银屑病及银屑病相关动物模型

银屑病(Psoriasis), 俗称“牛皮癣”,是最为常见的慢性AID,常发于青壮年人群,在世界范围内发病率约1-3%。银屑病发病顽固且持续,最显著特征为皮肤表面红肿及白色鳞屑的覆盖,其病因尚不明确,目前认为是遗传和环境因素共同作用导致,如感染、压力、肥胖、吸烟等因素都可能对于疾病产生诱发作用。目前临床上尚无根治银屑病的特效药物,故治疗银屑病主要以控制症状为主,如外用维生素D3类似物、糖皮质激素和维A酸,系统性使用糖皮质激素、甲氨蝶呤,以及免疫抑制剂如环孢素A、他克莫司等。近年来随生物制药的发展,多种抗体类药物也对于银屑病具有较好疗效。

科学研究中银屑病的实验动物模型主要分为自发形成、基因工程改造、病灶原位移植和直接诱发四类,受限于模型建立难度和成本,直接诱发类模型使用最为广泛,以下介绍两种基于小鼠的银屑病直接诱发模型。

(一)咪喹莫特诱导小鼠银屑病皮损模型

咪喹莫特(Imiquimod,IMQ)是Toll样受体7/8的抑制剂,临床上用来治疗病毒感染。使用IMQ乳膏在小鼠背部连续涂抹5~7天,会出现皮肤增厚、红斑、鳞屑等类银屑病样症状。该模型稳定、易建立、操作简单且应用广泛。

a. PASI评分

根据PASI评分标准对小鼠背部皮肤炎症情况评分(包括银屑,红斑,肥厚),记录累积评分、体重与皮肤厚度变化。对照组空白乳膏处理未表现炎症特征,模型组IMQ处理之后,逐渐表现出皮肤炎症特征及厚度增加,第5天PASI评分达到最高值,体重在IMQ处理的第3天下降到最低点,而后逐渐恢复,阳性药抗体可降低PASI评分与皮肤厚度的增加。

图1: 模型条件下小鼠背部皮肤PASI评分持续升高,体重下降,皮肤厚度增加;IL17A抗体可显著逆转皮肤病变

b. 形态学检查

IMQ连续处理5天后对于小鼠背部皮肤外观形态进行观察,并利用H&E染色分析组织病理学变化。图片中可见,小鼠皮肤出现红斑,鳞屑与厚度增加;H&E 染色结果显示IMQ处理促进了炎性细胞的浸润,表皮细胞的增生;免疫组化结果显示银屑病相关PD marker IL-6在皮肤中表达水平增加。对于上述病变,阳性药IL17A抗体具有明显的改善作用。

图2: 模型条件下小鼠皮肤产生显著红斑、鳞屑和增厚病变,H&E染色结果可见组织增生和炎症细胞浸润,免疫组化结果可见银屑病生物标记物IL-6表达上升。IL17A抗体可以显著抑制上述病理变化

c. Bio-marker检测

IMQ处理5天后收集血浆,通过ELISA检测相关细胞因子的含量,收集皮肤组织通过qRT-PCR检测相关Marker基因的转录水平。结果表明,IMQ处理诱导了IL-6、IL-β与CXCL1等炎性细胞因子产生,阳性药抗体具有较强的抑制作用。

图3:模型条件下血浆、皮肤中相关炎症生物标志物表达水平急剧上升,IL17A抗体可显著抑制其水平

(二)IL-23诱导小鼠耳廓银屑病样变模型

研究证明,IL-23/Th17信号通路在银屑病的发生和发展中起关键作用,IL-23刺激并促进Th17细胞的分化,促进Th17细胞的发展以及细胞因子(如IL-17A,IL-17F和IL-22)的产生,从而产生类似银屑病的病理特征。通过向小鼠耳部皮肤内直接注射IL-23可诱导局部的银屑样病变,该模型是常用的另一个银屑病动物模型,且由于机制清晰,常被用于各类靶向药物的临床前药效评价中。

重组IL-23蛋白于造模的第1、3、5、7日通过皮下给药注射于小鼠耳以建立模型耳廓,其间给予抗炎药物供试品或阳性药物。

小鼠耳朵厚度变化以及病理检测结果显示,模型组小鼠耳厚度明显增加,而阳性药物地塞米松(Dex)产生了显著保护作用。而病理结果显示,给予IL-23造模之后小鼠耳厚增加,表皮增厚且炎细胞浸润明显,地塞米松对于上述病变具有显著改善作用。

图4:耳内注射IL23细胞因子造模可造成耳部产生银屑病样病变,表现为耳厚显著增加,H&E染色结果显示造模产生银屑病相关的病理变化。阳性药物地塞米松可以对于病变产生显著抑制

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