银屑病动物模型研究进展

于 博，韩建文

（1.内蒙古医科大学，内蒙古 呼和浩特 010000；2.内蒙古医科大学附属医院，内蒙古 呼和浩特 010000）

银屑病是一种常见的慢性炎症性疾病，其在全球的患病人数目前已达1.25 亿之多，约占全球人口的2%～3%［1］，中国银屑病患病率约为0.47%［2］，患病率逐渐增加。银屑病的发病机制目前尚未完全清楚，目前普遍认为银屑病是一种免疫细胞及免疫相关细胞共同介导的炎症性皮肤病［3］。近年来，随着靶向作用于TNF-α 及白细胞介素的生物制剂的出现，也为银屑病的治疗提供了有效思路［4］。为了探究银屑病的发病机制及新的治疗手段，建立合适的动物模型至关重要。在过去的几十年里，银屑病的动物模型对研究该疾病发病机制及治疗手段具有积极的意义。银屑病动物模型可以分成5 类，分别为药物诱导模型、基因工程模型、细胞因子模型、异种移植模型及自发性突变模型，本文就银屑病动物模型的进展进行综述。

1 药物诱导模型

药物诱导模型是指采用局部药物外搽或使用限制必需脂肪酸饲料喂养等方法，在动物（如小鼠、豚鼠等）皮肤上诱导产生银屑病样皮损及炎症反应。造模所使用的诱导药物有咪喹莫特、普萘洛尔等，在该类模型中目前应用较多的主要为咪喹莫特诱导小鼠模型。

1.1 咪喹莫特诱导小鼠模型 咪喹莫特（IMQ）是第一个被合成并作为Toll 样受体（TLR）7/8 配体的低分子物质，是一种有效的免疫激活剂［5］，其通过TLR7 和TLR8 激活树突状细胞（pDC），产生IFN-α、IFN-γ、TNF-α 等炎症前期因子，还能增加趋化因子如巨噬细胞炎症性蛋白（MIP）和单核细胞趋化蛋白的产生［6，7］，主要用于生殖器疣的治疗。近年来，其临床适应症还增加了其他病毒相关的皮肤疾病（如光化性角化病），但在光化性角化病的治疗中，发现咪喹莫特可诱发、加重银屑病的症状，诱导BALB/c 小鼠出现银屑病皮损表现。

咪喹莫特诱导的银屑病小鼠模型的常用建模方法一般是采用经麻醉的成年小鼠（通常是BALB/c 小鼠），小鼠背部或耳部皮肤均局部脱毛，每日局部涂搽5% 咪喹莫特软膏62.5mg 于背部或耳部脱毛皮肤［8］，一般在第2 ～3d 即可出现炎症反应，第6 ～7d日炎症反应可达高峰，小鼠皮损具有典型的银屑病表现和组织学特点，其中包括表皮的过度增生、角化不全伴角化过度、棘层增厚和炎症细胞浸润。而在小鼠皮损内及脾脏树突状细胞发现多种致炎细胞因子表达上调，如IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-α 等。另外，在其他研究中，在小鼠皮肤上应用IMQ 后，可以检测到皮损中有T 细胞、中性粒细胞、树突状细胞等的浸润增加，同时皮损中的IL-23 和Th17 相关细胞因子表达增加，表明Th17 及IL-23/IL-17 轴在IMQ 诱导小鼠银屑病中发挥重要作用［9，10］。Moos等［11］通过使用在不同细胞中缺乏IL-17 受体（IL-17RA）的IMQ 诱导银屑病小鼠发现，仅在角质形成细胞中该受体的缺失能够使皮损发展明显减少，同时应用IMQ 未发现中性粒细胞有明显浸润情况，提出了角质形成细胞是IL-17 介导下中性粒细胞聚集和银屑病发生的关键细胞靶点。

