Generación de un modelo de tiroiditis autoinmune espontánea en ratones
Summary
Se han establecido varios tipos de modelos animales de tiroiditis de Hashimoto, al igual que la tiroiditis autoinmune espontánea en el ratón NOD. Los ratones H-2h4 son un modelo simple y confiable para la inducción de HT. Este artículo describe este enfoque y evalúa el proceso patológico para una mejor comprensión del modelo murino SAT.
Abstract
En los últimos años, la tiroiditis de Hashimoto (TH) se ha convertido en la enfermedad tiroidea autoinmune más común. Se caracteriza por la infiltración de linfocitos y la detección de autoanticuerpos séricos específicos. Aunque el mecanismo potencial aún no está claro, el riesgo de tiroiditis de Hashimoto está relacionado con factores genéticos y ambientales. En la actualidad, existen varios tipos de modelos de tiroiditis autoinmune, incluida la tiroiditis autoinmune experimental (EAT) y la tiroiditis autoinmune espontánea (SAT).
La EAT en ratones es un modelo común para la HTA, que se inmuniza con lipopolisacárido (LPS) combinado con tiroglobulina (Tg) o se complementa con adyuvante de Freund completo (CFA). El modelo de ratón EAT está ampliamente establecido en muchos tipos de ratones. Sin embargo, es más probable que la progresión de la enfermedad esté asociada con la respuesta de anticuerpos Tg, que puede variar en diferentes experimentos.
SAT también es ampliamente utilizado en el estudio de HTA en la NOD. Ratón H-2H4. El NOD. El ratón H2h4 es una nueva cepa obtenida del cruce del ratón diabético no obeso (NOD) con el B10. A(4R), que se induce significativamente para TH con o sin yodo de alimentación. Durante la inducción, el NOD. El ratón H-2h4 tiene un alto nivel de TgAb acompañado de infiltración de linfocitos en el tejido folicular tiroideo. Sin embargo, para este tipo de modelo de ratón, hay pocos estudios para evaluar exhaustivamente el proceso patológico durante la inducción de yodo.
En este estudio se establece un modelo de ratón SAT para la investigación de HT, y el proceso de cambio patológico se evalúa después de un largo período de inducción de yodo. A través de este modelo, los investigadores pueden comprender mejor el desarrollo patológico de la TH y detectar nuevos métodos de tratamiento para la HTA.
Introduction
La tiroiditis de Hashimoto (TH), también conocida como tiroiditis linfocítica crónica o tiroiditis autoinmune, se informó por primera vez en 19121. La TH se caracteriza por infiltración de linfocitos y daño al tejido folicular tiroideo. Las pruebas de laboratorio se manifiestan principalmente como un aumento de los anticuerpos específicos de la tiroides, incluidos los anticuerpos antitiroglobulina (TgAb) y los anticuerpos antioxidasa antitiroidea (TPOAb)2. La incidencia de HTA está en el rango de 0,4%-1,5%, representando 20%-25% de todas las enfermedades tiroideas, y este valor ha aumentado en los últimos años3. Además, un gran número de estudios han reportado que la TH se asocia con la oncogénesis y recurrencia del carcinoma papilar de tiroides (PTC)4,5; Los posibles mecanismos siguen siendo controvertidos. La tiroiditis autoinmune también es un factor importante en la infertilidad femenina6. Por lo tanto, la patogénesis de la HTA debe ser clara, para lo cual es esencial un modelo animal estable y simple.
Para estudiar la etiología de la HTA, se han empleado dos tipos principales de modelos murinos, incluyendo la tiroiditis autoinmune experimental (EAT) y la tiroiditis autoinmune espontánea (SAT) en los presentes estudios 7,8. Los ratones susceptibles fueron inmunizados con antígenos tiroideos específicos (incluyendo la tiroides cruda, tiroglobulina purificada [TG], peroxidasa tiroidea [TPO], ectodominio TPO recombinante y péptidos TPO seleccionados) para establecer el modelo murino EAT. Además, los adyuvantes, incluyendo lipopolisacárido (LPS), adyuvante completo de Freund (CFA) y otros adyuvantes inusuales, también se utilizan durante la inmunización para descomponer la tolerancia inmune 9,10,11,12,13,14,15,16,17.
El modelo SAT es un modelo importante para estudiar el desarrollo espontáneo de tiroiditis autoinmune, que se basa en NOD. Ratones H-2H4. El NOD. El ratón H-2h4 es una nueva cepa obtenida del cruce de NOD y B10. Ratones A(4R), seguidos de múltiples retrocruces a NOD, con el gen de susceptibilidad a la tiroiditis autoinmune IAk18,19. CABECEO. Los ratones H-2h4 no desarrollan diabetes, pero tienen una alta incidencia de tiroiditis autoinmune y síndrome de Sjogren (SS)19. Los estudios han encontrado que la molécula de adhesión intracelular-1 (ICAM-1) está altamente expresada en el tejido tiroideo de NOD. Ratones H-2h4 a las 3-4 semanas de edad. Además, con el aumento de la ingesta de yodo, se mejora la inmunogenicidad de la molécula de tiroglobulina, lo que regula aún más la expresión de ICAM-1, que desempeña un papel importante en el proceso de infiltración de monocitos21. Este modelo simula el proceso autoinmune mientras verifica la relación entre la dosis de yodo y la gravedad de la enfermedad. El método establecido es estable, con una alta probabilidad de éxito. El modelo SAT se ha aplicado para inducir tiroiditis autoinmune durante muchos años y sigue siendo un método eficaz para estudiar la patogénesis de la tiroiditis autoinmune. Sin embargo, el método de construcción actual del modelo EAT es más complicado y costoso; Diferentes laboratorios utilizan diferentes métodos de inmunización y sitios de inyección. Además, los ratones con diferentes antecedentes genéticos tienen diferentes tasas de inducción, que necesitan más estudios para revelar el potente mecanismo.
Sin embargo, el desarrollo de tiroiditis en el modelo SAT se asocia con yoduro de sodio, dimorfismo sexual y condiciones de crianza. Para revelar el procedimiento apropiado de tiroiditis autoinmune en el modelo SAT, este artículo describió el método de inducción de tiroiditis autoinmune en diferentes condiciones. Además, permite el estudio de la patogénesis y el progreso inmunológico de la tiroiditis autoinmune en diferentes etapas de esta enfermedad.
Protocol
Representative Results
Discussion
La TH ocurre debido a un trastorno del sistema autoinmune causado por linfocitos que se infiltran en la glándula tiroides, lo que afecta aún más la función tiroidea, al tiempo que produce anticuerpos específicos para la tiroides. Los niveles séricos de TSH, TgaB y TPOAb en pacientes con HTA están significativamente elevados27. En la actualidad, dos tipos principales de modelos murinos son ampliamente utilizados para estudiar la etiología de la tiroiditis autoinmune: EAT y SAT<sup class="xr…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los anticuerpos monoclonales de ratón contra TPO humano (utilizados como controles positivos) fueron proporcionados por el Dr. P. Carayon y el Dr. J. Ruf (Marsella, Francia). Los autores agradecen a todos los participantes en este estudio y a los miembros de nuestro equipo de investigación. Este trabajo fue apoyado en parte por subvenciones del Fondo de Sustentación Postdoctoral del Hospital de China Occidental, Universidad de Sichuan, China (2020HXBH057) y el Programa de Apoyo a la Ciencia y Tecnología de la Provincia de Sichuan (Proyecto No. 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 |
Referenzen
- 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).
