5种瘙痒性皮肤病患者皮肤点刺试验变应原检测结果分析(2)

国际皮肤性病学杂志2006年1月第32卷第1期 IntJDermatolVenereol,January2006,Vol32,No.1 ·综述· 特应性皮炎小鼠模型研究进展 董正邦 张美华 【摘要】 特应性皮炎是一种困扰人类的慢性炎症性皮肤病,开发和确立动物模型对研究发病机制和开发 药物有着重大意义。近几年,除了经典的 NC/Nga鼠,人类还利用转基因和基因敲除技术及抗原建立了一系列 特应性皮炎小鼠模型。这些模型的建立,为更深入地研究特应性皮炎提供了方便。 【关键词】 皮炎,特应性;模型,动物;DS-Nh小鼠;抗原 MouseModelsforAtopicDermatitis DONGZheng-bang,ZHANGMei-hua.DepartmentofDermatology,the FirstAffiliatedHospitalofNanjingMedicalUniversity,Nanjing210029,China 【Abstract】 Atopicdermatitis(AD)isachronicskindisease.Thedevelopmentandestablishmentofanimal modelsisofgreatimportancefortheinvestigationofthepathogenesisandtreatmentofAD.Recently,inadditionto NC/Ngamice,othermousemodelsforADhavebeendevelopedbygeneknockouts,transgenesandhaptens.These modelswillfacilitatetheresearchonAD. 【Keywords】 Dermatitis,atopic;Model,animal;DS-Nhmice;Antigens 特应性皮炎(AD)是以剧烈瘙痒为主要临床症状 的慢性炎症性皮肤病。全世界儿童患病率大约10%～ 20%,成人1%～3%。过去30年间,工业化国家的患 病率上升了2、3倍 [1,2]。随着中国工业化进程的加 速,将有更多儿童和成人受累。开发和确立动物模型 在研究AD发病机制和寻找更有效的治疗手段方面 具有重要意义,而小鼠模型应用最为广泛。 1 NC/Nga鼠和DS-Nh鼠 NC/Nga鼠是研究最多的AD小鼠模型,多用于 AD病理生理方面的研究[3]。NC/Nga鼠是日本一种 名叫 Nishiki的宠物鼠,1957年由日本名古屋大学 近藤恭司等培育成功。1997年Matsuda等对其进行 了基础和临床研究,正式确立它作为 AD模型。 Sugiura等[4]检测5～28周龄普通环境(Conv)下饲养 的NC/Nga鼠(以下简称ConvNC鼠),发现皮损中分 泌IL-4和IL-5的细胞明显增多,并且随周龄增长 而增加,而分泌IFN-γ的细胞在21周前非常稀少, 21周后才开始出现。据此他们认为,IgE介导的变态 反应参与了21周前的ConvNC鼠发病过程,而21 周后可能与细胞介导的迟发型超敏反应也有关。 金黄色葡萄球菌(简称金葡菌)是 AD加重的因 素之一,NC/Nga鼠皮肤上的金葡菌数量与皮损严重 程度平行,并且与 BALB/c鼠相比更难清除[5]。尘 螨是诱发AD最重要的自然变应原,而粉尘螨是其 中最普遍的一种。应用粉尘螨刺激 NC/Nga鼠和 BALB/c鼠背部皮肤,每周3次,连续8周后NC/Nga 鼠出现类似AD的皮损和免疫生化改变,而BALB/c 鼠仅特异性IgE升高,未出现类似皮损[6]。可见,NC/ Nga鼠对外界抗原的免疫反应与 AD患者类似, ConvNC鼠的皮炎也与其内在的特应性素质有关, 而不能简单归因于外界抗原刺激。利用 NC/Nga鼠 和MSM/MS鼠的回交模型进行基因定位研究,发现 AD易感基因定位于9号染色体,候选基因有Thy1、 Cd3d、Cd3e、Cd3g、Il10ra和 Csk,其中 Csk最有可 能,因为它的定位与皮肤的联系最紧密[7]。 DS-Nh小鼠由 DS小鼠品系突变而来,该系小 鼠无毛发生长。Hikita等[8]发现普通环境下 9周龄 DS-Nh小鼠有明显搔抓行为,面颈部、胸部和前肢屈 侧皮肤出现红斑、水肿和糜烂,并随周龄增加而加 重,25周龄时达到最高峰。皮损中出现肥大细胞、嗜 酸粒细胞、以 CD4+T细胞为主的淋巴细胞及 CD11b+巨噬细胞浸润,局部IL-4显著升高。血清 IgE水平与皮损严重程度正相关。曾经认为,这可能 与金葡菌感染有关,用热处理后的金葡菌重复刺激 DS-Nh小鼠背部皮肤也出现类似改变,但特定的无 菌环境下DS-Nh鼠也有极少数出现典型皮损,发生 皮炎的DS-Nh鼠血清IgE也升高[9]。提示皮损与IgE ——————————————————— 作者单位:210029南京医科大学第一附属医院皮肤性病科 32 国际皮肤性病学杂志2006年1月第32卷第1期 IntJDermatolVenereol,January2006,Vol32,No.1 的关系较为密切。同样的普通环境,BALB/c鼠仅有 血清IgE升高而没有皮损,进一步研究发现,DS-Nh 鼠皮炎受多基因控制,其中主控IgE升高的候选基 因定位于11号染色体[10]。