咪喹莫特诱导银屑病小鼠模型中所使用的小鼠品系通常为C57BL/6J、BALC/c 及ApoE-/-小鼠，这三个品系小鼠均为有毛小鼠，均各有其优缺点。有研究［12］提示，外用醋酸可作为咪喹莫特的一种辅助因子，加重诱导银屑病样皮损。在2021 年的一项关于银屑病小鼠模型优化的研究［13］中发现，在咪喹莫特诱导小鼠模型中局部加用2%醋酸乳膏或使用含200mmol/L 醋酸的饮用水饲养，小鼠银屑病样皮损均较单一应用咪喹莫特严重，局部使用2%醋酸乳膏加重更为明显。

咪喹莫特诱导的小鼠模型相较于其他银屑病动物模型，具有成本低廉、操作性强、重复性好、造模时间短且皮损相似程度高等优点，因此该模型目前已成为临床前银屑病研究中使用最为广泛的动物模型［14］。但该模型依然存在着局限性［15］：①试验数据大部分来源于小鼠，限制了这些研究结果在人类银屑病中的适用性；②药物诱导的皮肤炎症在很大程度上具有相对非特异性，其临床表现及病理组织学表现与其他疾病存在重叠，例如特应性皮炎等；③药物诱导的动物模型是一种急性诱导模型，是一种急性炎症反应，因此不能完全再现银屑病的慢性炎症状态。

1.2 普萘洛尔诱导豚鼠模型 盐酸普萘洛尔可通过阻断角质形成细胞的β 肾上腺素能受体，从而降低细胞内环磷酸腺苷（cAMP）水平，这一特有的药理作用使动物模型出现表皮角化过度、角化不全、棘层肥厚等类似人类银屑病的组织病理学表现［16］。

盐酸普萘洛尔常用造模方法为采用5%盐酸普萘洛尔乳膏涂抹于4 ～5 周龄豚鼠的耳部、背部脱毛皮肤，连续涂抹3 周或3 周以上即可出现银屑病皮损及病理学改变。有研究学者［17］发现，落新妇苷（Astilbin）能够通过p38MAPK 信号通路抑制IL-6、IL-22 的表达，且细胞因子的表达水平与药物浓度存在相关性，当落新妇苷浓度在2.22μM 时，IL-6 和IL-22 的mRNA 及蛋白表达均出现降低，而药物浓度在11.10μM 时，IL-6 的mRNA 及蛋白表达下降，IL-22 只出现了蛋白水平表达下降，提示了落新妇苷有发展成银屑病局部治疗药物的潜力。该模型较其他模型而言同样有着操作简便、经济、易获取、重现性好等优点，但该模型所产生的银屑病样组织学病理改变只模拟出人类银屑病主要的改变。

2 基因工程模型

银屑病是在多基因遗传背景下的一种慢性免疫疾病，遗传因素在该病的发生、发展中有着非常重要的作用［18］。有研究显示，银屑病患者中存在家族史的患者约占33%［19］。基因工程小鼠模型因此产生。基因工程小鼠模型在所有银屑病小鼠模型中所占比例最大，目前报道的基因工程小鼠银屑病模型主要包括转基因小鼠模型和基因敲除小鼠模型，其中基因敲除小鼠可再分为完全基因敲除和部分基因敲除，通过完全或部分敲除小鼠的特定基因从而产生银屑病样皮损改变；而转基因小鼠模型是通过转基因技术使小鼠体内过表达某些特定基因，从而诱导出银屑病样皮损。这类模型大多通过控制表皮基底层的启动子，如角蛋白5（K5）、角蛋白14（K14）、角蛋白10（K10）或内披蛋白来达到过表达特定基因的目的，从而诱导银屑病样皮肤表现的形成［20］。其中，K5-STAT3C 转基因鼠模型、K5-TGFβ1 转基因鼠模型、K14-AREG 转基因鼠模型是靶向作用于角质形成细胞的典型基因工程小鼠模型，其在启动子的作用下使特定基因在角质形成细胞内过度表达，致细胞因子和趋化因子表达上调，从而使角质形成细胞发生增殖并促发炎性瀑布反应，最终产生银屑病样改变；而KC-Tie2 转基因鼠模型、K14-VEGF 转基因鼠模型则是作用于血管内皮细胞，促进血管内皮细胞的迁移和增生，最终也使小鼠模型产生银屑病样皮损改变。

