前言
炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD) 是一種病因和發(fā)病機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。多因素綜合分析表明:宿主基因導致的遺傳易感、病原體感染造成的腸道微生態(tài)失調、環(huán)境因素(如飲食、季節(jié)、應激等)的綜合作用,導致機體免疫應答的異常,是IBD發(fā)生的重要原因。此觀點成為IBD動物模型建立的理論依據(jù)。UC和CD在病理特點和病變部位等方面既有共性,又各具特點,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,但有時不做嚴格區(qū)分。近年來,我國IBD發(fā)病率有逐漸上升趨勢。長期、反復的慢性腸炎,有可能導致結腸癌的發(fā)生。因此,建立IBD動物模型對于闡明IBD的病因和發(fā)病機制從而達到有效防治的目的,具有重要的現(xiàn)實意義。
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。關于基因修飾模型的原理、特點以及自發(fā)模型的相關知識,在本書總論的相應章節(jié)有詳細敘述。誘發(fā)模型是IBD動物模型的主要來源,也是本節(jié)重點介紹的內容。
基因修飾IBD動物模型包括基因敲除和轉基因模型。由于基因修飾模型技術要求高、喂養(yǎng)及繁殖條件嚴格,目前國內應用于IBD研究相對較少,但是基因修飾模型是有望今后有所突破的研究熱點。下面以T細胞α受體(T cell receptor,TCR-a)基因敲除和白介素7(IL-7)轉基因模型為例,做一簡單介紹。
部分造模方法
使用動物:小鼠
【造模機制】:
TCR是介導T細胞免疫反應的重要受體,參與抗原的識別和遞呈。TCR-a基因敲除(TCR-α-/-)小鼠被廣泛用于研究腸道T細胞與腸道細菌抗原在IBD發(fā)病中的相互作用。
黏膜上皮產生的IL-7對于上皮和黏膜內淋巴細胞的增殖及功能調節(jié)至關重要。IL-7轉基因小鼠過度表達IL-7,使黏膜淋巴細胞大量激活從而對結腸炎起維持作用。
【造模方法】:
通過基因打靶方法改變小鼠胚胎干細胞TCR-α基因的第一個外顯子,產生TCR-α-/-小鼠。TCR-α-/-小鼠在16周時出現(xiàn)結腸炎。
利用轉基因技術將小鼠IL-7cDNA與SRα啟動子連接,將SRα/lL-7DNA片段顯微注入C57BL/6J小鼠的受精卵中,通過對幼鼠的DNA印跡分析,篩選出IL-7轉基因陽性的小鼠,該小鼠在1~3周時可出現(xiàn)結腸炎。
【模型特點】:
TCR-α-/-小鼠的結腸炎表現(xiàn)為持續(xù)性腹瀉,病理可見全結腸肥厚、腸黏膜炎性細胞浸潤、上皮增生、隱窩膿腫或缺失、杯狀細胞減 少,但小腸未受影響。
IL-7轉基因小鼠8~12周齡時出現(xiàn)脫肛和便血,腸固有層彌漫性中性粒細胞、T淋巴細胞和單核細胞浸潤,杯狀細胞減少、隱窩膿腫等。
【模型評估和應用】:
TCR-α-/-小鼠結腸炎的組織病理學和免疫學特征均與UC類似,主要通過Th2機制對腸道抗原(包括正常細菌和食物)產生免疫反應。該模型可為研究UC的免疫學機制提供幫助。
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