主题:动物模型

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研究多动症的新动物模型

多动症是儿童期最为常见的一种心理行为障碍,已引起了广大家长、老师、医务工作者及全社会的广泛关注。多动症呈慢性过程,症状持续多年,甚至终身存在。约70%的患儿症状会持续到青春期,30%的患儿症状会持续终身。近日,科学家开发出一种能更好研究多动症新的动物模型,这项研究发表在PLoS ONE期刊上。

OHSU和ONPRC科学家Jacob Raber等人研究发现老鼠携带某种突变基因会表现出类似人多动症的症状。科学家们认为这种独特的基因培育出的小鼠可以用来研究多动症。

在这项研究中,特定基因被称为SynCAM1,SynCAM1基因是在神经胶质细胞被发现的。神经胶质细胞也称神经胶质,是广泛分布于中枢神经系统内的,除了神经元以外的所有细胞。具有支持、滋养神经元的作用,也有吸收和调节某些活性物质的功能。胶质细胞虽有突起,但不具轴突,也不产生动作电位。

神经胶质细胞有分裂的能力,还能够吞噬因损伤而解体破碎的神经元,并能修补填充、形成瘢痕。大脑和小脑发育中细胞构筑的形成都有赖胶质细胞作前导,提供原初的框架结构。神经轴突再生过程必须有胶质细胞的导引才能成功。研究人员发现,老鼠携带显性/隐性基因形式是异常活跃的。在休息期间,小鼠表现出活动增强、活动更加频繁。此外,小鼠表现出焦虑程度下降,与确诊患有多动症的儿童相似。

ONPRC的资深科学家Ojeda表示:我们相信,这种动物模型可以更加真实地模仿多动症。

日期:2012年5月24日 - 来自[小儿科]栏目

实验动物为人类“蹚雷”

  小小的药片,在进入人体试验之前,需要在多少只小鼠、猴子身上做实验,这几乎是一个不可能量化的指标。  
  如何对人的生理现象进行研究?如何对疾病机理进行探索?药品毒性是否致命?在众多无法确定人体是否安全的医学实验中,都需要小白鼠、狗、猴子等“挺身而出”;大量药理实验、疾病模型研究中,它们模拟甚至取代了人类的角色,但人们对此知之甚少。  
  为什么需要实验动物  
  “在医学研究中,我们离不开实验动物的帮助。”近日,在第十一次中国科协论坛上,中国医学科学院医学实验动物研究所秦川教授说,实验动物所涉及领域广泛,许多课题的研究离开了实验动物就寸步难行。  
  第三军医大学微生物教研室胡福泉教授说,对癌症的研究,尤其在化学致癌物质、病毒致癌、肿瘤的病毒、免疫、治疗等方面,都需要在动物身上进行,制药工业对实验动物的依赖更为明显。药物的副作用,对生命的影响包括致癌、致病、致畸、致毒、致突变、致残、致命,都要从动物实验中获得结果。  
  忽视动物实验,人类曾有过深刻教训。1962年,西德某药厂生产一种安眠药,没严格做三致(致癌、致畸、致突变)试验,就推广给孕妇使用,一度致畸胎发生率增高。  
  学术界也一样,上世纪80年代,我国一位大学教授去日本交流时,宣读的克山病研究论文引起重视,但当对方了解到所使用的动物来历不清时,则认为其“实验结果的科学性不强”。    
  但动物实验与人体试验结果会不会大相径庭?中国科学院上海巴斯德研究所研究员张岩介绍,拿最常见的小鼠来说,小鼠基因组含有约28000个到30000个基因,约80%的人类基因在小鼠基因组中都能找到结构相似的同源基因。由于其遗传学与免疫学背景清楚,遗传操作技术与手段成熟,小鼠成为构建疾病动物模型的最爱。  
  实验动物福利获关注  
  数月前,北京大学医学部药理学系一堂普通的实验课,因为疑似使用流浪猫做实验而引发公众关注。“流浪猫事件”虽然在校方调查后得到否认,但北京大学医学部不得不发出通知,要求各院系把动物实验上报,学校组织专家逐一论证,以规范、加强动物实验管理。  
  为什么要选择作为宠物饲养的猫?研究人员指出,猫是作为动物瞬膜实验使用的,可以验证降压药的原理及作用机制。该实验可选用猫、狗或兔子,但猫的瞬膜大且反应灵敏,是进行该实验最适合的动物。  
  在医学实验中,狗的使用非常普遍。但不是每一种狗,都适合动物实验。记者了解到,目前国际上主要有小猎兔犬、四系杂交犬、墨西哥无毛犬等实验用狗。其中,小猎兔犬禀性温和,对环境的适应力、抗病力较强、性成熟期早、产仔数多等,被公认为是较理想的实验用家犬,已成为目前实验研究型别中最标准的动物,多用于基础医学研究工作中。在制药工业的各种实验中,使用该种动物也最多。  
  而鲜为人知的墨西哥无毛犬,则可用于粉刺或黑头粉刺等特殊研究。此外,我国有自己独特的犬种,比如华北狗和西北狗广泛用于烧伤等研究。由于两种狗体表面积有很大差异,对烧伤面积的计算具有统计学意义。  
  胡福泉指出,使用狗或者灵长类动物,会面临着不小的动物伦理压力。在国外,一些实验医学机构刻意保持低调,远离公众视线。他说:“从研究角度来说,对与人类更接近的灵长类动物,能不做的实验尽量不要做,能少做的不多做。”  
  在日前召开的第九届中国实验动物科学年会上,广州中医药大学实验动物中心王萧等学者专门撰文呼吁关注动物福利。“谁道群生性命微,一般骨肉一般皮。”王萧说,实验动物福利是国内外近年来讨论的热点,也是一种趋势。目前国内对此关注有限。  
  急需开发多样化动物资源  
  “敏感实验动物和动物模型资源是疾病研究中的瓶颈问题。”秦川说,没有丰富的动物模型资源,就无法针对性选择合适动物模型。  
  近些年来,我国经历了非典、高致病性禽流感、甲型流感、手足口病等新发和再发传染病的疫情。研究人员指出,在非典、流感动物模型构建的过程中,也暴露出我国动物品种品系资源严重缺乏的现状,在20多种实验动物品系中筛选敏感动物,但缺少棉鼠、雪貂等对呼吸道病毒敏感实验动物资源;在制作结核动物模型时,缺少SPF级豚鼠资源;在制作肝炎动物模型时,缺少土拨鼠资源。  
  秦川介绍,到目前为止,没有一种动物模型可以复制出人感染传染病病原体后的所有临床表现,每种动物模型都有其优缺点和使用范围,应该依据研究目的进行选择。  
  秦川举例说,研究艾滋病的黄金模型,主要是用猴模型,但也同样用猫,在国外也建立了猫的免疫缺陷病毒模型。而非典动物模型,目前已建立了恒河猴、食蟹猴等非人灵长类动物模型,同时也建小鼠模型。  
  据了解,美国有各类实验动物26000多种,而我国仅有1000多种。专家担忧,当面临一个完全未知的病原时,我们没有多少敏感实验动物资源可供选择。所以,加快实验动物品种品系建设就显得非常急迫。  
  链接:  
  实验动物,是指由人工饲养、繁育,对其携带的微生物及寄生虫实行控制、遗传背景明确或者来源清楚,而应用于科学研究的动物。  
  实验动物科学,是研究有关实验动物和动物实验的一门新兴科学,主要包括实验动物育种学、实验动物医学、比较医学、实验动物生态学、动物实验技术。
日期:2010年10月14日 - 来自[技术要闻]栏目