2.1 角蛋白5-STAT3C（K5-STAT3C）转基因小鼠模型 信号转导和转录激活因子（STAT）是一类细胞质蛋白家族，其中的家族成员STAT3 在细胞增殖、细胞迁移等多种生物学活动中起着关键作用。有研究［21，22］发现，STAT3 在银屑病皮损中会被激活，转基因鼠K5-STAT3C 在角蛋白5 启动子的作用下表达了构成活性的STAT3 突变，从而其作为一种银屑病小鼠模型产生。小鼠皮肤外用肿瘤促进剂12-O-十四烷酰佛波醇-13-乙酸酯（TPA）、或反复胶带粘贴诱发同形反应后会产生类银屑病样的皮损。皮损的主要改变为表皮增生伴角化不全、颗粒层消失、血管扩张及细胞浸润，这些皮肤上的改变与人类银屑病高度相似。在近来关于K5-STAT3C 小鼠与银屑病临床相关性的研究中发现，STAT3 可成为一个治疗银屑病的新靶点。STA-21（STAT3 的小分子抑制剂）通过下调c-Myc 和cyclinC1 的表达，从而抑制角质形成细胞的增殖。除此之外，局部应用STA-21 可以改善K5-STAT3C 小鼠和人类银屑病皮损的产生［23］。

2.2 角蛋白5-转化生长因子β1（K5-TGFβ1）转基因小鼠模型 TGFβ1作为一种有效的角质形成细胞生长抑制剂，其在T 细胞的生成及维持和上皮细胞、内皮细胞的生成发育中发挥重要作用。Allen G Li 等［24］建立了K5-TGFβ1转基因鼠模型，该小鼠模型是在K5 启动子的作用下使角质形成细胞及毛囊滤泡出现TGFβ1的过度表达，继而使小鼠出现银屑病样斑块、全身性红斑鳞屑，且出现Koebner 现象。其组织病理表现为表皮角化过度，棘层肥厚，嗜中性粒细胞、T 淋巴细胞和巨噬细胞向表皮及真皮的大量浸润，并有真皮浅层血管增生及扩张。其皮损及病理学表现与人类银屑病表现高度相似。目前TGFβ1介导银屑病样皮损的信号传导机制仍然未知，但Zhang 等［25］研究发现使用Smad3 抑制剂（SIS3）局部治疗可显著阻断K5-TGFβ1转基因小鼠的K5-TGFβ/Smad3信号传导，从而得出了TGFβ1通过依赖Smad3 的Th17 介导机制介导了银屑病样皮损的结论，提出了用SIS3 靶向抑制TGFβ/Smad3 信号传导可能成为一种新的银屑病治疗手段的设想。此外，Qu 等［26］还通过IMQ 诱导银屑病小鼠模型、在小鼠银屑病皮损组织和人角质形成（HACAT）细胞中检测出过表达的zeste 基因增强子人类同源物（EZH2）和SFMBT1蛋白，同时发现微小RNA-125A-5P（miR-125A-5P）的表达下调，因此提出了EZH2 破坏miR-125A-5P介导的SFMBT1 影响TGFβ/Smad3 信号通路，进而促进银屑病发生的设想。

2.3 角蛋白K14-双调蛋白（K14-AREG）转基因小鼠模型 双调蛋白（AREG）又称双向调节因子，是一种表皮生长因子受体（EGFR）的配体［27］，该蛋白具有促进细胞生长和抑制细胞生长的双重作用，故得名双调蛋白。目前已证实银屑病患者上皮组织双调蛋白的表达量远远高出正常人上皮组织双调蛋白的表达量［28］。K14-AREG 转基因小鼠模型是在K14 启动子的作用下，使携带双调蛋白基因的转基因小鼠在其表皮基底层过度表达双调蛋白而形成的。小鼠寿命明显缩短，皮肤出现明显的红斑、鳞屑，并伴有脱毛现象，其中偶有乳头瘤样表皮的生长，有些小鼠除外皮肤表现外还出现了关节炎表现。组织病理学表现为角化过度、角化不全、棘层增厚、表皮和真皮的淋巴细胞与中性粒细胞明显聚集浸润、真皮浅层血管扩张。该模型还有明显的CD4+T 细胞、Th1、Th17、调节性T 细胞（Treg）、浆细胞样树突状细胞（pDCs）、NK 细胞、巨噬细胞及单核细胞的聚集浸润，炎症介质的大量释放，伴随TNF-α、IFN-γ 表达的增加等［29］。在该转基因小鼠模型中，AREG 所诱导出的皮损表现及组织病理学特征与人类银屑病具有惊人的相似性，这也提示表皮中双调蛋白的异常表达可能是银屑病的发生与发展的关键步骤。

