多发性硬化实验动物模型研究进展

陈永妍，李 林，张 旗，尹琳琳*

(1．首都医科大学宣武医院药物研究室北京市老年病医疗研究中心神经变性病教育部重点实验室，北京100053;2．郑州大学 药学院，河南郑州450001)

多发性硬化 (multiple sclerosis，MS)属中枢神经系统 (central nervous system，CNS)炎性反应脱髓鞘疾病，是CNS脱髓鞘疾病的典型代表［1-2］。目前多发性硬化的发病机制尚不明确，较为公认的学说是病原体侵入机体引发异常的自身免疫反应所致［3］。由于神经组织取样的局限性，为了获得疾病不同方面的信息，采用动物模型模拟MS的病理改变和临床特征是十分必需和必要的。

1 髓鞘多肽片段诱导的MS动物模型

实验性自身免疫性脑脊髓炎模型(experimentally allergic encephalomyelitis，EAE)是一种以特异性致敏的CD4+和CD8+T细胞介导为主的，以中枢神经系统内小血管周围出现单核细胞浸润及髓鞘脱失为特征的自身免疫疾病，是人类多发性硬化经典的实验动物模型［4］。致脑炎物质能够诱发实验性自身免疫性脑脊髓炎模型(experimentally allergic encephalomyelitis，EAE)［5］，这些物质主要包括髓鞘碱性蛋白(myelin basic protei，MBP)、蛋白脂质蛋白(proteolipid protein，PLP)、髓磷脂少突胶质细胞糖蛋白(myelin oligodendrocyte glycop rotein，MOG)或合成的能够替代上述蛋白的多肽序列。髓鞘多肽片段诱发EAE的机制相似:即致脑炎物质被T细胞识别，髓鞘蛋白反应性CD4+Th1细胞活性增高，免疫细胞进入CNS，导致炎性反应和脱髓鞘。不同的髓鞘抗原诱导不同品系的动物，产生针对不同抗原的特异性自身反应性T细胞，可建立模拟不同MS亚型的 EAE 模型［4，6］。

致脑炎物质在诱导动物模型时通常需要辅助物质如弗氏佐剂活化免疫反应。造模常用方法有脚垫、颈部及背部 (皮下、皮内、肌肉)、腹腔和尾静脉注射等，以皮下多点注射及脚垫注射的发病率最高，颈部注射则有较高的复发率。多种品系动物均可诱发MS，但由于寿命、繁殖能力及与人类MS的相似性等多种因素，最常用的动物是大鼠和小鼠。

1.1 MBP诱导的EAE模型

MBP是髓鞘的主要成分之一，是一种由少突胶质细胞和施旺细胞合成分泌的髓鞘中抗原性最强的碱性蛋白。研究表明，MBP可激活体内Th+细胞，使之透过血脑屏障，攻击自身神经髓鞘的MBP，导致CNS脱髓鞘。MBP诱发的EAE为单相病程，没有复发缓解，但炎性反应明显，脱髓鞘轻微。一般使用雌性Lewis大鼠造模，常用于MS急性发作和缓解期的研究。鞘碱性蛋白(myelin basic protei，MBP)与蛋白脂质蛋白(proteolipid protein，PLP)、髓磷脂少突胶质细胞糖蛋白(myelin oligodendrocyte glycop rotein，MOG)相比，在神经系统内分布广泛(在中枢神经和周围神经均有)［7］。MBP在大鼠、小鼠、豚鼠和灵长类均可诱发 EAE。与啮齿类和灵长类诱发的EAE相似，人类的MBP特异性免疫反应在致病性表位和Ⅱ类MHC限制性方面与它们均有明显的相似性。

1.2 PLP诱导的EAE模型

PLP是最丰富的中枢神经髓鞘蛋白，长期以来MBP和PLP被认为是诱发EAE或MS的主要抗原。PLP诱发的EAE多为复发-缓解型，常选用雌性SJL(SJL/JOrllcoCrlVr)小鼠造模，表现为多次的复发缓解，程度相对较轻，可观察到人类MS的所有病理改变，接近于缓解复发型MS，与MBP相比，PLP是更强的致病性抗原。采用脊髓匀浆致敏动物诱发的EAE主要针对PLP，临床多次复发后发生的表位扩展首先针对 PLP，然后才针对MBP。

1.3 MOG诱导的EAE模型

MOG是一种只存在于髓鞘膜和髓磷脂少突胶质细胞表面的糖蛋白，属于免疫球蛋白超家族，只占髓鞘总蛋白的0．01% ～0．05%，具有免疫源性高、可诱导产生抗 MOG T淋巴细胞等特点［8］。MOG可诱发复发-非缓解型EAE模型，其机制与MS的细胞免疫和体液免疫反应相关。C57/BL6小鼠是最常用的动物，造模时无性别差异，产生慢性非复发型EAE。部分MOG转基因小鼠可自发发生炎性反应、脱髓鞘和轴索损害，35%可自发发生视神经炎。

