anti-DNP-IgE抗体诱导大小鼠荨麻疹

抗DNP-IgE抗体诱导的大小鼠荨麻疹被动过敏模型：原理与应用

摘要：
抗二硝基苯基（anti-DNP）免疫球蛋白E（IgE）抗体诱导的被动皮肤过敏反应（PCA）模型是研究荨麻疹免疫机制及药物筛选的关键实验体系。该模型利用IgE介导的肥大细胞活化模拟人体急性过敏性荨麻疹的核心发病过程。本文将系统阐述其作用机制、实验方法、表现特征及科研价值。

一、 核心作用机制

1. 被动致敏：
   • 将特异性抗DNP-IgE抗体注射到大鼠或小鼠皮内。
   • 抗体高亲和力结合皮肤组织中肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的高亲和力IgE受体（FcεRI）。
2. 抗原激发：
   • 经过特定潜伏期（通常24-72小时），静脉注射带有DNP半抗原的载体蛋白（如DNP-人血清白蛋白，DNP-HSA）。
   • 多价抗原与结合在肥大细胞/嗜碱性粒细胞表面的抗DNP-IgE抗体发生交联。
3. 肥大细胞/嗜碱性粒细胞活化：
   • IgE受体交联触发细胞内信号级联反应（涉及Syk、Lyn、Fyn等激酶）。
   • 导致细胞脱颗粒，释放预合成的组胺、蛋白酶（类胰蛋白酶、糜蛋白酶）、肝素等介质。
   • 同时合成并释放新介质：白三烯（如LTC4, LTD4, LTE4）、前列腺素（如PGD2）、血小板活化因子（PAF）、细胞因子（如TNF-α, IL-4, IL-13）等。
4. 局部炎症反应（模拟荨麻疹）：
   • 血管通透性增高： 组胺、白三烯、PAF等强力作用于局部血管内皮细胞，导致血管扩张和通透性急剧增加。
   • 血浆外渗： 血管内富含蛋白质的液体渗出至真皮层（水肿）和皮下组织（肿胀）。
   • 炎性细胞浸润： 释放的趋化因子吸引中性粒细胞、嗜酸性粒细胞等炎症细胞聚集至局部。
   • 感觉神经刺激： 组胺等介质作用于感觉神经末梢，引起瘙痒（动物模型中不易直接观察，但机制存在）。

二、 标准实验方法

1. 动物： 常用BALB/c小鼠、C57BL/6小鼠或SD/Wistar大鼠。
2. 抗DNP-IgE抗体： 使用经纯化的单克隆抗DNP-IgE抗体。
3. 被动致敏：
   • 剃除动物背部或腹部毛发。
   • 皮内注射不同稀释度的抗DNP-IgE抗体（通常10-50 μL/点，如1-10 μg抗体溶解在PBS中）。
   • 设立阴性对照点（注射同型对照IgE或PBS）。
   • 动物在适宜环境中常规饲养24-72小时，使抗体充分结合效应细胞。
4. 抗原激发：
   • 静脉注射（通常尾静脉）含DNP半抗原的载体蛋白（如DNP-HSA，剂量常用1-100 μg/动物，溶解于含适量伊文思蓝染料的生理盐水中）。伊文思蓝可与血浆白蛋白结合，标记渗出的血浆。
5. 反应观察与评估：
   • 肉眼观察/蓝斑测量： 激发后15-60分钟内观察。阳性反应点（注射过抗DNP-IgE处）出现界限清晰的蓝色斑点（因含有伊文思蓝的血浆渗出所致）。测量蓝斑直径或计算蓝染面积。
   • 组织学检查： 取皮肤组织进行固定、切片、染色（HE染色观察水肿和炎症细胞浸润，甲苯胺蓝/姬姆萨染色观察肥大细胞脱颗粒情况）。
   • 渗出液定量： 提取蓝斑部位皮肤，用甲酰胺溶解伊文思蓝，分光光度计测定吸光度OD值，间接量化血管通透性增加程度。

