CYP2D6动物模型：如何诱导小鼠自身免疫性肝炎

Summary

小鼠与表达人类的主要自身抗原的腺病毒感染的细胞色素P450 2D6（hCYP2D6）血清持久的特点是广泛的肝炎，肝纤维化和生成一种CYP2D6的形式在介导的自身免疫性肝病患者患有2型自身免疫性肝炎的结果确认特异性免疫反应。

Abstract

自身免疫性肝炎是一种罕见但危及生命的自身免疫性疾病的病因不明^，1,2肝脏。在过去的许多尝试已作出生成一个动物模型，反映了人类疾病的特点^3-5。然而，在各种型号的感应疾病是相当复杂的，往往肝炎只是短暂的^3-5。因此，我们已经开发出一种简单的小鼠模型，在2型自身免疫性肝炎（AIH的-2），即hCYP2D6，使用人类的主要自身抗原作为触发^6。 1型肝肾微粒体抗体（LKM-1）抗体承认hCYP2D6例AIH-2 ^7,8的标志。 hCYP2D6交付是由腺病毒结构（AD-2D6），确保触发肝抗原直接传送到野生型FVB或C57BL / 6小鼠。因此，随之而来的局部炎症产生的自身免疫性疾病的后续发展肥田^9。一个CAD-2D6 ombination静脉注射和腹腔注射是最有效的途径，诱发一种持久的自身免疫性损害肝脏（1节）。在这里，我们提供了一个如何在CYP2D6模型诱导自身免疫性肝病和肝功能损害的不同方面如何可以评估的详细协议。首先，表明肝细胞的破坏，如转氨酶以及hCYP2D6抗体的滴度的血清标记确定采样的血液retroorbitaly（第2节）。其次，在hCYP2D6特异性T细胞反应的特点是通过收集脾淋巴细胞和肝脏。为了获得纯的肝细胞，肝脏灌注通过门静脉（第3）胶原蛋白和消化，通过Percoll梯度（第4）纯化，用PBS。分析与刺激hCYP2D6肽和鉴定流式细胞仪检测细胞IFNγ的生产（第5条）的hCYP2D6特异性T细胞的频率。第三，由肝部分（第6条）免疫组化细胞浸润和纤维化。这样的分析方案，以证明该模型的长期性疾病开始后要进行多次。特点是数量级的频率和hCYP2D6特异性T和/或B细胞的活性和肝损伤和肝纤维化程度的免疫反应，被评价为后续可能的治疗，以防止，延缓或废除autodestructive评估肝脏的过程。

