膚改變,在毛發稀疏的部位(耳朵、腳掌、尾巴)癥狀尤其明顯,、掌趾關節處、,,但仍不能完全反映其發生特點,致病基因的不明確和易感因素的多樣化可能是制約銀屑病轉基因模型繼續完善的瓶頸所在。

高表達BMP26的小鼠模型,發現新生幼鼠皮膚緊繃,皮層變薄,毛發生長緩慢,損并伴有掌、不全、量炎癥細胞浸潤相似。

雙調蛋白屬于表皮生長因子家族,在正常的上皮組織表達水平很低,而在銀屑病表皮中高表達。

[25]

Cook等用角蛋白14(K14)啟動子攜帶雙調蛋白基因建立了轉基因小鼠模型,小鼠皮膚出現紅斑、鱗屑、脫發及乳頭瘤樣增生,組織學上也呈現明顯角化過度、局灶性角化不良、棘層肥厚、淋巴細胞浸潤等變化。

隨著研究的深入,大量資料顯示某些特征性的細胞因子或炎癥介質在銀屑病病變區域有顯著增高,表現出與銀屑病的高度連鎖特性。研究者據此構建了一系列高表達相關因子的轉基因鼠系,用于

α的小銀屑病的研究,如Groves建立了高表達IL21鼠模型;Carroll等利用外皮蛋白啟動子在轉基因小

γ;Detmar和Xia等先后建立了鼠真皮層高表達IFN2

轉基因表達血管內皮生長因子(VEGF)的動物模型;Sano等

[26]

6　結語

自1808年Willan首次將銀屑病做為一種獨立的疾病進行描述以來,人們對它進行了近200年的研究,但其病因及發病機制一直困擾著研究者。研究顯示,藥物、鏈球菌感染史、焦慮抑郁等精神因素、季節與氣候等環境因素都可能是銀屑病的重要誘發

因素。關于其發病機制也是眾說紛紜�，F在比較公認的看法是,銀屑病是一種復雜的、有遺傳易感性的免疫相關性疾病,由多個遺傳因子與環境因子相互作用而導致發病。

上述的各種動物模型均能從某些方面再現銀屑病的特征,但銀屑病性關節炎卻鮮見于各類模型。而在人類,某些國家的白種人群中銀屑病患者約有

[29,30]

1%～40%伴發此病。迄今為止,仍未有一種模型能貼切地模擬人類銀屑病自然發生、發展的情況,隨著對銀屑病發病機制研究的日益深入、相關致病基因及誘發因素的發現和確定,轉基因技術聯合易感因素干擾可為建立理想的銀屑病動物模型提供一種新的思路和方法。

參

(18):1899-1912.

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將外源基因Stat3C轉入鼠體內并觀察

到幼鼠出生2周后膚色開始變紅并出現鱗屑,尾部出現過度角化并逐漸蔓延至背部,組織學檢查顯示炎癥細胞聚集,毛細血管增生等銀屑病樣改變。此

α、β外還有許多因子如IL215、TNF2KGF、TGF21等也被用于轉基因動物模型的構建。這類轉基因小鼠均可見角化細胞功能的改變和銀屑病樣皮膚表型。

近年來,隨著銀屑病家系研究和雙生子研究的不斷進行,對該病的研究更加細化并大量集中于分子遺傳機制的探討。截至目前,人類孟德爾遺傳在

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