KM突變慢(màn)性炎症小鼠模型

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KM突變慢(màn)性炎症小鼠模型

KM突變慢(màn)性炎症小鼠模型

中文名稱:

 KM突變慢(màn)性炎症小鼠模型 

英文名稱:

 NA 

類型:

 慢(màn)性炎症性皮膚病動物(wù)模型 

分(fēn)級:

 NA 

研制單位:

 中國醫學科學院醫學實驗動物(wù)研究所 

保存單位:

 中國醫學科學院醫學實驗動物(wù)研究所 

主要用(yòng)途:

用(yòng)于慢(màn)性炎症性皮膚病研究。 

是否通(tōng)過鑒定與評價:

 

 

一、研究背景

慢(màn)性炎症性皮膚病常見的(de)有銀屑病、濕疹、神經性皮炎、斑秃、系統性紅斑狼瘡(SLE)等。發病原因很多(duō),如:感染、環境、内分(fēn)泌、代謝、免疫功能異常及遺傳等。 發病範圍廣,發病率高(gāo),僅銀屑病的(de)發病率就占世界人(rén)口的(de)0.1%3%,且反複發作,難以治愈,給患者帶來(lái)極大(dà)的(de)痛苦,嚴重影(yǐng)響生活質量,是醫學上仍未解決的(de)難題之一,越來(lái)越受到人(rén)們的(de)關注。

目前對(duì)慢(màn)性炎症性皮膚病的(de)研究多(duō)集中在基因工程小鼠模型,主要通(tōng)過皮膚上皮細胞角蛋白啓動子構建的(de)轉基因和(hé)基因敲除小鼠模型,這(zhè)種模型通(tōng)常僅基于單基因操作,而此類疾病被認爲是多(duō)基因位點共同作用(yòng)的(de)結果,因此用(yòng)這(zhè)種小鼠模型來(lái)研究人(rén)類複雜(zá)炎症性皮膚病是有缺陷的(de)。 也(yě)有一些自發突變模型小鼠,如:斑秃模型小鼠C3H /HeJ,狼瘡模型小鼠MRL /lprNZB/W.F1等,銀屑病樣表型的(de)自發突變小鼠鱗狀皮膚小鼠(Ttc7fsn / Ttc 7fsn)、慢(màn)性增生性皮炎突變小鼠(Sharpincpdm/ Sharpincpdm)、純合皮質突變小鼠(Scd1ab /Scd1ab)等,其表型及病理(lǐ)改變各不相同,均隻能反映人(rén)類炎症性皮膚病複雜(zá)的(de)病理(lǐ)生理(lǐ)改變的(de)一部分(fēn),且在應用(yòng)過程中有一定的(de)局限性。如斑秃模型小鼠外顯率低,發病不穩定;狼瘡模型小鼠來(lái)源困難,價格昂貴;銀屑病模型小鼠在皮損浸潤的(de)炎細胞中缺乏T細胞,并且抗銀屑病的(de)藥物(wù)治療無效,因此它們也(yě)不是理(lǐ)想的(de)動物(wù)模型。

發病機制複雜(zá),研究表明(míng)此類疾病多(duō)爲免疫細胞介導的(de)自身免疫相關性疾病,包括細胞因子網絡複雜(zá)的(de)功能及生長(cháng)因子、趨化(huà)因子、炎症細胞之間的(de)作用(yòng)等。

二、制備方法

1.實驗動物(wù)

昆明(míng)(KM)突變小鼠是我所KM封閉群小鼠繁殖過程中出現的(de)自發突變小鼠,表型異常,全身被毛稀少,表皮增厚有皺褶。爲進一步育種研究,于SPF級動物(wù)房(fáng)内進行近交化(huà)培育保種,其突變表型可(kě)穩定遺傳。

