皮肤源性急慢性瘙痒动物模型研究进展

邱彩雄 李康良 何 爽 黄春华 伍冠一

广西中医药大学基础医学院，广西南宁 530200

皮肤源性瘙痒是由C 类神经纤维进行传导，因干燥、感染、过敏或皮肤其他损伤刺激引起的瘙痒感觉，如昆虫叮咬、皮炎、银屑病、荨麻疹等[1]。临床发病率高，据统计全球有超过一半的人群患有各种皮肤疾病，其中瘙痒是最常见的症状，被列为50 种治疗负担最高的症状之一[2]。国内外报道中，皮肤源性瘙痒动物模型是药物止痒研究实验最常使用的类型，由于不同药物作用机制、疾病生理病理特征不同，使用的模型也不尽相同。近年来越来越多新品系、新技术、新途径应用于皮肤源性急慢性瘙痒动物模型的建立，为机制研究提供基础，同时也出现了更加经济、造模周期短和更符合疾病生理病理特征等优势动物模型，如同时使用4-氨基吡啶（4-aminopyridine，4-AP）和组胺能更好地诱发动物瘙痒行为，特应性皮炎（atopic dermatitis，AD）卡泊三醇模型操作更简便，瘙痒更明显，并且具备更多AD 临床特征。本文总结了近年来皮肤源性急性瘙痒和慢性瘙痒中常用方法和新方式，以供研究参考。

1 皮肤源性急性瘙痒动物模型建立与特点

以建立模型的致痒物质进行分类，皮肤源性急性瘙痒可以分为组胺依赖性和非组胺依赖性两种类型急性瘙痒模型。组胺、磷酸组胺、化合物48/80、右旋糖酐、4-AP 是常用的组胺依赖性致痒剂，通常采用皮下注射的方式，在30 min 内即可观察到动物产生瘙痒行为。其中4-AP 是钾通道阻滞剂，能够促进动物肥大细胞释放组胺，在联合使用4-AP 和组胺两种致痒剂时，与单用一种致痒剂比较，能缩短豚鼠的搔抓潜伏期并提高搔抓次数[3]。以SD 大鼠为实验动物的研究发现，低浓度和高浓度的磷酸组胺，与空白对照组比较，都不能明显提高大鼠后颈部和脸颊部的抓挠次数；而使用化合物48/80 进行实验时，在相同部位皮下注射，低浓度（13 mmol/L）未见明显瘙痒行为，中高浓度（65、130 mmol/L）可产生抓挠行为，而且给药浓度越高瘙痒行为越明显，因此两种物质在引起SD大鼠瘙痒作用效果较大，磷酸组胺几乎不能引起瘙痒，而中高化合物48/80 则能引起30 min 30～60 次抓挠[4]。皮下注射外源性组胺对不同周龄的小鼠进行实验时，研究发现出生75 d 的小鼠比45 d 表现出瘙痒时间更加持久和瘙痒次数更多，这与小鼠背根神经中神经元TLR4 表达增加有关，提示不同周龄小鼠对组胺瘙痒感觉的感知水平有所差异[5]。化合物48/80 能促进皮肤肥大细胞产生脱颗粒反应释放组胺，在昆明小鼠皮下注射化合物48/80 后30 min 能观察明显瘙痒行为，同样存在一定的剂量关系，浓度越高产生的瘙痒行为越明显，在100 μg/50 μl 的浓度下，在30 min 产生近200 次抓挠，相比其他瘙痒物质具有良好的稳定性，操作相对简便，常用于药物止痒实验[6]。此外，在小鼠后足脚垫内注射右旋糖酐能诱发动物产生内源性组胺，与空白对照比较，能在15 min 观察到小鼠出现明显舔后足瘙痒行为，该模型操作简单，便于观察且仅产生瘙痒行为[7]。

