ウイルス誘発性胆道閉鎖症(BA)の肝線維化機構研究に適した動物モデルと、将来のBA治療のプラットフォームを提供する慢性肝線維症のマウスモデルを確立しました。
胆道閉鎖症(BA)は閉塞性黄疸を伴う致命的な病気であり、子供の肝移植の最も一般的な適応症です。複雑な病因と未知の病因のために、効果的な薬物治療はまだありません。現在、アカゲザルロタウイルス(RRV)によって誘導される古典的なBAマウスモデルは、BAの病因を研究するために最も一般的に使用されているモデルです。このモデルは、成長遅延、皮膚および粘膜の黄疸、粘土便、および暗黄色の尿を特徴としています。組織病理学は、重度の肝炎症および肝内および肝外胆管の閉塞を示し、これはヒトBAの症状に類似している。しかし、このモデルの末期マウスの肝臓は線維症を欠いており、臨床BAにおける肝線維症の特徴を完全にシミュレートすることはできません。発表された研究は、5〜10μgの抗Ly6G抗体を4回注射することにより、慢性肝線維症の新しいBAマウスモデルを開発しました。その結果、一部のマウスは、時間経過後に典型的な線維症を伴う慢性BAの形成に成功したことが示され、これらのマウスは、ウイルス誘発性肝線維症のBA機構研究に適した動物モデルであり、将来のBA治療法を開発するためのプラットフォームを表しています。
胆道閉鎖症(BA)は、乳幼児によく発生する深刻な肝胆道疾患です。具体的には、新生児黄疸と淡い便を伴う閉塞性胆管症として現れます1。その臨床的特徴は、肝内および肝外胆管の炎症性破壊と進行性線維症であり、最終的には肝不全に発展します2。統計によると、アジア諸国のBAの発生率は欧米諸国よりも高く、アジア諸国のBAの発生率は1 / 8,000です。BAの病因には、ウイルス感染、異常な胆管発達、免疫障害、および遺伝的変異が含まれます3。葛西手術は、BAの子供の胆汁うっ滞を改善するために最も一般的に使用される方法ですが、最終的には、線維症の進行を防ぐことはできません4。BAの現在の治療法は主に肝移植に依存しており、肝臓源の不足によって制限されています。BAの病因の詳細な研究は、この病気の課題を解決するための最も直接的な手段です。しかし、BAの病態に関する研究は主にBA動物モデルに依存しており、適切な動物モデルを選択することが重要です。
BAの組織病理学的研究のほとんどは、胆管過形成(BDP)、胆汁血栓症、および門脈線維症がBAの最も重要な病理学的特徴であり、門脈炎症性細胞浸潤や肝細胞の腫れなど、さまざまなグレードの他の病理学的特徴が同時に存在することを示しています5,6.現在、BAを模倣したマウスモデルには、分節胆管閉塞と肝外胆管を伴う胆管周囲炎を伴う慢性3,5-ダイトキシカルボニル-1,4-ジヒドロコリジン(DDC)給餌マウスモデル7や、四塩化炭素の腹腔内注射による肝線維化マウスモデル8など、さまざまなモデルがあります。胆管結紮(BDL)モデルは、黄疸と急速な門脈線維症を特徴としています9。α-ナフチルイソチオシアネート(ANIT)を給餌したマウスモデルは、肝内胆管に限定された胆管炎と肝細胞損傷を呈します10。黄疸が長引くマウスモデルは、遅延アカゲザルロタウイルス(RRV)接種によって誘導されます11。動物モデル、特にマウスモデルにはさまざまなものがありますが、各モデルには独自の制限があります。それらは、胆道閉鎖症の過程で急性炎症や肝線維症などのBAの疾患特性の一部しかシミュレートできず、BAの疾患プロセスおよび病理学的特徴と高度に一致するモデルはありません。
古典的なBAマウスモデルはRRVによって誘導され、このモデルはヒトにおけるBAに最も類似したモデルである。しかし、RRV誘発BAモデルマウスは、肝外胆道閉鎖症の一部と同様の臨床症状と病理学的特徴を示しますが、このモデルは肝線維症を欠いており、BAメカニズムの詳細な研究と新しい治療法の開発を大幅に制限しています12。そこで、本研究では、慢性肝線維症の新規BAマウスモデルを開発しました。抗Ly6G抗体は、出生日にRRV接種前に腹腔内注射した。次に、5〜10μgの抗Ly6G抗体を、各注入の間に2日の間隔を空けて4回注射した。マウスのBA症状は改善し、生存期間が延長され、マウスは慢性線維化段階に入った。このモデルは、BAの急性期反応をシミュレートするだけでなく、肝臓のプロセスと進行性線維症も模倣します。したがって、BAの機構研究により適した動物モデルであり、BAの将来の治療法を開発するための理論的基礎を提供する可能性があります。
このGr-1分子は、もともと好中球で発現していることが判明した骨髄由来細胞表面マーカーである13。抗Ly6G抗体の枯渇は、循環好中球を90%以上減少させ、他の免疫細胞によって活性化される応答を変化させます。Gr-1+ 細胞集団の機能は、特定の消去抗体を用いたさまざまな研究で報告されており、サイトカインおよび媒介免疫防御に対してさまざまな効果が確認されています14。RRV接種BAマウスモデルにおけるGr-1+ 細胞の機能を検討しました。しかし、Gr-1分子がヒトで発現していることは見出されていないため、同様の分子であるCD177がBA患者で研究されています15。私たちのデータは、特に疾患の慢性線維化期におけるGr-1+ 細胞集団の重要性を証明し、潜在的なBA療法を調査するための適切な動物モデルを提供します。
