יצירת עכבר מודל אוטואימוני ספונטני של בלוטת התריס
Summary
נקבעו מספר סוגים של מודלים של בלוטת התריס של השימוטו, כמו גם דלקת אוטואימונית ספונטנית של בלוטת התריס בעכבר NOD. עכברי H-2h4 הם מודל פשוט ואמין להשראת HT. מאמר זה מתאר גישה זו ומעריך את התהליך הפתולוגי להבנה טובה יותר של מודל SAT murine.
Abstract
בשנים האחרונות, דלקת בלוטת התריס של השימוטו (HT) הפכה למחלה האוטואימונית הנפוצה ביותר של בלוטת התריס. הוא מאופיין על ידי חדירת לימפוציטים וזיהוי של נוגדנים עצמיים ספציפיים בסרום. למרות שהמנגנון הפוטנציאלי עדיין אינו ברור, הסיכון לדלקת בלוטת התריס של השימוטו קשור לגורמים גנטיים וסביבתיים. כיום, ישנם מספר סוגים של מודלים של תירואידיטיס אוטואימונית, כולל תירואידיטיס אוטואימונית ניסיונית (EAT) ודלקת אוטואימונית ספונטנית של בלוטת התריס (SAT).
EAT בעכברים הוא מודל נפוץ עבור HT, אשר מחוסן עם lipopolysaccharide (LPS) בשילוב עם thyroglobulin (Tg) או בתוספת אדג’ובנט של פרוינד מלא (CFA). מודל עכבר EAT מבוסס באופן נרחב בסוגים רבים של עכברים. עם זאת, התקדמות המחלה קשורה ככל הנראה לתגובת נוגדני Tg, אשר עשויה להשתנות בניסויים שונים.
SAT נמצא בשימוש נרחב גם במחקר של HT ב- NOD. עכבר H-2H4. הנהון. עכבר H2h4 הוא זן חדש המתקבל מצלב של עכבר סוכרתי לא שמן (NOD) עם B10. A(4R), המושרה באופן משמעותי עבור HT עם או בלי יוד הזנה. במהלך הזירוז, ה- NOD. עכבר H-2h4 יש רמה גבוהה של TgAb מלווה חדירת לימפוציטים ברקמת זקיקי בלוטת התריס. עם זאת, עבור סוג זה של מודל העכבר, ישנם מעט מחקרים כדי להעריך באופן מקיף את התהליך הפתולוגי במהלך אינדוקציה של יוד.
במחקר זה נקבע מודל עכבר SAT לחקר HT, ותהליך השינוי הפתולוגי מוערך לאחר תקופה ארוכה של השראת יוד. באמצעות מודל זה, חוקרים יכולים להבין טוב יותר את ההתפתחות הפתולוגית של HT ולסנן שיטות טיפול חדשות עבור HT.
Introduction
דלקת בלוטת התריס של השימוטו (HT), הידועה גם בשם דלקת בלוטת התריס הלימפוציטית הכרונית או בלוטת התריס האוטואימונית, דווחה לראשונה בשנת 19121. HT מאופיין בחדירת לימפוציטים ופגיעה ברקמת זקיקי בלוטת התריס. בדיקות מעבדה מתבטאות בעיקר בהגדלת נוגדנים ספציפיים לבלוטת התריס, כולל נוגדן אנטי-תירוגלובולין (TgAb) ונוגדן פרוקסידאז נגד בלוטת התריס (TPOAb)2. שכיחות HT היא בטווח של 0.4%-1.5%, המהווה 20%-25% מכלל מחלות בלוטת התריס, וערך זה עלה בשנים האחרונות3. בנוסף, מספר רב של מחקרים דיווחו כי HT קשור עם אונקוגנזה והישנות של קרצינומה פפילרית של בלוטת התריס (PTC)4,5; המנגנונים האפשריים עדיין שנויים במחלוקת. דלקת אוטואימונית של בלוטת התריס היא גם גורם חשוב באי פוריות האישה6. לכן, הפתוגנזה של HT צריך להיות ברור, אשר מודל בעלי חיים יציב ופשוט הוא חיוני.
