2008年2月第16卷　第1期中国实验动物学报

ACTALABORATORIUMANIMALISSCIENTIASINICAFebruary,2008Vol.16　No.1

研究进展银屑病动物模型袁媛1,朱健平1,陈系古2(11广东医学院药理学教研室,湛江　524023;21中山大学实验动物中心,广州　510080) 【摘要】　银屑病是一种长期困扰人类的疾病,具有病程长、易复发、难治愈的特点,其病因及发病机制至今尚未完全清楚。银屑病动物模型的建立对揭示该病遗传背景、发病机制及开发新药等都有极大的促进作用。因此,

国内外学者在该领域进行了大量的研究。本文就银屑病动物模型的研究状况作一综述。【关键词】　银屑病;动物模型【中图分类号】R394111 【文献标识码】A 【文章编号】100524847(2008)0120070204

AnimalModelsofPsoriasis

YUANYuan1,ZHUJian2ping1,CHENXi2gu2(11DepartmentofPharmacology,GuangdongMedicalCollege,Zhanjiang524023,China;

21ExperimentalAnimalCenterofSunYan2SenUniversity,Guangzhou510080)

【Abstract】　Psoriasisisacommonchronicrelapsingdiseaseassociatedwithprofoundimpairedqualityoflife.Untilnow,

thefundamentalpathophysiologyofthediseasestillhasnotbeenfullyelucidated.Theestablishmentofappropriateanimalmodelsofpsoriasiswillbehelpfultorevealthegeneticbackgroundandpathogenesisofthisdisease,andcanpromotethedevelopmentofnewdrugs.Recently,manyscientistshavebeenworkingalotonresearchesinthefield.Thisreviewsummarizedtherecentfindingsaboutanimalmodelsofpsoriasis.【Keywords】　Psoriasis;Animalmodels

银屑病俗称“牛皮癣”,是一种多诱因导致的皮肤慢性炎性病变,临床症状以皮疹上覆盖银白色鳞屑、剥开后有薄膜现象和点状出血为主要特征,部分患者伴有关节病变;病理学改变为皮肤角质细胞过度增生及分化不全、炎症细胞浸润、真皮血管扩张等[1]。银屑病属于高发病种,据不完全统计,全球范围内该病患者数量近2000万,国内已逾300万,且发病率近年来仍呈继续升高趋势[2,3]。银屑病治愈率低、易反复发作,严重影响了患者的生活质量[4]。迄今为止,银屑病的病因尚不完全清楚,根治性治疗仍是一个难题,这除了与其发病机制复杂有关外,理想的动物模型的缺乏也是制约对该病深入研究的一个重要原因。银屑病为人类特有性疾病,动物自然发生该病的病例罕见,因此,银屑病动物模型大多依赖人工构建。国内外学者在该领域做了大量工作,现就其研究状况做一综述。1　生物医学型动物模型 利用部分动物的局部组织在特定情况下自行产生的类似银屑病的组织学变化作为动物模型,称为生物医学型动物模型。如鼠尾鳞片表皮天然缺乏颗粒层而呈现出角化不全的特征,可模拟银屑病角化不全的特点,Jarrett[5]和Spearman[6]最早利用此模型评价了药物促进颗粒层形成的作用,并认为药物如能促进鼠尾颗粒层形成,则可能具有抗银屑病作用。小鼠阴道上皮细胞可因雌激素刺激而发生周期性增殖活跃、上皮细胞转换加快等变化,若药物能抑制细胞过度增生,则认为该受试物对有丝分裂有抑制作用,可用于银屑病的治疗。Van[7]最早利用该模型评价了药物的抑制作用。此类模型可部分模拟银屑病表皮动力学紊乱的特点,且经济易得,故作为筛选抗银屑病药物的常用模型沿用至今。

2　诱发性动物模型 该模型是通过人工方法在动物,如豚鼠、大鼠、裸鼠等皮肤上诱发银屑病样增生来建立。使用的方法包括紫外线照射、化学刺激剂或药物外涂等。Du[8]用紫外照射裸鼠后发现其表皮细胞更新加快,