本研究では、RRVに感染した胆道閉鎖症マウスモデルにおいて、抗Ly6G抗体を用いてGr-1+細胞を排除または減少させ、急性BA症候群の改善、生存率の延長、BAマウスの慢性期への移行を可能にしました。抗体の投与量を減らすと、肝線維症を伴う慢性BAにつながる可能性があり、これは、Gr-1+細胞の数が急性期および慢性期のBAの結果を変えることを示しています。以前の研究では、抗Ly6G抗体の投与後にGr-1+細胞が減少し、BAマウスの全生存状態が改善されました15。同時に、Gr-1+マクロファージ19、Gr-1+好中球20、Gr-1+骨髄系細胞21、およびGr-1+顆粒球が、いくつかの動物モデル22において線維症を増強できることが報告されている。しかし、この研究では、マウスのGr-1+細胞は低用量の抗Ly6G抗体で部分的に枯渇し、コラーゲン沈着物が残った。その結果、病気により徹底的に対処するためにより多くの時間が必要になるかもしれません。
抗Ly6G抗体の適用は、炎症を軽減し、胆管を部分的に保存し、マウスの急性BA誘発死を予防しました。しかし、マウスの20%から30%だけがBAの慢性期に入った。これは、抗Ly6G抗体の時点および注射回数に関連している可能性がある。成功率を向上させるためには、この重要なポイントをさらに調査する必要があります。また、Gr-1+ 細胞だけでなく、NK細胞、T細胞、B細胞、マクロファージなど他の免疫細胞も重要な役割を担っている可能性があると考えています。
プロトコルに関しては、いくつかの詳細に注意する必要があります。(i)注射薬の漏れを避けるため、針の直径が小さく、注射器への針穴が小さいため、直径0.33mmの針が付いた1mLのインスリン注射器を使用し、薬物の漏出の可能性を減らすことができます。(ii)注射の前に、マウスを固定して、マウスが動かないようにし、薬物の漏れを防ぎ、実験効果をさらに確実にする必要があります。(iii)薬剤注入時には、薬剤が腹部に入り、肝臓に十分に接触して効果を発揮するように、マウスの肝臓の表面または下縁にできるだけ薬剤を注射しました。(iv)新生マウスの胃と脾臓は左腹部にあり、胃はミルクでいっぱいであるため、注射は通常マウスの右上大腿部から行われます。針を左側から挿入すると、胃に穴を開けて牛乳が腹部に流れ込んだり、脾臓に穴を開けて出血を引き起こしたりする可能性があります。
CD177はLy6Gのホモログであり、BA患者におけるCD177の発現が調査されています。CD177は、小児におけるBAの早期診断のマーカーとして使用することができ、CD177+ 細胞がBA23の過程で重要な役割を果たすことを示している。RNAシーケンシングデータを分析することにより、私たちのチームはCD177細胞がGr-1+ 細胞の支配的な集団であることを発見しました。一方、RRVを接種したCd177-/-BALB/ cマウスは、BAの発症が遅れ、罹患率と死亡率が低下しました18。したがって、私たちの慢性BAマウスモデルは、BAの病因と疾患進行を研究するための明らかな利点があります。また、BAの潜在的な治療法を研究するための適切な動物モデルも提供します。
The authors have nothing to disclose.
この研究は、中国国家自然科学基金会(81974056)からR.Z.への助成金、中国国家自然青年基金会(82101808)および広州科学技術計画プロジェクト(No.202102020196)からZ.L.への助成金によって支援されました。
Balb/c mouse | Guangdong Skarjingda Biotechnology Co., LTD | 20221000112 | |
rat anti-mouse Ly6G | Bio X Cell | clone 1A8 | West Lebanon, NH |
rat anti-mouse cytokeratin 19 | Developmental Studies Hybridoma Bank | clone TROMA III | Iowa City, IA |
rat anti-mouse F4/80 | R&D Systems | MAB5580 | Minneapolis, MN |
RRV strain | ATCC | MMU 18006 | Manassas, VA |
Fluorescent stereomicroscope | Olympus | SZX7 | |
Leica light microscopy | Leica Microsystems | Leica DMI8+DFC7000T | Wetzlar, Germany |
Hitachi Pre-Analytical Process Automation System | Hitachi | 7600 Clinical Analyzer | Tokyo, Japan |
Isoflurane anesthetic | RWD | R510-22-10 | |
Rhodamine 123 | Sigma-Aldrich | 83702 | |
sirius red dye | Leagene | DC0041 | |
paraffin microtome | Leica Microsystems | RM2235 | |
neutral gum | Solarbio | G8590 |