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【疾病动物模型】-基因修饰类风湿性关节炎(RA)动物模型

  (一)人肿瘤坏死因子转基因小鼠模型

  【造模机制】肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)主要是由活化的巨噬细胞分泌,活化的T细胞、NK细胞以及肥大细胞也有少量分泌。而TNF-α特异性膜受体则存在于几乎所有各种细胞类型。TNF*初发现与肿瘤有关,现已清楚它是正常和慢性炎症的免疫调节物。

  已经发现在RA患者关节液中TNF-α、IL-1和 IL-6含量升高,表明RA的发病机制中与TNF-α有关。将人TNF-α基因在小鼠表达可部分模拟RA的临床表现。

  【造模方法】含有完整人TNF-α基因和5'端0.6kb序列与人β球蛋白基因的3'未翻译区和聚腺苷酸化位点重组,形成TNF-globin重组DNA片段。这种修饰提供了必要的聚腺苷酸化信号,并不干扰野生型人TNF的正常翻译。将此重组DNA片段显微注射到(CBA×C57B1/6)F1小鼠受精卵中,在首建鼠中经筛选,获得RA转基因小鼠模型。

  【模型特点】该模型以踝关节肿胀、运动障碍为主要临床表现,而且100%遗传给下一代。3~4周龄开始明显发病,踝关节肿胀,此时可观察到滑膜增生。5周龄前踝关节肿胀明显,显微镜下滑膜明显增生和炎症。9~10周龄时肢体运动障碍发展到后肢完全丧失运动。体重减轻是这些小鼠的共同特征。

  组织病理学检查,病变呈双侧对称多关节炎,从3周龄起滑膜增生,滑液间隙多形核和淋巴细胞浸润在不同发展阶段的所有关节中很明显。此外,血管翳形成,关节软骨破坏,纤维组织生成,这些特征均与人RA非常类似。

  但是,在此模型小鼠疾病的各个阶段均未在血清中检出类风湿因子,也未发现风湿结节,这是与人RA的不同之处。

  【模型评估和应用】TNF模型可用于类风湿性关节炎的发病机制、自身免疫病理等的研究以及类风湿性关节炎药物的药效学研究。

  (二)人IgGFc受体转基因RA小鼠模型

  【造模机制】人FCGR2A基因编码IgG的 Fc受体,将人FCGR2A基因导入小鼠,它编码人 FcgRIIA R131基因产物能与小鼠IgG的各种亚类结合。该品系小鼠在血小板和巨噬细胞上表达人 FCGR2A,表达量与人相似。

  【造模方法】从人P1基因组文库中用PCR法筛选出72kb DNA片段,其中20kb为FCGR2A基因,45kb为5'含有启动子的侧翼区域,7kb为3'侧翼区域。将此DNA片段用显微注射法制备转基因小鼠,外源基因随机整合到小鼠基因组内。

  【模型特点】该品系小鼠约有32%在20~50周龄时发生自发性关节炎。其特征是关节僵硬、关节间隙变窄、关节周围新骨形成;滑膜增生,软骨腐蚀,血管翳形成,关节间隙浸润。如此品系小鼠再用胶原免疫或注射抗胶原抗体,可提前发病和增加发病小鼠的比例。

  随着鼠龄增长发生进行性肾小球肾炎,40周所有小鼠发生重症肾小球肾炎。肾内免疫复合物沉积,肾小球肿大,肾小球系膜基质增生。但只要肾功能未损坏,肾小球肾炎具有自限性。

  12~40周小鼠随着年龄增长发生间质性肺炎,重症者肺结构阻塞。巨噬细胞对球蛋白聚集的反应,TNF-α产量增加6.5倍。

  【模型评估和应用】此模型可用于类风湿性关节炎的发病机理、自身免疫病理调节以及类风湿性关节炎药物的药效学研究。此外,还可用于巨噬细胞病理生理、抗体介导的血小板减少症等的研究。

  TNF-α转基因和人IgGFc受体转基因RA小鼠模型模拟了人RA的发病机制而建立起来的,其病理改变类似于RA。但是,人RA是一种系统性自身免疫性疾病,由多基因控制,单个基因的导入也只是部分模拟了人RA的临床表现。

  此外,作为NZB和NZW小鼠的F1代,NZBWF1/ J小鼠也可以自发地发生关节炎,产生类似于人RA的IgM和IgG自身抗体。

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