我国传染病敏感实验动物资源严重缺乏

        “我们在SARS、流感动物模型构建的过程中,在20多种实验动物品系中筛选敏感动物,但是当时缺少棉鼠、雪貂等对呼吸道病毒敏感实验动物资源;在制作结核动物模型时,缺少SPF级豚鼠资源;在制作肝炎动物模型时,缺少土拨鼠资源。”在近日召开的第十一次中国科协论坛上,中国医学科学院医学实验动物研究所秦川教授,如是描述实验动物研究中的“捉襟见肘”。    
  传染病是人类健康的头号杀手,世界上每年死于传染性疾病的患者在2000万人以上。由于气候、生态环境改变、环境污染、抗生素滥用、抗病害品系等新品系培育、大规模饲养、野生动物开发应用等因素,病原微生物在和宿主协同进化的同时,也因不断适应环境而发生变异。同时,人口密度的不断加大,现代化的交通工具和生活方式也为病原的传播带来便利。资料显示,从上世纪70年代开始,平均每年都发生一个以上的新发传染病。  
  在我国经历了SARS、高致病性禽流感、甲型流感、手足口病等新发和再发传染病的疫情之后,专家发现我国传染病病原敏感实验动物品种品系资源严重缺乏。在这次题为“新发再发传染病与实验动物模型”的论坛上,多位专家表示,目前我国动物模型研究尚难以满足新发再发传染病的应对需求,迫切需要加强研究和储备。  
  实验动物在应对新发再发传染病中具有重要作用。新发传染病病原体的确认、致病机制的研究、治疗方案的评价、药物和疫苗的筛选评价等均离不开标准的动物模型。秦川介绍了用于传染性疾病研究的实验动物和动物模型的资源现状:敏感实验动物和动物模型资源是传染病研究的瓶颈问题;经典的动物模型缺乏比较医学研究,多为单纯感染实验。  
  中国疾病预防控制中心传染病预防控制所徐建国研究员也同样感受到传染病研究中动物模型的缺乏,“预防性和治疗性疫苗免疫目前还受到很大的限制,主要集中在病原生物学特性尚未完全清楚,致病的机制不十分清楚,药物、疫苗筛选在很大程度上缺乏动物模型”。  
  同时,他认为我们对感染性疾病或病原性动物模型的认识,一直存在不足,因此制备的动物模型不规范,针对性不强。他建议进行感染性疾病动物模型的分类,提出疾病动物模型研究、应用的标准化要求,加强感染性疾病动物模型的针对性研究与应用,注重感染性疾病动物模型制备的原则、加强可比性策略研究。  
日期:2010年10月9日 - 来自[流行病与传染病]栏目

