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类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种慢性炎症性关节疾病，是一种常见的自身免疫性疾病，表现为持续性滑膜炎、全身性炎症，伴有骨骼和软骨侵蚀，最终可导致关节强直和畸形，致残率高，可发于任何年龄。 目前，对于RA的发病原因和发病机制尚未完全明确，还没有十分有效的靶向治疗药物。构建合适的尤其是与人RA发病相似的动物模型在研究RA的发病机制和临床治疗方面具有十分重要的意义。 近年来，人们对于关节炎动物模型的研究逐渐增多，模型构建方法也从诱导型发展至基因工程修饰的小鼠动物品系。今天小编就带大家一起了解一下有关类风湿关节炎的不同动物模型。
(图片来源于网络) RA的动物模型有诱发性动物模型和转基因动物模型2类，以诱发性动物模型使用最普遍。 一、诱发性RA动物模型至今为止在RA研究上，诱发性动物模型应用最广。它不仅可用啮齿类动物制作，亦可用兔、犬和猴。 （1）佐剂诱导模型(adjuvant induced Arthritis，AIA)AA模型是一种经典的类风湿关节炎造模方法，最广泛使用的大鼠RA模型。使用弗氏佐剂单次皮下注射可诱导Wistar大鼠发生关节炎，并且多次注射发病率高于单次注射。 造模机制：基于抗原模拟机制，位于结核杆菌的一个蛋白分子与关节滑膜上的一个糖蛋白分子结构相似，可以被同一株T细胞克隆所识别，从而诱发针对关节的免疫反应。 建立该模型时，将乳化好的完全佐剂注入动物足跖皮下，注射部位将首先出现红肿等炎症表现，并逐渐扩展到足垫、全足，对侧足关节出现肿胀等继发病变，并不断加重。动物耳朵和尾根部出现与人RA类似的结节，关节及其周围软组织发炎，滑骨增生，软骨损伤，关节间隙变窄出现粘连，最终形成不可逆的关节形变导致其功能受损。 完全弗氏佐剂可免疫多种动物，复制AIA模型成模率高，耗费少，方法简单易行，临床表现、病理学及免疫学特点与人类RA有很多相似之处，被广泛应用于研究RA发病和寻找新的治疗方法。 但AIA模型缺乏人类RA的慢性病理发展过程，病变具有一定的自限性，另外，大、小鼠发病情况也存在种间差异，单独使用AIA大鼠作为研究RA的模型有一定局限性。
(https:///10.1016/j.dcmed.2021.12.002)（2）胶原诱导模型（collagen-induced arthritis，CIA）20世纪70年代Trentham等首次建立胶原诱导性关节炎动物模型。通过背部皮下注射II型胶原与完全或不完全弗氏佐剂混合物，可诱导10-24周龄大的远系杂交Wistar雌鼠、SD大鼠、近交系Wistar-Lewis大鼠发生关节炎。 造模机制：胶原蛋白（collagen)是一类具有活跃生物功能的细胞外间质成分，分为I型、II型和Ⅲ型。I型和Ⅲ型胶原存在于皮肤和一些器官的间质中，而II型胶原大量存在于关节软骨中。 用异源性II型胶原免疫动物，可诱导体内产生关节炎性质的自身免疫性反应，诱导产生关节炎，并在体内形成II型胶原的抗体，导致持续性炎症反应，出现关节红肿、滑膜增生、炎性细胞浸润、血管翳形成、关节及周围软骨坏损。利用该方法建模的动物多为大鼠和小鼠。 CIA的关节炎发病率比单独使用弗氏完全佐剂注射于动物足底皮下要显著提高，且CIA模型与人类RA的病情发展和临床表现更相似，是目前公认的RA最佳模型，常应用于免疫学、治疗效果评价及药物筛选等方面的研究中。 但是，在同种属同周龄相同诱发因素和生活环境下，发病时间相差很大，临床表现轻重不一；并且CIA模型不会出现病情波动和复发的情况，没有出现RA的皮下结节、浆膜炎、血管炎等表型。
(https:///10.1016/j.dcmed.2021.12.002)（3）II型胶原抗体诱导模型（Collagen-antibody-inducedarthritis，CAIA）CAIA属于CIA模型的扩展，该模型通过注射II型胶原抗体诱导关节炎的发生，发病部位出现大量的中性粒细胞浸润，并伴随关节及周围软骨的损坏，血管翳的形成以及纤维蛋白的沉积，后期可以注射脂多糖增加疾病的发生率和严重程度。此模型易感品系为C57BL/6小鼠。 该造模方法在短时间内快速发病，发病率、可重复性及稳定性较高，可用来研究基因、年龄、性别以及效应细胞在关节炎终末阶段发病机制中的影响。 但有研究表明，CAIA模型的建立与某些类群的T细胞、B细胞无关，与人类RA的病理机制存在一定的差异。并且造模所需试剂昂贵，造模成本偏高。
