原发性硬化性胆管炎动物模型的研究进展

刘雨蓓 林以宁（通讯作者）

（中国药科大学中药学院 江苏 南京 210039）

原发性硬化性胆管炎（PSC）是一种慢性的胆汁淤积性肝脏疾病，以肝内外胆管弥漫性炎症和纤维化所致的多灶性胆管狭窄为主要特征，最终导致胆管阻塞、胆汁淤积性肝硬化、肝衰竭[1]。患者在任何年龄段均可能发病，诊断时年龄多在30 ～40 岁，大部分患者同时合并炎症性肠病，且胆管癌等恶性肿瘤发生风险显著增加[2]。目前PSC 的发病机制尚不清楚，除了晚期肝移植外，缺乏有效的治疗药物，因此建立相应的动物模型对于深入研究PSC 具有重要意义。前期人们对胆汁淤积症的认识主要依赖于对啮齿类动物进行胆管结扎的实验模型，近年来通过基因调控、化学诱导等方法，已建立了多种胆管损伤的动物模型。本文对PSC动物模型的研究进展进行综述。

1.基因敲除方法

1.1 Mdr2 基因敲除

ABCB4 基因，又称为多药耐药3 基因（MDR3），主要负责调节磷脂的转运，其在小鼠的同源基因为Mdr2，是ATP 结合转运体超家族成员之一。在生理条件下，胆道磷脂通过Mdr2进入胆汁，形成混合的磷脂胆汁酸胶束，从而保护胆管细胞免受胆汁酸诱导的损伤。当Mdr2 基因突变时，胆汁中磷脂分泌减少，游离非胶束胆汁酸的浓度增加，随后会导致胆管上皮细胞损伤，胆管纤维化，最终形成硬化性胆管炎[3]。该模型的主要优点是其重现性高，易于操作，为研究旨在调节胆汁分泌和成分的新型PSC治疗策略提供了机会。Fickert 等[4]证明了24-去甲熊去氧胆酸（norUDCA）在Mdr2 敲除小鼠硬化性胆管炎的治疗效果方面，优于熊去氧胆酸（UDCA）。Fuchs C D 等[5]证明了胆汁酸螯合剂通过改变肝和胆道的胆汁酸成分，使其更具亲水性，从而减轻Mdr2 敲除小鼠胆汁淤积性肝胆损伤。

1.2 铁螯合酶基因敲除（fch/fch）

红细胞生成性原卟啉病是一种遗传性血红蛋白合成疾病，由铁螯合酶的一个等位基因突变引起。患者铁螯合酶的活性降低，导致红细胞和肝脏中疏水性原卟啉沉积，通过分泌进入胆汁并随粪便排出体外。Tutois 等[6]建立了fch/fch 动物模型，造模小鼠出现皮肤病变、黄疸和严重的肝功能障碍，其明显特征是肝脏、脾脏和肾脏中铁螯合酶活性降低，胆汁中胆汁酸盐和原卟啉的浓度升高，形成的细胞毒性胆汁可通过损伤胆管上皮而导致胆道纤维化，这与Mdr2 敲除小鼠病理情况类似，铁螯合酶缺陷的小鼠在3 个月内会发生严重的肝纤维化并发展为肝硬化。

1.3 CFTR 基因敲除

囊性纤维化跨膜转运调节体（CFTR）是ATP 结合转运体超家族成员之一，在肝胆系统中CFTR 位于胆管和胆囊上皮细胞内膜顶端，其功能障碍可导致胆小管内的氯离子分泌减少，胆汁黏稠和酸化，有毒胆汁酸积蓄，浓缩分泌物的形成会引发肝内胆管阻塞和胆汁淤积。肝细胞和胆管细胞受损，单核细胞趋化因子释放并作用于肝星状细胞，同时胆管上皮细胞释放细胞因子如转化生长因子β，最终导致胆管增生，肝纤维化[7]。Durie P R 等[8]建立了Cftr-/-动物模型，模型组小鼠表现为进行性肝病，并伴有局灶性胆管炎、浓缩分泌物和胆管增生，长期可发展为肝硬化。