中科院生物资源多样性与疾病动物模型学术研讨会在云南召开

中国科学院生物资源多样性与疾病动物模型学术研讨会于7月24日至26日在云南丽江召开。本次会议由中国科学院昆明动物研究所主办,香港中文大学和丽江市人民政府协办,来自香港中文大学、同济大学、中国科学技术大学、中国科学院武汉病毒研究所、安徽大学、昆明医学院、云南中医学院、云南省肿瘤医院和中国科学院昆明动物研究所的五十多位专家学者参加了会议。  
开幕式上,中国科院昆明动物研究所所长张亚平首先代表研究所致辞,热烈欢迎与会专家的到来;紧接着丽江市人民政府副市长张仁彬、香港中文大学生物医学学院院长陈伟仪也分别发表了热情洋溢的讲话。
会议期间,同济大学裴钢院士、中国科学技术大学田志刚教授和孙宝林教授、中国科学院武汉病毒研究所陈新文教授、香港中文大学陈伟仪教授、谭兆祥教授等13位专家以及中国科学院昆明动物研究所遗传资源与进化国家重点实验室及中国科学院动物模型与人类疾病机理重点实验室7位研究员就各自的研究领域做了精彩的学术报告,与会专家紧紧围绕会议主题“生物资源多样性与疾病动物模型”展开了热烈的讨论。本次会议的成功举办,有效地促进了各地专家学者之间的交流与合作。
7月24日,中国科学院动物模型与人类疾病机理重点实验室在云南丽江召开了第一届学术委员会第二次会议。出席会议的学术委员有同济大学裴钢院士、中科院昆明动物研究所张亚平院士、中国科学院武汉病毒研究所陈新文研究员、安徽大学牛立文教授、中国科学技术大学田志刚教授、同济大学丁玉强教授、云南中医学院李玛琳教授、云南省肿瘤医院黄云超教授、中科院昆明动物研究所徐林研究员、郑永唐研究员、姚永刚研究员和张云研究员。中国科学院生物局生物医学处王丽萍处长也应邀出席了该会议。此外,中国科学技术大学孙宝林教授和廉哲雄教授以及中科院动物模型与人类疾病机理重点实验室的赖仞研究员、张华堂研究员、曹毅研究员、梁斌研究员和吕龙宝工程师列席了会议。
学术委员会副主任张云研究员主持了会议并代表学术委员会对各位嘉宾的到来表示热烈的欢迎和诚挚的感谢。随后,中国科学院动物模型与人类疾病机理重点实验室主任徐林研究员从重点实验室的整体情况、研究工作、学科建设和运行管理等方面向与会专家做了详细的汇报,并提出了今后工作的总体规划。接着郑永唐副主任、曹毅研究员、姚永刚研究员和梁斌研究员分别代表重点实验室的4个研究方向汇报了近期研究进展和下一步发展规划。
会上,各位委员及到场专家对报告内容进行了认真的讨论,充分肯定了重点实验室一年来所取得的成绩,并针对重点实验室的学科建设、发展方向、人才引进和管理规划等提出了很好的意见和建议。今后,中国科学院动物模型与人类疾病机理重点实验室将在已有的工作基础上,进一步凝练学科发展方向,加强中青年队伍的培养和引进,力争在优势特色领域取得标志性成果,为人口与健康领域的发展作出更大贡献。
日期:2010年7月29日 - 来自[技术要闻]栏目

生物医学和药物研究动物模型“十二五”规划研讨会

依据中国科学院50年发展路线图,中国科学院人口健康与医药基地委托昆明动物研究所联合该领域有关优势单位,研讨和制定“十二五”生物医学和药物研究动物模型规划,服务于我院重大疾病机理研究和新药研发。研讨会于6月22日在昆明动物所召开,会议由中国科学院动物模型与人类疾病机理重点实验室主办,昆明动物所、中国科技大学、上海药物所、心理所遗传发育所等专家参加了会议。
昆明动物研究所所长张亚平院士首先致辞,希望各位专家站在全院和国际前沿的高度,做好本次规划。重点实验室主任徐林研究员详细介绍了本次会议主要目的和意义,希望能集成中国科学院的整体优势,做好全院“十二五”疾病动物模型研究发展规划。与会专家一致认为,为了更好地服务于疾病机理和新药研发等目的,为了实现重大的标志性成果,动物模型的整体规划需要分为四个层次:第一是创建新型的低等灵长类树鼩模型,并扎实做好树鼩纯品系、遗传、发育、代谢、生理生化、免疫病理、行为药理、疾病模型等基础研究;第二是创建若干高等灵长类猴模型,服务于人类重大疾病的机理研究和新药研发;创建若干新型的低等灵长类树鼩模型,服务于人类重大疾病的机理研究和新药研发,并在全院广泛推广;第三是针对创建的若干灵长类动物模型进行疾病同源性、表象一致性、药物预见性验证研究;第四是利用若干灵长类动物模型,发展疾病的早期诊断、预防、治疗新技术和新途径。
本次研讨会的召开为制定“中国科学院疾病机理和动物模型”‘十二五’规划”方案奠定了工作基础,将对我院生物医药研究产生重要推动作用。
日期:2010年6月27日 - 来自[学术活动]栏目