2.模型培育方法

KM突變小鼠種鼠F0KM小鼠雜(zá)交繁殖得(de)到F1代雜(zá)合小鼠;再用(yòng)F1代雜(zá)合小鼠自交得(de)到F2代;然後用(yòng)F1雜(zá)合雌鼠與F2代突變雄鼠交配得(de)到F3代;同樣用(yòng)同窩F3代突變雄鼠與雜(zá)合雌鼠交配得(de)到F4代小鼠等,自F3代開始同窩互交,連續繁殖至20代,培育KM突變小鼠的(de)近交系,使群體基因達到高(gāo)度純合和(hé)穩定遺傳。

三、評價與驗證

(一)KM突變小鼠的(de)遺傳特征

 KM自發突變小鼠雄鼠F0KM野生雌鼠交配得(de)到表型正常的(de)F1代;F1代雌雄互交得(de)到F2代,有突變小鼠出現。目前F2代小鼠總數爲227隻,突變總數爲65隻(雌性37隻,雄性28隻),突變小鼠出現率爲28.6%,突變雌雄的(de)比例約爲1:1F2代突變雄鼠再與F1代雌性小鼠交配得(de)到F3代,F3代有突變小鼠出現,F3代小鼠總數爲204隻,突變小鼠96隻(雌性45隻,雄性51隻),突變小鼠出現率爲47.1%,雌雄比例約爲1:1F3代突變雄鼠與表型正常雌性小鼠同窩交配得(de)到F4代,F4代小鼠共174隻,突變小鼠91隻(雌性47隻,雄性44隻),突變小鼠出現率爲51.7%,突變雌雄比例約爲1:1。通(tōng)過回交及測交實驗表明(míng)KM突變小鼠出現率不受性别限制,突變基因不在性染色體上,進而得(de)到KM突變小鼠皮膚及毛發性狀的(de)遺傳規律可(kě)能是單基因控制的(de)常染色體隐性遺傳,與性别無關,符合孟德爾遺傳規律(分(fēn)離規律)。自F3代開始同窩兄妹互交至20代建立近交系KM突變小鼠品系。以F5-F8代爲例,F5-F8代突變小鼠的(de)出現率分(fēn)别爲50%46.9%51.3%和(hé)46.2%,且均無性别差異。

(二)模型的(de)皮膚特征:

從外部表型來(lái)看,與野生型KM小鼠相比,該突變小鼠在出生1-5天觀察不到明(míng)顯異常,至6-7天被毛長(cháng)出後可(kě)與野生鼠區(qū)分(fēn)開,野生型小鼠全身由發育良好的(de)被毛覆蓋,除爪、耳和(hé)尾之外全身呈白色外觀;而突變小鼠被毛稀少不能覆蓋全部皮膚,故保持粉紅色外觀直至離乳。成年後突變小鼠被毛稀疏,有部分(fēn)小鼠頸背部、眼眶周圍出現脫毛,随年齡增長(cháng)逐漸消瘦,皮膚松弛,頸背部皮褶增多(duō),偶有皮屑出現,部分(fēn)小鼠的(de)頸前部和(hé)肩胛部皮膚出現潰瘍,伴有局部淋巴結增大(dà)。

(三)、KM突變小鼠與KM野生小鼠體重測量比較

KM突變小鼠的(de)體重在相同年齡下(xià)均低于KM野生小鼠(P<0.01,或P<0.05),雄性間差别更顯著。從小鼠生長(cháng)曲線可(kě)見KM突變小鼠的(de)體重随年齡的(de)增長(cháng)體重增長(cháng)較慢(màn),雌雄鼠均低于同齡野生KM小鼠。圖中我們可(kě)看到KM突變雌雄小鼠在3W-12W内體重幾乎相同,沒有性别差異,12W後,雄性小鼠的(de)體重高(gāo)于雌性小鼠體重,雄性突變小鼠體重開始增加,而雌性小鼠體重無明(míng)顯變化(huà)直至6月(yuè)齡以後才有所增長(cháng),到7月(yuè)齡之後雄性小鼠體重開始下(xià)降,雌性小鼠體重也(yě)趨于穩定。KM野生小鼠體重增長(cháng)迅速,且一直在随年齡增加而增長(cháng)。

