应用小鼠建立特应性皮炎模型的研究进展

李 辉，高 强，王翼腾，张丽明，陈 虹综述 李 覃审校

综 述

应用小鼠建立特应性皮炎模型的研究进展

李 辉1，高 强1，王翼腾2，张丽明2，陈 虹3综述 李 覃4审校

特应性皮炎；小鼠；动物模型；研究进展

特应性皮炎(atopic dermatitis，AD)是一种慢性、复发性、炎性反应性皮肤疾病，婴儿和儿童发病率在全球处于逐年上升状态。AD的发病机制复杂，现有药物治疗效果较差，已成为当前医学界的研究热点。目前，动物模型作为最常用的研究对象，在研究人类AD中具有重要价值。常见动物包括家兔、大鼠、小鼠、豚鼠等，其中小鼠以价格低廉、与人类AD相似、模型易建立等优势而备受青睐。笔者对近年应用小鼠建立AD模型的情况作一综述，为研究AD提供建立动物模型的适当方法。

1 蛋白抗原诱导模型

1.1 卵清蛋白OVA 是鸡蛋的主要成分，能够通过吸入途径建立动物过敏性哮喘和过敏性鼻炎模型，如果经皮肤致敏，则能诱导AD模型。胡佳等[1]利用6周龄雌性BALB/c小鼠，腹部OVA致敏1周，局部呈现表皮增生、细胞浸润等炎性反应改变，血清总IgE水平明显升高。同时，IL-4和IL-5基因表达显著增加，IFN-γmRNA水平未见明显变化，呈现明显的Th2型免疫偏移状态，符合急性期AD的免疫学特征[2]。

值得一提的是，非皮肤致敏也可能得到良好的AD模型。例如，Yoo等[3]经腹腔注射OVA，同时与局部OVA致敏结合，可以构建出理想的AD炎性反应模型：小鼠致敏1 d后出现红斑、皮肤增厚、变硬等变化，7 d后出现腋窝和腹股沟淋巴结肿大，组织病理学检查显示皮肤过度角质化、单核细胞浸润、真皮层增厚、局部性糜烂等，其AD样症状及指标均比单一局部致敏有显著差异。

1.2 尘螨 是常见的致敏原，通过呼吸道途径致敏可加重或诱发哮喘。Oshio等[4]在探讨他克莫司对AD的作用机制时，选择了8周龄雌性Nc/Nga小鼠，用尘螨经背部和耳后诱导7周后小鼠出现严重的皮肤炎性反应，表现出脱屑、糜烂、出血等症状，病理学检查可见肥大细胞、嗜酸性粒细胞、CD4+T淋巴细胞浸润，AD模型建立成功。

2 半抗原诱导模型

1-氟-2,4-二硝基苯(1-fluorine-2,4-dinitrobenzene, DNFB)、1-氯- 2,4-二硝基苯(1- chloro- 2,4- dinitrobenzene, DNCB)等化学物质属半抗原，能与皮肤组织蛋白结合成为完全抗原，进而激活T淋巴细胞使之成为致敏细胞，当半抗原再次进入机体，与致敏淋巴细胞接触就会引发过敏反应[5]。莫俊銮等[6]用DNCB经背部和耳部致敏雌性BALB/c小鼠，观察到小鼠皮损处表皮明显增厚，棘层和颗粒层肥厚、角化过度，毛囊结构少见。同时真皮层可见大量炎性反应细胞浸润，以淋巴细胞和嗜酸性粒细胞为主，皮损部血管扩张充血、毛囊结构增多，血清IgE水平显著升高，其症状与人类AD样症状基本相符。但是，该方法得到的模型症状较轻，特征性稍差[6]。Choi等[7]用DNCB同样能够诱导建立AD模型，他们选择了6周龄雌性NC/Nga小鼠作为受试对象，DNCB致敏64 d后小鼠呈AD样症状，进一步检测发现，IL-10下降，总IgE升高，AD特征较前者明显。由于BALB/c小鼠、NC/Nga小鼠价格偏高，因此，有研究人员尝试采用更为廉价的昆明小鼠建立AD模型。朱金土等[8]用DNFB诱导昆明小鼠，皮肤亦可出现红斑、灼热瘙痒、水泡等症状，渗出明显，部分可见糜烂，上覆黄色痂皮，表现出AD急性期或者皮损复发加重期的状态，组织病理学检测证实，表皮细胞间明显水肿、真皮乳头水肿、血管扩张充血、炎性反应细胞浸润，符合AD的基本特征。

此外，其他一些化学物质也能作为半抗原诱导建立AD模型。例如，Yano等[9]将PiCl涂在NC/Nga小鼠背部和耳部，2周后小鼠开始出现AD样病变，耳部、背部皮肤出现角质化，ELISA检测发现，IgE、IgG1、IL-4及IFN-γ含量明显升高。Hatano等[10]通过局部涂抹恶唑酮成功诱导裸鼠发生AD，可见表皮增厚，同时伴有肥大细胞、嗜酸性粒细胞等炎性反应细胞浸润。