吴同玉:病证结合动物模型的模式探讨

  目前有关病证结合动物模型的模式多集中于病与证的关节点上,对于其中的“病”,有考虑为西医的“病”,有认为是中医的“病”,然后再结合中医的“证”,但对中医证的模型成功与否则缺乏确切依据。笔者认为,病证结合动物模型应该是现代医学的“病”结合中医的“证”,通过“以方测证”的方式验证中医“证”的成功与否,这在目前比较切实可行。现简述如下。
  1  关于病证结合动物模型的模式
  1.1多因素复合模型
  多因素复合制作病证结合动物模型是指在中医药理论指导下,适当结合现代医学理论与实验动物科学知识,分别(或同时)采用传统中医学病因复制证候动物模型和采用现代医学病因复制疾病动物模型,使模型动物同时具有疾病与证候特征。如采用饥饿、疲劳、寒湿、惊恐、高脂饮食等多因素复合方法复制气虚血瘀证动物模型。此种模式考虑较全面,出发点是中医理论的指导思想,结合各种复合因素制作动物模型,但需要研究的是各种不同成因所致模型证候可能有所差别。
  1.2基于西医“病”的模型动物的宏观体征观察中医的“证”
  对西医疾病模型进行中医辨证以建立病证结合模型是指在西医疾病模型的基础上,不施加人为干预因素,在疾病模型建立过程中或建成后,观察并检测疾病模型是否具备中医证的特点(如寒热、虚实、阴阳、血瘀等),即观察疾病在形成过程中“证”的演变过程及疾病模型成立后表现的中医证型,进而确定某一特定的病证结合模型。然而,由于动物和人之间的差异性,决定了其症状体征的复杂性以及一些重要的体征指标(如舌象、脉象、肤色和情志症状等)难以在动物身上体现和模拟等一系列问题,使动物模型中体现出来的症状和体征多半不具有或不能反映中医证候的属性。因此,宏观体征观察到的征象很难切实运用于传统中医辨 证,操作性不太强。
  1.3从西医病理判断中医的证
  如采用高脂高热量饲料喂养并结合小剂量链脲佐菌素(STZ)腹腔注射的方法制备实验性2型糖尿病大鼠模型,在此模型基础卜.再予强的松龙和肾上腺素注射制备2型糖尿病心血瘀证大鼠模型,从血脂增高、主动脉内壁下层增厚伴前期斑块和红细胞压积偏高和心血管形态学改变认为心血瘀证模型成功。中医的证其实质即疾病的病理,如现代医学的理化检查、病理切片等,目前即使与中医证的相关性不确定,但都在一定程度上反映了中医证的实质。血瘀证的研究目前较多,主要与机体的血液流变学、血管壁等病变密切相关,很多情况下可以作为血瘀的判断指标,但与中医其他证候(如气虚、阳虚、气滞等)相关的理化指标则说服力较小,需要进一步研究。
  1.4在中医“病”的基础上建立中医的“证”
  病证结合模式应该是在中医病的基础上结合中医的“证”,如在临床诊疗中,首先确定中医为何病,然后确定证候类别。如果是动物模型试验,也应该是先建立中医的“病”,然后建立中医的“证”。这种动物模型思路比较倾向于中医,但在动物模型试验方面尚有一定的困难。我们常说的中医疾病如咳嗽、黄疸、胃痛、腹痛等名称,往往是现代医学的症状。“症状(症)”是人体在疾病状态下发出的信息;“证候”是疾病在瞬间的症状总和,是信息群;“证”是由证候归纳总结出来的对疾病过程中所处阶段的病位、病性、病因和病势等的病理性概括;而“病”则是症状和证候的主体,体现疾病全过程的特点和规律。由于中医的病名很多情况下很难体现疾病的全过程和规律,因此,病证结合模型如果在中医“病”的基础上结合中医的“证”似乎略有不妥。
  1.5在中医“证”的基础上建立西医的“病”
  即用传统的中医理论为指导,运用中医特有的六淫、饮食、情志、劳倦等为致病因素建立符合中医病因的证候模型,然后予以药物、手术等方法建立西医病毒模型。如以过食酸味法建立脾气虚证动物模型,并在此基础上连续灌胃2一乙基亚硝胺120 d,可以建立脾虚胃癌病证结合动物模型。此种模型~方面继承了中医的思路,另一方面注重对现代医学疾病的认识。其实,运用传统病因致病建立证候模型,模型成立时疾病也出现了,再运用西药造疾病模型,新的证候又出现,因此,无法确保“证”的重复再现。
  1.6方证对应模式
  尽管可以常用方、古方、效方、名方、经方等为研究对象,综合运用当代生物学、数学、化学、物理学和信息科学等最新进展提供的新理论、新技术及新方法,研究各方剂与证候之间的对应关系,从证候与方剂的“方证对应”关系来揭示证候的实质和方剂。但有学者认为上述方法仍然存在问题,如温阳法、补脾气法、滋阴法等均可使阳虚的指标得到不同程度的纠正。其结果可能会出现这样一种情况,即一个辨证具有上述外观表现的动物,通过助阳药验证,得出结论为肾阳虚模型,而实际上这是一个脾阳虚模型或脾气虚模型。中医传统的经典方剂是为相应的证候类型而设,如肾阴虚运用六味地黄丸、心脾血虚运用归脾汤等,方证对应是中医诊治疾患的基础,至于复方中药的复杂成分机理亦有待于未来详细研究。

