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弗氏佐剂诱导类风湿关节炎动物模型的建立(rheumatoid arthritis,RA)

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种慢性炎症性关节疾病,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。类风湿关节炎动物模型被广泛用于发病机制和治疗方法的研究。目前已经建立多种动物模型用于研究RA的病因、发病机制、影响因素以及新的治疗靶点的研究和新疗法的评估。

RA动物模型大致可分为诱导型和转基因型两大类,常见的诱导模型有胶原诱导关节炎(CIA)和佐剂诱导的关节炎(AA),转基因小鼠模型有人TNF-α转基因模型等。

 

弗氏佐剂(Freunds Adjuvant)由Jules Freund在20世纪40年代发明,它是将抗原水溶液与油剂等量混合,再加乳化剂制成油包水的抗原乳剂,是目前动物实验中最常用的佐剂。

 

弗氏佐剂分为含结核杆菌的弗氏完全佐剂(Complete Freund's Adjuvant, CFA)和不含结核杆菌的弗氏不完全佐剂(Incomplete Freund's Adjuvant, IFA),主要用来诱导小鼠胶原诱导的关节炎CIA模型和佐剂诱导的关节炎AA模型。

 

01
胶原诱导性关节炎 (collagen-induced arthritis,CIA)(仅供参考)
 
 

(1)小鼠模型

胶原诱导性CIA模型是最广泛使用的 RA 小鼠模型之一。用异源的Ⅱ型胶原免疫动物,可以诱导机体产生针对关节软骨Ⅱ型胶原的自身免疫反应,临床表现为多发性末梢关节炎。

造模方法:将牛二型胶原(CⅡ)溶于冰乙酸中,在4℃下搅拌至充分溶解并置4℃冰箱过夜,再将灭活的卡介苗(BCG),即已灭活的结核杆菌,置于液体石蜡中,配制成完全弗氏佐剂(complete Freund’s adjuvant,CFA),将二者等体积混合、乳化,制备成为Ⅱ型胶原乳剂。将该乳剂注射于小鼠尾根部皮内0.1-0.2 mL,使小鼠引发炎症,在注射后的第21日再于小鼠的腹腔中注射0.1-0.2 mL的Ⅱ型胶原乳剂作为激发注射。首次免疫注射后,小鼠会出现局部的炎症刺激反应,1周左右就会愈合;而致炎后的24天小鼠会出现关节肿胀,从后足发展到前足再到尾部。

 

(2)大鼠模型

造模方法:将牛二型胶原(CⅡ)与不完全弗氏佐剂(Freund incomplete adjuvant,IFA)等量混匀乳化;第一天于大鼠多部位皮内免疫注射,1周后腹腔注射加强免,二次免疫3-7天内即可得到模型。在致敏7天后,踝关节会轻度肿胀和皮肤发红,3周后症状加重,甚至皮肤发生溃疡;5-6周后病理改变进一步加重,关节软骨及软骨下骨质均受血管翳的侵蚀和破坏。

 

02
佐剂诱导的关节炎(adjuvant Arthritis,AA)(仅供参考)
 
 

AA 模型是最广泛使用的大鼠 RA 模型,有不完全弗氏佐剂(Freund incomplete adjuvant,IFA)和完全弗氏佐剂(complete Freund’s adjuvant,CFA)两种类型。

造模方法:于大鼠皮内注射致炎,模型一般于致炎后10-20天出现续发炎性症状,约在20天达到高峰。炎症表现以踝关节为重,可侵及足垫和全足。关节肿胀症状与临床RA患者具有相似性,但会出现免疫功能紊乱现象。

 

03
胶原诱导性关节炎 (collagen-induced arthritis,CIA)建模步骤(仅供参考)
 
 

1) 将牛二型胶原(CⅡ)溶于冰乙酸溶液中,浓度2 mg/mL,4℃过夜;

2) 弗氏不完全佐剂补加已灭活的结核杆菌,使其浓度达2-5 mg/mL,翌圣生物提供的60718ES弗氏完全佐剂中结核杆菌浓度小于10 mg/mL;

3) 将牛二型胶原(CⅡ)乙酸溶液与弗氏完全佐剂等量混合并乳化;

4)每只实验小鼠背部取4-6点进行皮下注射,总共0.1-0.2 mL

5)3周后用弗氏不完全佐剂,与牛二型胶原(CⅡ)乙酸溶液等量混合并乳化,每只小鼠尾根部取3-5点皮下注射,总共0.1-0.2 mL。

 

04
佐剂诱导的关节炎(adjuvant Arthritis,AA)建模步骤(仅供参考)
 
 

1)准备相关试剂,注意设置实验组与对照组;

2)观察记录:一般在第二次免疫后7-12天小鼠80%以上出现关节炎症状。根据小鼠关节部位红肿及活动程度进行临床症状分级,在实验前和实验后的第3,5,7,12天分别观察记录,等级区分参考如下:

等级指数

症状

0

活动正常,没有红斑和肿胀的迹象

1

活动正常,仅皮肤发红,无明显肿胀

2

活动稍有影响,足爪,脚垫或膝关节有红肿

3

活动受影响,足爪脚趾及关节轻度变形红肿

4

活动受阻,脚趾及关节红肿严重,强直或畸形

 

3)小鼠测定:采用小鼠爪足体积测量计测定实验前后小鼠后肢关节体积,测量每只小鼠后腿膝关节约5 mm以下体积,反复三次,记录取平均值,体积大小与关节红肿程度成正比,每三天检测一次;

4)病理检查:取实验组和对照组小鼠,去外皮,4%甲醛固定48 h以上,5%硝酸脱钙2 h,二甲苯浸润,石蜡包埋。制成6 mm切片,HE染色,常规光学显微镜观察,制定评分标准进行病理学诊断。

 

05
实验案例图片(文献中摘录)
 
 

图3.不同时间点各组大鼠膝关节滑膜和踝关节HE染色结果比较图

 

综上图片说明,IFA+CII组病理变化特点和 CFA+CII组一样明显,但CFA+CII组病理变化更加严重和明显。

 

06
常见问题
 
 

可能出现的问题

答案

60718ES弗氏完全佐剂(CFA)与60719ES弗氏不完全佐剂(IFA)的区别是什么?

弗氏完全佐剂(CFA) 包含热杀死的非活性化结核杆菌,刺激的免疫反应强烈;弗氏不完全佐剂(IFA) 缺少结核杆菌这一成分,刺激的免疫反应较弱。

60718ES弗氏完全佐剂(CFA)中卡介苗的具体含量是多少?

卡介苗的含量小于10 mg/mL。

用于类风湿关节炎动物造模时,弗氏完全佐剂(CFA)与弗氏不完全佐剂(IFA)怎么选择? 因为大鼠一般比小鼠敏感,所以小鼠一般用CFA,大鼠用IFA也可以,但是CFA会更好用。

 

 

07
相关产品推荐
 
 

分类

产品名称

货号

规格

类风湿关节炎模型

Complete Freund's Adjuvant 弗氏完全佐剂(CFA)

60718ES

10 mL/5x10 mL

Incomplete Freund's Adjuvant 弗氏不完全佐剂(IFA)

60719ES

10 mL/5x10 mL

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60316ES

25 g/100 g/500 g/1 kg

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400-6111-883