应用2,4,6-三硝基-1-氯 苯(TNCB)反复涂擦DS-Nh鼠和NC/Nga鼠产生慢性 过敏性皮炎,但只有DS-Nh鼠IFN-γ、IL-13和血清 IgE升高,提示 DS-Nh鼠的发病机制可能不同于 NC/Nga鼠,Th1型免疫反应通过 IL-13也在诱导 IgE升高和皮炎中起着重要作用[11]。ConvNC鼠皮炎 的临床、病理以及免疫学都与AD十分相似,皮肤科 界认可NC/Nga鼠作为AD理想的小鼠模型。而DS- Nh鼠则提供了另一种可能,但与 NC/Nga鼠及 AD 的联系和区别还需进一步研究。 2 抗原诱导模型 尽管NC/Nga鼠是AD的经典模型,在阐述发 病机制方面占有重要地位,但未广泛运用,而开发药 物则需要一种简单而又可重复的AD动物模型。早 在 1995年,Kitagaki等 [12] 用 1%TNCB反复涂擦 BALB/c鼠耳部皮肤24～48d后,发现真皮大量肥 大细胞和CD4+T淋巴细胞浸润,血清特异性IgE显 著升高。此后,Matsumoto等[13]运用 1%TNCB涂擦 HR-1小鼠背部皮肤,7d后再次涂擦激发过敏性皮 炎,随后隔天重复,36d后局部出现红斑和鳞屑,角 质层水合作用减弱,经皮水分丢失增多。组织学检查 示, 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 皮增生、角化过度、角化不全。表皮 CD4+和 CD8+T淋巴细胞都增多,但CD4+T淋巴细胞增多 更明显,真皮内肥大细胞和嗜酸粒细胞显著增多。血 清IgE升高。以上改变和 AD患者及其他 AD动物 模型相似,而HR-1小鼠皮肤和人类的光洁皮肤更 接近,与以前仅耳部皮肤相比可提供更多皮损,从而 除了进行组织病理和免疫学研究外,还可进行 AD 皮肤的弹性和摩擦系数研究。 Spergel等[14]用卵白蛋白制成斑贴致敏无菌条 件下的BALB/c鼠,引发了系统免疫反应和局部皮 炎表现。局部皮损病理检查发现表皮颗粒层增生,灶 性棘层肥厚和中性粒细胞聚集,中度海绵水肿;真皮 中性粒细胞、淋巴细胞、浆细胞和嗜酸粒细胞浸润。 血清卵白蛋白特异性 IgE明显升高。皮损局部 IL- 4、IL-5升高,IFN-γ随病程延长而升高,提示随着 病程延长,Th2型免疫反应向 Th1型、Th2型混合免 疫反应转化,这点类似于 AD慢性皮损的改变。 BALB/c鼠呼吸道也出现抗原特异性反应,气道灌洗 液中嗜酸粒细胞明显升高。AD与哮喘、过敏性鼻炎 关系十分密切,他们为研究AD与哮喘的关系提供 了一个很好的小鼠模型。同法分别用金葡菌肠毒素 B和荧光素异硫氰酸致敏无菌条件下 BALB/c鼠也 得到类似的皮损和免疫学方面的改变[15,16]。 食物是AD重要的诱因之一。Li等[17]用牛奶和 花生蛋白给无菌条件下雌性C3H/HeJ小鼠灌胃,9～ 14周后分别有35%和29%C3H/HeJ小鼠前额、耳、 腹股沟等处出现红斑、干燥、鳞屑,病理表现与 AD 患者及其他AD动物模型类似,皮损处IL-5、IL-13 等Th2类细胞因子明显升高。糖皮质激素可使皮损 明显减轻。此模型是第一个通过灌胃方式得到的 AD动物模型,为进一步研究食物诱发的AD提供了 合适的小鼠模型。 不同的抗原诱导不同种类的小鼠可产生不同的 炎症表现,正好反映AD临床表现的多相性[3],某些 由 Th2型免疫反应向 Th1型转化的模型也为全面 研究AD发病发展机制提供了新的条件。另外,此类 可大量重复建立,为筛选AD有效的治疗 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 和药 物提供了必要条件。 3 转基因和基因敲除模型 近几年,人类又建立了一系列AD的转基因和 基因敲除小鼠模型,对AD的发病机制,特别是一些 细胞因子的作用有了更深一步的认识。 3.1 IL-4转基因小鼠:Chan等[18]发现IL-4转基因 小鼠发生具有AD主要特征的皮炎,皮损主要累及 耳、颈、面部等毛发稀少的部位。血清IgE也明显升 高。早期皮损IL-2和IL-12p40明显升高,随着病 程进展,分泌IL-2、IL-4、IL-10及IFN-γ的T淋巴 细胞和IL-12的抗原提呈细胞明显增多,提示Th2 型细胞因子首先触发了 AD,而 Th1型细胞因子也 参与了AD的进展[19]。 3.2 IL-18转基因小鼠、半胱天冬酶 1转基因小鼠 和IL-18基因缺失小鼠:角质形成细胞表达的 IL- 18可直接刺激 T淋巴细胞和肥大细胞释放 AD相 关的Th2型细胞因子和组胺。Konishi等[20]将角质形 成细胞表达的IL-18基因转入 C57BL/6小鼠得到 KIL-18Tg鼠,将角质形成细胞表达的半胱天冬酶 1 基因转入C57BL/6小鼠得到 KCASP1Tg鼠。结果 分别过量表达IL-18和半胱天冬酶 1,Th2型细胞因 子和IgE、组胺也明显增多,都发生类似AD的皮炎。 但敲除了IL-18基因的KCASP1Tg鼠却没有发生皮 33 国际皮肤性病学杂志2006年1月第32卷第1期 IntJDermatolVenereol,January2006,Vol32,No.1 炎。可见IL-18可诱发类似AD的皮损,提示AD的 发病可能有不同于Th2型的免疫反应机制。 3.3 STAT6基因缺失小鼠:信号转导和转录激活因 子6(STAT6)在IL-4和IL-13的转录激活功能中起 着十分重要的作用。