非组胺依赖致痒物质主要包括氯喹、P 物质、5-羟色胺、内皮素-1、蛋白酶和多肽SLIGRL 等。在大鼠后颈部和脸颊部注射氯喹后，低浓度（7.7 mmol/L）不能引起瘙痒行为，而中、高浓度（77、770 mmol/L）则可以引起明显的瘙痒。5-羟色胺以不同浓度（5、10、20 mmol/L）在大鼠相同部位注射，与空白对照组比较，能产生明显的瘙痒；内皮素-1 比氯喹和5-羟色胺更容易诱导SD 大鼠瘙痒，使用更低浓度即可引起后颈部和脸颊部瘙痒行为，但低浓度（2 μmol/L）大鼠无明显瘙痒表现，然而瘙痒持续时间和次数并不显著，维持30 min 40 次左右[4]。除皮下注射外，在小鼠腹腔注射氯喹也能引起瘙痒，按20 mg/kg 注射后能在30 min产生30 次左右瘙痒行为[8]。P 物质在AD、结节性痒疹等皮肤病中明显升高，在小鼠脸颊注射后，与对照组比较，能在25 min 内产生明显瘙痒行为[9]。蛋白酶能调节细胞外结构物质的代谢，在皮肤疾病中发挥重要作用，在AD 和银屑病中蛋白酶明显升高[10]。蛋白酶激活受体是与瘙痒密切相关的受体，蛋白酶（如胰蛋白酶、丝氨酸蛋白酶、尘螨蛋白酶等）主要通过PAR-2和PAR-4 引起皮肤刺激性瘙痒。在小鼠脸颊部注射半胱氨酸组织蛋白酶S 可以引起瘙痒行为[11]。SLIGRL是由蛋白酶水解PAR2 自身N 端产生的多肽，也是一种常用的非组胺依赖性瘙痒物质，皮下注射可在30 min内产生90 次的瘙痒行为，在同一条件下组胺和氯喹更能使动物瘙痒[12]。

由上述研究可知，在皮肤源性急性瘙痒模型中，不同动物品系、周龄、瘙痒物质、药物浓度和作用机制等因素都能影响实验动物的瘙痒行为。因此，近年来探究药物在皮肤源性急性瘙痒中的作用时，常选择组胺依赖性和非组胺依赖性多种不同瘙痒物质进行实验比较，以明确止痒机制[13]。此外，从皮肤疾病临床特征，选择合适致痒物质进行模型诱导也是止痒实验常用思路。

2 皮肤源性慢性瘙痒动物模型建立与特点

2.1 AD 模型

AD 是一种慢性炎症性皮肤病，临床具有明显慢性瘙痒、皮肤干燥等特征[14]。国内外研究最常使用2，4-二硝基氯苯（2,4-dinitrochlorobenzene，DNCB）为诱导剂，需要2 周以上时间，期间使用不同浓度进行多次刺激，随着刺激次数的增多，动物瘙痒次数也随之增加[15-16]。屋尘螨提取物、卵清蛋白、恶唑酮也是常用的AD 模型诱导剂，使用尘螨提取物进行诱导时需要用化学物质将小鼠皮肤屏障破坏，在6 周内间隔实施6 次涂抹后产生明显瘙痒症状[17]。相较于仅用卵清蛋白单独诱导，联合金黄色葡萄球菌肠毒素B 及维生素D 类似物同时诱导时，可以明显缩短造模时间，并且更容易出现瘙痒行为和AD 样病理改变[18]。恶唑酮常用于无毛小鼠致敏产生慢性AD，也需要用两种不同浓度溶于丙酮的恶唑酮溶液持续刺激6 周（1%1 周，0.1%5 周），与对照组比较，3 周时间小鼠即出现明显瘙痒、严重干燥和红斑等AD 症状[19]。NC/Nga 在正常饲养条件下6～8 周龄时能产生自发瘙痒和皮肤炎症等AD 症状，也可以联合应用DNCB、屋尘螨等诱导剂缩短造模时间，使瘙痒和皮肤炎症更加明显[20]。卡泊三醇是AD 模型具有较强优势的诱导剂，可以不受动物品系、周龄和遗传信息等因素影响，在较小剂量下即可引起动物出现与人类AD 生理病理相似的炎症和慢性瘙痒症状，在最新实验研究中被广泛使用[21]。