2.4 KC-Tie2 转基因小鼠模型 Tie2 即酪氨酸激酶受体-2，其能与血管生成素（Ang）特异性结合，主要参与血管的成熟过程，维持血管的完整性及稳定性。有研究［30］表明，Tie2 与血管生成素在人类银屑病组织皮损中表达水平上调。该转基因小鼠模型是通过K5 启动子的作用，诱导Tie2 在小鼠角质形成细胞中过度表达，继而作用于真皮血管内皮细胞，促进其迁移和增生，出现表皮增厚（棘层肥厚）、真皮浅层血管增生、T 淋巴细胞（表皮CD8+T 细胞、真皮CD4+T 细胞）大量浸润以及促炎细胞因子TNF-α、IFN-γ、IL-1、IL-23、IL-17 等表达上调而形成的。这些临床表现、组织病理学及免疫学表型与人类银屑病高度相似［31］。对其使用环孢素A 治疗后，皮损得到显著改善。该小鼠模型在皮损表现、组织学改变、免疫学表型、生化指标、药物治疗等几个方面均符合Nickoloff［32］提出的银屑病样动物模型标准。

2.5 角蛋白14-VEGF（K14-VEGF）转基因小鼠模型 有研究表明，血管内皮生长因子（VEGF）表达的上调在银屑病的发病中起重要作用［33］。K14-VEGF 转基因鼠模型是通过启动子K14 的作用，使小鼠体内过表达血管内皮生长因子（VEGF），作用于血管内皮细胞，从而使小鼠在5 ～6 个月时自发出现角化不全、角化过度、Munro 微脓肿形成等明显的银屑病样皮损，并且出现同形反应。其中血管的改变与人类银屑病基本相同，可能与其作用于血管内皮细胞有关［34］。Canavese M 等［33］研究发现，从第6 周开始到第44 周，对该小鼠模型进行监测，通过PASI 评分系统进行评分，可以此疾病的发展大致分成3 个阶段：轻度急性皮损8 ～14 周龄、中度亚急性皮损15 ～21 周龄和重度慢性活动性皮损22 ～44周龄，同时观察到小鼠体内促炎性细胞因子及趋化因子（如TNF-α、IL-12、IL-6、IL-8 等）主要在疾病的后期发生表达上调。该项研究进一步证实了VEGF 的过度表达在银屑病样皮损发展中具有重要作用。Ren 等［35］还发现，重组鼠白介素（rmlL-4）具有治疗K14-VEGF 转基因小鼠的临床疗效，rmlL-4治疗后可显著改善银屑病样皮损的新生血管生成和炎症的形成。此外，Wang X 等［36］研究发现，将咪喹莫特应用于8 周龄纯合子K14-VEGF 小鼠耳部皮肤后，小鼠的银屑病样皮损较咪喹莫特诱导野生型小鼠的更严重，且在第8、10、13 天连续检测皮肤炎症情况，炎症情况保持稳定。