Yagi等[21]建立了一个敲除了 STAT6基因的 NC/Nga鼠(STAT6-/-Nc鼠),此鼠不能 表达IgE和Th2型细胞因子,但产生AD样皮炎,皮 损显著表达半胱天冬酶 1、IL-18、IL-12和 IFN-γ。 提示 Th2型细胞因子和 IgE并不是 NC/Nga鼠产生 AD样皮炎的必需条件。大约也有 20%～30%的 AD 患者具有典型皮损而没有IgE的升高[1]。STAT6-/-Nc 鼠为研究此类患者的发病机制和筛选有效药物提供 了很好的动物模型。 3.4 IL-4、IFN-γ、IL-5、IL-10基因缺失小鼠:卵白 蛋白经皮致敏可使 BALB/c鼠和 C57BL/6小鼠产 生类似AD的皮损。Spergel等[22]利用卵白蛋白经皮 致敏一批基因缺失小鼠,发现IL-4基因缺失BALB/ c小鼠IL-2和IFN-γ明显增多,血清特异性 IgE明 显降低,真皮炎症细胞相对增多,但嗜酸粒细胞显著 减少;IFN-γ基因缺失BALB/c小鼠IL-4表达增多, 血清特异性IgE明显升高,但皮肤增厚不明显;IL-5 基因缺失C57BL/6小鼠IFN-γ表达增多,血清IgE 没有变化,真皮内未见嗜酸粒细胞浸润。提示Th2 型细胞因子IL-4和IL-5与皮肤炎症有关,而 Th1 型细胞因子IFN-γ与皮肤增生有关。Laouini等[23]同 法致敏敲除了 IL-10基因的 C57BL/6小鼠,皮损 IL-4和IL-5显著减少,而IFN-γ明显增多,提示 IL-10抑制Th1型而促进Th2型免疫反应。 参 考 文 献 1LeungDY,BoguniewiczM,HowellMD,etal.Newinsightsinto atopicdermatitis.JClinInvest,2004,113:651-657. 2LeungDY,BieberT.Atopicdermatitis.Lancet,2003,361:151- 160. 3ShioharaT,HayakawaJ,MizukawaY.Animalmodelsforatopic dermatitis:aretheyrelevanttohumandisease? JDermatolSci, 2004,36:1-9. 4SugiuraK,HiramotoK,ShamotoM,etal.Immunologicalcellsitua- tionintheskinofatopicmodelmice. JEurAcadDermatol Venereol,2004,18:148-152. 5HashimotoY,KanedaY,AkashiT,etal.PersistenceofStaphylo- coccusaureuscolonizationontheskinofNC/Ngamice.JDermatol Sci,2004,35:143-150. 6MatsuokaH,MakiN,YoshidaS,etal.Amousemodeloftheatopic eczema/dermatitissyndromebyrepeatedapplicationofacrudeex- tractofhouse-dustmiteDermatophagoidesfarinae.Allergy,2003, 58:139-145. 7KoharaY,TanabeK,MatsuokaK,etal.Amajordeterminantquan- titative-traitlocusresponsibleforatopicdermatitis-likeskinlesions inNC/NgamiceislocatedonChromosome9. Immunogenetics, 2001,53:15-21. 8HikitaI,YoshiokaT,MizoguchiT,etal.Characterizationofder- matitisarisingspontaneouslyinDS-Nhmicemaintainedundercon- ventionalconditions:anotherpossiblemodelforatopicdermatitis.J DermatolSci,2002,30:142-153. 9WatanabeA,TakeuchiM,NagataM,etal.Spontaneousdevelop- mentofdermatitisinDS-Nhmiceunderspecificpathogen-free conditions.ExpAnim,2003,52:77-80. 10WatanabeA,TakeuchiM,NagataM,etal.RoleoftheNh(Non- hair)mutationinthedevelopmentofdermatitisandhyperproduction ofIgEinDS-Nhmice.ExpAnim,2003,52:419-423. 11MatsukuraS,AiharaM,HirasawaT,etal.EffectsofTNCBsensiti- zationinDS-Nhmice,servingasamodelofatopicdermatitis,in comparisonwithNC/Ngamice.IntArchAllergyImmunol,2005, 136:173-180. 