جيل من الفأر نموذج التهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي التلقائي
Summary
تم إنشاء عدة أنواع من النماذج الحيوانية لالتهاب الغدة الدرقية هاشيموتو ، وكذلك التهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي التلقائي في فأر NOD. الفئران H-2h4 هي نموذج بسيط وموثوق لتحريض HT. توضح هذه المقالة هذا النهج وتقيم العملية المرضية لفهم أفضل لنموذج الفئران SAT.
Abstract
في السنوات الأخيرة ، أصبح التهاب الغدة الدرقية هاشيموتو (HT) أكثر أمراض الغدة الدرقية المناعية الذاتية شيوعا. يتميز بتسلل الخلايا اللمفاوية والكشف عن الأجسام المضادة الذاتية المحددة في الدم. على الرغم من أن الآلية المحتملة لا تزال غير واضحة ، إلا أن خطر الإصابة بالتهاب الغدة الدرقية هاشيموتو مرتبط بعوامل وراثية وبيئية. في الوقت الحاضر ، هناك عدة أنواع من نماذج التهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي ، بما في ذلك التهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي التجريبي (EAT) والتهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي التلقائي (SAT).
EAT في الفئران هو نموذج شائع ل HT ، والذي يتم تحصينه مع عديد السكاريد الدهني (LPS) جنبا إلى جنب مع ثيروجلوبولين (Tg) أو تستكمل مع مساعد فرويند الكامل (CFA). تم تأسيس نموذج الماوس EAT على نطاق واسع في العديد من أنواع الفئران. ومع ذلك ، من المرجح أن يرتبط تطور المرض باستجابة الأجسام المضادة Tg ، والتي قد تختلف في التجارب المختلفة.
يستخدم SAT أيضا على نطاق واسع في دراسة HT في NOD. ماوس H-2H4. الإيماءة. الماوس H2h4 هو سلالة جديدة تم الحصول عليها من صليب فأر السكري غير البدين (NOD) مع B10. A (4R) ، والذي يتم تحريضه بشكل كبير ل HT مع أو بدون تغذية اليود. أثناء الحث ، NOD. يحتوي فأر H-2h4 على مستوى عال من TgAb مصحوبا بتسلل الخلايا الليمفاوية في الأنسجة المسامية الدرقية. ومع ذلك ، بالنسبة لهذا النوع من نماذج الماوس ، هناك عدد قليل من الدراسات لتقييم شامل للعملية المرضية أثناء تحريض اليود.
تم إنشاء نموذج فأر SAT لأبحاث HT في هذه الدراسة ، ويتم تقييم عملية التغيير المرضي بعد فترة طويلة من تحريض اليود. من خلال هذا النموذج ، يمكن للباحثين فهم التطور المرضي ل HT بشكل أفضل وفحص طرق العلاج الجديدة ل HT.
Introduction
تم الإبلاغ عن التهاب الغدة الدرقية هاشيموتو (HT) ، المعروف أيضا باسم التهاب الغدة الدرقية الليمفاوي المزمن أو التهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي ، لأول مرة في عام 19121. يتميز HT بتسلل الخلايا اللمفاوية وتلف الأنسجة المسامية الدرقية. تتجلى الاختبارات المعملية بشكل أساسي في زيادة الأجسام المضادة الخاصة بالغدة الدرقية ، بما في ذلك الأجسام المضادة لهرمون الغدة الدرقية (TgAb) والأجسام المضادة للبيروكسيديز المضاد للغدة الدرقية (TPOAb) 2. يتراوح معدل الإصابة ب HT بين 0.4٪ -1.5٪ ، وهو ما يمثل 20٪ -25٪ من جميع أمراض الغدة الدرقية ، وقد زادت هذه القيمة في السنوات الأخيرة3. بالإضافة إلى ذلك ، أفاد عدد كبير من الدراسات أن HT يرتبط بتكوين الأورام وتكرار سرطان الغدة الدرقية الحليمي (PTC)4,5 ؛ الآليات المحتملة لا تزال مثيرة للجدل. التهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي هو أيضا عامل مهم في العقم عند النساء6. لذلك ، يجب أن يكون التسبب في HT واضحا ، حيث يعد النموذج الحيواني المستقر والبسيط ضروريا.