(四)KM突變小鼠日攝食、飲水(shuǐ)測量

36月(yuè)齡突變雌鼠、雄鼠日食量與野生鼠相比無明(míng)顯差異,3月(yuè)突變雌鼠日飲水(shuǐ)量高(gāo)于同齡KM雌鼠(P0.05),6月(yuè)齡突變雄鼠日飲食量,日飲水(shuǐ)量均較野生鼠高(gāo),其中日飲水(shuǐ)量升高(gāo)有統計學意義(P<0.05

(五)、KM突變小鼠血常規、生化(huà)測量

KM突變小鼠血常規檢測結果爲:WBC計數3月(yuè)齡突變雌雄鼠均高(gāo)于同齡野生(P<0.05),6月(yuè)齡突變鼠高(gāo)于野生鼠,其中6月(yuè)突變雄鼠高(gāo)于同齡野生鼠有意義(P<0.01),3月(yuè)齡突變鼠低于6月(yuè)齡突變鼠,其中雄性有意義(P<0.05);RBC計數3月(yuè)齡突變雌鼠高(gāo)于6月(yuè)突變雌鼠,且3月(yuè)突變雄鼠高(gāo)于同齡KM鼠(P<0.01);HGB含量36月(yuè)齡突變雌雄鼠均低于同齡野生鼠(P<0.01),3月(yuè)突變鼠高(gāo)于6月(yuè)突變鼠含量;MCHC36月(yuè)齡突變雌雄軍低于同齡野生小鼠(P<0.05);LYM計數36月(yuè)齡突變雌雄鼠均高(gāo)于同齡野生小鼠(P<0.01,3月(yuè)突變雄鼠低于6月(yuè)突變雄鼠(P<0.01);LYM%3月(yuè)齡突變雌雄鼠高(gāo)于野生鼠(P<0.05),6月(yuè)齡突變鼠高(gāo)于野生鼠無明(míng)顯意義,但3月(yuè)齡突變雄鼠低于6月(yuè)齡突變雄鼠(P<0.01);MON計數36月(yuè)齡突變雌雄鼠均高(gāo)于同齡野生鼠(P<0.01,3月(yuè)齡突變雄鼠低于6月(yuè)齡突變雄鼠(P<0.01);MON%發生同樣的(de)變化(huà);NEU3月(yuè)突變雌鼠低于3月(yuè)突變雄鼠(P<0.01,3月(yuè)突變雄鼠高(gāo)于同齡KM鼠(P<0.01);NEU%36月(yuè)齡突變雌雄鼠均低于同齡野生小鼠(P<0.01,3月(yuè)齡突變雌雄高(gāo)于6月(yuè)齡突變雌雄鼠(P<0.01);BSA3月(yuè)突變雌鼠高(gāo)于3月(yuè)突變雄鼠,3月(yuè)突變雄鼠低于6月(yuè)突變雄鼠(P<0.05);BAS%變化(huà)相同;ALY%3月(yuè)突變雌鼠高(gāo)于同齡野生鼠(P<0.01,3月(yuè)突變雄鼠低于6月(yuè)突變雄鼠(P<0.01)。

