文摘
广义脓疱性银屑病(GPP)是一种严重的牛皮癣,可以引起的错义突变interleukin-36 (IL-36)受体拮抗剂。除了嗜中性粒细胞丰富的皮肤炎症,GPP也通常经历厌食症患者,发热、不适和疼痛。imiquimod-induced皮肤炎症小鼠模型已迅速成为一种流行方式研究斑块性银屑病,通常不涉及系统性疾病的症状。在这个模型中,中性粒细胞招募皮肤依赖于炎症介质il - 1,通过其受体IL-1R1, IL-36α。意外,我们也观察到小鼠表现出厌食的迹象(减肥和减少食物摄入量),全身不适(活动和减少损失的兴趣筑巢),和疼痛(鼻子膨胀和弯腰驼背的姿势)。测试组的评分系统允许定量比较发达。雌性老鼠被发现比雄性老鼠患上更严重的疾病。此外,老鼠IL-1R1和IL-36不足α几乎是无病,而老鼠缺乏这些炎症介质中只有一个有严重疾病比野生型老鼠。因此,imiquimod-induced不仅斑块性银屑病皮肤炎症小鼠模型概括,而且更严重的症状,也就是说,厌食,不适,疼痛,GPP。
1。介绍
银屑病是一个光谱的炎症性皮肤病,从轻微到潜在的威胁生命。斑块性银屑病是最常见的形式,导致局部红色鳞状皮肤斑块。广义脓疱性银屑病(GPP)是罕见的但是是最严重的牛皮癣,涉及到大型无菌中性粒细胞脓疱表皮的形成。受影响的皮肤区域也可以覆盖整个身体和病人患有厌食症,发热、不适和疼痛。活动性疾病眼光常常突然出现,需要住院治疗的疾病是致命的。进展为GPP开发治愈或者满意的治疗方法已经受到贫穷疾病机制和缺乏知识的实验模型药物可以进行测试。
我们理解的重大突破GPP发病机理是在2011年,当错义突变interleukin-36 (IL-36)受体拮抗剂,IL-36Ra, GPP患者被确认1,2]。几个额外的突变随后被确定(见[3),在其中的引用)。IL-36Ra经典受体拮抗剂,充当天然抑制剂的三个相关的细胞因子,IL-36α,IL-36β,IL-36γ通过竞争性结合的共同受体IL-36R(见[1),在其中的引用)。三个IL-36细胞因子和IL-36R多向性的相关细胞因子il - 1、il - 1α和il - 1β及其受体,分别IL-1R1 [4),和IL-36 il - 1相同的细胞因子激活细胞内信号传导机制导致,例如,生产处于受控等细胞因子,CXCL2,引发角化细胞(1,5- - - - - -8]。这反过来促进表皮招募中性粒细胞。几个GPP案例研究,包括一些与IL-36Ra错义突变,报道成功治疗皮肤和系统性疾病与粒细胞和单核细胞吸附apheresis,表明中性粒细胞在疾病的一个重要的角色(见[9,10),在其中的引用)。有趣的是,一些案例研究报告使用il - 1抑制剂的功效,例如,IL-1Ra或中和抗体,GPP患者(11- - - - - -14]。这表明IL-36和il - 1 GPP发病机制中的作用。
imiquimod-induced皮肤炎症小鼠模型已被广泛用作斑块性银屑病模型(了15])。我们先前已经表明,il - 1和IL-36合作促进中性粒细胞招募表皮在这个模型(6,7]。在这里,我们报告利用咪喹莫特模型来评估GPP相关系统性疾病如厌食、不适和疼痛。我们也证明依赖这些表型在il - 1和IL-36,细胞因子与GPP疾病;因此,该模型可以用于机械GPP发病机制的研究和药物开发。
2。材料和方法
2.1。老鼠
C57BL / 6 j和IL-1R1−−/从杰克逊实验室获得的老鼠。的IL-36α−−/和IL-36α−−// IL-1R1−−/老鼠曾被我们描述6]。野生型(C57BL / 6 j)和IL-1R1−−/涉及IL-36的老鼠进行实验α−−/和IL-36α−−// IL-1R1−−/老鼠培育内部。天普大学机构批准的所有程序都是动物保健和使用委员会。
2.2。咪喹莫特治疗