لدراسة مسببات HT ، تم استخدام نوعين رئيسيين من نماذج الفئران ، بما في ذلك التهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي التجريبي (EAT) والتهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي التلقائي (SAT) في الدراسات الحالية 7,8. تم تحصين الفئران الحساسة بمستضدات الغدة الدرقية المحددة (بما في ذلك الغدة الدرقية الخام ، وثيروجلوبولين المنقى [TG] ، وبيروكسيديز الغدة الدرقية [TPO] ، والمجال الخارجي ل TPO المؤتلف ، وببتيدات TPO المختارة) لإنشاء نموذج الفئران EAT. بالإضافة إلى ذلك ، يتم أيضا استخدام المواد المساعدة ، بما في ذلك عديد السكاريد الشحمي (LPS) ، ومساعد فرويند الكامل (CFA) ، وغيرها من المواد المساعدة غير العادية ، أثناء التحصين لتحطيم التسامح المناعي9،10،11،12،13،14،15،16،17.
نموذج SAT هو نموذج مهم لدراسة التطور التلقائي لالتهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي ، والذي يعتمد على NOD. الفئران H-2H4. الإيماءة. الماوس H-2h4 هو سلالة جديدة تم الحصول عليها من صليب NOD و B10. الفئران A (4R) ، تليها عدة تهجينات خلفية إلى NOD ، مع جين الحساسية لالتهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي IAk18,19. موافقه. لا تصاب الفئران H-2h4 بمرض السكري ، ولكن لديها نسبة عالية من التهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي ومتلازمة سجوجرن (SS) 19. وقد وجدت الدراسات أن جزيء الالتصاق داخل الخلايا -1 (ICAM-1) يتم التعبير عنه بشكل كبير في أنسجة الغدة الدرقية من NOD. الفئران H-2h4 في 3-4 أسابيع من العمر. علاوة على ذلك ، مع زيادة تناول اليود ، يتم تعزيز مناعة جزيء ثيروجلوبولين ، مما يزيد من تنظيم التعبير عن ICAM-1 ، الذي يلعب دورا مهما في عملية تسلل الوحيدات21. يحاكي هذا النموذج عملية المناعة الذاتية مع التحقق من العلاقة بين جرعة اليود وشدة المرض. الطريقة المعمول بها مستقرة ، مع احتمال كبير للنجاح. تم تطبيق نموذج SAT للحث على التهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي لسنوات عديدة ولا يزال وسيلة فعالة لدراسة التسبب في التهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي. ومع ذلك ، فإن طريقة البناء الحالية لنموذج EAT أكثر تعقيدا وتكلفة. تستخدم المختبرات المختلفة طرق تحصين ومواقع حقن مختلفة. علاوة على ذلك ، فإن الفئران ذات الخلفيات الجينية المختلفة لديها معدلات مختلفة من الحث ، والتي تحتاج إلى مزيد من الدراسة للكشف عن الآلية القوية.
ومع ذلك ، يرتبط تطور التهاب الغدة الدرقية في نموذج SAT بيوديد الصوديوم ، وإزدواج الشكل الجنسي ، وظروف التربية. للكشف عن الإجراء المناسب لالتهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي في نموذج SAT ، وصفت هذه المقالة طريقة تحريض التهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي في ظروف مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يسمح لدراسة التسبب والتقدم المناعي لالتهاب الغدة الدرقية المناعي الذاتي في مراحل مختلفة من هذا المرض.
Protocol
Representative Results
Discussion
يحدث HT بسبب اضطراب في جهاز المناعة الذاتية الناجم عن الخلايا الليمفاوية التي تتسلل إلى الغدة الدرقية ، مما يزيد من ضعف وظيفة الغدة الدرقية ، مع إنتاج أجسام مضادة خاصة بالغدة الدرقية. مستويات مصل TSH و TgAb و TPOAb في مرضى HT مرتفعة بشكل ملحوظ27. في الوقت الحاضر ، يتم استخدام نوعين رئيس?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم توفير الأجسام المضادة وحيدة النسيلة للفأر ل TPO البشري (المستخدمة كضوابط إيجابية) من قبل الدكتور P. Carayon والدكتور J. Ruf (مرسيليا ، فرنسا). يشكر المؤلفون جميع المشاركين في هذه الدراسة وأعضاء فريق البحث لدينا. تم دعم هذا العمل جزئيا بمنح من صندوق دعم ما بعد الدكتوراه لمستشفى غرب الصين ، جامعة سيتشوان ، الصين (2020HXBH057) وبرنامج دعم العلوم والتكنولوجيا في مقاطعة سيتشوان (رقم المشروع 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).