KM突變小鼠血生化(huà)檢測結果爲:GLU3月(yuè)齡突變雌雄鼠低于3月(yuè)野生小鼠(P<0.01,6月(yuè)齡突變雄鼠低于6月(yuè)野生雄鼠(P<0.05),且3月(yuè)突變雌鼠低于3月(yuè)突變雄鼠(P<0.01);CHO3月(yuè)齡突變此雄鼠低于3月(yuè)野生鼠(P<0.01),3月(yuè)突變雌雄低于6月(yuè)突變雌雄鼠(P<0.01);TG含量3月(yuè)突變雄鼠低于3月(yuè)野生鼠,6月(yuè)突變雌雄鼠低于6月(yuè)野生雌雄鼠(P<0.05),3月(yuè)突變雌雄鼠高(gāo)于6月(yuè)突變雌雄鼠(P<0.01,3月(yuè)突變雌鼠低于3月(yuè)突變雄鼠(P<0.05);HDL-C3月(yuè)突變雌雄鼠低于3月(yuè)野生鼠,且低于6月(yuè)突變雌雄鼠(P<0.01);LDL-C3月(yuè)突變雌雄鼠高(gāo)于3月(yuè)野生鼠,且高(gāo)于6月(yuè)突變雌雄鼠(P<0.01);IgG含量3月(yuè)突變雌鼠低于6月(yuè)突變雌鼠,6月(yuè)突變雄鼠高(gāo)于6月(yuè)野生雄鼠(P<0.05)。

(六)模型病理(lǐ)特點:

組織切片HE染色結果顯示KM突變小鼠表皮增厚,上皮細胞角化(huà)過度伴角化(huà)不全,顆粒層增厚,基底細胞層水(shuǐ)腫;真皮淺層血管擴張充血,炎細胞浸潤,毛囊數目減少,部分(fēn)毛囊細胞和(hé)皮脂腺細胞變性壞死,毛囊内炎細胞浸潤;皮下(xià)組織内炎細胞浸潤,脂肪組織内可(kě)見多(duō)核細胞。3月(yuè)齡突變小鼠皮膚組織炎症病變較重,皮下(xià)組織可(kě)見小膿腫,真皮和(hé)皮下(xià)組織彌漫性炎細胞浸潤,可(kě)見大(dà)量多(duō)核細胞;6月(yuè)齡小鼠皮膚炎症病變較3月(yuè)齡有所減輕,有少量炎細胞浸潤,膠原緻密,皮下(xià)脂肪散在多(duō)核細胞。

甲苯胺藍特染示肥大(dà)細胞:真皮層胞質中含紫紅色顆粒、胞核藍色的(de)細胞爲肥大(dà)細胞。3月(yuè)齡、6月(yuè)齡均較正常鼠多(duō)見,3月(yuè)齡突變鼠陽性率高(gāo)于6月(yuè)齡

(七)皮膚組織炎症細胞及細胞因子改變

免疫組織化(huà)學染色對(duì)炎症細胞及細胞因子進行比較,圖像分(fēn)析軟件計數鏡下(xià)單位視野(1mm2)内陽性細胞數[2],結果進行半定量分(fēn)析,結果顯示:KM突變小鼠3月(yuè)齡皮膚炎症細胞CD3CD4 T細胞陽性數比3月(yuè)齡KM野生小鼠多(duō)(P<0.05),主要在表皮和(hé)真皮組織;巨噬細胞表面抗原CD68F4/803月(yuè)齡KM野生小鼠皮膚陽性數多(duō)(P<0.05),其主要在真皮及皮下(xià)組織;B細胞表面标記分(fēn)子CD45R/B220兩者存在一定差異,但差異沒有統計學意義;炎症因子IL-6IL-22TNF-αINF-γKM突變小鼠陽性細胞數也(yě)高(gāo)于KM野生小鼠(P<0.05),這(zhè)些炎症因子也(yě)主要存在于真皮及皮下(xià)組織内。6月(yuè)齡KM突變小鼠炎症細胞CD3CD4 T細胞陽性數比6月(yuè)齡KM野生小鼠多(duō),主要在表皮及真皮(P<0.01);巨噬細胞表面抗原CD68陽性細胞數比6月(yuè)齡KM野生小鼠的(de)多(duō)(P<0.01),皮膚炎症因子IL-6TNF-α等也(yě)表現爲6月(yuè)齡KM突變小鼠比同月(yuè)齡KM野生小鼠陽性細胞數多(duō)(P<0.01)(圖6)。KM突變小鼠3月(yuè)齡和(hé)6月(yuè)齡相比較:炎症細胞CD3CD4 T細胞3月(yuè)齡陽性數明(míng)顯比6月(yuè)齡的(de)多(duō)(P<0.01);CD68陽性率也(yě)表現爲3月(yuè)齡高(gāo)于6月(yuè)齡,但目前未發現統計學差異;炎症因子IL-6TNF-α3月(yuè)齡的(de)陽性細胞數明(míng)顯比6月(yuè)齡小鼠多(duō),但IL-6未發現統計學差異。