  2关于病证结合中“病”的认识
  目前对病证结合中“病”的认识大致有两种倾向,即大多数学者认为是现代医学的“病”,部分学者认为应该是中医的“病”。现代医学对疾病的认识较为客观、全面,能够从总体上把握疾病的特点和规律;而中医的疾病名称很多情况下与现代医学的症状名称相同,难以从整体上掌握疾病的特征。对此,笔者亦首肯应该是现代医学的“病”结合中医的“证”。现代医学对疾病的认识相比中医学更为微观,其主要是从病理变化特点上研究,而中医学主要是从宏观表象上阐述,两者侧重点不同。而要进行病证结合模型研究,应该利用已有现代医学“病”的模型结合中医的“证”较为合适。证是病变的瞬间病理特征,其本质就是与之相关的病理过程所包含的机能、代谢和形态结构的异常变化。以“病理过程与证结合”作为“中西医结合点”,是中西医结合研究思路与方法学的合理选择,并且有可能推动中西医结合在理论研究上的创新与突破㈨。
  3关于病证结合动物模式的认识
  中医证候研究迄今尚未取得令人满意的突破,其中一个非常关键因素是证候研究缺乏从基础到临床的重要桥梁——动物模型。目前,全面正确采集模型动物的证候特征,模拟人类进行辨证分析的可能性较小,更何况动物的语言、情绪表达、内心感受等难以人为揣测。因此,笔者认为,建立病证结合的动物模型,利用以方测证的方法,通过传统中药的验证性治疗,反推模型动物的中医证的实质,可能较为合适。尽管中药以方测证存在片面性,如温阳法、补脾气法、滋阴法等均可使阳虚的指标得到不同程度的纠正,但如果进一步深入研究,应该会发现,温阳法、补脾气法、滋阴法在纠正阳虚指标的同时,还会有其他各自不同的特征,如温阳法着重点在肾、补脾气法着重点在脾、滋阴法着重点在肺等,这与中药的多靶点效应关系非常密切。但传统中药所特有的归经属性,表明某味中药对人体某些特别部位具有优先和特别的效果,则需要花大量的时间和精力去研究,设立严密的实验条件,综合考虑各种复杂的因素,以最终验证性判断模型的证候类别。
  4结语
  病证结合的临床研究已经成为重要的中西医结合医学理论基础,对临床研究及治疗具有重要的指导作用,并被广大中西医结合工作者广泛地应用于临床实践,是中西两种医学在理论层面结合的范例,也是构建中西医结合医学理论体系的重要组成之一。但病证结合的动物模型仍需要进一步研究和探讨,其成功的研制将对中医学和现代医学的发展起巨大的推动作用。

日期:2010年3月24日 - 来自[中医中药]栏目

变应性接触性皮炎动物模型的研究进展

【摘要】    变应性接触性皮炎(ACD)是迟发型变态反应引起的炎症性皮肤病,涉及多种炎症介质和瘙痒介质。ACD的发生机制及其免疫反应机制在国内外已有较多的研究,但有关ACD伴发的瘙痒机制研究甚少,瘙痒介质也不明确。评价ACD的方法有多种,可归纳为炎症评价和瘙痒评价。目前公认的被用于评价实验动物瘙痒程度和作为临床观察瘙痒的客观指标为动物的搔抓行为。

【关键词】  变应性接触性皮炎;动物模型;炎症;瘙痒

  Advance in the research of allergic contact dermatitis animal model. 

  CHEN Lei, FAN Yi-ming.

  Affiliated Hospital of Guangdong Medical College, Zhanjiang 524023, Guangdong, P. R.China

    Abstract:Allergic contact dermatitis (ACD) is an inflammatory dermatologic disease induced by delayed type allergy. It refers to many kinds of mediators of inflammation and itch. There are many researches about the mechanism of development and immunological reaction of ACD, but there is very few researches on the mechanism of itch that accompanied by ACD, and the mediators of itch are not clearly. There are many evaluation methods of ACD, which can be inducted as inflammation and itch. To date the generally accepted objective index used to evaluate degree of animal itch and to observe itch is scratching.

