摘要
构建一种能同时表现强直性脊柱炎关节病变与慢性肠炎肠道炎症双重表型的共病小鼠模型,为探究强直脊柱炎与慢性肠炎共病的发病机制、筛选针对该共病的治疗药物提供稳定的实验动物模型。
将30只雌性BALB/c小鼠随机分为空白组、单纯强直性脊柱炎(AS)组、AS合并慢性肠炎组。AS合并慢性肠炎组小鼠先采用含有2%葡聚糖硫酸钠(DSS)的饮用水连续喂养1周,再正常饮水喂养2周,如此为1个循环,共进行4个循环,前3个循环采用2% DSS,最后1个循环采用4% DSS;同时分别于造模第0周、第3周、第6周腹腔注射蛋白聚糖PG免疫诱导剂(牛软骨蛋白聚糖与完全弗氏免疫佐剂以1:1体积比混合,给药剂量0.2 mL/20 g),造模周期共12周。单纯AS组仅于造模第0周、第3周、第6周腹腔注射等量蛋白聚糖PG免疫诱导剂,不予DSS处理。空白组分别于造模第0周、第3周、第6周腹腔注射等量生理盐水,不予其他处理。造模后0~20周动态观察小鼠一般情况及疾病活动度(DAI)评分。于造模第20周处死小鼠,行Micro-CT检测骶髂关节影像学改变,HE染色观察结肠组织病理学变化及肠道炎症程度。
(1) 模型小鼠一般情况及DAI评分结果显示:与空白组相比,单纯AS组和AS合并慢性肠炎组小鼠自造模第5周起体质量显著下降(P < 0.05),DAI评分显著增加(P < 0.05);AS组DAI评分于造模第6~9周达峰后趋于稳定,共病组DAI评分呈持续上升趋势,自第9周起显著高于单纯AS组(P < 0.05)。组内变异系数分析显示,两组模型小鼠造模中后期CV值较低,模型一致性与可重复性良好。(2) Micro-CT结果显示:空白组小鼠骶髂关节面未见异常;单纯AS组小鼠骶髂关节面可见骨质侵蚀、硬化,关节间隙狭窄;AS合并慢性肠炎组小鼠在上述改变基础上,还出现关节面毛糙及虫蚀样改变。两组模型小鼠骶髂关节炎发病率均为100%,生存率均为100%。(3) 结肠长度测量显示:与空白组相比,单纯AS组小鼠结肠长度显著增加(P < 0.0001);AS合并慢性肠炎组小鼠结肠长度较空白组及AS组均显著缩短(P < 0.0001)。(4)HE染色结果显示,单纯AS组小鼠可见部分结肠上皮细胞破坏、腺体排列紊乱、隐窝结构破坏、杯状细胞减少、炎性细胞浸润;AS合并慢性肠炎组小鼠结肠上皮结构破坏明显,隐窝结构不同程度破坏,可见炎性细胞浸润。经改进的DSS造模方案(3个2%循环+1个4%循环)处理后,AS合并慢性肠炎组小鼠肠道炎症在造模结束后12~20周观察期内持续存在,未见明显自愈。两组模型小鼠慢性肠炎病理改变发生率均为100%。(5) 模型优化结果显示:采用牛软骨蛋白聚糖作为免疫诱导剂的小鼠中轴关节炎发病率达100%,且炎症表型显著优于VG1(P < 0.05);采用前3个循环2% DSS联合最后1个循环4% DSS的浓度方案,在确保小鼠100%生存率的同时,有效模拟了病情加重过程,避免了传统DSS模型易自愈的缺陷。
采用蛋白聚糖PG免疫诱导联合葡聚糖硫酸钠化学诱导的方法,可成功构建强直性脊柱炎与慢性肠炎共病小鼠模型。该模型同时表现出与人类强直性脊柱炎相似的骶髂关节影像学改变(骨质侵蚀、硬化、关节间隙狭窄、虫蚀样改变),以及与人类慢性肠炎相似的结肠病理学改变(肠上皮破坏、隐窝结构破坏、炎症细胞浸润)。模型构建过程中,前3个循环采用2%葡聚糖硫酸钠、最后1个循环采用4%葡聚糖硫酸钠的浓度方案可确保模型小鼠100%生存率及100%发病率,具有良好的稳定性、可重复性,发病率及生存率均达100%。