2.6 hCD1Tg HJ1Tg ApoE-/-转基因小鼠模型 脂代谢异常目前被认为是导致银屑病的重要原因［37］，在2017 年的一项［38］杂交基因缺陷小鼠实验研究中，过表达CD1b、CD1c、CD1b自身反应性T细胞受体（TCR）的ApoE-/-小鼠（hCD1Tg HJ1Tg ApoE-/-）在正常饲料喂养25 天后，95%的小鼠会发生银屑病样炎性皮损，而hCD1Tg ApoE-/-和ApoE-/-小鼠自然发生银屑病样炎症皮损的比例与前者相比低了许多，分别为50%和20%。而且前者皮损组织中的IL-6 和IL-17相关细胞因子（IL-17a、IL-17f、IL-22、IL-23）的mRNA 表达明显增加，通过细胞学实验已证实高血脂可以刺激树突细胞，使IL6 的分泌增加。研究也显示CD1b 将磷脂、胆固醇等脂类自身抗原呈递给活化T细胞，进而促使Th17 细胞因子分泌。

基因工程动物模型从分子及细胞的角度出发，通过处理特定单个基因继而使模型产生类银屑病样的皮肤病理表现，因而具有强烈的针对性，可以确定特定基因在银屑病病变过程中的作用，适合观察单个基因的表达功能及效应。但这类动物模型也有着它的局限性，比如其制作步骤复杂、耗费时间长、成本高。不能全面地模拟出人类银屑病的多种基因共同作用下的复杂过程。因此建立银屑病转基因动物模型还有进一步的探索空间。

3 细胞因子小鼠模型

自2006 年开始，随着各种细胞因子皮内注射动物模型的出现，有研究者逐渐发现向小鼠皮肤注射细胞因子会引发急性银屑病样皮损。目前，向小鼠皮肤注射IL-23、IL-12、IL-36、IL-22、IL-17C 等一系列细胞因子并联合抑瘤素M（Oncostatin-M）和IL-33 已被应用于诱导银屑病样皮肤炎症［39］。在各种细胞因子注射小鼠模型中，注射IL-23 是最为常见的建模方式［40］，已在超过50 种不同的基因工程小鼠模型中注射该细胞因子进行建模。该模型有着易于使用、能够与其他各种基因工程小鼠模型联合使用、不需要大量时间建模、建模相对便宜等优点，此外，由于该模型所诱导的银屑病样皮损为急性炎症反应，一但停止注射，皮损表现即自行逐渐消退，也是该模型存在的局限性。

4 异种移植模型

异种移植方法始于20 世纪80 年代，该类模型是目前最接近银屑病的结合了其完整遗传、表型和免疫、致病过程的动物模型，这种方法的基本原理是将人类银屑病患者的非病变或病变皮肤组织移植到严重免疫缺陷小鼠上，尽量使模型达到“人源化”标准。目前该类模型主要受体小鼠为无胸腺裸鼠、严重联合免疫缺陷鼠（SCID 小鼠）及AGR129 鼠。其中无胸腺裸鼠是最早用于该类模型的小鼠，SCID 小鼠是该类模型中应用最为广泛的小鼠，而AGR129 小鼠则是由于敲除RAG 基因后造成的功能性T 细胞、B 细胞、NK 细胞缺失的异种移植小鼠。裸鼠因其无胸腺的特点，因此在一定条件下不会产生移植排异反应，Fraik 等［41］在无胸腺裸鼠中移植银屑病患者非病变皮肤后，移植皮肤出现银屑病部分病理变化，如棘层肥厚等，小鼠皮损持续时间达2 月余，提示银屑病患者非病变皮肤比正常人的皮肤更易发生银屑病样皮损。而在AGR129 小鼠模型的研究中［42］，将银屑病患者的非病变皮肤移植到AGR129 小鼠的背部，小鼠出现银屑病样皮损，非病变皮肤以T 细胞依赖的方式发育成病变皮肤，此研究确定了T 细胞在介导银屑病斑块形成中的重要性。同样，在SCID 小鼠移植的人源非皮损皮肤下注射自体超抗原刺激的血源性T 淋巴细胞后，也会导致类似人类银屑病皮损的发生［43］。异种移植小鼠模型提示T 细胞在银屑病发病机制中的重要作用，对新型药物的研发也具有重要意义［20］。然而，因其需要获得大量银屑病患者未经治疗过的病变或非病变皮肤组织和外周血，且需要快速收集组织和移植，以防止移植物缺血和排斥反应，再加上受体小鼠需要的饲养条件高、价格昂贵，导致该模型并未得到广泛应用。