    Key words:Allergic contact dermatitis; Animal model; Inflammation; Itch

    变应性接触性皮炎(Allergic contact dermatitis, ACD)是皮肤或粘膜接触致敏物后,由T细胞介导的迟发型变态反应引起的炎症性皮肤病,多形性皮疹、剧烈瘙痒、易于复发是其临床特征。ACD的发病和瘙痒机制尚未明确,目前常用的抗组胺药和抗5-羟色胺(5-hydroxytryptamine, 5-HT)药无确切疗效。动物模型的建立对于阐明ACD的发病和瘙痒机制、观察药物疗效和开发新型止痒药物具有重要意义。

  1  ACD模型的建立

  1.1  实验动物 

  目前已用于制作ACD模型的动物有啮齿动物(小鼠、大鼠、豚鼠)、猪、狗。因啮齿动物具有对致敏物的敏感程度高、繁殖力强及便于饲养等优点,故在ACD模型中使用较多,特别是小鼠最为常用[1~5]。

  1.2 半抗原 

  二硝基氟苯(Dinitrofluorobenzene, DNFB)、二硝基氯苯、三硝基氯苯(Trinitrochlorobenzene, TNCB)、荧光素-5-异硫氰酸盐、三氯乙烯、甲苯二异氰酸酯(Toluene-2,4-diisocyanate, TDI)等为常用的半抗原,其中DNFB应用较多[1~3,5]。

  1.3 方法 

  制作ACD动物模型包括致敏期和激发期,即先外用半抗原致敏,数天或数周后再外用同一半抗原激发,靶部位多数选择耳廓或背部皮肤。目前最常用动物模型是在实验第1、2d腹部外涂0.5%DNFB致敏,第6d耳廓或项背部外涂0.2%DNFB激发[1~3,5]。

  2 ACD的发病机制

  2.1 免疫学机制 

  引起ACD的致敏物多属半抗原,需与表皮细胞的载体蛋白结合而形成全抗原,表皮内朗格汉斯细胞摄取、加工抗原后移行至局部淋巴结,再将抗原提呈给T淋巴细胞;致敏的T淋巴细胞转化为淋巴母细胞,再增殖、分化为记忆和效应T淋巴细胞,通过血液循环到达全身各处;这一过程称为致敏期或诱导期,约需4~7d完成。当致敏个体再次接触同一致敏物,一般在24~48h内即可进入激发期或效应期,此时致敏物仍需先形成全抗原,再与已致敏T淋巴细胞结合及相互作用,使效应T淋巴细胞释放多种淋巴因子,激发局部炎症反应[6]。

  2.2 炎症介质

  2.2.1 神经肽 

  P物质(Substance P, SP)、神经激肽A(Neurokinin A, NKA)、降钙素基因相关肽(Calcitonin gene related peptide, CGRP)等神经肽参与速发型和迟发型皮肤超敏反应的调节。SP可通过舒张血管、增加血浆外渗及诱导淋巴细胞浸润而加重ACD[7,8],SP 激动剂和拮抗剂分别增强和抑制皮肤细胞免疫应答[1]。皮内注射spantide-NK1受体(SP的主要受体)拮抗剂可抑制ACD小鼠的局部炎症反应,这种抑制效应呈剂量依赖性[9]。与正常小鼠相比,NK1受体缺陷小鼠的ACD反应明显减弱,皮肤仅见轻微水肿,白细胞浸润程度降低50%[1]。噁唑酮激发后24h,小鼠皮损区SP阳性神经纤维数比对照组小鼠明显增多[11]。

    Scholzen等[1]在C57BL/6J小鼠的ACD模型中,发现SP和NK受体在维持完整的免疫应答中起着不可或缺的作用;SP和NK1受体增强或促进ACD免疫应答,而NKA和NK2受体作用相反。NKA可诱导产生超氧负离子,增强T细胞增殖和中性粒细胞粘连;NKA也可诱导一氧化氮合酶表达和促进一氧化氮释放,抑制ACD的炎症反应[1]。CGRP的作用与NKA相似,对速发型和迟发型超敏反应均有较强的抑制作用[1]。

  2.2.2 细胞因子 

  局部表达的细胞因子在调节组织炎症反应过程中起着至关重要的作用。在接触性致敏过程中,白介素-1(IL-1)在朗格汉斯细胞的活化、迁移和抗原提呈中起重要作用,皮内注射IL-1可诱发ACD样皮肤反应[12,13]。Nagai等[14]在用DNFB建立的转基因小鼠ACD模型中,发现皮肤炎症反应的发生、发展与IL-5 mRNA表达上调及血清IgE水平升高有关。Plitz等[15]发现IL-18通过增加微血管通透性而加重炎症反应;在用DNFB建立的C57BL/6小鼠ACD模型中,应用IL-18结合蛋白可减少靶部位T细胞浸润及干扰素-γ(IFN-γ)的产生,从而抑制炎症反应。在TNCB诱导的ACD模型中,系统性应用IL-4可使Th1型反应转变为Th2型反应,并可长时间保护接触部位皮肤,使其免受炎症性损伤,推测IL-4是终止而不是诱导ACD发生。在TNCB或DNFB诱导的小鼠ACD模型中,IFN-γ mRNA在激发后12h时已经产生,18h达到高峰;IL-4 mRNA在整个过程中未被检测到,但系统性应用IL-4可明显降低IFN-γ的峰值,提示IL-4在ACD的发生、发展中起抑制作用[10,16]。