3 自发性模型

NC/Nga小鼠是1957年日本名古屋大学近藤恭司等利用Nishiki宠物鼠培育成功的小鼠，可自发形成AD样皮损[11]。为了得到稳定的AD模型，增加建模成功率，研究人员会应用一些特异性抗原、半抗原进行诱导，辅助模型的建立，模型鼠会表现出角化过度、棘层增厚，并伴有淋巴细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞浸润等特征，与人类AD症状非常接近。因此，NC/Nga小鼠被公认为最适宜研究AD的动物模型之一。1974年，东京中央实验动物研究所研究人员采用雄性Ds-Nh(Nh/Nh)×雌性DS(+/+)产生杂合子F1(Nh/+)，16周时观察到该小鼠皮肤出现明显角质化、棘层肥厚、大量淋巴细胞浸润，伴IgE水平升高、TSLP基因表达增加，符合AD的基本特征。进一步研究显示，这种可在自然条件下自发形成AD样症状的DS无毛型鼠(DS-NH鼠)主要与金黄色葡萄球菌的作用有关[12]。鳞尾鼠是一种自然突变小鼠，尾部皮肤出现鳞状改变，该小鼠丝聚合蛋白多肽基因表达异常，不能合成角质层维护皮肤屏障功能[13]。Nakajima等[14]发现，鳞尾鼠常规饲养至第28周，可自发形成AD样病变，血清IgE水平进行性升高，CD4+T淋巴细胞大量浸润，Th2型细胞因子表达增加，至第32周时皮损处症状更明显。在另一项研究中，Sasaki等[15]通过改变鳞尾鼠层状颗粒分泌系统的Tmem79基因，破坏角质层屏障，同样能导致AD样症状自发形成。

4 基因修饰模型

转基因和基因敲除小鼠是20世纪中期发展起来的新型生物技术，指遗传物质中携带特定的外源基因并在生长过程中可以特异性表达，或者使机体特定的基因失活或缺失，从而建立的特殊小鼠。由于炎性反应因子在AD发病过程中的重要作用，研究人员由此入手，通过调控特定基因表达，成功建立了一系列基因修饰的AD模型。例如，Chan等[16]发现，IL-4过度表达的转基因小鼠，可自发形成人类AD样特点，尤以耳部、颈部最为明显，其余特征包括瘙痒、干燥症、结膜炎、金黄色葡萄球菌感染等，同时伴有淋巴细胞、肥大细胞、巨噬细胞和嗜酸性粒细胞等炎性反应细胞浸润，血清IgE水平明显升高。Oh等[17]利用IL-13转基因小鼠研究发现，如果用药物抑制IL-13的表达，则小鼠AD样皮肤病变明显好转，从另一个角度说明AD中IL-13可以加重AD样病变。此外，在对AD潜在的致命性全身感染的研究中发现[18]，IL-10(-/-)基因敲除小鼠可表现出严重的AD症状，反向证明IL-10在对抗AD病变中发挥重要作用。与上述研究略有不同的是，Dillon等[19]研究显示，过度表达IL-31的转基因小鼠能够引起严重的AD样皮肤病变，出现表皮角质化、棘层肥厚、炎性反应细胞浸润，但血清IgE水平几乎不变，表明IL-31主要造成皮肤炎性反应。

除了炎性反应相关细胞因子外，还有多种成分能够参与AD的发生发展，其中一个重要的影响因素就是胸腺基质淋巴细胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)。TSLP是AD和其他过敏性疾病的重要产物，Yoo等[20]用四环素诱导建立TSLP转基因小鼠，其皮肤特异性表达TSLP，并出现明显AD样表现，真皮炎性反应细胞浸润，Th2细胞显著增加，血清IgE显著上升，与人类AD样症状类似。半胱氨酸蛋白酶组织蛋白酶S(CTSS)能够引起瘙痒等皮肤症状，Kim等[21]发现，CRSS过表达的转基因小鼠可自发形成慢性AD，过度表达的CTSS引发蛋白酶激活受体-2表达，促进CD4+T细胞分化，从而使Th1型细胞因子水平显著增高，参与慢性AD的病程进展。由于表皮角质层的形成依赖脂质平衡，打破脂质平衡即可获得皮肤AD样病变，据此Nagelkerken等[22]成功研发出载脂蛋白C1转基因小鼠(APOC1Tg)，该小鼠模型除了典型的高脂血症(全身性高游离脂肪酸、三酰甘油和胆固醇等)，还可自发形成表皮增生、过度角质化、脱屑、皮肤苔藓样，以及炎性反应细胞浸润等AD样特征。在研究基因修饰的AD小鼠模型时，人们有可能发现一些新的致病机制，为AD研究提供新思路。例如，天冬氨酸蛋白酶组织蛋白酶E(Cat E)敲除小鼠在常规条件下饲养可自发形成AD，T淋巴细胞向Th2型分化偏移，伴有IL-4、IL-5和IgE含量显著增加，提示Cat E缺乏可能在AD发病过程中发挥关键作用[23]。

综上所述，不同方式或不同种属建立的小鼠AD模型各有特点。作为科学研究中最常用的小鼠之一，BALB/c 小鼠起源于小家鼠，由亲兄弟姐妹近交遗传繁殖，具有个体差异小、遗传基因纯、整体素质好等优点；昆明小鼠是中国最常见的实验用小白鼠品种，来源广泛，可适应多种实验环境，价格便宜；这两种小鼠建立的诱导型AD模型对环境要求低，易在普通条件下实现，但模型特征不够明显，IgE水平升高程度较其他模型低。自发性小鼠建立的模型阳性率高、重复性好、特征性强，但是对饲养条件要求高、价格昂贵。基因修饰小鼠模型专一性高、目的性强，可以针对性研究AD，但培育繁琐、技术要求高。随着科技的进步和发展，相信研究人员能够开发出更优越的AD模型，满足不同研究的需求。

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(2014-07-19收稿 2014-10-03修回)

(责任编辑 尤伟杰)

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武警医学编辑部

2015年1月

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