5 自发性突变模型

自发性突变小鼠模型是指在自然情况下，未经任何人工处理，出现银屑病样皮损表现的小鼠模型，是第一个被发现在某些遗传背景下及等位基因突变后所导致的银屑病小鼠模型，其自发性突变小鼠模型的突出例子有Asebia 小鼠、鳞片状皮肤小鼠（Fsn小鼠）、慢性增殖性皮炎小鼠等。这类自发性突变小鼠模型全出现银屑病组织病理学表现，如棘层肥厚、真皮内巨噬细胞及肥大细胞浸润、血管分布增多，然而在其组织病理学切片中，T 细胞及中性粒细胞少见［44］。同时，对银屑病的常规治疗药物效果欠佳，如环孢素、维甲酸等［45］。随着银屑病动物模型建模方式的逐渐进步，这类自发性突变鼠模型的应用已逐渐退出历史舞台，逐渐成为其他银屑病动物模型的遗传背景。

6 CRISPR/Cas9 基因组编辑技术

近年来，CRISPR/Cas9（成簇有规律间隔的短回文重复序列及其相关蛋白9）技术因在生物技术领域的重要应用而被广泛认可。在过去的10 年里，CRISPR/Cas9 技术已应用于银屑病的临床前研究［46，47］：Cas9 作为一种细菌RNA 内切酶，它可以造成真核生物DNA 双链的断裂。CRISPR/Cas9 技术可以通过删除或插入等方式来改变目标基因从而对生物体基因进行修饰，真核细胞内基因组发生特异且有效的变化［48］。该技术被应用于研究银屑病的免疫机制及组织病理学的某些方面。例如，Sirish K 等［49］研究者指出，利用CRISPR/Cas9 技术建立一个基于Cre-重组酶对LoxP 位点进行的Tnip1flox/flox 转基因小鼠模型，用于评估Tnip1 基因在角质形成细胞的内在功能。在Tnip1flox/flox 小鼠中发现，角质形成细胞中Tnip1 基因（人类银屑病易感位点）的缺失导致了IL-17 表达失控，小鼠出现明显银屑病样皮损，该基因位点编码TNFAIP3-相互作用蛋白1，作用于TNFR 和TLR 通路中起负调节功能；也证实了IL-17 在体内激活过程中Tnip1 基因在角质形成细胞中起到的关键作用。而在一项关于角质形成细胞来源的IL-23 在银屑病样皮肤炎症反应中的重要性的动物模型实验研究［50］中，研究者通过CRISPR/Cas9技术构建了神经来源的Wiskott-aldrich 综合征蛋白（N-WASP）基因敲除小鼠模型，发现N-WASP-/-小鼠的银屑病样皮肤炎症反应依赖于角质形成细胞产生的IL-23，继而发现了N-WASP 通过表观遗传修饰控制角质形成细胞中IL-23 的产生。

CRISPR/Cas9 技术作为第三代基因编辑技术，是一种非常具有目标性的编辑工具，几乎可以靶向任何基因，且操作较为简便、敲除效率较高［51］，为基因组编辑提供了前所未有的可能性，但是，也存在着脱靶、工具质粒不稳定、Cas9 蛋白毒性作用等局限性。

7 总结与展望

银屑病作为目前临床上最常见的炎症性皮肤病之一，其病因及发病机制目前尚未完全明确，仍需要更深层次的研究与探索。尽管已有众多银屑病小鼠模型被建立，且大多能模拟出银屑病组织病理学的基本特征，为银屑病发病机制的研究奠定了基础。但是依然没有一种小鼠模型可以完全模拟出人类银屑病发生、发展的过程。相信随着对银屑病发病机制的深入研究，随着更多相关致病基因的发现与确定，会有更多、更精准反映银屑病发病机制和发病特征的动物模型出现，为研究银屑病发病机制及相关新的治疗手段提供更有价值的帮助。