銀屑病樣模型的研究進展

底婷婷 趙京霞 李 萍

(首都醫(yī)科大學附屬北京中醫(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，組織病理學主要表現(xiàn)為角質(zhì)形成細胞過度增生、炎性反應細胞聚集和真皮乳頭部血管增生擴張等。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及免疫機制的認識，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胞增生活躍，類似于銀屑病表皮角質(zhì)形成細胞過度增生，故利用雌激素誘導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紊亂的特點，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)組織學特點與銀屑病相似，真皮大量淋巴細胞、少量中性粒細胞和巨噬細胞浸潤，而表皮缺乏T淋巴細胞、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］，而炎性反應主要由Th2細胞因子介導，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)肥大細胞增多，可用于研究肥大細胞在銀屑病發(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)，從分子遺傳學角度研究銀屑病的發(fā)病機制及藥物篩選評價，但該類鼠存在諸如皮膚T細胞缺乏及免疫抑制劑環(huán)孢素治療無效等情況，故其應用仍有局限性。

3 誘導增生動物模型

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胞內(nèi)cAMP濃度，使角質(zhì)形成細胞增生加快而誘發(fā)或加重銀屑?。?］。咪喹莫特為Toll樣受體激動劑，可進而激活T淋巴細胞誘導干擾素(interferon，IFN)、腫瘤壞死因(tumor necrosis factor，TNF)、白細胞介素(interleukin，IL)等多種細胞因子產(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，且細胞因子的表達模式部分與其相似，同時表皮 IL－23、IL－17 表達升高，脾臟中 Th17 細胞明顯增多［8－9］。

這些方法可短期內(nèi)復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、藥物篩選等研究。然而動物所表現(xiàn)出的組織學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，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，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過程，應用于療效驗證及潛在治療方法研究。但由于操作復雜，且僅由單一細胞引起局部反應，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合體匹配。獲取后注射CD4+CD45RBhiT細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異常及治療評價，其機制可能主要為移植排斥所致非特異性炎性反應。

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，表皮過度表達的分子作用于基底或角質(zhì)形成細胞，而常作為目標分子的有轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor，TGF)－α，IL－6，角質(zhì)細胞生長因子(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:即分別效應于表皮角質(zhì)形成細胞、白細胞、血管內(nèi)皮細胞的模型。

針對表皮角質(zhì)形成細胞的模型多數(shù)具代表性和可用性。最常見為IKK2基因敲除小鼠，即刪除IKB激酶復合物的催化亞基IKK2而引起小鼠銀屑病樣皮膚炎性反應［14］，其作用依賴于 TNF 而非 T 細胞［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，兩者可導致銀屑病樣皮膚炎性反應與關(guān)節(jié)炎，但皮膚炎性反應不依賴T細胞及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)導中至關(guān)重要，其在表皮角質(zhì)形成細胞過度表達可表現(xiàn)為摩擦區(qū)域表皮棘層肥厚，且皮膚T細胞浸潤方式與細胞因子同銀屑?。?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)病機制中角質(zhì)形成細胞和CD4+T淋巴細胞之間的聯(lián)系［19］。由于在銀屑病角質(zhì)形成細胞的細胞核中發(fā)現(xiàn)磷酸化STAT3過度表達，而IL－10及IL－6家族成員誘導STAT3磷酸化，故其已作為潛在治療靶點用于銀屑病研究［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TGF－α、β和KGF，可表現(xiàn)為表皮增厚，但缺乏炎性反應及必要的細胞因子作用［22－23］;通過激活子 K14 過表達 IL－10 和 IL－20 的模型可誘導類似銀屑病表型，但缺乏皮膚炎性反應及高病死率制約了該模型。

白細胞β整合素CD18亞效等位基因鼠是針對白細胞的轉(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］。該模型白細胞移動黏附分子與β2鏈復合物減少，表現(xiàn)為銀屑病樣炎性反應皮損、伴大量T細胞浸潤［25］，地塞米松治療有效，但其發(fā)病機制未知，且具有非銀屑病樣表皮增生及角蛋白異常表達，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)形成細胞過度表達P40［26］，但其皮膚炎性反應與濕疹、異位性皮炎更類似，缺乏典型CD8+T細胞皮膚浸潤，在銀屑病研究中有所限制。人類白細胞抗原(HLA)－B27/β2微球蛋白轉(zhuǎn)基因鼠［27］高表達與脊柱關(guān)節(jié)病有關(guān)的 HLA－B27，表現(xiàn)為表皮棘層增厚與CD4+、CD8+T細胞浸潤，類似免疫介導的關(guān)節(jié)炎和炎性反應性腸道疾病。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VEGF，表現(xiàn)為皮膚炎性反應、血管增生和棘層增厚［28］。但皮損為血管依賴性，真皮肥大細胞浸潤，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)病中各種復雜因素的關(guān)聯(lián)。

7 體外細胞模型

部分體外細胞培養(yǎng)模型可應用于銀屑病研究。來源于病患皮膚或正常皮膚經(jīng)多種細胞因子、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)及誘導角蛋白過度增生［31］。永生化角質(zhì)形成細胞，即HaCaT細胞為研究抗銀屑病藥物活性的常用細胞株，其免疫學特性與表皮角質(zhì)形成細胞非常相似［32］。雖然明顯缺乏白細胞和血管作用，但對于角質(zhì)形成細胞分化和藥物評價等研究仍有其獨特優(yōu)勢。Jurkat E6－1 T淋巴細胞株可模擬銀屑病病理狀態(tài)下T淋巴細胞增生、活化，CD69為T細胞活化后表達最早的表面分子，檢測其表達情況即可推知T細胞的活化程度［33］，多用于藥物評價及免疫學研究。成人來源的真皮微靜脈內(nèi)皮細胞體外培養(yǎng)可模擬血管內(nèi)皮細胞形態(tài)［34］，研究藥物對內(nèi)皮細胞增生、遷移、管腔形成及凋亡的影響，用于藥物作用靶點篩選。

此類模型從細胞學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，操作簡便，為銀屑病發(fā)病機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)病機制尚未完全明確。上述模型均基于不同的致病機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］。因此標準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，應具備相應病理組織學特征、類似發(fā)病機制、對抗治療藥物的相似反應。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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