  2.2.3 其他 

  血管紧张素转化酶(Angiotensin-converting enzyme, ACE)通过降解SP及SP诱导产生的缓激肽调节皮肤炎症反应。在啮齿动物ACD模型中,ACE缺陷型小鼠与野生型小鼠相比,前者因SP和缓激肽过度释放,炎症反应如耳部肿胀程度及炎症细胞浸润程度等比后者明显,后者应用ACE拮抗剂可产生类似前者反应,由此可见ACE在ACD的发生、发展中起着重要作用[2]。位于细胞表面的中性肽链内切酶(Neutral endopeptidase, NEP)是降解SP的主要物质,NEP缺陷型ACD小鼠与野生型ACD小鼠相比,前者耳部肿胀程度比后者超出2.5倍,并伴有明显的血浆渗出及炎细胞浸润,此反应可在应用NK1受体拮抗剂后或在激发前3d及激发后局部反复使用辣椒辣素后所抑制,野生型ACD小鼠则在应用NEP拮抗剂后ACD反应增强,提示NEP与皮肤中的神经肽在ACD的发病机制中起着重要作用[3]。

  3 ACD的瘙痒介质

    利用半抗原建立ACD模型已有数十年历史,但以往的研究多数集中在ACD的发病机制、免疫反应和药效学方面,有关ACD伴发瘙痒机制研究甚少,瘙痒介质也不明确。非镇静型H1、5-HT1/2受体拮抗剂不能减少TDI诱导的ACD小鼠的搔抓次数[4],5-HT2、5-HT3受体拮抗剂对DNFB诱导的ACD大鼠搔抓行为也无影响[18],推测组胺和5-HT可能在ACD瘙痒中不起主要作用。
   
  人类和小鼠皮内注射SP可诱导局部皮肤瘙痒[19],肥大细胞缺陷型小鼠皮内注射SP也可诱发瘙痒反应[20]。SP诱导的小鼠瘙痒反应可被NK1受体拮抗剂抑制,但不受NK2、NK3受体拮抗剂的影响[20]。SP可能通过两种机制引起瘙痒:一是通过激活传导痒觉的无髓C纤维上的NK1受体而直接引起瘙痒[21],二是通过促进肥大细胞和角质形成细胞(KC)释放瘙痒介质而间接引起瘙痒[22~25]。SP可通过激活肥大细胞表面的NK1受体或直接与G蛋白结合引起脱粒和组胺释放[22],也可激活KC表面的NK1受体而促进白三烯B4(LTB4)释放或NO合成,从而引起或增强瘙痒[23~25]。NK1受体拮抗剂能抑制小鼠ACD的发生[9],推测SP可能是ACD瘙痒的重要介质之一。

    另一可能参与ACD的瘙痒介质为LTB4。SP可诱发皮肤花生四烯酸级联反应,小鼠皮内注射SP后皮肤LTB4和前列腺素E2含量均升高。Andoh等[24]发现,LTB4受体拮抗剂可显著抑制SP诱发的瘙痒反应。皮内注射LTB44 0.03nmol诱发的小鼠搔抓次数与SP 100nmol者相同。NK1受体拮抗剂可抑制SP诱导的皮肤LTB4明显增加和前列腺素E2轻微增加,且SP可使小鼠KC内Ca2+浓度增多。这些结果提示LTB4在SP诱发的小鼠瘙痒中起重要作用,而KC是皮内注射SP后LTB4的主要来源。目前的观点认为,SP与KC上的NK1受体结合,激活花生四烯酸级联反应生成LTB4,再由LTB4致痒[24]。

  4  ACD模型炎症程度及抗炎药物疗效的评价

  4.1  耳廓皮损严重程度的评价 

  以耳廓为靶部位的ACD模型通常按双耳廓红斑、水肿及渗出程度分别分度和计分,并用测厚规分别测量激发前后双耳廓厚度,观察完毕处死动物切取耳廓称重,测定皮肤炎症肿胀程度。皮肤肿胀度(%)=(炎症皮肤重量-健康皮肤重量)/健康皮肤重量×100%[4,5]。

  4.2 背部皮损严重程度的评价 

  以背部为靶部位的ACD模型测定背部皮肤肿胀程度。与以耳廓为靶部位的ACD模型相比,以背部为靶部位的模型具有肿胀程度高、易于用肉眼观察或触摸判断肿胀程度的优点[5]。

