多发性硬化(Multiple Sclerosis, MS)是一种作用在中枢神经系统的多发性炎性自身反应性疾病,主要是由免疫细胞靶向攻击自身神经细胞髓鞘而导致的自身免疫性疾病,并伴随着中枢神经系统炎症、脱髓鞘及后期神经功能障碍等多种症状[1]。目前尚无完全治愈MS的医疗措施,多种疗法仅能控制和减轻疾病进展。
实验性自身免疫性脑脊髓炎(Experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE)是一种以特异性致敏的CD4+T细胞介导为主的,以中枢神经系统内小血管周围出现单个核细胞浸润及脱髓鞘为特征的自身免疫性疾病,其病理变化与多发性硬化MS[2]类似。由于MS样本不易获取,因此EAE动物模型是研究MS病理过程、发病机制的重要途经,在临床神经免疫学的研究中具有重要意义。EAE已被广泛用作确定MS药物疗效和探索MS疾病新疗法的代表性模型。
目前常用的EAE模型:髓鞘碱性蛋白(MBP)诱导Lewis大鼠模型、髓鞘蛋白脂质蛋白(PLP)诱导PL/J小鼠模型、髓鞘少突胶质细胞糖白( MOG)诱导C57BL/6小鼠模型。
PART 01
MBP诱导的Lewis大鼠模型
MBP是由中枢神经系统少突胶质细胞和周围神经系统施旺细胞合成分泌的碱性蛋白,在神经髓鞘形成过程中发挥重要作用,它可以保持髓磷脂的正确结构,并维持与髓鞘膜中脂质的相互作用。MBP占髓鞘总蛋白的40%,是髓鞘中抗原性最强的蛋白质。
MBP可激活体内Th+细胞,使之穿过血脑屏障,攻击自身神经髓鞘的MBP,从而导致中枢神经白质脱髓鞘,导致中枢神经系统炎性细胞浸润和髓鞘脱失。MBP与佐剂的混合乳剂皮下注射至Lewis大鼠体内,经过6~8天的潜伏期,诱发急性EAE症状。
PART 02
体重变化
EAE模型组动物体重在MBP免疫后显著下降后缓慢恢复,但整个实验期间均显著低于空白对照组。
图1 给药前动物体重和体重变化情况
EAE模型组在MBP免疫后第8天开始发病,依据临床评分随机分为模型组和芬戈莫德组,其中芬戈莫德可以显著改善大鼠体重。
图2 给药后动物体重和体重变化
PART 03
临床评分
参照 Kono 等[3]提出的标准,按5分法进行。
0 分: 无神经功能缺失体征,肢体活动正常;
1 分: 鼠尾张力障碍;
2 分: 部分后肢瘫痪或步态不稳;
3 分: 完全后肢瘫痪;
4 分: 部分或完全前肢瘫痪;
5 分: 濒死状态或死亡。
EAE模型组临床评分逐渐升高,在第14天达到峰值。芬戈莫德可以显著缓解症状,降低临床评分。
图3 临床评分
PART 04
脊髓H&E染色
脊髓HE结果显示,模型组炎症评分显著高于空白对照组,芬戈莫德可以显著降低脊髓炎症反应。
图4 脊髓H&E染色代表图像
图5 脊髓炎症评分
PART 05
脑组织H&E染色
脑组织HE结果显示,模型组炎症评分显著高于空白对照组,芬戈莫德可以显著降低脊髓炎症反应。
图6 脑组织H&E染色代表图像
图7 脑组织炎症评分
PART 06
脊髓LFB染色
脊髓LFB染色结果显示,模型组脱髓鞘面积显著高于空白对照组,芬戈莫德可以显著缓解脊髓脱髓鞘。
图8 脊髓LFB染色代表图像
图9 髓鞘LFB染色面积%
PART 07
实验结论
EAE模型在MBP免疫后第8天开始发病,临床评分在第14天达到峰值,然后缓慢下降直到第21天实验终点。EAE模型在第8天开始芬戈莫德干预后,临床症状症状显著缓解,临床评分显著低于模型组。
EAE模型脑组织和脊髓炎症水平显著升高,脊髓出现明显的脱髓鞘反应。芬戈莫德干预后可以显著降低脑组织和脊髓炎症水平,降低脊髓的脱髓鞘反应。
PART 08
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参考文献:
[1] Weerasinghe-Mudiyanselage PDE, Kang S, Kim JS, Kim SH, Wang H, Shin T, Moon C. Changes in structural plasticity of hippocampal neurons in an animal model of multiple sclerosis. Zool Res. 2024 Mar 18;45(2):398-414.
[2]Voskuhl R R, MacKenzie-Graham A. Chronic experimental autoimmune encephalomyelitis is an excellent model to study neuroaxonal degeneration in multiple sclerosis[J]. Front Mol Neurosci, 2022, 15: 1024058.
[3]Kono, D. H. Two minor determinants of myelin basic protein induce experimental allergic encephalomyelitis in SJL/J mice[J].Journal of Experimental Medicine, 1988, 168(1):213-27.