小鼠年龄在7 - 10周使用异氟烷麻醉和剥蚀通过削减和Nair治疗如前所述6,7]。皮毛和Nair轻轻地和彻底删除使用水和WypAll擦拭(金佰利专业人士)返回之前的老鼠笼子里。第二天开始每天咪喹莫特治疗。老鼠对待每天62.5毫克(或显示)5%咪喹莫特乳膏在6厘米2区域的背部共有四个应用程序。从Valeant Aldara(咪喹莫特)获得了奶油(新泽西,由3 m医疗有限公司,英国。通用咪喹莫特乳膏是Perrigo(以色列)。老鼠的年龄和性别匹配的每个实验。毛皮去除后,控制老鼠sham-treated凡士林霜(Riedel-de一点儿)或不及时治疗。
2.3。疾病的评估
老鼠体重每天。体温测量使用非侵入式红外温度计,例如,额头和耳朵温度计(Innovo)。促进评价巢建筑和食品的摄入量,老鼠被安置单独从天0(如天的第一个咪喹莫特应用程序)在剩余的实验。这短时间内隔离在未经处理的小鼠没有明显影响的行为。老鼠DietGel 76 (ClearH2O)在实验和整个塑料容器和食物每天重(每两天更换一次)。老鼠被允许进入水随意。每天Nestlet (Ancare)材料取代,例如,在咪喹莫特治疗。面部表情痛苦是被别人所描述的评价(16]。疾病总分数,体重的变化,食物摄入量,巢建筑转化为得分。每个实验,包括野生型控制,是由同一个人在实验的持续时间,以确保一致的得分。老鼠在巨大的压力被安乐死。
2.4。统计分析
每个实验包含每个测试组和四只老鼠实验进行独立至少3次。统计分析使用配对和未配对适当的测试。生存的差异进行评估使用Mantel-Cox和Gehan-Breslow-Wilcoxon测试。
3所示。结果
3.1。一般比Aldara奶油咪喹莫特乳膏会导致更严重的疾病
之前,使用imiquimod-induced皮肤炎症小鼠模型,我们表明,il - 1和IL-36α合作促进表皮中性粒细胞招募(6]。旨在扩大在这些研究,我们偶然发现一个通用版本的咪喹莫特乳膏(Perrigo)造成更严重的表型的减肥和生存比品牌Aldara咪喹莫特乳膏(图1)。
(一)
(b)
(c)
(d)
3.2。系统性疾病可得了厌食症,全身不适和疼痛
在我们以前的研究中,我们经常观察到的行为变化,例如,减少兴趣巢建筑,尤其是我们的野生型小鼠表明咪喹莫特治疗皮肤炎症的影响超出了感应。感染和损伤可以关联到系统性反应如厌食、发热、全身不适、肌肉和关节疼痛作为身体的一部分,重建体内平衡的努力(17]。这些生理反应像GPP病人报告的临床表现;因此,为了更好地描述我们的行为观察和发展一种方法允许量化系统性疾病的反应,我们建立了一个评分系统来测量临床表现通常观察到GPP,也就是说,厌食、全身不适、疼痛(图2和表1)。问题是评估通过观察老鼠的身体活动本身(数字2(一个)和2 (b)和表1在一夜之间筑巢)及其进展(数字2 (c)和2 (d)和表1)。疼痛是发现通过姿势(数字2 (e)和2 (f)和表1)和面部表情如鼻子膨胀(数字2 (g)和2 (h)和表1)和轨道收紧(数字2(我)和2 (j)和表1)。面部表情的使用是基于最近的一份报告关联这疼痛16]。我们发现鼻子隆起是一个共同的和easy-to-score结果(数据2 (g)和2 (h))。轨道收紧得分为2(图2(我)咪喹莫特)只有在非常生病的动物和安乐死的指标是必需的。由于减肥,游泳测试并不适用于测量抑郁/问题。同样,在反应后皮肤会变得僵硬咪喹莫特乳膏,尾部的测试是不习惯。评估厌食症,我们确定食物摄入量(数字2 (k)和2(左)和表1(图)和体重2(米)和表1)。进步的变化这些疾病参数观察针对重复咪喹莫特治疗为期4天时间(图2)。总结个人疾病参数反映的是总体疾病进展(图2 (n))。基于单个控制实验涉及两个治疗组,分别在早上和下午晚些时候,时机咪喹莫特乳膏的应用程序并不影响疾病的结果(数据未显示)。此外,我们没有检测温度或差异控制老鼠sham-treated与凡士林霜或不及时治疗(数据没有显示)。