  4.3 组织病理学与免疫病理学检查 

  活检标本用HE染色、免疫组织化学或免疫荧光方法观察表皮增生、真皮水肿、炎症细胞浸润、神经纤维变性、胶原纤维变性、神经肽及其受体的表达等,计算单位面积中浸润炎症细胞的数量[2,3,5]。

  4.4 分子生物学方法 

  除上述方法外,还可用ELISA、RT-PCR技术、蛋白印迹技术、皮肤微量渗析法等对皮损内表达的炎症介质、受体、酶及细胞因子等进行定量或半定量检测[24]。

  5 ACD模型瘙痒程度的评价

    瘙痒是ACD的主要症状。瘙痒作为一种主观感觉,长期以来无法对其进行客观评价,发生机制尚未完全阐明,目前公认的用于评价实验动物瘙痒程度和作为临床观察瘙痒的客观指标为动物的搔抓行为。1次搔抓是指啮齿动物后爪对涂药部位或注射部位的1次或连续多次搔抓,后爪落地或被舔吃撕咬时代表本次搔抓活动的结束,前肢的活动以及后爪对面、耳、腹部等处的搔抓则不作统计[4]。

    尽管很难确定啮齿动物的搔抓行为是由瘙痒、疼痛或其他感觉所致,但明确搔抓性质是瘙痒模型研究的关键。在TDI诱导的小鼠ACD模型中,作为判断炎症程度的水肿和搔抓反应的时程曲线呈非同步变化,皮下注射阿片受体拮抗剂纳洛酮显著抑制了ACD小鼠的搔抓行为但不减轻水肿程度。鉴于纳洛酮增强而非抑制疼痛反应行为,故可排除ACD小鼠搔抓行为源于痛觉,推测搔抓行为源于痒感而与水肿关系不大[4]。

  6 小结
    
  ACD是以皮肤瘙痒为主要症状的炎症性皮肤病,其发生、发展与许多炎症介质和瘙痒介质有关。建立ACD动物模型,评价其瘙痒程度和检测皮损中各种炎症介质或瘙痒介质,对于阐明ACD瘙痒的发生机制、止痒药物的选择和开发新型止痒药物具有重要意义。目前,用DNFB建立的小鼠ACD模型已成为研究迟发型变态反应的经典模型,但有关ACD伴发瘙痒的机制还有待进一步探讨。

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作者单位:广东医学院附属医院皮肤性病科,广东 湛江 524023.

日期:2010年1月13日 - 来自[2008年第8卷第4期]栏目

上海生科院召开动物模型与免疫学专题研讨会

9月29日—30日,上海生科院召开了生科院发展战略研讨会的第二次专题会议-“动物模型与免疫学专题研讨会”。生科院各研究所(中心)从事动物模型与免疫学相关研究工作的课题组长约40余人参加了会议。
生科院发展战略研究中心主任林其谁院士在致辞中首先指出,动物模型与免疫学对生科院的发展都是非常关键的。在生科院建立比较完整的动物模型体系,对于不同学科、不同阶段的深入研究将非常有利。近几年免疫学的发展非常快、研究内容越来越广泛和深入,是生命科学新的成长点。希望此次战略研讨会能够促进生科院在免疫学领域的相关研究迈上一个新台阶。
生化与细胞研究所的惠利健研究员、神经科学研究所的孙强研究员、健康科学研究所刘廷析研究员、营养科学研究所的陈雁研究员和巴斯德研究所的张岩研究员分别就动物模型的研究工作做了相关主题报告。生化与细胞研究所的刘小龙研究员、健康科学研究所的张雁云研究员和巴斯德研究所的李斌研究员则针对免疫学研究进展情况作了相关主题报告。会议就生科院在动物模型和免疫学研究的总体发展规划方面展开了热烈的讨论。与会专家希望在生科院层面上建立系统的模式动物平台体系,完善平台的公共管理,实现实验模式动物的标准化,提升生科院基础研究的层次。建议利用动物中心的资源优势,为生科院各研究所的科研工作提供服务。在免疫学研究方面,专家们强调免疫学的研究要与临床相结合,生科院既要形成合力,发挥整合优势,同时,各研究所又要保持各自的研究特点。
在听取专家的报告后,陈晓亚院长作了重要讲话。他指出动物模型和免疫学都是生科院重要的研究内容。他特别强调生科院既要加强模式动物研究队伍的建设,更要增强服务意识,为研究所的发展做好服务工作。他指出生科院的战略研讨工作要根据国家的需要,社会经济的需求,以及学科发展的方向,结合科学家创新的思维来确定战略方向。
李林副院长在会议总结中提出,此次战略研讨会后,要组成相关的学科兴趣小组,经常组织学术活动,加强各研究所之间的交流。各兴趣小组在进一步研讨的基础上,撰写相关学科发展规划建议的书面报告,为生科院及中科院“十二五”规划的制定提供依据。
日期:2009年10月13日 - 来自[学术活动]栏目
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