Protocol

1。眼科窦静脉注射的Ad-2D6 在无菌条件下，淡化的AD-2D6病毒原液浓度为5×10 9 PFU / ml和在RPMI保持在冰上的Ad-2D6病毒解决方案。注射两个剂量5×10 8 PFU（静脉注射和腹腔）已经证明，导致自身免疫性肝炎小鼠的FVB应变的最可靠的结果。 4％异氟醚麻醉室麻醉鼠标。捏的后腿，以确保动物是麻醉。 按住鼠标由颈后，收紧松弛的皮肤用大拇指和中指的头。这样，眼睛凸出轻微的眼睛附近的皮肤牵引。 将针头垂直入内眦​​（最接近动物的鼻子，眼皮的交界处），缓慢注入100μLAD-2D6病毒解决方案。重要的是不要施加太大的压力，避免损坏的血管和气管。 慢慢地退出针头，以避免溢出和关闭眼皮。 行之有效的注射病毒解决方案，如果不泄漏槽的鼻子和眼睛幻灯片回到其初始位置。 后立即静脉注射，腹腔注射的第二个100μL的Ad-2D6病毒解决方案的标准执行。 另外，静脉注射，可以执行经尾静脉。然而，通过眼科窦注入更容易执行和病毒解决方案的损失降到最低。它已被证明可以互换使用这两种技术和两条路线是同样有效的10。 感染小鼠的不利影响和苦难和痛苦的迹象明显，如食欲不振，体重减轻，失去流动性，未能新郎，被毛粗糙，监察，弯腰驼背外观，以及舔，咬，抓伤，或晃动某一特定地区（即注射部位）。虽然老鼠肝脏CYP2D6的模型显示一个巨大的损害，老鼠似乎健康无痛苦，疼痛或压力的迹象。然而，严重的肝功能衰竭，如血清转氨酶指标确定定期或实验的一部分。 > 1000 U / L，血清转氨酶水平应该只出现作为病毒感染的直接结果，但不长期。如果血清转氨酶水平长期高于1000 U / L（严重限制）被处死小鼠。 2。老鼠的眼睛出血 4％异氟醚麻醉室麻醉鼠标。捏的后腿，以确保动物是麻醉。 按住鼠标由颈后，收紧松弛的皮肤用大拇指和中指的头。这样，眼睛凸出轻微毗邻的眼睛的皮肤牵引。 毛细管放置在低或内眼角的眼睛，轻轻的小费，但坚定地沿着眼球下滑眼科静脉窦。静脉毛细血管破裂，导致出血填补眶腔。 稍微退出毛细管释放的尖端，使累积的血管绘制。 当足够的血液收集管被撤回及眼睑关闭。出血停止后，撤出管和静脉复合物后，正常眼压重建。 在毛细管血液转移到Microtainer管和培养冰上30分钟。 Microtainer管在4°C离心2分钟在7500 XG 上清对应血清被转移到一个新的管，并保存在-80°C。 可用于血清，以确定用ELISA抗体滴度。籼稻职权范围的肝损害，如使用罗氏诊断试纸（德国曼海姆）和Reflotron加分析仪（血清谷丙转氨酶（ALT / GPT），谷草转氨酶（AST / GOT），可以评估肝酶罗氏诊断，曼海姆，德国）。 另外，采血可以通过经尾静脉或颞浅静脉11。 3。小鼠肝脏灌注 注：这一步很重要，以避免孤立的肝细胞通过血液淋巴细胞的污染安乐死CO 2的致死剂量，其次是颈椎脱位鼠标。 装载动物，其背部的发泡板铺设。使用23政针针四肢。 滋润和鼠标消毒，用70％乙醇约1厘米，离后腿，使切口，通过皮肤和肌肉层。减少动物的两个工作膜片两侧。 当隔膜到达皮肤向后翻转。 削减隔膜，从撕裂，然后切下腔静脉。 移动侧的胃和肠子，露出门静脉。 在门静脉插入一个27 G的针头连接到5毫升注射器，充满冷PBS。让PBS的慢慢洗肝脏的血液。 肝脏解剖抓住膜片上，并从体内切割膜片离。 肝脏转移到培养皿取出膜片，胆囊和其他组织仍连接到肝脏转移肝脏上的冰管50毫升或10毫升PBS在华侨城化合物嵌入。 4。肝细胞的分离准备以下的股票解决方案： 胶原酶的股票 （100毫克/毫升）列印PBS。 （小分装在-20°C和存储）。 在PBS的DNA酶的股票 （25毫克/毫升）。 （小分装在-20°C和存储）。 胶原酶缓冲区 ：PBS含0.2毫克/毫升胶原酶，0.02毫克/毫升DNA酶和5％胎牛血清，1肝，混合9.5毫升冰冷的PBS，20μL胶原酶（100毫克/毫升的股票），8μLDNA酶（ 25毫克/毫升的股票），500μL热灭活FCS。 35％的Percoll混合175毫升的Percoll，20毫升10×PBS股票; 305毫升PBS。 的RPMI 完整的RPMI含有10％热灭活FCS，100μ/ ml青霉素，100μg/ mL链霉素，2毫米L-谷氨酰胺。 灌注肝（见第3节）转移至10毫升新鲜的PBS在培养皿上冰，切成小块，用剪刀。 通过用玻璃杵或杵从2毫升注射器转移到70微米的细胞过滤和挤压肝脏帆船。小心加入10毫升冷胶原酶缓冲区和按通过过滤器。收集悬浮液通过过滤器和过滤器的2倍以上。 转让暂停50毫升新鲜管上冰。处理下一肝。 在37°C孵育60分钟的肝细胞悬液，轻轻混匀，每15分钟。 在4°C离心3分钟，30 XG 将上清转移到一个新的管，留下5毫米以上的颗粒流体在4°C离心10分钟在650 XG 弃上清，留​​3毫米以上的颗粒重悬浮颗粒在20毫升的Percoll缓冲区 4°C离心20分钟在600 XG 由弹管，弃掉上清，重悬沉淀。 用PBS洗涤沉淀1个。 洗的RPMI 完整颗粒1× 重悬浮颗粒在3毫升的RPMI 完成，并指望在1:10稀释的细胞。 