(一)
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(c)
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(h)
(我)
(j)
(k)
(左)
(m)
(n)
3.3。雌性老鼠发展比雄性老鼠更严重的疾病
在一些初始实验中使用通用咪喹莫特乳膏和雌性老鼠,老鼠突然死亡或被安乐死结束前的实验由于巨大的压力和戏剧性的减肥(数据没有显示和数据)。比较男性和女性的老鼠,我们使用减少剂量的通用咪喹莫特乳膏。如预期基于最初的实验中,雌性老鼠表现出一些更严重的全身性疾病的迹象比雄鼠(图3)。而活动的读数(问题)和姿势(痛苦)只显示特定性别的差异趋势,巢建筑(不适),重量(厌食症),和鼻子膨胀(痛苦)是影响女性明显多于男性老鼠(图3)。我们所知,这是第一次报告性咪喹莫特的具体差异模型;然而,这样的特定性别差异与长一般协议建立了更强的免疫反应在女性(18]。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
应该注意,我们在这里使用固定剂量的大小而不是治疗调整个人鼠标。这种方法是同意,当皮肤炎症引起的咪喹莫特乳膏检查(见[15引用)。由于雌性老鼠小于雄性老鼠,女性服用大剂量每克体重。因此,它不能得出结论是否雌性老鼠本身比雄性老鼠更敏感的药物。
3.4。系统性疾病IL-1R1 IL-36α依赖
我们之前发现IL-1R1和IL-36α是重要的发展psoriasis-like咪喹莫特模型中的皮肤炎症(6,7];因此,我们在系统性疾病(图下检查了他们的作用4)。没有虚假的对待野生型之间的差异,IL-36 IL-1R1击倒α淘汰赛,IL-1R1 / IL-36α双基因敲除小鼠(数据未显示)。老鼠缺乏IL-1R1(图4,蓝色酒吧、线条和符号)表现出显著减少整体疾病由于减少不适的迹象,痛苦,比野生型小鼠(图厌食症4时,打开酒吧和黑色线条和符号)咪喹莫特对待。这是在协议与已知的il - 1的作用β在诱导发热和疼痛19,20.]。有趣的是,老鼠缺乏IL-36α也经历了温和的疾病(图4、红酒吧、线条和符号)。这种效应在IL-1R1 / IL-36最为明显α双基因敲除小鼠,主要表现出正常的行为和没有痛苦(图的迹象4、紫色酒吧、线条和符号)。因此,系统性疾病引起的咪喹莫特在老鼠取决于炎症介质在人类GPP中发挥作用。
(一)
(b)
(c)
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4所示。讨论
imiquimod-induced皮肤炎症小鼠模型常用于研究银屑病发病机制和测试新药。GPP是一种严重的牛皮癣,也与厌食、发热、不适和疼痛。这里,使用咪喹莫特模型,我们表明,小鼠出现症状的全身性疾病(数字1和2)类似于那些在GPP,厌食,不适和疼痛。此外,我们已经开发出一种评分系统(表1),允许量化测试组之间的比较数据3和4)。il - 1 / IL-36依赖的系统性表型小鼠模型(图4)人类GPP发病机理表明强烈的相关性,IL-36Ra目前已知的错义突变能导致GPP(见[1- - - - - -3)和引用其中),至少有一些GPP经历戏剧性的改善他们的疾病的患者在接受il - 1抑制剂(11- - - - - -14]。
而观察到的表型在很大程度上是il - 1和IL-36α依赖(图4),轻微厌食症和减肥还观察到IL-1R1 / IL-36α双基因敲除小鼠(数字4 (f)和4 (g))。这表明额外的机制导致这些疾病的结果。有趣的是,出现厌食和减肥是非常迅速的,也就是说,明显已经在第一天(数字2 (k)- - - - - -2(米)),和疾病严重程度提高了实验过程中(3 - 4,图2 (k)- - - - - -2(米))。因此,IL-1R1 / IL-36α独立影响食物摄入量和体重似乎涉及瞬态感应/响应和/或负监管机构。这种机制(s)的识别需要进一步检查。