2.化学诱导方法

2.1 用DDC 喂养小鼠模型

DDC（3,5-二乙氧基羰基-1,4-二氢-2,4,6-三甲基吡啶）是一种诱导慢性肝炎的致毒剂，是经典的化学染毒造模方法，DDC 给药可刺激卟啉分泌，导致小胆管内堵塞形成。其病理表现具有人类PSC 的几个关键特征，如胆管周围纤维组织增生，呈同心圆性洋葱皮样纤维化，汇管区炎症以及节段性胆管梗阻[9]。Fickert 等[10]采用0.1% DDC 饮食喂养雄性白化病小鼠，4 周实验后小鼠血清生化指标显著升高，谷胱甘肽排泄减少，出现胆管阻塞。8周后小鼠胆道卟啉分泌增加，DDC诱导骨桥蛋白的表达，提示小鼠胆管损伤和纤维化。林韩特等[11]研究非诺贝特对DDC诱导PSC小鼠的预防作用及机制，实验中模型组小鼠肝肿胀淤血，胆汁淤积颜色深；肝组织内大面积细胞染色加深，呈嗜酸性病变，胆管周围可见大量炎症细胞浸润，肝细胞局灶性坏死，提示DDC诱导PSC 模型成功。该模型发展缓慢，成本较低，对于研究外源性因素诱导的慢性胆管病机制很有价值。

2.2 用TNBS 喂养大鼠模型

TNBS（2，4，6-三硝基苯磺酸）作为半抗原引起细胞介导的免疫反应，与肠上皮细胞膜蛋白的赖氨酸基团有很强的亲和力[12]。自90 年代初以来，TNBS 被认为是肠透壁炎症的有效诱导因子，被用作克罗恩病的模型。后来研究发现[13]在大鼠中单次注射TNBS 可导致血清胆汁淤积指数（碱性磷酸酶和总胆红素）显著升高，并使炎性细胞浸润门管区和胆管周围，提示胆管周炎。TNBS 模型显示一些特性与PSC 一致，包括胆管不规则，肝内外胆管弥漫性局灶性结构，导管增生和纤维化，由巨噬细胞和T淋巴细胞引起的单核细胞浸润。该模型的一个主要限制是由并发症引起的高死亡率。

2.3 用LCA 喂养小鼠模型

石胆酸（LCA）是一种单羟基胆汁酸，具有肝毒性，其诱导胆汁淤积可用多种机制来解释，包括短时间内给予大量LCA 会影响肝细胞膜的通透性，引发炎症反应；以及LCA 的低溶解度所导致胆管中结晶栓的形成。Fickert 等[14]证明了给小鼠喂食疏水性LCA可在几天内诱导胆管炎的发生。组织学上表现为，肝细胞水肿，中性粒细胞浸润，局部胆管阻塞和导管周纤维化。由于动物在长期内不能耐受这种饮食，该模型不适合研究胆道损伤的慢性演变。

3.其他模型

PSC 的一个独特临床特征是它与炎症性肠病（IBD）的关系，主要是溃疡性结肠炎，二者之间的联系引起了人们对肠道菌群的关注。早期理论认为肠道微生物群在肠炎的病因中起着核心作用，也可能成为PSC 的发病机制之一，肠道细菌产生的毒性物质可能会促进胆道的炎症。Yamada S 等[15]对结肠炎大鼠的直肠灌注大肠杆菌趋化性多肽，经直肠给药几天后，可见门管区明显炎症，肝细胞轻度坏死，诱导胆管炎的发生。该模型主要是淋巴细胞对小胆管的浸润，提示大肠杆菌产生的趋化多肽在小胆管炎的发病机制中可能有重要作用。

4.结语

PSC 的病理过程是渐进的，绝大多数患者都是从胆管纤维化逐渐演变为肝硬化，最终发展为末期肝病。目前尚无有效的治疗药物，动物模型的建立为研究其发病机制奠定了基础，为药物研发创造了更多可能性。无论是基因修饰型还是化学诱导型动物模型，均和人类PSC 在组织学和免疫学上有很多相似之处，但是动物模型本身具有局限性，不可避免会出现疾病以外的并发症。不同模型各有优劣，在具体实验中应根据不同的研究目的来选择适当的模型。对于PSC 动物模型还有待进一步研究，建立一个成本低、重现性好、操作简单的实验模型是研究人员追求的目标。