底婷婷 趙京霞 李 萍

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院北京市中醫(yī)研究所病理生理室，北京 100010)

銀屑病是一種常見的慢性炎性增生性免疫異常皮膚疾患，組織病理學(xué)主要表現(xiàn)為角質(zhì)形成細(xì)胞過度增生、炎性反應(yīng)細(xì)胞聚集和真皮乳頭部血管增生擴(kuò)張等。非人類銀屑病自然病例極少見，相關(guān)模型在很大程度上提高了我們對于銀屑病炎性反應(yīng)及免疫機(jī)制的認(rèn)識，為研發(fā)新藥及治療提供了藥理模型。本文就目前銀屑病樣模型研究加以綜述，分析各模型的優(yōu)勢與限制，為模型選擇及新模型建立提供參考。

1 傳統(tǒng)天然動物模型

小鼠雌激素周期陰道上皮細(xì)胞增生活躍，類似于銀屑病表皮角質(zhì)形成細(xì)胞過度增生，故利用雌激素誘導(dǎo)可觀察藥物對增生的抑制作用。此外，鼠尾鱗片表皮因天然缺乏顆粒層故可模擬角化不全，從而評價藥物促進(jìn)顆粒層形成的作用。

此類模型可模擬部分銀屑病表皮動力學(xué)紊亂的特點(diǎn)，操作簡便，常用于抗銀屑病藥物的篩選。

2 基因突變鼠動物模型

少部分鼠種在長期進(jìn)化過程中自發(fā)突變而產(chǎn)生銀屑病樣病變，與特定遺傳背景及等位基因突變有關(guān)。其中最常用為鱗片狀皮膚突變(flaky skin，F(xiàn)SN)鼠［1］，形態(tài)組織學(xué)特點(diǎn)與銀屑病相似，真皮大量淋巴細(xì)胞、少量中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞浸潤，而表皮缺乏T淋巴細(xì)胞、角化層增生不明顯、再生障礙性貧血及大量乳頭狀瘤都限制了該模型的使用［1－2］。慢性增生性皮炎突變(chronic proliferative dermatitis，CPDM)鼠棘層增厚［3］，而炎性反應(yīng)主要由Th2細(xì)胞因子介導(dǎo)，且多器官受累［4－5］。缺皮脂突變鼠(asebia，AB)，表現(xiàn)為皮脂腺發(fā)育不良、皮膚角化過度和真皮內(nèi)肥大細(xì)胞增多，可用于研究肥大細(xì)胞在銀屑病發(fā)病、發(fā)展及維持過程中的作用［6］。

此類模型可批量化生產(chǎn)，從分子遺傳學(xué)角度研究銀屑病的發(fā)病機(jī)制及藥物篩選評價，但該類鼠存在諸如皮膚T細(xì)胞缺乏及免疫抑制劑環(huán)孢素治療無效等情況，故其應(yīng)用仍有局限性。

3 誘導(dǎo)增生動物模型

在動物皮膚上通過人工操作促使表皮過度增生，可誘發(fā)銀屑病樣增生模型。給予缺乏油酸的飼料或短波紫外線照射裸鼠，基底細(xì)胞有絲分裂顯著加快，出現(xiàn)角化過度、棘層肥厚。普萘洛爾為β－腎上腺素能受體阻滯劑，涂于豚鼠皮膚可降低細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度，使角質(zhì)形成細(xì)胞增生加快而誘發(fā)或加重銀屑?。?］。咪喹莫特為Toll樣受體激動劑，可進(jìn)而激活T淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)干擾素(interferon，IFN)、腫瘤壞死因(tumor necrosis factor，TNF)、白細(xì)胞介素(interleukin，IL)等多種細(xì)胞因子產(chǎn)生。將其涂于小鼠皮膚所形成的組織病理改變類似銀屑病，且細(xì)胞因子的表達(dá)模式部分與其相似，同時表皮 IL－23、IL－17 表達(dá)升高，脾臟中 Th17 細(xì)胞明顯增多［8－9］。

這些方法可短期內(nèi)復(fù)制出部分因素與銀屑病相似的動物模型，簡便易行，用于表皮增生動力學(xué)、藥物篩選等研究。然而動物所表現(xiàn)出的組織學(xué)變化僅為部分銀屑病病理改變或針對表皮損傷的遲發(fā)反應(yīng)，與人類自然發(fā)生的銀屑病還存在一定差異。

4 異種移植動物模型

將銀屑病患者皮損移植于裸鼠可在短期內(nèi)保持其原有病變特征，但炎性反應(yīng)浸潤等特征約16周后消失。移植于重癥聯(lián)合免疫缺陷(severe combined immunodeficiency，SCID)小鼠，移植皮片存活率高且細(xì)胞表型與移植前相似，若同時在真皮或靜脈注射同來源T淋巴細(xì)胞，可建立較長時間內(nèi)保持銀屑病局部特征的動物模型［10］。在人體及該模型中抗CD11a單克隆抗體的療效已被證實［11］。將無癥狀皮膚移植到AGR129小鼠［12］，由于攜帶T細(xì)胞的作用，移植皮膚也可自發(fā)銀屑病樣皮損。在人類銀屑病與該模型中都已證實抗TNF單克隆抗體和可溶性TNF受體結(jié)合蛋白(依那西普)的抑制作用。