כדי לחקור את האטיולוגיה של HT, נעשה שימוש בשני סוגים עיקריים של מודלים של מורין, כולל דלקת אוטואימונית ניסיונית של בלוטת התריס (EAT) ודלקת אוטואימונית ספונטנית של בלוטת התריס (SAT) במחקרים הנוכחיים 7,8. עכברים רגישים חוסנו באנטיגנים ספציפיים של בלוטת התריס (כולל בלוטת התריס הגולמית, תירוגלובולין מטוהר [TG], פרוקסידז של בלוטת התריס [TPO], אקטודומיין TPO רקומביננטי ופפטידים נבחרים של TPO) כדי לבסס את מודל EAT murine. בנוסף, האדג’ובנטים, כולל lipopolysaccharide (LPS), אדג’ובנט של פרוינד מלא (CFA), ואדג’ובנטים יוצאי דופן אחרים, משמשים גם במהלך החיסון כדי לפרק את הסבילות החיסונית 9,10,11,12,13,14,15,16,17.
מודל SAT הוא מודל חשוב לחקר ההתפתחות הספונטנית של בלוטת התריס האוטואימונית, המבוססת על NOD. עכברי H-2h4. הנהון. עכבר H-2h4 הוא זן חדש המתקבל מצלב NOD ו- B10. עכברי A(4R), ואחריהם הצלבות אחוריות מרובות ל-NOD, עם הגן האוטואימוני לרגישות לבלוטת התריס IAk18,19. הנהון. עכברי H-2h4 אינם מפתחים סוכרת, אך יש להם שכיחות גבוהה של דלקת אוטואימונית של בלוטת התריס ותסמונת סיוגרן (SS)19. מחקרים מצאו כי מולקולת היצמדות תוך-תאית -1 (ICAM-1) מתבטאת מאוד ברקמת בלוטת התריס של NOD. עכברי H-2h4 בגיל 3-4 שבועות. יתר על כן, עם הגידול בצריכת יוד, האימונוגניות של מולקולת thyroglobulin משופרת, אשר עוד יותר upregulates את הביטוי של ICAM-1, אשר ממלא תפקיד חשוב בתהליך של חדירת מונוציטים21. מודל זה מדמה את התהליך האוטואימוני תוך אימות הקשר בין מינון היוד לחומרת המחלה. השיטה שנקבעה היא יציבה, עם הסתברות גבוהה להצלחה. מודל SAT יושם לגרימת דלקת אוטואימונית של בלוטת התריס במשך שנים רבות וממשיך להיות שיטה יעילה לחקר הפתוגנזה של בלוטת התריס האוטואימונית. עם זאת, שיטת הבנייה הנוכחית של מודל EAT מסובכת ויקרה יותר; מעבדות שונות משתמשות בשיטות חיסון שונות ובאתרי הזרקה. יתר על כן, לעכברים עם רקע גנטי שונה יש שיעורי השראה שונים, אשר זקוקים למחקר נוסף כדי לחשוף את המנגנון החזק.
עם זאת, התפתחות בלוטת התריס במודל SAT קשורה לנתרן יודי, דימורפיזם מיני ותנאי גידול. כדי לחשוף את ההליך המתאים של בלוטת התריס אוטואימונית במודל SAT, מאמר זה תיאר את שיטת השראת בלוטת התריס האוטואימונית במצבים שונים. בנוסף, הוא מאפשר ללמוד את הפתוגנזה ואת ההתקדמות החיסונית של בלוטת התריס אוטואימונית בשלבים שונים של המחלה.