(八)皮膚組織細胞凋亡和(hé)增殖改變

1)細胞凋亡改變

KM突變和(hé)KM野生小鼠9天、22天、3月(yuè)齡和(hé)6月(yuè)齡齡比較,各取5隻,每隻取5個(gè)部位,每個(gè)部位随機選擇1mm2視野,記錄平均陽性細胞數。結果顯示四個(gè)年齡段的(de)KM突變小鼠皮膚真皮層及毛囊周圍均有不同程度細胞凋亡,其中22天時(shí)凋亡細胞數最多(duō),真皮層及毛囊大(dà)量細胞凋亡,突變小鼠多(duō)于同齡野生小鼠,其中3月(yuè)、6月(yuè)突變小鼠皮膚凋亡細胞增多(duō)具有統計學意義(P<0.01);突變9天與突變22天、6月(yuè)小鼠間凋亡陽性細胞數差别分(fēn)别有統計學意義(P<0.05),突變9天與突變3月(yuè),KM野生小鼠9天差别無統計學意義; 突變小鼠22天時(shí)凋亡細胞數多(duō)于突變小鼠9天和(hé)3月(yuè)齡,且有統計學意義(P<0.01和(hé)P<0.05),與突變小鼠6月(yuè)凋亡細胞數相比無顯著性差異;突變小鼠3月(yuè)、6月(yuè)之間凋亡陽性細胞數差别沒有統計學意義。

2)細胞增殖改變

KM突變和(hé)KM野生小鼠9天、22天、3月(yuè)和(hé)6月(yuè)齡比較,各取5隻,每隻5個(gè)部位,每個(gè)部位随機選擇1mm2視野,記錄平均陽性細胞數。9天時(shí),KM野生小鼠與KM突變小鼠表皮基底細胞差異無意義,但毛囊及皮脂腺陽性細胞數KM野生小鼠多(duō)于突變小鼠差别有統計學意義(p<0.01);22天時(shí),KM野生小鼠與KM突變小鼠相比:KM野生小鼠表皮基底細胞陽性數多(duō)、毛囊及皮脂腺陽性細胞數少,差别分(fēn)别有統計學意義(p<0.01);3月(yuè)齡 表皮及毛囊染色KM野生小鼠陽性細胞數多(duō)于KM突變小鼠(P<0.01);突變小鼠表皮基底部細胞陽性細胞數很少,毛囊及皮脂腺細胞不完全染色,而KM野生小鼠表皮基底部陽性細胞排列均勻,連續,毛囊及皮脂腺細胞完全 ;6月(yuè)齡KM突變小鼠表皮毛囊陽性細胞數多(duō)于KM野生小鼠,表皮P<0.01,毛囊P>0.05KM突變小鼠表皮基底部細胞增厚,陽性細胞增多(duō),KM野生小鼠無太多(duō)變化(huà),但野生小鼠毛囊陽性細胞有所減少。

四、鑒定和(hé)評價的(de)其他(tā)材料

1.李彥紅,劉穎,黃(huáng)瀾,等.KM突變小鼠慢(màn)性炎症性皮膚病的(de)免疫學改變[J]. 中國實驗動物(wù)學報.2012, 20 (2):54-58.