此類模型可模擬局部長效銀屑病炎性反應(yīng)，反映病變過程，可從病理生理角度評價銀屑病皮損屏障功能恢復(fù)過程，應(yīng)用于療效驗證及潛在治療方法研究。但由于操作復(fù)雜，且僅由單一細(xì)胞引起局部反應(yīng)，并不能充分模擬多因素的全身性疾病。

5 銀屑病小鼠模型

美國“銀屑病小鼠模型”專利是迄今為止唯一申請專利的銀屑病樣動物模型［13］。選擇 C.B－17scid/scid細(xì)胞免疫缺陷小鼠作為受體，BALB/c和129/SvJ小鼠作為供體，其主要組織相容性復(fù)合體匹配。獲取后注射CD4+CD45RBhiT細(xì)胞的小鼠皮膚可表現(xiàn)為鱗屑性紅斑。該模型可用于研究銀屑病免疫學(xué)異常及治療評價，其機(jī)制可能主要為移植排斥所致非特異性炎性反應(yīng)。

6 轉(zhuǎn)基因動物模型

隨著銀屑病致病基因的深入研究，模型研究重點(diǎn)已轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)基因動物。該模型可用于特定基因型－表型研究，以探究多種因子在炎性增生性疾病發(fā)病機(jī)制中的作用。常用的方法是在激活子的調(diào)控下，表皮過度表達(dá)的分子作用于基底或角質(zhì)形成細(xì)胞，而常作為目標(biāo)分子的有轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor，TGF)－α，IL－6，角質(zhì)細(xì)胞生長因子(keratinocyte growth factor，KGF)，IL－1α，TGF－β，血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)，IFN－γ，骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)－6，血管生成有關(guān)受體 Tie2，雙調(diào)蛋白，IL－12和 IL－23的共同亞基－P40，IL－20，膠原酶，ERK 上游的 MAP 激酶－MEK1等。此模型可分為3類:即分別效應(yīng)于表皮角質(zhì)形成細(xì)胞、白細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞的模型。

針對表皮角質(zhì)形成細(xì)胞的模型多數(shù)具代表性和可用性。最常見為IKK2基因敲除小鼠，即刪除IKB激酶復(fù)合物的催化亞基IKK2而引起小鼠銀屑病樣皮膚炎性反應(yīng)［14］，其作用依賴于 TNF 而非 T 細(xì)胞［15］。JunB/c－Jun 雙基因敲除小鼠［16］:JunB 是 AP－1 轉(zhuǎn)錄因子的一部分，c－Jun為其拮抗劑，兩者可導(dǎo)致銀屑病樣皮膚炎性反應(yīng)與關(guān)節(jié)炎，但皮膚炎性反應(yīng)不依賴T細(xì)胞及TNF信號，這與rag2基因敲除小鼠和TNF受體－1基因敲除小鼠相似，但后者并不表現(xiàn)關(guān)節(jié)炎。STAT3角蛋白5(K5)轉(zhuǎn)基因鼠［17］:STAT3在銀屑病信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中至關(guān)重要，其在表皮角質(zhì)形成細(xì)胞過度表達(dá)可表現(xiàn)為摩擦區(qū)域表皮棘層肥厚，且皮膚T細(xì)胞浸潤方式與細(xì)胞因子同銀屑?。?8］。移植STAT3轉(zhuǎn)基因模型的皮膚并注射活化T細(xì)胞于SCID小鼠可產(chǎn)生銀屑病表型，這一發(fā)現(xiàn)確立了銀屑病發(fā)病機(jī)制中角質(zhì)形成細(xì)胞和CD4+T淋巴細(xì)胞之間的聯(lián)系［19］。由于在銀屑病角質(zhì)形成細(xì)胞的細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)磷酸化STAT3過度表達(dá)，而IL－10及IL－6家族成員誘導(dǎo)STAT3磷酸化，故其已作為潛在治療靶點(diǎn)用于銀屑病研究［20－21］。此外，針對上皮生長因子的轉(zhuǎn)基因動物模型，如通過激活子K14或K5而過度表達(dá)TGF－α、β和KGF，可表現(xiàn)為表皮增厚，但缺乏炎性反應(yīng)及必要的細(xì)胞因子作用［22－23］;通過激活子 K14 過表達(dá) IL－10 和 IL－20 的模型可誘導(dǎo)類似銀屑病表型，但缺乏皮膚炎性反應(yīng)及高病死率制約了該模型。