Protocol
Representative Results
Discussion
HT מתרחש עקב הפרעה אוטואימונית הנגרמת על ידי לימפוציטים החודרים לבלוטת התריס, ופוגעים עוד יותר בתפקוד בלוטת התריס, תוך ייצור נוגדנים ספציפיים לבלוטת התריס. רמות TSH, TgaB ו-TPOAb בסרום בחולי HT גבוהות משמעותית27. כיום, שני סוגים עיקריים של מודלים murine נמצאים בשימוש נרחב כדי ללמוד את האט?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
נוגדנים חד-שבטיים של עכברים ל-TPO אנושי (המשמשים כבקרות חיוביות) סופקו על ידי ד”ר פ. קאריון וד”ר ג’יי רוף (מרסיי, צרפת). המחברים מודים לכל המשתתפים במחקר זה ולחברי צוות המחקר שלנו. עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי מענקים מקרן התמיכה לפוסט-דוקטורט של בית החולים מערב סין, אוניברסיטת סצ’ואן, סין (2020HXBH057) ותוכנית התמיכה במדע וטכנולוגיה במחוז סצ’ואן (פרויקט מס ‘2021YFS0166)
Materials
| Butorphanol tartrate | Supelco | L-044 | |
| Dexmedetomidine hydrochloride | Sigma-Aldrich | 145108-58-3 | |
| Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) well | Sigma-Aldrich | M9410-1CS | |
| Ethanol | macklin | 64-17-5 | |
| Freund’s Adjuvant, Complete | Sigma-Aldrich | F5881 | |
| Freund’s Adjuvant, Incomplete | Sigma-Aldrich | F5506 | |
| Goat anti-Mouse IgG | invitrogen | SA5-10275 | |
| Midazolam solution | Supelco | M-908 | |
| Mouse/rat thyroxine (T4) ELISA | Calbiotech | DKO045 | |
| Paraformaldehyde | macklin | 30525-89-4 | |
| Propidium iodide | Sigma-Aldrich | P4864 | |
| Sodium Iodine | Sigma-Aldrich | 7681-82-5 | |
| Thyroglobulin | Sigma-Aldrich | T1126 | |
| Thyroglobulin ELISA Kit | Thermo Scientific | EHTGX5 | |
| TSH ELISA | Calbiotech | DKO200 | |
| Xylene | macklin | 1330-20-7 |
References
- Ralli, M., et al. Hashimoto’s thyroiditis: An update on pathogenic mechanisms, diagnostic protocols, therapeutic strategies, and potential malignant transformation. Autoimmunity Reviews. 19 (10), 102649 (2020).
- Zhang, Q. Y., et al. Lymphocyte infiltration and thyrocyte destruction are driven by stromal and immune cell components in Hashimoto’s thyroiditis. Nature Communications. 13 (1), 775 (2022).
- Ruggeri, R. M., et al. Autoimmune comorbidities in Hashimoto’s thyroiditis: different patterns of association in adulthood and childhood/adolescence. European Journal of Endocrinology. 176 (2), 133-141 (2017).
- Resende de Paiva, C., Grønhøj, C., Feldt-Rasmussen, U., von Buchwald, C. Association between Hashimoto’s thyroiditis and thyroid cancer in 64,628 patients. Frontiers in Oncology. 7, 53 (2017).
- Ehlers, M., Schott, M. Hashimoto’s thyroiditis and papillary thyroid cancer: are they immunologically linked. Trends in Endocrinology and Metabolism. 25 (12), 656-664 (2014).
- Medenica, S., et al. The role of cell and gene therapies in the treatment of infertility in patients with thyroid autoimmunity. International Journal of Endocrinology. 2022, 4842316 (2022).
- Rose, N. R. The genetics of autoimmune thyroiditis: the first decade. Journal of Autoimmunity. 37 (2), 88-94 (2011).
- Kolypetri, P., King, J., Larijani, M., Carayanniotis, G. Genes and environment as predisposing factors in autoimmunity: acceleration of spontaneous thyroiditis by dietary iodide in NOD.H2(h4) mice. International Reviews of Immunology. 34 (6), 542-556 (2015).
- Terplan, K. L., Witebsky, E., Rose, N. R., Paine, J. R., Egan, R. W. Experimental thyroiditis in rabbits, guinea pigs and dogs, following immunization with thyroid extracts of their own and of heterologous species. The American Journal of Pathology. 36 (2), 213-239 (1960).
- Alexopoulos, H., Dalakas, M. C. The immunobiology of autoimmune encephalitides. Journal of Autoimmunity. 104, 102339 (2019).
- Noviello, C. M., Kreye, J., Teng, J., Prüss, H., Hibbs, R. E. Structural mechanisms of GABA receptor autoimmune encephalitis. Cell. 185 (14), 2469-2477 (2022).
- Pudifin, D. J., Duursma, J., Brain, P. Experimental autoimmune thyroiditis in the vervet monkey. Clinical and Experimental Immunology. 29 (2), 256-260 (1977).
- Esquivel, P. S., Rose, N. R., Kong, Y. C. Induction of autoimmunity in good and poor responder mice with mouse thyroglobulin and lipopolysaccharide. The Journal of Experimental Medicine. 145 (5), 1250-1263 (1977).
- Kong, Y. C., et al. HLA-DRB1 polymorphism determines susceptibility to autoimmune thyroiditis in transgenic mice: definitive association with HLA-DRB1*0301 (DR3) gene. The Journal of Experimental Medicine. 184 (3), 1167-1172 (1996).