角化过度,与银屑病皮肤外观相似;Gaylard[9]将普萘洛尔涂于豚鼠耳、背部皮肤,诱发了角化不全、棘层肥厚等类似银屑病的组织学改变。上述方法可在短时间内复制出与银屑病患者类似的皮肤组织病理学改变,且具有操作简单、重复性好等优点,在银屑病研究中曾发挥过积极作用。但此类模型为过度增殖模型,即通过物理或化学刺激加快动物表皮增生速度从而诱发银屑病样改变,动物所表现出的组织学变化仅是针对表皮损伤的一种迟发反应,与人类自然发生的银屑病还存在较大差异。3　自发性动物模型 在长期的进化过程中,有部分鼠种会自发突变而产生银屑病样病变,如鳞片状皮肤突变鼠(flankskin,fsn)、慢性增殖性皮炎突变鼠(chronicproliferativedermatitis,cpd)、缺皮脂突变鼠(asebia,ab)等[10]。其中由美国Jackson实验室所发现的鳞片状皮肤突变鼠为最常用的研究对象。该品系小鼠的皮肤外观呈现银屑病样皮损,且具备与银屑病类似的组织学表现,如棘层肥厚、巨噬细胞和肥大细胞浸润、真皮血管扩张等。但该系小鼠存在的诸如炎性浸润处T细胞缺乏及免疫抑制剂环孢菌素治疗无效等现象[11],均提示该模型与人类银屑病的某些共性特点不甚符合。故该类小鼠模型适用于银屑病表皮动力学研究[12],在发病机制及药物筛选等领域的应用仍有其局限性。4　异体移植动物模型 自1975年Krueger[13]首次成功将银屑病患者皮肤移植于裸鼠后,众多学者开始探索用异种皮肤移植的方法来构建银屑病动物模型[13]。John将纯合子鳞片状皮肤突变鼠(fsnΠfsn)的全层皮片移植至裸鼠,移植的皮片10周内仍能保持其原有的表皮过度增殖和真皮炎性浸润等特征;Briggaman[14]将银屑病患者活动期的皮损移植到裸鼠身上,皮损能在一段时间内保持原来的大部分特征,但是炎症成分会逐渐消失。构造该模型的一个关键要求是受体动物对移植物无明显排斥。除裸鼠外,严重联合免疫缺陷(severecombinedimmunodeficiency,SCID)鼠因T、B淋巴细胞缺失导致其细胞免疫和体液免疫功能严重削弱,可接受异种组织移植而不发生主要排斥反应,亦被广泛应用于异体皮肤移植实验[15]。Nickoloff[16]将银屑病患者皮损移植于SCID鼠,结果显示皮片存活率可达到85%以上,存活时间达4～6周,且移植皮片能继续维持其原有病变特征;Sugai等[17]的实验证明移植皮片的银屑病表型在维持一段时间后逐渐发生角化不全消退等现象。异体移植动物模型能较准确地模拟银屑病的病理生理变化,但其受体动物无法长期维持其银屑病特征,仅适用于短期研究;又因其免疫功能缺陷,皮损移植时容易引起局部感染,需要复杂的无菌操作,

且价格昂贵。上述原因均限制了异体移植动物模型的推广应用。异体移植联合T细胞注射动物模型:诸多研究均揭示银屑病是与免疫学密切相关的疾病,而活化的T细胞则被认为是引起银屑病免疫炎症反应的关键因素。Wrone2Smith和Nickoloff[18]将来源于银屑病患者的未受累皮肤全层移植至SCID鼠,同时注射供体血液来源的T细胞,多数移植皮肤发生鳞屑样改变并可见皮肤增厚、颗粒层消失、T淋巴细胞表皮浸润等变化,皮损处还同时表达了20多种银屑病表型的抗原决定簇。Gilhar[19]将银屑病患者皮片移植至SCID鼠,同时注射来源于患者皮损的T细胞,皮片10周后仍可见银屑病样表观。该方法构建的动物模型不仅能表现出银屑病样外观改变,而且能在较长时间内较好地保持复杂的病理生理变化,为研究银屑病的发病机制及活化T

