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乙酰胆碱受体α亚基97-116肽段制作实验性重症肌无力模型的研究
作者:胡任飞,宋雅芳*,刘友章,李良龙,黄晓燕,陈裕杲,姬爱冬, 张久梅    
作者单位:(广州中医药大学,广东 广州 510405)

《时珍国医国药》 2010年 第8期

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       【摘要】 
       目的研究用乙酰胆碱受体α亚基97-116肽段制作实验性重症肌无力(EAMG)的动物模型。方法给实验组Lewis鼠皮下注射人工合成的鼠源性乙酰胆碱受体α亚基97-116肽段,观察接种后大鼠一般情况及体重、Lennon评分变化,应用低频重复电刺激检测电衰减反应,并与对照组鼠比较。结果模型组大鼠在第1次强化免疫后逐渐出现肌无力症状,体重增长缓慢或下降,甚至消瘦,毛发变得暗淡、粗糙甚至脱落,再次加强免疫后上述症状明显加重。Lennon临床评分29只评分在1级以上,并行RNS检测,36只模型鼠中32只5 Hz重复刺激电衰减率>10%,而对照组衰减率均<10%,两组比较差异有显著性(P<0.01)。结论皮下注射鼠源性乙酰胆碱受体α亚基97-116肽段可成功制作实验性自身免疫性重症肌无力大鼠模型。
       【关键词】  重症肌无力; 乙酰胆碱受体; α亚基; 肽段
       重症肌无力(Myasthenia gravis, MG)是乙酞胆碱受体抗体(AchR-Ab)介导的、细胞免疫依赖和补体参与的一种自身免疫性疾病,病变主要累及神经肌肉接头处突触后膜乙酰胆碱受体,导致神经肌肉接头处传递功能障碍。
       用从电鳗电器官中提取的AchR作为免疫原主动免疫易感鼠来建立EAMG模型,这是经典的造模方法。电鳗的电器官中含有丰富的AchR,但不足之处是电鳗难以捕获且提纯过程复杂,代价昂贵,限制了该法的大规模应用。
       本研究采用鼠源性乙酰胆碱受体α亚基97-116肽段作为免疫原接种Lewis大鼠,制作EAMG模型,观察大鼠肌无力的变化,为研究重症肌无力的发病机制和治疗提供一种较好的实验动物模型。
       1 材料
       1.1 动物SPF级8周龄的Lewis大鼠45只,雌性,平均体重(155.24±15.77)g,在自然环境条件下饲养;由北京维通利华实验动物技术有限公司提供,合格证号码:SCXK-(京)2007-0001。随机取6只作为对照组(A组),剩余大鼠进行EAMG造模,第6周末,造模大鼠还剩36只,经肌电图检测后,确定成模32只。再将其随机分为模型组、强的松组、健脾祛湿方高剂量组(相当于成人剂量的16倍)、健脾祛湿方低剂量组(相当于成人剂量的8倍),分别为B、C、D、E组,每组各8只,共5组。
       1.2 试剂鼠源性AchR-α亚基97-116肽段序列(the rat sequence 97-116 of the AchR α subunit,R97-116):DGDFAIVKFTKVLLDYTGHI,由西安美联生物技术有限公司合成。
       完全福氏佐剂(complete freund"s adjuvant,CFA)、不完全福氏佐剂(incomplete freund"s adjuvant,IFA)、磷酸缓冲液(Phosphate Buffer Solution,PBS)均购自美国Sigma公司;新斯的明、阿托品均由广州中医药大学第一附属医院药剂科提供。
       2 方法