三、 特征性表现

• 快速发生： 抗原激发后通常在5-30分钟内出现肉眼可见的反应（蓝斑），30-60分钟达到高峰。
• 局部性： 反应局限于皮内注射了特异性抗DNP-IgE的部位。
• 特征性炎症： 皮肤出现红肿（红斑）、硬结（真皮水肿）、风团样外观（明显肿胀）。
• 组织学证据： 真皮层显著水肿，血管扩张，肥大细胞脱颗粒（镜下可见空泡化或颗粒减少），血管周围不同程度的中性粒细胞、嗜酸性粒细胞浸润。

四、 科研价值与应用

1. 荨麻疹核心机制研究：
   • 深入解析IgE-FcεRI信号转导通路的关键分子。
   • 研究肥大细胞/嗜碱性粒细胞活化、脱颗粒的调控机制。
   • 阐明组胺、白三烯、PAF、细胞因子等介质在皮肤血管通透性增高及炎症反应中的具体作用。
2. 药物筛选与评价：
   • 抗组胺药： 抑制组胺H1受体（如氯雷他定、西替利嗪）可显著减轻蓝斑反应。
   • 肥大细胞稳定剂： 如色甘酸钠，抑制肥大细胞脱颗粒。
   • 信号通路抑制剂： 靶向Syk激酶（如R406）、BTK激酶等的抑制剂。
   • 白三烯受体拮抗剂： 如孟鲁司特。
   • 靶向生物制剂： 抗IgE抗体（如奥马珠单抗，临床前常用）、抗细胞因子抗体等的疗效评估。
3. 疾病模型建立：
   • 作为研究急性IgE介导的过敏性荨麻疹的理想模型。
   • 可用于构建更复杂的慢性荨麻疹模型（如反复激发）或与其他因素（如补体、凝血系统激活）结合的模型。

五、 模型优势与局限性

• 优势：
  • 机制明确，高度模拟人类IgE介导的荨麻疹核心病理生理过程。
  • 操作相对简便、快速、重复性好。
  • 反应定量评估直观（蓝斑大小或OD值）。
  • 是筛选和研究荨麻疹治疗药物的标准模型。
• 局限性：
  • 主要模拟急性、单次接触抗原诱发的反应，与人类慢性自发性荨麻疹（CSU）的持续性、自身免疫倾向不完全一致。
  • 小鼠/大鼠皮肤结构、免疫环境与人类存在差异。
  • 难以完全模拟荨麻疹患者的瘙痒症状（动物瘙痒行为评估复杂）。

结论：
抗DNP-IgE抗体诱导的大鼠和小鼠被动皮肤过敏反应（PCA）模型，通过再现IgE-FcεRI交联触发肥大细胞脱颗粒及其下游血管通透性增加和组织水肿的核心过程，已成为研究过敏性荨麻疹发病机制和筛选治疗药物的不可或缺的工具。尽管存在物种差异和模拟慢性疾病的局限性，其明确的机制、良好的可操作性和可定量性使其在基础免疫学研究和药物开发领域持续发挥重要作用。持续改进该模型（如结合自身抗体、慢性激发等）将有助于更全面地理解复杂的荨麻疹病理过程。

主要参考文献（示例格式）：

1. Ovary, Z. (1964). Passive Cutaneous Anaphylaxis in the Mouse. Journal of Immunology, 93(5), 767-773. (经典文献)
2. Strait, R. T., Morris, S. C., & Finkelman, F. D. (2006). IgG-blocking antibodies inhibit IgE-mediated anaphylaxis in vivo through both antigen interception and FcγRIIb cross-linking. Journal of Clinical Investigation, 116(3), 833-841. (机制研究)
3. Reber, L. L., Marichal, T., & Galli, S. J. (2012). New models for analyzing mast cell functions in vivo. Trends in Immunology, 33(12), 613-625. (模型综述)
4. Kalesnikoff, J., & Galli, S. J. (2008). New developments in mast cell biology. Nature Immunology, 9(11), 1215-1223. (肥大细胞生物学)
5. Church, M. K., Kolkhir, P., Metz, M., & Maurer, M. (2018). The role and relevance of mast cells in urticaria. Immunological Reviews, 282(1), 232-247. (荨麻疹与肥大细胞)

本资料仅供科研学习参考，实际实验操作需严格遵守所在机构的动物伦理及生物安全规范。