实验性变态反应性脑脊髓炎(EAE)是一种以特异性致敏的CD4+T细胞介导为主的,以中枢神经系统内小血管周围出现单个核细胞浸润及髓鞘脱失为特征的自身免疫性疾病,是人类多发性硬化(MS)的理想动物模型,由于MS样本不易获取,因此EAE动物模型是研究MS病理过程、发病机制的重要途经,在临床神经免疫学的研究中具有重要意义。
02造模动物选择从鸟类到哺乳类的多种动物如鸡、小鼠、大鼠、豚鼠、家兔、羊、犬、猴等均可成功诱发EAE,但不同种属或同一种属不同品系动物的敏感性有很大差异。动物的种类不同,其受体表达能力不同,对自身抗原的反应性不同,因而对EAE的易感性也不同,因此在选择动物时需要寻找EAE模型的敏感动物。对EAE敏感的动物有Lewis、DA大鼠,PL/J、SJL/J小鼠,Hartley、Strain13豚鼠等,但Lewis、DA大鼠,PL/J、SJL/J小鼠价格昂贵、不易获得、难以饲养,目前多采用Wistar大鼠、C57BL/10J小鼠进行EAE模型诱导,大鼠和小鼠的背景知识及相关试剂全面,遗传学、免疫学等方面的研究深入,且其EAE在临床、病理、免疫及生化改变等方面都与人类脱髓鞘疾病较为相似,因此应用最为广泛。
03建模方法抗原的选择
常用的致敏抗原有髓鞘碱性蛋白(MBP)以及蛋白脂(PLP)等。MBP是髓鞘中抗原性最强的蛋白质,占髓鞘总蛋白的40%,等电点在10以上,是强碱性蛋白质,研究表明MBP可激活体内Th+细胞,使之穿过血脑屏障,攻击自身神经髓鞘的MBP,从而导致中枢神经白质脱髓鞘,引起EAE或MS。PLP是高度疏水的膜蛋白,对PLP不同肽决定簇发生反应的CD4+T细胞能诱导急性、慢性复发型及慢性进展型EAE。在MS患者体内也发现与PLP抗原决定簇发生反应的T细胞。此外,髓寡树突细胞糖蛋白(MOG)、髓碱相关糖蛋白(MAG)等也是很强的抗原,髓鞘素(Myelin)、脊髓组织匀浆(SCH)、脑组织匀浆(BH)等也可作为致敏抗原。
通常不同品种动物对同一抗原的敏感性不同、不同抗原的抗原性也不同,并且不同来源的同一抗原的活性也有明显差异。一般情况下,抗原性强弱依次为豚鼠脊髓大鼠脊髓牛脊髓,脊髓组织脑组织,豚鼠MBP牛MBP。诱导鼠类产生EAE的异种抗原,以新鲜豚鼠脊髓制备的抗原佐剂乳化物为最好。在一定范围内抗原的量和EAE的发病率及发病程度有相关性,注射抗原佐剂乳化物的剂量越大,EAE的发病率越高。
佐剂的选择
提取的抗原需与佐剂混合制成抗原乳剂后才能致敏动物。抗原佐剂为非特异性免疫增强剂,它可改变抗原的物理性状,延长抗原在体内的储留时间,刺激抗原提呈细胞及淋巴细胞,从而增强和扩大免疫应答效果,它还能引起迟发性血脑屏障通透性增加和自身免疫反应。最常用的佐剂为完全弗氏佐剂(CFA),CFA在提高抗体的幅度和持久性方面是当今作用最强的佐剂。国外一般均采用人型结核杆菌(H37Ra)作为弗氏佐剂。不同实验室所用的致敏抗原及佐剂中分枝结核杆菌蛋白浓度有所差别,提高结核杆菌的浓度,可提高EAE的发生率及复发率,但也容易引起注射部位坏死。由于H37Ra在国内不易获得,常采用廉价易得的卡介苗(BCG)来代替。
百日咳杆菌疫苗(BPV)*素能增加血管壁的通透性和血管表面粘附分子的表达,有利于致敏的T细胞透过血脑屏障,攻击神经髓鞘,造成对脑、脊髓组织的免疫损伤。于CFA中加入BPV可明显缩短Wistar大鼠EAE的潜伏期,提高其发病率,加重其临床症状,对EAE有明显的促发作用。在用GPSCH诱导Wistar大鼠EAE的同时,给予BPV可使EAE的潜伏期、发病率、临床症状、体重及病理改变等方面与敏感的Lewis大鼠EAE的上述表现近似。
建模方法
EAE的诱导有主动诱导法和被动诱导法两种。
(1)主动诱导法
将抗原与佐剂的混合乳剂直接注射至动物体内,经过一定时间的潜伏期,诱导EAE的产生。抗原注射部位的不同,可影响EAE的发生率、潜伏期、死亡率及复发率。常用的注射部位有脚垫、颈部及背部(皮下、皮内、肌肉)、腹腔和尾静脉等多种,其中以皮下多点注射及脚垫注射的发病率最高,而颈部注射则有较高的复发率。
(2)被动转移实验
EAE的被动转移实验是研究其发病机制的最直接证据,也是研究EAE的治疗及预防措施的良好模型。将抗原激活的PLP特异性T细胞转输给同一品系的正常大鼠或小鼠,也可引起EAE。MBP特异性自身反应性T细胞在MS的发病机制中也起着关键作用,T细胞必须先在外周活化,通过血管内皮细胞进入CNS才能致病。
症状分级评分
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