       2.1 EAMG模型建立本实验造模方法参考Baggi等[1]和许文华等[2]的制备方法复制EAMG模型。具体方法:首先将R97-116、CFA、PBS三者按1∶1.5∶1.5的比例充分混匀制成免疫乳剂;首次免疫:取乳剂200 μl(含R97-116∶100 μg)于造模鼠足垫、腹部、背部多点皮下注射,对照组皮下注射等量PBS;首次免疫后30 d及45 d,将R97-116、IFA、PBS三者按1∶3∶3的比例充分混匀制成免疫乳剂后,再取乳剂200 μl(含R97-116∶50 μg)强化接种,对照组同样注射等量PBS。
       2.2 模型评估标准
       2.2.1 临床评估临床评估:通过测量体重和肌力来评价疾病严重性。①实验前及接种后每周2次称重。末次免疫2周后观察其摄食、姿势及活动情况。②测量肌力(对于轻度肌无力者给予疲劳试验即让鼠重复抓握笼顶30 s再测量):采用Lennon等[3]的分级法予以临床评分;肌力具体分级为:0级:没有肯定的肌无力表现;1级:撕咬无力,四肢力量差,在光滑地面上前肢打滑,活动减少,且容易疲劳;2级,明显无力,在抓握前就出现震颤、低头、隆背、抓握力弱;3级,在抓握前即有严重的肌无力表现、无力抓握、濒死状态;4级,死亡。动物症状在以上4者之间可分别以0.5,1.5,2.5计分。结果以每个时间点的平均数表示。
       2.2.2 新斯的明试验[4]用腹腔注射法给予新斯的明(37.5 μg/kg)和硫酸阿托品(15 μg/kg),12 min后大鼠肌无力症状可缓解,持续2~12 h。
       2.2.3 RNS检测电衰减反应[5,6]以10%的水合氯醛350 mg/kg 腹腔注射麻醉后,将鼠仰卧固定在泡沫垫上。将刺激电极插入坐骨神经附近肌肉内,参考电极插入腹部皮下,记录电极一根置于同侧腓肠肌内侧头, 另一根插入跟腱部皮下,给予5 Hz连续10次的低频电刺激,将第1与第5个动作电位的变化百分比作为衰减值D,衰减率大于10%者为阳性。
       3 结果
       3.1 一般情况从第1次开始免疫后,造模大鼠约1月后才逐渐开始出现症状,如活动减少,动作减慢,抓持时挣扎力量减弱,叫声降低或短促,体重增长缓慢或下降,甚至消瘦,毛发变得暗淡、粗糙甚至脱落,再次免疫后上述症状加重。最后共死亡3只,其中2只因肌无力症状过重而死亡,1只因皮下注射点出血,被同笼其它大鼠咬伤致死。
       3.2 造模期间大鼠体重变化情况开始造模后,对照组大鼠体重保持稳定的增长趋势,而模型组体重增长较慢,且在加强免疫后体重出现下降,特别是在第6周再次加强免疫后体重出现明显的下降趋势。结果见图1。图1 造模期间EAMG大鼠体重变化
       3.3 造模期间大鼠Lennon评分分级变化情况模型组实验鼠大多在初次免疫4周后出现较明显的肌无力,Lennon临床评分达0.5~1级,且随着时间的延长肌无力症状愈加显著,至造模结束时临床评分在1级以上者占造模鼠的78.38%。而对照组仅有个别在初期出现可疑的肌无力表现,至造模结束时评分均为0级。结果见图2。图2 造模期间EAMG大鼠Lennon评分变化
       3.4 末次免疫2周后RNS检测结果应用5Hz连续10次的低频电刺激检测36只造模实验鼠,共有32只大鼠第1与第5个电位的衰减百分比超过10%,平均为(20.42±4.45),其余4只大鼠的电衰减率小于10%,而对照组最大衰减均不超过10%。结果见表1及图3、4。表1 两组应用5Hz重复电刺激电衰减率比较 图3 正常鼠电衰减图 图4 成模鼠电衰减图
       3.5 药物干预前各组的体重、Lennon临床评分比较造模成功后,成模的32只大鼠随机分为模型组(B)、强的松组(C)、中药高剂量组(D)、中药低剂量组(E)第4组。各组体重、Lennon评分均无显著性差异(P>0.05)。结果见表2。表2 给药前各组的平均体重及Lennon评分的比较
       4 讨论
