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            類風濕性關節炎動物模型動物造模

            類風濕性關節炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種以關節病變為主的系統性自身免疫性疾病。以慢性、 進行性、侵襲性關節部位炎癥為主要表現,臨床特征為關節紅腫疼痛甚至僵直、破骨細胞的形成以及關節 骨質受損等,嚴重可導致關節畸形乃至功能喪失,致殘率高。RA多發于中老年女性人群,我國整體發病率 約0.3-0.4%。發病機制尚不明確,可能由遺傳、感染、環境等因素綜合導致。 目前臨床治療RA仍以非甾體抗炎藥和抗風濕類藥物如甲氨蝶呤、柳氮磺吡啶、羥氯喹等。近年來抗體類藥 物發展迅速,如TNF-α單抗(Infliximab,Adalimumab)、IL6受體單抗(Tocilizumab)、CD20抗體 (Rituximab)等藥物對于風濕性關節炎的治療能夠取得較為理想的療效。 目前類風濕性關節炎的動物模型主要分為佐劑誘導(AIA)和膠原(CIA)誘導兩種,其中由于CIA模型通 ??稍谛∈笊铣赡6褂梅秶鼜V。 膠原誘導的類風濕性關節炎(CIA)模型 應用DBA/1小鼠,第0天注射Ⅱ型膠原蛋白與弗氏完全佐劑(CFA),第21天注射Ⅱ型膠原蛋白與非弗氏 完全佐劑(IFA),可誘導小鼠關節炎發生,小鼠發病程度、節點較為穩定,嚴重程度區分度較高,適用 于抗自體免疫性疾病藥物的評價。 a. 臨床評分與細胞因子檢測 Ⅱ型膠原蛋白免疫2次之后,DBA/1小鼠陸續發病且嚴重程度隨時間升高。每日根據炎癥嚴重程度進行評 分可見,模型組病變較嚴重,而IL17抗體作為陽參試劑可顯著控制疾病發生發展,并抑制發病率的持續增加。


            圖:注射CII膠原造模后28-42天內,關節炎評分和發病率持續增加,血漿炎癥因子IL6水平激增;給予 IL17A抗體后,發病和炎癥因子水平皆受到抑制。 

            實驗終點收集小鼠血漿通過ELISA檢測PD Marker IL-6的血漿濃度,可見模型組IL-6含量顯著升高,抗體可 抑制IL-6升高的趨勢

            圖:注射CII膠原造模后28-42天內,關節炎評分和發病率持續增加,血漿炎癥因子IL6水平激增;給予 IL17A抗體后,發病和炎癥因子水平皆受到抑制。 

            b. Micro-CT和病理學檢查 

            實驗終點對小鼠腳趾、踝關節進行Micro-CT檢查和病理學分析。Micro-CT檢查顯示,模型組小鼠關節骨質 受到嚴重損傷,而抗體產生了顯著保護作用。

            圖:Micro-CT結果顯示,關節炎造模使小鼠骨關節受到顯著破壞,產生骨質損傷;IL17A抗體可顯著逆轉 骨關節損傷 


            佐劑關節炎模型 

            造模機制 

            佐劑可引起局部淋巴結的炎癥反應,有利于刺激免疫細胞的增殖作用。用福氏完全佐劑(complete Freund's adjuvant,CFA)免疫動物,可刺激免疫細胞的增殖,使動物機體免疫功能異常增高,產生針對關 節滑膜的自身免疫反應,免疫復合物沉積在關節腔內,產生類似于類風濕性關節炎的改變。

            實驗方法 用液狀石蠟與無水羊毛脂按2:1或6:4比例混合,加入80℃滅活卡介苗(BEG),調制成濃度為10g/L的BCG乳 劑,充分碾磨,形成油包水乳劑。將充分乳化混勻的CFA在大鼠后肢足跖部皮下注射法,一側一次注入 0.1ml。CFA注射后,觀察大鼠的反應、關節腫脹情況、組織病理學改變以及淋巴細胞亞群的改變。該模型 叫AA(adjuvant arthritis)大鼠模型。 

            注意: ①配制CFA時,應將各種成分在研缽中充分研磨,或用三通管連接兩個注射器反復推注,充分混 勻,形成油包水乳劑,以延緩佐劑吸收,長時間刺激免疫系統。 ② 年幼(<21日齡)或年長(>9個月齡)的大鼠均不易誘導佐劑性關節炎。 

            模型特點 

            AA模型原發病變主要表現為局部的炎性反應,續發病變一般于致炎后10~20天左右出現,20天左右達到 高峰。炎癥以踝關節為重,可侵及足墊、全足。病理改變為滑膜下組織炎癥,滑膜增生,血管翳形成,軟 骨破壞;4周后,關節紅腫減退,骨質減少,新骨形成,關節間隙變窄,形成不可逆的關節改變。 

            卵蛋白性關節炎模型 

            建模方法 將卵蛋白溶解于生理鹽水配成20g/L的溶液,然后與等量弗氏佐劑充分混合。動物背部皮下注射,1次/周, 連續3周致敏,末次注射后2周于關節內注入5mg溶解的卵蛋白。 

            模型特點 

            注射后24h內,模型動物注射部位關節出現紅腫熱痛等急性炎癥的表現,發病率達100%。卵蛋白誘發的關 節炎模型的病理改變有增生、血管翳形成和軟骨及骨破壞。第一階段為關節內注入抗原后24h關節腫脹。關節直徑可增加32%,病理表現為急性滑膜炎大量滲出液,隨后關節腫脹有所減輕,但仍比正常關節腫大,第二階段為1-4周,關節滑膜明顯增生,血管醫形成,滑膜細胞有1-3層增至5-10層以單核細胞、巨噬細胞為主,其次為淋巴細胞,以CD4+淋巴細胞多見。這一階段部分動物可出現早期軟骨破壞。 第三階段在4周后,不可逆的關節軟骨及骨破壞出現,有軟骨細胞的壞死、軟骨纖維化、軟骨下新骨形 成,最后可出現骨變形。直到6個月觀察期,慢性炎癥仍存在。 

            比較醫學 

            卵蛋白誘發關節炎模型的發病機制主要是由于關節內抗原的持續存在,刺激滑膜細胞分泌抗體,形成抗原 一抗體-C3復合物,使滑膜炎持續存在,滑膜增生,血管翳形成。用放射性同位素標記的抗原注入兔關 節,觀察到抗原分布于無血管而富含纖維的組織,排泄緩慢,可持續存在6個月。卵蛋白誘發關節炎模型 可在兔、羊等動物上復制,由于不需要使用近交系動物,炎癥的發生易于復制,且關節相對較大,比較適 用于類風濕關節炎的治療研究,如光動力療法、無創治療等。

            需確認的信息

            1.模型種屬(大鼠還是小鼠或是其他種屬)

            2. 動物體重有無要求,年齡有無要求 

            3. 雌雄有無要求 

            4. 模型構建具體方案 

            5. 取材要求(采血、取組織樣本)

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