不同的髓鞘蛋白诱发病灶部位、自身抗体或反应性T细胞不同的EAE动物模型以模拟不同亚型的MS。

2 病毒诱导的动物模型

研究发现多种动物携带的病毒可通过感染中枢神经系统而诱发MS动物模型，例如冰岛羊携带的Visna病毒，山羊携带的山羊关节炎-脑炎病毒，小鼠携带的Semliki Forest病毒等。虽然它们均属于RNA病毒，但病毒序列不具有任何相似性。该类模型在国内使用较少。目前认为病毒诱发脑脊髓炎的机制主要是病毒侵入机体后受到T淋巴细胞攻击而产生细胞免疫反应，或病毒直接攻击少突胶质细胞从而导致髓鞘脱失［9］所致。

2.1 小鼠Theiler's脑脊髓炎病毒模型

小鼠Theiler's脑脊髓炎病毒(Theiler's encephalomyelitis virus，TMEV)是心脏病毒属中的单链RNA病毒［10］。TMEV模型没有复发现象，通常在首次接种数月后才表现出行为症状，与EAE模型造模后数周即出现行为学障碍相比更接近临床，且中枢神经系统内其他指标与人类均十分相似，主要用于模拟慢性-渐进型多发性硬化、研究病毒感染后自身免疫反应的形成机制等。

2.2 小鼠肝炎病毒模型

小鼠肝炎病毒(mouse hepatitis virus，MHV)是一种正链RNA病毒，主要存在于血液和内脏中［11］。MHV模型常用于模拟复发-缓解型MS。

2.3 其他病毒诱导的动物模型

此外，犬瘟热病毒、麻疹类病毒、疱疹病毒以及朊病毒等都可诱发多种动物脱髓鞘。近年来研究发现人类疱疹病毒6型和EB(Epstein-Barr virus，EB)病毒也与MS发病相关［9］，此外，反转录病毒如绵羊脱髓鞘性脑白质炎病毒和山羊关节炎-脑炎病毒感染也可引起动物脱髓鞘、炎性反应。

3 其他动物模型

除上述动物模型外，还有化学毒素诱发的脱髓鞘动物模型，以Cuprizone模型最为常用。

Cuprizone模型是由神经毒素Cupizone(双环己酮草酰二腙)诱发的脱髓鞘模型，病理特征主要是髓鞘脱失，无T细胞介导的炎性反应。Cuprizone是一种铜离子螯合剂，因Cuprizone具有独特的神经毒性而用于CNS的研究。Cuprizone诱导的脱髓鞘机制主要由于其可特异性诱导髓鞘形成细胞——少突胶质细胞凋亡所致［12］，推测可能是由于Cuprizone螯合铜离子后导致铜离子所依赖的一系列酶如线粒体酶、细胞色素氧化酶以及单胺氧化酶等被抑制所致。Cuprizone可诱发急性和慢性脱髓鞘，慢性脱髓鞘后，髓鞘很难再生［13］。它可以在时间和空间上控制髓鞘的脱失和再生，但受动物性别、年龄的影响，多采用6～9周龄C57/BL6小鼠喂食含0．2% ～0．3%Cuprizone的饲料制备Cuprizone模型。该模型主要用于CNS相关的髓鞘脱失和髓鞘再生机制的研究及作为评价精神分裂症的辅助模型［14-15］。

溶血卵磷脂损伤髓鞘细胞的机制是其促进活化的巨噬细胞表达磷脂酶A2，后者可将膜磷酸卵磷酯降解为溶血卵磷脂，诱导髓鞘降解［16］。溶血卵磷脂多用于啮齿类动物模型，用于髓鞘脱失和髓鞘再生机制的研究。

溴化乙锭(ethidium bromide)通过侵入少突胶质细胞核内破坏其结构，使之产生空泡样病变，少突胶质细胞碎片被大量巨噬细胞吞噬并最终导致脱髓鞘。溴化乙锭使神经系统脱髓鞘现象最早是Yajima发现并采用的［17］。溴化乙锭模型可造成原发性的髓鞘损伤，且损伤面积较大、定位准确、脱髓鞘病理改变均与MS相似［18-19］，还具有损伤可控、不受动物年龄、性别影响等优点。

化学毒素诱导的脱髓鞘模型与EAE模型、病毒模型相比，病程相对简单，无炎性反应现象，且病程可控。

4 MS实验动物模型的应用与意义

MS实验动物模型的作用在于帮助人们研究和预测疾病并探索相应的治疗方法。理想的MS实验动物模型能够模拟人类MS的发病，或与人类MS极为相似。纵观各种MS实验动物模型，没有任何一种动物自发出现MS，也没有任何一种动物模型可以模拟出MS的所有特征，仅能从某一侧面反映出疾病在某一阶段或某一方面的病理改变。尽管MS动物模型存在缺陷，但它仍然是研究MS最有效的工具。MS动物模型将继续为人类攻克MS提供有效信息，但是从动物模型中获得的研究结果仍需谨慎用于临床。

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