(https:///10.1016/j.dcmed.2021.12.002) （4）卵清蛋白诱导模型（Ovalbumin，OVA）卵清蛋白诱导的关节炎模型是1962年Dumonde和Glynn以家兔为实验载体，首先建立的一种可持续数月的迟发性变态反应性RA动物模型，其炎症反应与抗原的颗粒性、不溶性等因素相关，成模率可达100%。 造模机制：卵蛋白（albumen)是异种蛋白，用卵蛋白免疫动物，使动物机体产生针对卵蛋白免疫反应。在关节腔内注入卵蛋白，使针对卵蛋白的抗体与卵蛋白结合，并激活补体，导致免疫复合物沉积在关节腔内，使滑膜炎持续存在，滑膜增生，血管翳形成，进而产生关节及周围软骨坏损。 该模型发病率高，卵蛋白诱发的关节炎模型病理改变明显，且炎症持续时间久，在兔、羊等动物上复制，而且不需要使用近交系动物，炎症的发生易于复制，且关节相对较大，适合需观察较大病变关节的研究，对于指导好发部位的无创治疗很有意义，其病理改变、对抗风湿和抗炎药物的反应性也与人类RA相似，比较适用于类风湿关节炎的治疗研究。 但是该模型的免疫学指标（如抗体的表达等）与人体相比有一定的差异。
(图片来源于网络)（5）其他①酵母聚糖A诱导模型：酵母多糖诱导的关节炎模型最早由Keystoo于1977年提出，由关节腔内注射酵母聚糖诱导产生。可以作为研究先天性免疫反应的模型，但该模型关节腔内注射难度较大，构建对技术要求较高，因此并不十分常用。 ②链球菌细胞壁诱导模型：将A群链球菌与其他细菌的肽聚糖-多聚糖混合液，注射于大鼠腹腔内，24 h后即可出现明显的急性关节炎症状，诱导后期可演变成长期慢性关节炎，可用于研究免疫细胞炎症机制。 ③软骨低聚体基质蛋白(COMP)诱导模型：COMP 是一种软骨特异性分子，可在几种大鼠以及小鼠品系中诱发急性和自限性关节炎。COMP诱导的关节炎发病较AA要快，起病急，病程短，虽然其外周关节病变在临床上与RA相似，但但该模型稳定性差，不产生永久的关节破坏。 中洪博元类风湿关节炎模型产品：
二、转基因动物模型小鼠在经过一定的基因修饰后可以自发形成关节炎。常用的转基因小鼠模型有K/B×N模型、人TNF-α转基因模型、IL-1Ra基因敲除小鼠模型、SKG小鼠模型等。 （1）K/B×N小鼠模型K/B×N小鼠是一种自发性关节炎，该小鼠在出生后３-５周即能自发产生关节炎。由于该小鼠具有与人类RA相似性高、发病率高和重复性好的特点，有望成为研究RA发病机制很好的动物模型。 该模型是携带有TCR基因的KRN转基因小鼠与非肥胖糖尿病（Non-obese diabetes，NOD）小鼠杂交的后代，1996年由两位美国科学院院士发明。之后衍生了血清转移关节炎模型（STA），F1代小鼠血清能够广泛诱导各种小鼠的关节炎模型。 （2）人TNF-α转基因小鼠模型TNF-α转基因模型于1991年由KOLLIAS等建立，通过修饰C57BL/6小鼠3’端的UTR区域，使其表达高水平TNF-α，致自发性关节炎发生。该模型对于研究TNF-α相关的干预措施十分有用，另外对于探究靶向骨和软骨破坏也是十分有意义的。 （3）IL-1受体拮抗剂敲除小鼠模型该模型小鼠的基因组中，IL-1受体拮抗剂（IL-1Ra）基因被敲除，从而解除了对促炎细胞因子IL-1激活其受体引发炎症的限制。IL-1Ra基因缺失突变体小鼠与BALB/c小鼠的后代出现自发性关节炎。（该模型动物必须选用BALB/c小鼠，对于其他品系的小鼠复制不出来。） IL-1Ra基因敲除小鼠模型的病理表型与人类RA相似，并且其关节中类风湿因子以及IL-6、TNF-a等炎症因子表达上调，T细胞在发病过程中也起到了核心作用。 （4）SKG小鼠模型SKG小鼠的关节肿胀是由基因突变引起的，可自发地发展出类似于人类类风湿性关节炎(RA)的自身免疫性关节炎。该模型还呈现关节外病变如肺炎、皮炎等，而被广泛用来评估药物对RA中骨骼变化的作用。  虽然目前对RA动物模型的研究较为广泛，但模型都是在特定的条件下诱导产生，侧重于某一个或某几个因素而建立起来的，不能完全反应RA疾病过程中的所有影响因素，而且动物模型侧重于啮齿类动物，与人类还存在较大的种属差异。所以研究出一种种属与人类更贴近，操作更为便捷、经济，更加全面反应人类RA疾病进展的动物模型是今后研究RA动物模型的重要内容之一。 参考来源： [1].夏晴,纪羽婷,刘海亮,等. 类风湿关节炎动物模型研究进展 [J]. 中国比较医学杂志, 2020, 30(11): 107-113. [2].人类疾病动物模型，刘恩岐主编，2008 [3].Collagen-induced arthritis （DOI:10.1038/nprot.2007.173） [4].Systematic review of robust experimental models of rheumatoid arthritis for basic research (https:///10.1016/j.dcmed.2021.12.002) [5].李爱民,李晓娟,李瑞生. 类风湿性关节炎大小鼠动物模型的研究进展[J]. 中国比较医学杂志, 2021, 31(1): 151-156. [6].陈哲, 郭艳幸. 类风湿关节炎实验动物模型研究综述[J]. 风湿病与关节炎, 2015, 4(12):5. |
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