姥鲛烷(PRISTANE)诱导小鼠/转基因鼠SLE

姥鲛烷诱导小鼠/转基因鼠系统性红斑狼疮（SLE）模型研究

引言

系统性红斑狼疮（SLE）是一种复杂的自身免疫性疾病，其特征为自身抗体产生、免疫复合物沉积以及多器官损伤。为了深入探究其发病机制并测试新的治疗策略，可靠的动物模型至关重要。姥鲛烷（Pristane），一种天然饱和萜类烷烃，因其能诱发小鼠产生与人类SLE高度相似的多种标志性病理特征（包括抗核抗体、狼疮肾炎等），已成为建立诱导型小鼠SLE模型的关键工具。结合特定遗传背景的转基因或基因敲除小鼠，姥鲛烷模型在揭示SLE病因及免疫调控机制方面展现出独特价值。

姥鲛烷诱导SLE的机制

姥鲛烷诱导SLE的具体机制仍在深入研究中，但目前认为其核心在于打破免疫耐受并诱发强烈的自身免疫反应：

1. 固有免疫活化与炎症环境建立： 腹腔注射姥鲛烷后，其不能被快速代谢，形成持久性油性刺激灶。这强烈激活局部巨噬细胞和中性粒细胞等固有免疫细胞，导致多种促炎细胞因子（如IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-12）和I型干扰素（IFN-I）的持续大量产生。
2. 诱导细胞死亡与自身抗原暴露： 姥鲛烷可直接诱导局部细胞的凋亡和坏死性死亡，导致大量细胞内自身抗原（如核小体、DNA、RNA相关蛋白）释放至细胞外环境中。
3. 自身免疫应答触发与放大： 暴露的自身抗原在持续的炎症环境下，被活化的抗原呈递细胞（如树突状细胞）摄取、加工并呈递给自身反应性T淋巴细胞。活化的自身反应性T细胞进一步辅助B细胞产生针对核抗原（如双链DNA、组蛋白、Sm/RNP复合物等）的高滴度自身抗体（IgG型为主）。IFN-I信号在放大这一自身免疫循环中起到核心驱动作用。
4. 免疫复合物形成与组织损伤： 产生的自身抗体与相应的自身抗原结合，形成免疫复合物（IC）。这些IC沉积在肾脏（肾小球基底膜）、皮肤、关节、肺等靶器官，激活补体系统，招募炎症细胞浸润，最终导致组织炎症和损伤，尤其以狼疮肾炎最为突出和关键。

模型构建方法

1. 实验动物选择：

   • 基础品系： BALB/c、SJL、C57BL/6等品系均可用于诱导，但不同品系对姥鲛烷的敏感性存在差异（例如，SJL和BALB/c通常更敏感）。
   • 转基因/基因敲除小鼠： 为研究特定基因在SLE发病中的作用，常将姥鲛烷注射应用于基因工程小鼠，例如：
     • Ifnar1-/- (I型干扰素受体敲除)：用于研究IFN-I通路在模型中的核心作用。
     • Tlr7-/-, Myd88-/- (TLR7或MyD88敲除)：用于研究TLR7信号在抗RNA自身抗体产生中的关键性。
     • Fcgr2b-/- (抑制性Fcγ受体IIB敲除)：用于研究免疫复合物清除障碍的作用。
     • 其他与SLE易感性相关的基因（如Sle1, Sle2, Sle3位点）修饰小鼠。
   • 年龄与性别： 通常使用8-12周龄雌性小鼠进行诱导，因其通常比雄性更易感，这与人类SLE女性高发一致。

2. 姥鲛烷注射：

   • 剂量： 通常采用单次腹腔注射0.5 mL纯姥鲛烷。也有研究使用较低剂量（如0.2-0.3 mL）。
   • 操作： 无菌操作，使用无菌注射器将姥鲛烷直接注入小鼠腹腔。注射后初期可能出现短暂的腹膜刺激症状（如竖毛、活动减少），通常可自行缓解。

