Генерация модели спонтанного аутоиммунного тиреоидита мыши
Summary
Было установлено несколько типов животных моделей тиреоидита Хашимото, а также спонтанного аутоиммунного тиреоидита у мышей NOD. Мыши H-2h4 являются простой и надежной моделью для индукции HT. В этой статье описан этот подход и оценен патологический процесс для лучшего понимания мышиной модели SAT.
Abstract
В последние годы тиреоидит Хашимото (ГТ) стал наиболее распространенным аутоиммунным заболеванием щитовидной железы. Характеризуется инфильтрацией лимфоцитов и выявлением специфических сывороточных аутоантител. Хотя потенциальный механизм до сих пор не ясен, риск тиреоидита Хашимото связан с генетическими факторами и факторами окружающей среды. В настоящее время существует несколько типов моделей аутоиммунного тиреоидита, включая экспериментальный аутоиммунный тиреоидит (EAT) и спонтанный аутоиммунный тиреоидит (SAT).
EAT у мышей является распространенной моделью ГТ, которая иммунизируется липополисахаридом (ЛПС) в сочетании с тиреоглобулином (Tg) или дополняется полным адъювантом Фройнда (CFA). Модель мыши EAT широко распространена на многих типах мышей. Однако прогрессирование заболевания, скорее всего, связано с ответом антител Tg, который может варьироваться в разных экспериментах.
SAT также широко используется при изучении ГТ в НОД. Мышь H-2h4. НОД. Мышь H2h4 – это новый штамм, полученный в результате скрещивания мыши с диабетом без ожирения (NOD) с B10. A (4R), который значительно индуцируется для ГТ с питанием йодом или без него. Во время индукции НОД. Мышь H-2h4 имеет высокий уровень TgAb, сопровождающийся инфильтрацией лимфоцитов в фолликулярной ткани щитовидной железы. Однако для этого типа мышиной модели существует мало исследований, позволяющих всесторонне оценить патологический процесс при индукции йода.
В этом исследовании установлена модель мыши SAT для исследования ГТ, и патологический процесс изменения оценивается после длительного периода индукции йода. С помощью этой модели исследователи могут лучше понять патологическое развитие ГТ и выявить новые методы лечения ГТ.
Introduction
Тиреоидит Хашимото (ГТ), также известный как хронический лимфоцитарный тиреоидит или аутоиммунный тиреоидит, был впервые зарегистрирован в 1912 году1. ГТ характеризуется инфильтрацией лимфоцитов и повреждением фолликулярной ткани щитовидной железы. Лабораторные тесты в основном проявляются в повышении специфических антител к щитовидной железе, включая антитела к тиреоглобулину (TgAb) и антитела к тиреоидной пероксидазе (TPOAb)2. Заболеваемость ГТ находится в диапазоне 0,4-1,5%, что составляет 20-25% всех заболеваний щитовидной железы, и это значение увеличилось в последние годы3. Кроме того, в большом количестве исследований сообщалось, что ГТ связана с онкогенезом и рецидивом папиллярной карциномы щитовидной железы (ПТК)4,5; Потенциальные механизмы до сих пор остаются спорными. Аутоиммунный тиреоидит также является важным фактором женского бесплодия6. Следовательно, патогенез ГТ должен быть ясным, для чего необходима стабильная и простая животная модель.
Для изучения этиологии ГТ были использованы два основных вида мышиных моделей, включая экспериментальный аутоиммунный тиреоидит (EAT) и спонтанный аутоиммунный тиреоидит (SAT) в настоящих исследованиях 7,8. Восприимчивых мышей иммунизировали специфическими антигенами щитовидной железы (включая сырую щитовидную железу, очищенный тиреоглобулин [ТГ], тиреоидную пероксидазу [ТПО], рекомбинантный эктодомен ТПО и выбранные пептиды ТПО) для создания мышиной модели EAT. Кроме того, адъюванты, в том числе липополисахарид (ЛПС), полный адъювант Фройнда (CFA) и другие необычные адъюванты, также используются во время иммунизации для нарушения иммунной толерантности 9,10,11,12,13,14,15,16,17.
Модель SAT является важной моделью для изучения спонтанного развития аутоиммунного тиреоидита, в основе которого лежит NOD. Мыши H-2h4. НОД. Мышь H-2h4 – это новый штамм, полученный в результате скрещивания NOD и B10. Мыши A(4R) с последующим множественным обратным скрещиванием с NOD с геном предрасположенности к аутоиммунному тиреоидиту IAk18,19. КИВОК. У мышей H-2h4 диабет не развивается, но отмечается высокая заболеваемость аутоиммунным тиреоидитом и синдромом Шегрена (SS)19. Исследования показали, что молекула внутриклеточной адгезии-1 (ICAM-1) высоко экспрессируется в ткани щитовидной железы NOD. Мыши H-2h4 в возрасте 3-4 недель. Более того, с увеличением потребления йода усиливается иммуногенность молекулы тиреоглобулина, что еще больше повышает экспрессию ICAM-1, играющего важную роль в процессе инфильтрации моноцитов21. Эта модель имитирует аутоиммунный процесс, проверяя взаимосвязь между дозой йода и тяжестью заболевания. Установленный метод стабилен, с высокой вероятностью успеха. Модель SAT применяется для индуцирования аутоиммунного тиреоидита в течение многих лет и продолжает оставаться эффективным методом изучения патогенеза аутоиммунного тиреоидита. Однако нынешний метод построения модели EAT является более сложным и дорогим; В разных лабораториях используются разные методы иммунизации и места инъекций. Кроме того, мыши с разным генетическим фоном имеют разные показатели индукции, которые нуждаются в дальнейшем изучении, чтобы выявить мощный механизм.
Однако развитие тиреоидита в модели SAT связано с йодидом натрия, половым диморфизмом и условиями выращивания. Чтобы выявить соответствующую процедуру аутоиммунного тиреоидита в модели SAT, в этой статье описан метод индукции аутоиммунного тиреоидита при различных состояниях. Кроме того, это позволяет изучать патогенез и иммунологический прогресс аутоиммунного тиреоидита на разных стадиях этого заболевания.
Protocol
Representative Results
Discussion
ГТ возникает из-за расстройства аутоиммунной системы, вызванного лимфоцитами, проникающими в щитовидную железу, что еще больше ухудшает функцию щитовидной железы, вырабатывая при этом специфические для щитовидной железы антитела. Уровни ТТГ, TgAb и TPOAb в сыворотке крови у пациентов с ГТ ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мышиные моноклональные антитела к человеческому ТПО (используемые в качестве положительного контроля) были предоставлены доктором. Карайоном и доктором Ж. Руфом (Марсель, Франция). Авторы благодарят всех участников этого исследования и членов нашей исследовательской группы. Эта работа была частично поддержана грантами Фонда постдокторантуры Западно-Китайской больницы, Сычуаньский университет, Китай (2020HXBH057) и Программы научно-технической поддержки провинции Сычуань (проект 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 |
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).