12KitagakiH,FujisawaS,WatanabeK,etal.Immediate-typehyper- sensitivityresponsefollowedbyalatereactionisinducedbyre- peatedepicutaneousapplicationofcontactsensitizingagentsin mice.JInvestDermatol,1995,105:749-755. 13MatsumotoK,MizukoshiK,OyobikawaM,etal.Establishmentof anatopicdermatitis-likeskinmodelinahairlessmousebyre- peatedelicitationofcontacthypersensitivitythatenablestoconduct functionalanalysesofthestratumcorneumwithvariousnon-inva- sivebiophysicalinstruments.SkinResTechnol,2004,10:122. 14SpergelJM,MizoguchiE,BrewerJP,etal.Epicutaneoussensitiza- tionwithproteinantigeninduceslocalizedallergicdermatitisand hyperresponsivenesstomethacholineaftersingleexposureto aerosolizedantigeninmice.JClinInvest,1998,101:1614-1622. 15LaouiniD,KawamotoS,YalcindagA,etal.Epicutaneoussensiti- zationwithsuperantigeninducesallergicskininflammation.JAl- lergyClinImmunol,2003,112:981-987. 16TakeshitaK,YamasakiT,AkiraS,etal.EssentialroleofMHCII- independentCD4+Tcells,IL-4andSTAT6incontacthypersensi- tivityinducedbyfluoresceinisothiocyanateinthemouse.IntIm- munol,2004,16:685-695. 17LiXM,KleinerG,HuangCK,etal.Murinemodelofatopicder- matitisassociatedwithfoodhypersensitivity. JAllergyClinIm- munol,2001,107:693-702. 18ChanLS,RobinsonN,XuL.Expressionofinterleukin-4inthe epidermisoftransgenicmiceresultsinapruriticinflammatoryskin disease:anexperimentalanimalmodeltostudyatopicdermatitis.J InvestDermatol,2001,117:977-983. 19ChenL,MartinezO,OverberghL,etal.Earlyup-regulationofTh2 cytokinesandlatesurgeofTh1cytokinesinanatopicdermatitis model.ClinExpImmunol,2004,138:375-387. 20KonishiH,TsutsuiH,MurakamiT,etal.IL-18contributestothe spontaneousdevelopmentofatopicdermatitis-likeinflammatoryskin lesionindependentlyofIgE/stat6underspecificpathogen-freecon- ditions.ProcNatlAcadSciUSA,2002,99:11340-11345. 21YagiR,NagaiH,IigoY,etal.Developmentofatopicdermatitis- likeskinlesionsinSTAT6-deficientNC/Ngamice. JImmunol, 2002,168:2020-2027. 22SpergelJM,MizoguchiE,OettgenH,etal.RolesofTH1andTH2 cytokinesinamurinemodelofallergicdermatitis.JClinInvest, 1999,103:1103-1111. 23LaouiniD,AleniusH,BryceP,etal.IL-10iscriticalforTh2re- sponsesinamurinemodelofallergicdermatitis. JClinInvest, 2003,112:1058-1066. (收稿日期:2005-06-24) 34