细胞在该病发生发展中的作用提供了有效的模型。但该类模型只是复制了银屑病的皮肤局部反应,未能模拟出银屑病的整体发病状况,且皮损特征的维持时间有限,在研究中仍有其局限性。

5　转基因动物模型 转基因动物是指基因组中整合有外源基因的一类动物。人们可以运用转基因技术将外源基因导入受体细胞,从而培育出新的动物品系或用于专门研究的动物模型[20]。1990年,Rothnagel[21]率先提出可以通过转基因方法使特异性基因在动物体内表达,

从而为人类有遗传倾向的皮肤疾病提供有价值的动物模型。例如,某些细胞因子和生长因子可通过转基因手段在动物体内过度表达,从而产生银屑病样反应。随着对银屑病发病机制研究的深入,与银屑病关联的特征性因子被陆续发现与报道,相关动物模型也相继问世。整合素家族是细胞膜表面的一组糖蛋白,已有

17中国实验动物学报2008年2月第16卷第1期　ActaLabAnimSciSin,February,2008,Vol.16,No.1多项研究证明银屑病的发生与整合素的异常表达密切相关。Carroll等[22]于1995年使用人类外膜蛋白引导整合素在鼠的表皮基底上层表达,结果发现,表达β1亚基或α2、β1二聚体或α5、β1复合体的小鼠具有表皮增生过度、角质形成细胞(keratinocyte,KC)分化异常以及皮肤炎症反应等特点;Romero等[23]亦对转基因表达整合素的鼠模型KC进行培养,发现基底上层表达整合素对KC的黏附、增生及终末分化起一定的作用。Blessing等[24]以角蛋白10(K10)启动子携带骨形态发生蛋白26(bonemorphogeneticprotein26,BMP26)基因转入小鼠体内,建立在表皮毛囊间基底上层高表达BMP26的小鼠模型,发现新生幼鼠皮肤紧绷,皮层变薄,毛发生长缓慢,成年鼠出现大面积皮损并伴有掌、趾形态异常,组织学检查可见表皮角化不全、角蛋白及整合素异常表达、表皮和真皮层内大量炎症细胞浸润。这些变化与人类银屑病表现非常相似。双调蛋白属于表皮生长因子家族,在正常的上皮组织表达水平很低,而在银屑病表皮中高表达。Cook等[25]用角蛋白14(K14)启动子携带双调蛋白基因建立了转基因小鼠模型,小鼠皮肤出现红斑、鳞屑、脱发及乳头瘤样增生,组织学上也呈现明显角化过度、局灶性角化不良、棘层肥厚、淋巴细胞浸润等变化。随着研究的深入,大量资料显示某些特征性的细胞因子或炎症介质在银屑病病变区域有显著增高,表现出与银屑病的高度连锁特性。研究者据此构建了一系列高表达相关因子的转基因鼠系,用于银屑病的研究,如Groves建立了高表达IL21α的小鼠模型;Carroll等利用外皮蛋白启动子在转基因小鼠真皮层高表达IFN2γ;Detmar和Xia等先后建立了转基因表达血管内皮生长因子(VEGF)的动物模型;Sano等[26]将外源基因Stat3C转入鼠体内并观察到幼鼠出生2周后肤色开始变红并出现鳞屑,尾部出现过度角化并逐渐蔓延至背部,组织学检查显示炎症细胞聚集,毛细血管增生等银屑病样改变。此外还有许多因子如IL215、TNF2α、KGF、TGF2β1等也被用于转基因动物模型的构建。这类转基因小鼠均可见角化细胞功能的改变和银屑病样皮肤表型。近年来,随着银屑病家系研究和双生子研究的不断进行,对该病的研究更加细化并大量集中于分子遗传机制的探讨。截至目前,人类孟德尔遗传在线(OMIM)已经收录了9个银屑病的易感基因位点(psoriasissusceptibility,PSORS)。Elomaa等