- Kotani, T., Umeki, K., Hirai, K., Ohtakia, S. Experimental murine thyroiditis induced by porcine thyroid peroxidase and its transfer by the antigen-specific T cell line. Clinical and Experimental Immunology. 80 (1), 11-18 (1990).
- Ng, H. P., Banga, J. P., Kung, A. W. C. Development of a murine model of autoimmune thyroiditis induced with homologous mouse thyroid peroxidase. Endocrinology. 145 (2), 809-816 (2004).
- Ng, H. P., Kung, A. W. C. Induction of autoimmune thyroiditis and hypothyroidism by immunization of immunoactive T cell epitope of thyroid peroxidase. Endocrinology. 147 (6), 3085-3092 (2006).
- Ellis, J. S., Braley-Mullen, H. Mechanisms by which B cells and regulatory T Cells influence development of murine organ-specific autoimmune diseases. Journal of Clinical Medicine. 6 (2), 13 (2017).
- Fang, Y., Yu, S., Braley-Mullen, H. Contrasting roles of IFN-gamma in murine models of autoimmune thyroid diseases. Thyroid. 17 (10), 989-994 (2007).
- Fang, Y., Zhao, L., Yan, F. Chemokines as novel therapeutic targets in autoimmune thyroiditis. Recent Patents on DNA & Gene Sequences. 4 (1), 52-57 (2010).
- Chen, C. R., et al. Antibodies to thyroid peroxidase arise spontaneously with age in NOD.H-2h4 mice and appear after thyroglobulin antibodies. Endocrinology. 151 (9), 4583-4593 (2010).
- Ruf, J., et al. Relationship between immunological structure and biochemical properties of human thyroid peroxidase. Endocrinology. 125 (3), 1211-1218 (1989).
- McLachlan, S. M., Aliesky, H. A., Chen, C. R., Chong, G., Rapoport, B. Breaking tolerance in transgenic mice expressing the human TSH receptor A-subunit: thyroiditis, epitope spreading and adjuvant as a ‘double edged sword’. PLoS One. 7 (9), e43517 (2012).
- McLachlan, S. M., Aliesky, H. A., Chen, C. R., et al. Breaking tolerance in transgenic mice expressing the human TSH receptor A-subunit: thyroiditis, epitope spreading and adjuvant as a ‘double edged sword’[J]. PLoS One. 7 (9), e43517 (2012).
- Hutchings, P. R., et al. Both CD4(+) T cells and CD8(+) T cells are required for iodine accelerated thyroiditis in NOD mice. Cellular Immunology. 192 (2), 113-121 (1999).
- Xue, H., et al. Dynamic changes of CD4+CD25 + regulatory T cells in NOD.H-2h4 mice with iodine-induced autoimmune thyroiditis. Biological Trace Element Research. 143 (1), 292-301 (2011).
- Hou, X., et al. Effect of halofuginone on the pathogenesis of autoimmune thyroid disease in different mice models. Endocrine, Metabolic & Immune Disorders Drug Targets. 17 (2), 141-148 (2017).
- McLachlan, S. M., et al. Dissociation between iodide-induced thyroiditis and antibody-mediated hyperthyroidism in NOD.H-2h4 mice. Endocrinology. 146 (1), 294-300 (2005).
- Danailova, Y., et al. Nutritional management of thyroiditis of hashimoto. International Journal of Molecular Sciences. 23 (9), 5144 (2022).
- Carayanniotis, G. Molecular parameters linking thyroglobulin iodination with autoimmune thyroiditis. Hormones. 10 (1), 27-35 (2011).
- Verginis, P., Li, H. S., Carayanniotis, G. Tolerogenic semimature dendritic cells suppress experimental autoimmune thyroiditis by activation of thyroglobulin-specific CD4+CD25+ T cells. Journal of Immunology. 174 (11), 7433-7439 (2005).
- Flynn, J. C., et al. Superiority of thyroid peroxidase DNA over protein immunization in replicating human thyroid autoimmunity in HLA-DRB1*0301 (DR3) transgenic mice. Clinical and Experimental Immunology. 137 (3), 503-512 (2004).
- Akeno, N., et al. IFN-α mediates the development of autoimmunity both by direct tissue toxicity and through immune cell recruitment mechanisms. Journal of Immunology. 186 (8), 4693-4706 (2011).