       目前EAMG模型大多是根据“AchR-Ab致病机制”的理论来复制的,其原理就是利用AchR作为自身免疫原,注射到动物体内,诱导动物如Lewis大鼠产生AchR-Ab,使NMJ处的AchR受到破坏,产生肌无力后获得EAMG。
       天然的AchR包含多个抗原决定簇,具有良好的免疫原性,能够有效激活宿主的免疫系统,如利用电鳗的电器官中提取的AchR来免疫接种动物致EAMG动物模型已经是一种较为成熟的方法[7]。但缺点是想要获得足够量纯化的AchR较为困难。一方面哺乳动物骨骼肌中AchR含量极少,提取困难;另一方面,虽然在电鳗的电器官中AchR含量丰富,但电鳗不易捕获,加上其AchR提纯过程复杂而昂贵,因此限制了该法的推广应用。
       有研究[8]发现MG的发生也可能与病毒感染等因素诱导胸腺过度表达AchR亚单位有关。目前一般认为:AchR的抗原决定簇主要分布在α亚基上。α亚基是AchR的主要生物学功能单位,具有高度的免疫原性,刺激α亚基或α亚基的某些肽段,可以激活特异性AchR反应性T细胞从而产生机体免疫反应[9,10]。T细胞能否特异性地识别蛋白质或者多肽,在于其线性决定簇,即蛋白质或多肽的氨基酸一级序列,对多肽的空间结构没有严格的要求,因此采用人工合成的多肽作为免疫原免疫动物诱导EAMG,只需将其序列合成出来,而无需模拟多肽的二级或三级空间结构,这在目前来说是可行的。不少研究者已经作了成功的尝试:以AchR的α亚基片段作为有效免疫原来制作EAMG模型。早在20世纪80年代,Lennon等[11,12]用人工合成的人、或电鳗的AchR的α亚基125~147肽段成功制作EAMG模型,但都存在不足之处,或者阳性率偏低(10%),或者肌无力症状轻而短暂。近年来,Baggi等[1,13]发现应用同源性肽段免疫动物效果更好,他们以鼠源性AchR的α亚基97-116免疫Lewis大鼠诱导EAMG模型,阳性率达73.3%,而且他们的实验发现应用人工合成的电鳗源性AchR的α亚基肽段并不能诱导产生EAMG。国内学者许文华等[2]、吴怀国等[14]、杨丽等[15]亦做了相关的研究,其模型成功率分别为75.0%,91.7%,100.0%。
       本研究参照国内外成功的研究经验,采用人工合成的鼠源性AchR的α亚基97-116多肽(R97-116)作为免疫原免疫Lewis大鼠来制作EAMG模型,设正常对照组6只,模型组39只。实验结果显示,模型组大鼠在第1次强化免疫后(约35 d后)逐渐出现动作减慢,抓持时挣扎力量减弱,叫声降低或短促等肌无力表现,体重增长缓慢或下降,甚至消瘦,毛发变得暗淡、粗糙甚至脱落,再次加强免疫后(约42 d后)上述症状明显加重。造模期间造模鼠中共死亡3只,其中2只因肌无力症状过重而死亡,1只因皮下注射点出血,被同笼其它大鼠咬伤而致死,而对照组无死亡。至8周后造模结束时,行Lennon临床评分29只评分在1级以上,并行RNS检测,36只模型鼠中32只5 Hz重复刺激电衰减率>10%,而对照组衰减率均<10%,证实EAMG模型建立,成功率达87.18%,与文献报道相似。本研究结果表明:以人工合成的R97-116肽段诱导EAMG模型是可行的,而且该方法相对简单、成本相对较低、免疫原充足、成模率较高,可以为MG的基础和临床研究创造必要的实验条件。
       【参考文献】
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       [15] 杨 丽,程 焱.乙酰胆碱受体α亚单位125~147段多肽致实验性自身免疫性重症肌无力[J].中华神经科杂志,2003,36(1):32.

经典中医古籍

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