据报道,isostearic酸Aldara有助于炎症反应引起的奶油(21]。有趣的是,通用奶油由Perrigo不包含isostearic酸;因此,这种化合物不能解释为什么通用形式的药物会导致更严重的全身性疾病比品牌奶油(图1)。然而,Perrigo霜含有油酸,这是一种常见的天然脂肪酸,例如,脂肪组织和橄榄油。尽管油酸本身并不促进炎症,据报道,它能增强树突状细胞(2-4-fold) IL-23生产的炎性介质反应有限合伙人(22]。IL-23的角色/ IL-17轴和树突之间相互的交流和上皮细胞在咪喹莫特模型以IL-36受体依赖的方式报道(23,24]。Perrigo霜是否包含足够的油酸来加强在活的有机体内咪喹莫特的树突细胞的炎症反应模型还有待确定。
油酸在通用咪喹莫特乳膏可能解释为什么这个活动高于Aldara(图1)、咪喹莫特似乎是系统的主要驱动与Aldara表型,因为这些可以观察到,通用咪喹莫特乳膏和可溶性咪喹莫特。虽然这手稿是在准备,一个独立的研究报道,咪喹莫特(Aldara或可溶性咪喹莫特)特别适用于皮肤减少挖掘活动(25),包括寻找隐藏的食物。这一结果可能是由于不适(活动和巢建筑)和厌食症(进食)报道,例如,图2。经历的痛苦的老鼠可能是一个额外的因素。穴居不再是人类活动以来,这里使用读数(表1和图2)可能是更有用的,当咪喹莫特是用来模拟人类疾病的结果,包括厌食、不适和疼痛在GPP病人。
报告降低了穴居活动以应对局部咪喹莫特与基因表达变化和脑部炎症(25]。IL-36系统细胞因子和受体表达在大脑26- - - - - -29日];然而,早期的研究试图确定IL-36函数失败检测重组蛋白的影响在活的有机体内和在体外(26,27]。根据最近发现IL-36活动是增强通过去除n端氨基酸从IL-36重组蛋白30.),有可能越短IL-36(细胞因子会使神经炎症28]。缺乏处理IL-36γ实验性自身免疫性脑脊髓炎的被用来解释为什么IL-36γIL-36R KO小鼠发展与野生型小鼠相同程度的疾病,尽管高水平表达的细胞因子在大脑疾病(28]。IL-36的观察效果α删除在咪喹莫特治疗的结果(图4),它是可能的,在这个模型中系统IL-36α直接作用于大脑。需要进一步的研究来确定如何IL-36α促进系统性疾病。
总之,与咪喹莫特乳膏治疗小鼠引起系统性表型类似那些在感染和GPP患者观察到。imiquimod-induced皮肤炎症与行为观察小鼠模型,在这里,可以代表一个合适的模型管理GPP可以开发新的治疗方法。由于il - 1和IL-36已知参与人类GPP条件下,该模型也可能是有价值的研究,旨在阐明疾病的机制。
缩写
| GPP: | 广义脓疱性银屑病 |
| IL: | 白介素 |
| 类风湿性关节炎: | 受体拮抗剂。 |
信息披露
皮拉尔阿尔瓦雷斯的当前地址的分子和细胞信号,研究院Biomedicina y Biotecnologia德坎塔布里亚,CSIC-Universidad de Cantabria-SODERCAN PCTCAN, Cl。39011年爱因斯坦22日,桑坦德银行,西班牙。
相互竞争的利益
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
这项研究的部分支持由一个奖(AI125111)从国家过敏症和传染病研究所Liselotte大肠詹森。皮拉尔阿尔瓦雷斯支持通过效果la Movilidad博士前的帕拉Realizacion de大牧场Breves en涛公司德我+ D 2015 (eebb -我- 16 - 11190)。