2.2 接触性过敏性皮炎（allergic contact dermatitis，ACD）模型

ACD 是在多次接触过敏原后在皮肤上发生迟发性变态反应慢性炎症性疾病，具有与AD 相似的皮肤瘙痒、红斑、脱屑等临床症状[22]。和AD 模型一样都可用硝基类致敏剂进行诱导，其中DNFB、方形酸二丁酯、异硫氰酸荧光素、二苯基环丙烯酮[23]和漆酚是最常使用的诱导剂。有研究分别使用DNFB 和漆酚在小鼠腹部进行致敏后，然后在颈背部连续刺激，10 d 内可发现小鼠出现明显皮损和瘙痒行为，其中漆酚表现出更早更稳定的瘙痒行为和明显皮损症状，是ACD研究的最佳选择模型[24]。方形酸二丁酯也需要不同连续多次刺激才能诱发ACD，首先在剃毛后腹部刺激致敏3 d，然后在脸颊部位同样刺激3 d，与对照组比较小鼠产生明显瘙痒[25]。异硫氰酸荧光素可以在小鼠背部同一部位进行多次刺激产生，提前2 d 剃毛，第二次刺激需要间隔5 d，刺激两次后能在24 h 内观察小鼠发生稳定瘙痒行为[26]。

2.3 干皮症模型

干皮症是因为皮肤角质层屏障功能破坏失去保水功能，形成皮肤干燥、脱屑和慢性瘙痒的一种病症，其中丙酮-乙醚-水（acetone-ether-water，AEW）被认为是最接近干皮症的发病过程和生理病理特征的动物模型，造模成功后可观察到动物产生明显瘙痒表现并能检测到瘙痒物质明显升高[27]。实验前需要将动物毛发剃去，取丙酮和二乙醚按1∶1 的比例涂抹在动物皮肤，用水清洗10 s，每天重复两次，连续5 d 后可诱发动物明显瘙痒和皮肤干燥，并且在老年、雌性小鼠上更容易出现症状[28]。

2.4 银屑病模型

银屑病也是一种慢性炎症性皮肤病，以皮肤增生、红斑、鳞屑和不同程度的瘙痒为主要临床特征，有多种不同类型的动物模型，其中与皮肤源性瘙痒最密切的是咪喹莫特模型。实验前需要给动物进行剃毛，在剃毛部位使用一定浓度咪喹莫特软膏连续涂抹7 d，从涂抹后的第1 天后22 h 可以观察小鼠发生瘙痒行为，并且随着涂抹次数增多瘙痒行为逐渐增加，在最后一天给药后，观察到小鼠的瘙痒次数最多[29]。咪喹莫特模型能够引起动物产生全身较强免疫反应，对动物影响较大，造模时间不能超过两周，在一定程度下影响后续慢性瘙痒的观察。

2.5 荨麻疹

荨麻疹是以瘙痒和风团为主要临床特征的炎症性皮肤病，Anti-DNP IgE 联合DNFB 和卵蛋白清血致敏是实验中最常使用的模型。实验前需要给动物背部剃毛，先用Anti-DNP IgE 单克隆抗体尾静脉注射，24 h后在小鼠耳部涂抹DNFB 溶液，诱导产生免疫性接触性反应，形成荨麻疹病理改变，与对照组比较，造模后1 h 和第7 天造模组小鼠出现瘙痒次数峰值，并伴有明显皮肤风团症状[30]。卵清蛋白联合氢氧化铝悬液按比例制成混合液后，用腹腔注射的方式进行首次免疫，等待10 d 后，按同样的方式腹腔注射混合液，可以发现再次免疫后，造模动物出现明显瘙痒行为和荨麻疹皮炎症状[31]。

3 小结

皮肤源性急慢性瘙痒动物模型是止痒相关实验使用最频繁的动物模型，包括急性和慢性瘙痒两种类型，急性瘙痒又分为组胺依赖和非组胺依赖两种途径，而皮肤源性慢性瘙痒则以特应性皮炎、银屑病、荨麻疹等为最常用模型。动物品系、雌雄、周龄等及诱导剂类型和浓度等因素都可影响模型的成功建立。不同模型瘙痒特征具有差异，此外瘙痒药物对不同模型的作用效果有差异，因此实际实验中，近年来的研究常使用不同诱导剂建立多种急慢性瘙痒进行实验对比，使药物作用机制更加明确。皮肤源性急性瘙痒各有特点，随着研究深入，相信会有更多新研究成果和造模方法用于建立更加经济和符合临床特征的模型，为后续研究出更合适的造模方法及皮肤源性瘙痒疾病提供研究基础。