前言
炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD) 是一種病因和發(fā)病機(jī)制仍不十分清楚的胃腸道慢性非特異性炎癥性疾病,包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)和克羅恩病(Crohn disease,CD)。IBD臨床表現(xiàn)為急性發(fā)作與緩解相交替,病程遷延反復(fù)。多因素綜合分析表明:宿主基因?qū)е碌倪z傳易感、病原體感染造成的腸道微生態(tài)失調(diào)、環(huán)境因素(如飲食、季節(jié)、應(yīng)激等)的綜合作用,導(dǎo)致機(jī)體免疫應(yīng)答的異常,是IBD發(fā)生的重要原因。此觀點(diǎn)成為IBD動(dòng)物模型建立的理論依據(jù)。UC和CD在病理特點(diǎn)和病變部位等方面既有共性,又各具特點(diǎn),但在發(fā)病誘因、臨床表現(xiàn)和治療原則上又基本相同。在模型制備上了以UC多見(jiàn),但有時(shí)不做嚴(yán)格區(qū)分。近年來(lái),我國(guó)IBD發(fā)病率有逐漸上升趨勢(shì)。長(zhǎng)期、反復(fù)的慢性腸炎,有可能導(dǎo)致結(jié)腸癌的發(fā)生。因此,建立IBD動(dòng)物模型對(duì)于闡明IBD的病因和發(fā)病機(jī)制從而達(dá)到有效防治的目的,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
迄今已有的lBD模型大致分為自發(fā)模型、誘發(fā)模型和基因修飾模型。關(guān)于基因修飾模型的原理、特點(diǎn)以及自發(fā)模型的相關(guān)知識(shí),在本書總論的相應(yīng)章節(jié)有詳細(xì)敘述。誘發(fā)模型是IBD動(dòng)物模型的主要來(lái)源,也是本節(jié)重點(diǎn)介紹的內(nèi)容。
基因修飾IBD動(dòng)物模型包括基因敲除和轉(zhuǎn)基因模型。由于基因修飾模型技術(shù)要求高、喂養(yǎng)及繁殖條件嚴(yán)格,目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用于IBD研究相對(duì)較少,但是基因修飾模型是有望今后有所突破的研究熱點(diǎn)。下面以T細(xì)胞α受體(T cell receptor,TCR-a)基因敲除和白介素7(IL-7)轉(zhuǎn)基因模型為例,做一簡(jiǎn)單介紹。
部分造模方法
使用動(dòng)物:小鼠
【造模機(jī)制】:
TCR是介導(dǎo)T細(xì)胞免疫反應(yīng)的重要受體,參與抗原的識(shí)別和遞呈。TCR-a基因敲除(TCR-α-/-)小鼠被廣泛用于研究腸道T細(xì)胞與腸道細(xì)菌抗原在IBD發(fā)病中的相互作用。
黏膜上皮產(chǎn)生的IL-7對(duì)于上皮和黏膜內(nèi)淋巴細(xì)胞的增殖及功能調(diào)節(jié)至關(guān)重要。IL-7轉(zhuǎn)基因小鼠過(guò)度表達(dá)IL-7,使黏膜淋巴細(xì)胞大量激活從而對(duì)結(jié)腸炎起維持作用。
【造模方法】:
通過(guò)基因打靶方法改變小鼠胚胎干細(xì)胞TCR-α基因的第一個(gè)外顯子,產(chǎn)生TCR-α-/-小鼠。TCR-α-/-小鼠在16周時(shí)出現(xiàn)結(jié)腸炎。
利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將小鼠IL-7cDNA與SRα啟動(dòng)子連接,將SRα/lL-7DNA片段顯微注入C57BL/6J小鼠的受精卵中,通過(guò)對(duì)幼鼠的DNA印跡分析,篩選出IL-7轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性的小鼠,該小鼠在1~3周時(shí)可出現(xiàn)結(jié)腸炎。
【模型特點(diǎn)】:
TCR-α-/-小鼠的結(jié)腸炎表現(xiàn)為持續(xù)性腹瀉,病理可見(jiàn)全結(jié)腸肥厚、腸黏膜炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、上皮增生、隱窩膿腫或缺失、杯狀細(xì)胞減 少,但小腸未受影響。
IL-7轉(zhuǎn)基因小鼠8~12周齡時(shí)出現(xiàn)脫肛和便血,腸固有層彌漫性中性粒細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞浸潤(rùn),杯狀細(xì)胞減少、隱窩膿腫等。
【模型評(píng)估和應(yīng)用】:
TCR-α-/-小鼠結(jié)腸炎的組織病理學(xué)和免疫學(xué)特征均與UC類似,主要通過(guò)Th2機(jī)制對(duì)腸道抗原(包括正常細(xì)菌和食物)產(chǎn)生免疫反應(yīng)。該模型可為研究UC的免疫學(xué)機(jī)制提供幫助。
參考文獻(xiàn):
1.王群英,陳村龍,王繼德,等.葡聚糖硫酸鈉致潰瘍性結(jié)腸炎小鼠模型的建立.第一軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,22 (7):608-610
2.林平,肖蘭,周婷,等DNCB所致小鼠結(jié)腸炎與LMIF的關(guān)系.中國(guó)病理生理雜志,2004,20(10): 1778-1782
3.Glick ME, Falchuk ZM. Dinilrochlorobenzene-induced colitis in the guinea-pig:studies of colonic lamina propria lymphocytes. Gut, 1981,22(2): 120-125
4.Madara JL,Podolsky DK,King NW,el al. Characterization of spontaneous colitis in Cotton-Top Tamarin (Saguinus Oedipus) and its response to sulfasalazine. Gastroenterology,1985, 88 (1 Pt 1): 13-19
5.Mombaerts P, Mizoguchi E, Grusby MJ, et al. Spontaneous development of inflammatory bowel disease in T cell receptor mutant mice. Cell, 1993, 75 (2): 274-282
6.Rabin BS, Rogers SJ. A cell-mediated immune model of inflammatory bowel disease in the rabbit. Gastroenterology, 1978,75 (1) 29-33
7.Sundberg JP, Elson CO, Bedigian H,et al. Spontaneous,heritable colitis in a new suhstrait of C3H/HeJ mice. Gastroenterology,1994,107 (6): 1726-1735
8.Thippeswamy BS,Mahendran S,Biradar MI,et al. Protective effect of embelin against acetic acid induced ulcerativecolitis in rats. Eur J Pharmacol, 2011, 654 (1): 100-105
9.Watanabe M, Ueno Y, Yajima T, et al. Interleukin 7 transgenic mice develop chronic colitis with decreased interleukin 7 protein accumulation in the colonic mucosa. J Exp Med, 1998, 187 (3):389-402
10.張淑芳,吳小平,盧放根. 慢性應(yīng)激對(duì)小鼠潰瘍性結(jié)腸炎的影響.國(guó)際消化病雜志,2008,28 (6):520-523
11.Hodgson HJF, Potter BJ,Skinner J, et al. immune-complex mediated colitis in rabbits-An experimental model. Gut, 1978, 19(3):225-232