3. 疾病进展监测：

   • 自身抗体检测： 定期采集血清（如注射后1、3、6、9个月），使用ELISA等方法检测抗核抗体（ANA）、抗双链DNA抗体（抗-dsDNA）、抗组蛋白抗体、抗Smith抗体（抗-Sm）等。抗-dsDNA和抗-Sm抗体滴度升高是模型建立的可靠指标。
   • 蛋白尿检测： 使用尿液试纸条或定量方法（如磺基水杨酸法、BCA法）定期检测尿蛋白水平。持续的显著蛋白尿（通常≥2+或定量值显著升高）是肾脏受累（狼疮肾炎）的重要标志。通常在注射后3-6个月开始出现并加重。
   • 组织病理学检查：
     • 肾脏： 是评估的重点。处死小鼠后取肾组织进行苏木精-伊红（H&E）、过碘酸-雪夫（PAS）、六胺银（PASM）和Masson三色染色。观察肾小球病变（增生性肾小球肾炎：系膜增生、内皮增生、毛细血管襻坏死、新月体形成；膜性肾病）、肾小管间质炎症/损伤、血管炎等。免疫荧光（IF）或免疫组化（IHC）检测免疫球蛋白（IgG为主）、补体（C3最常见）在肾小球内的沉积（呈颗粒状、“满堂亮”）。
     • 皮肤/关节/肺： 如有需要，可取材进行类似病理检查，观察血管炎、炎症浸润等病变。
     • 免疫复合物沉积检测： 皮肤（尤其是耳部或腹部）冰冻切片直接免疫荧光检查（狼疮带试验），观察表皮-真皮交界处IgG、C3等呈线状或颗粒状沉积。
   • 其他指标： 血清免疫球蛋白水平（尤其是IgG）、补体水平（C3可能下降）、细胞因子谱分析（如IFN-α、IFN-γ、IL-6、IL-10等）、脾肿大程度、组织/血清中免疫复合物水平等也可作为辅助观察指标。

模型特点与优势

1. 高度模拟人类SLE核心特征： 能可靠诱导产生多种人类SLE标志性的自身抗体（ANA、抗-dsDNA、抗-Sm等），并导致与人类狼疮肾炎相似的典型肾脏病理改变（弥漫增殖性肾小球肾炎为主）和免疫复合物沉积。
2. I型干扰素特征的再现： 该模型强烈诱导产生I型干扰素及其下游基因（干扰素刺激基因，ISGs）的表达，这与相当一部分人类SLE患者的“干扰素特征”高度吻合，为研究该病理通路提供了有力工具。
3. 研究基因-环境相互作用的理想平台： 通过将姥鲛烷注射应用于野生型、转基因或基因敲除小鼠，可以精确研究特定基因（如干扰素通路基因、TLR通路基因、凋亡相关基因、B/T细胞耐受基因等）在环境触发因子（姥鲛烷）作用下如何影响SLE的发生发展。
4. 机制研究的可操控性： 模型诱导时间明确（注射开始），便于在疾病不同阶段（诱导期、抗体产生期、器官损伤期）进行干预和机制探究。
5. 适用于治疗评估： 该模型产生的自身抗体和肾脏病变程度相对稳定且可量化，可用于评估潜在治疗药物（如靶向B细胞、干扰素通路、炎症因子或免疫复合物清除的药物）的疗效。

模型的局限性和注意事项

1. 不完全重现人类SLE： 模型不能完全人类SLE的所有临床表现（如中枢神经系统狼疮、血液系统受累频率相对较低）和高度异质性。肾损伤通常是主要终点。
2. 品系依赖性： 不同遗传背景小鼠对姥鲛烷诱导的SLE敏感性差异显著。选择合适的品系至关重要。C57BL/6品系通常需要更长时间或与其他遗传背景杂交才显现明显表型。
3. 诱导周期较长： 完整表型的显现（尤其是显著的肾炎和蛋白尿）通常需要数月（3-9个月），研究周期较长。
4. 个体差异： 即使在同一品系内，个体小鼠的疾病严重程度也可能存在一定差异。
5. 腹腔病变干扰： 腹腔注射后的局部炎症（腹膜炎、肉芽肿形成）有时可能干扰腹腔内实验操作或相关指标的解读。
6. 伦理考量： 该模型最终会产生痛苦的狼疮肾炎，必须严格遵守动物伦理规范和实验终点标准，密切监测动物福利，及时人道处理达到终点的动物。

应用与展望

姥鲛烷诱导的小鼠/转基因鼠SLE模型已成为SLE研究领域不可或缺的工具，其应用主要包括：

• 发病机制研究： 深入解析I型干扰素、TLR信号（尤其是TLR7）、B细胞活化、自身反应性T细胞、免疫复合物形成与清除、细胞死亡模式（如NETosis）等关键环节在SLE中的作用。
• 遗传易感性研究： 利用转基因/基因敲除小鼠，精确阐明特定易感基因在环境触发下如何参与SLE发生。
• 新型治疗靶点发现与验证： 评估靶向干扰素、细胞因子、B细胞、共刺激分子、炎症通路等的药物或生物制剂在该模型中的疗效和机制。
• 生物标志物探索： 鉴定与疾病活动度或特定器官损伤相关的血清或组织生物标志物。

结论

姥鲛烷诱导的小鼠SLE模型，特别是结合特定遗传背景的转基因鼠，成功模拟了人类SLE的核心免疫学特征（自身抗体谱、干扰素特征）和关键器官损伤（狼疮肾炎）。其明确的诱导起点、可控的疾病进程以及与人类病理的高度相似性，使其成为揭示SLE病因、环境触发机制、特定基因功能和评估新型治疗策略的强大实验平台。尽管存在周期长、品系依赖等局限性，该模型在推动SLE基础研究和转化医学方面持续发挥着不可替代的重要作用。未来研究将继续优化模型，并利用其在探索SLE复杂免疫网络和个体化治疗方面取得突破。