白細(xì)胞β整合素CD18亞效等位基因鼠是針對白細(xì)胞的轉(zhuǎn)基因動物模型。在PL/J小鼠上采用基因敲除方法研究CD18［24］。該模型白細(xì)胞移動黏附分子與β2鏈復(fù)合物減少，表現(xiàn)為銀屑病樣炎性反應(yīng)皮損、伴大量T細(xì)胞浸潤［25］，地塞米松治療有效，但其發(fā)病機(jī)制未知，且具有非銀屑病樣表皮增生及角蛋白異常表達(dá)，故未被廣泛用于藥效試驗。P40轉(zhuǎn)基因鼠通過K14啟動子促使角質(zhì)形成細(xì)胞過度表達(dá)P40［26］，但其皮膚炎性反應(yīng)與濕疹、異位性皮炎更類似，缺乏典型CD8+T細(xì)胞皮膚浸潤，在銀屑病研究中有所限制。人類白細(xì)胞抗原(HLA)－B27/β2微球蛋白轉(zhuǎn)基因鼠［27］高表達(dá)與脊柱關(guān)節(jié)病有關(guān)的 HLA－B27，表現(xiàn)為表皮棘層增厚與CD4+、CD8+T細(xì)胞浸潤，類似免疫介導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎和炎性反應(yīng)性腸道疾病。尚缺乏銀屑病療效測試報告，多用于與HLA－B27相關(guān)的自身免疫性疾病。

針對血管內(nèi)皮細(xì)胞的模型有VEGF轉(zhuǎn)基因小鼠和Tie2轉(zhuǎn)基因小鼠。小鼠通過啟動子K14過表達(dá)VEGF，表現(xiàn)為皮膚炎性反應(yīng)、血管增生和棘層增厚［28］。但皮損為血管依賴性，真皮肥大細(xì)胞浸潤，除可溶性VEGF受體1－VEGF受體2免疫球蛋白融合蛋白，該模型缺乏其他藥物療效證據(jù)。Tie2轉(zhuǎn)基因小鼠由位于血管生成素－1、2受體 Tie2上的驅(qū)動程序構(gòu)建，存在肥大細(xì)胞浸潤和不完整表皮變化，而經(jīng)環(huán)孢素 A 治療有效［29］。

以上轉(zhuǎn)基因動物可表現(xiàn)類似銀屑病的皮膚病理表現(xiàn)，為臨床治療和致病基因研究提供了新途徑，但此模型只從單一基因反映病因，尚不能全面解釋疾病發(fā)病中各種復(fù)雜因素的關(guān)聯(lián)。

7 體外細(xì)胞模型

部分體外細(xì)胞培養(yǎng)模型可應(yīng)用于銀屑病研究。來源于病患皮膚或正常皮膚經(jīng)多種細(xì)胞因子、生長因子(如 IL－20，IL－22，致瘤素－M)處理的重組人表皮角質(zhì)細(xì)胞在空氣－液體界面生長、分化和分層，可模擬銀屑病表皮發(fā)展模式［30］，如趨化因子 IL－8和 GRO－α 的上調(diào)及誘導(dǎo)角蛋白過度增生［31］。永生化角質(zhì)形成細(xì)胞，即HaCaT細(xì)胞為研究抗銀屑病藥物活性的常用細(xì)胞株，其免疫學(xué)特性與表皮角質(zhì)形成細(xì)胞非常相似［32］。雖然明顯缺乏白細(xì)胞和血管作用，但對于角質(zhì)形成細(xì)胞分化和藥物評價等研究仍有其獨(dú)特優(yōu)勢。Jurkat E6－1 T淋巴細(xì)胞株可模擬銀屑病病理狀態(tài)下T淋巴細(xì)胞增生、活化，CD69為T細(xì)胞活化后表達(dá)最早的表面分子，檢測其表達(dá)情況即可推知T細(xì)胞的活化程度［33］，多用于藥物評價及免疫學(xué)研究。成人來源的真皮微靜脈內(nèi)皮細(xì)胞體外培養(yǎng)可模擬血管內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)［34］，研究藥物對內(nèi)皮細(xì)胞增生、遷移、管腔形成及凋亡的影響，用于藥物作用靶點(diǎn)篩選。

此類模型從細(xì)胞學(xué)水平上模擬了部分銀屑病表型，雖缺乏多因素的共同參與，但此類模型針對性強(qiáng)，操作簡便，為銀屑病發(fā)病機(jī)制研究及藥物評價提供了新思路與方法。

銀屑病是目前公認(rèn)的人類最常見的自身免疫性疾病之一，其病因及具體發(fā)病機(jī)制尚未完全明確。上述模型均基于不同的致病機(jī)制為銀屑病研究提供受試主體，各具優(yōu)勢與限制。模型只是在短期、局部、非特異性地表現(xiàn)銀屑病部分病理生理特征，最重要的局限為種屬間的差異［31］。因此標(biāo)準(zhǔn)化的對比方法尤為重要，不僅用于人類與動物模型對比，也可用于不同模型間的直接比較。作為研究銀屑病的可用模型，應(yīng)具備相應(yīng)病理組織學(xué)特征、類似發(fā)病機(jī)制、對抗治療藥物的相似反應(yīng)。迄今為止仍缺乏一種能夠研究所有相關(guān)潛在因素的理想動物模型，因此在特定的模型中需要研究不同致病環(huán)節(jié)是否以及如何相互聯(lián)系，從而建立一種能長期整體特異性地模擬出銀屑病特征、反映銀屑病實際發(fā)病狀況的動物模型。

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