完成 〜10 7细胞/毫升的RPMI重悬细胞和管转移到冰。 </ol> 5。胞内细胞因子染色（ICCS的） 5.1刺激： 准备〜10 7细胞/ ml肝细胞在RPMI 完整的描述。板100μL（10 6细胞）/到一个单位的96孔板，这是组织培养处理。 加入50μL的RPMI 完成包含为2μg/ml布雷菲德菌素A，然后加入50μL的RPMI 完整含有2微克/毫升刺激CYP2D6的肽（即免疫的CD4抗原CYP2D6的41-60 PGLGNLLHVD FQNTPYCFDQ 12的免疫CD8抗原CYP2D6的193-212 RRFEYDDPRF LRLLDLAQEG 12）。混合移液。 孵育5小时，在37°C（最佳刺激时间，但过夜培养工程）。 5.2。染色： 准备以下的股票解决方案： 流式细胞仪缓冲液 ：PBS含1％小牛小号erum（FCS）。 固定/通透缓冲：流式细胞仪缓冲区含有0.1％的皂甙和4％多聚甲醛 流式细胞仪/皂素的洗涤缓冲液 ：流式细胞仪缓冲液含0.1％皂素 流式细胞仪/ PFA流式细胞仪的缓冲区 ：缓冲区含有1％多聚甲醛（煤灰） 转入V型底酶标板（96孔）细胞和旋转460 XG为3分钟，在4°C放弃中型和涡板在3分钟的460 XG加入150μL流式细胞仪缓冲和离心机在4°C。丢弃介质和涡板。重复洗第一步。 块，如果必要的表面FCR（当使用二次抗体）1微克/毫升αCD16/32鸡尾酒流式细胞仪缓冲（FCR块）为15分钟，4°C和150μL染色缓冲液洗2×（460 XG 2分钟4℃）。 表面分子：即反CD8a-FITC单克隆抗体染色10微克/毫升，在50μL流式细胞仪为30分钟，在4°C黑暗环境中的缓冲区。 加入100μL流式细胞仪在460 XG 3分钟，在4°C的缓冲区和自旋洗涤细胞2×150μL流式细胞仪缓冲区（460 XG; 3分钟; 4℃）。涡盘。 固定/通透细胞100μL固定/通透性在室温下10分钟的缓冲。 在4°C的自旋为7分钟460 XG请注意，重要的是7分钟，延长离心时间以来的固定/ permeabilzation的步骤，改变细胞的整体密度。涡盘。 洗2×150μL流式细胞仪/皂素的洗涤缓冲液（460 XG; 7分钟; 4℃）。涡盘。 染色细胞内分子：即反IFNγ的聚乙烯单抗10微克/毫升在50μL流式细胞仪/ 30分钟的皂素的洗涤缓冲液在4°C。 加入7分钟在460 XG 100μL流式细胞仪/皂素的洗涤缓冲液和自旋在4°C。 洗涤细胞2×150μL流式细胞仪/皂素的洗涤缓冲液（460 XG; 7分钟; 4℃）。涡盘。 洗细胞1流式细胞仪缓冲区（460 XG; 7分钟; 4℃）。涡盘。 </l我> 重悬细胞，直到在200μL流式细胞仪/煤灰缓冲，转移到管，并储存在4°C黑暗环境中，通过流式细胞仪的数据采集。我们通常使用FACSCanto II或FACSCalibur（BD公司，德国海德堡）。 6。免疫组化 6.1。 H＆E染色，一般肝脏病理的评估： 收获肝沉浸，TEK组织华侨城在一次性的基础模具及干冰速冻。 削减7微米的肝组织切片，使用徕卡低温恒温器在-17°C和安装在Superfrost加上显微镜幻灯片的组织切片。商店幻灯片在-20°C，直到进一步的使用。 冰冻切片在预冷的乙醇固定在-20°C 15分钟10分钟，让干燥。 蒸馏水洗2×2分钟在室温（以下步骤6.1.5 – 6.1.13，在室温下进行）。 迈尔的苏木解决方案中的染色8分钟。 10分钟用温水（30℃）自来水。改变几次水。 在蒸馏水冲洗。 95％的乙醇冲洗20秒。 在染液曙红G / Y解决方案，为40秒。 脱水2×95％乙醇5分钟，每孵化。 5分钟，每孵化100％乙醇脱水2×。 清除二甲苯2×5分钟每结算。 安装在ROTI-Histokitt。 6.2。 I型胶原沉积的免疫组化： 收获肝，沉浸在组织-Tek的OCT。在一次性的基础模具及干冰速冻。 削减7微米的肝组织切片，使用徕卡低温恒温器在-17°C和安装在Superfrost加上显微镜幻灯片的组织切片。商店幻灯片在-20°C，直到进一步的使用。 在15分钟-20℃冷乙醇固定冰冻切片10分钟，让干燥。 在PBS清洗，在室温下2分钟2个。 <LI>在PBS孵育含0.3％H 2 O 2和0.1％，钠，叠氮化物在室温为10分钟。 在PBS清洗，在室温下2分钟2个。 座与亲和素阻断根据制造商的指引套件。 阻止10％FCS的PBS（FCS的/ PBS）在室温下30分钟。 主要的抗体是一只兔子的抗小鼠I型胶原抗体，其中10％的FCS / PBS稀释1:200。孵育抗体在室温下2小时的部分。 洗节在PBS在室温下4分钟3 x。 1:500稀释生物素化的抗兔抗体，室温孵育1.5小时部分。 洗节在PBS在室温下4分钟3 x。 显色反应得到由顺序孵化与抗生物素蛋白过氧化物酶的共轭二氨基联苯胺 – 过氧化氢，根据制造商的指引。 染液在迈耶的他5分钟matoxylin解决方案，在PBS洗2×2分钟在室温和安装在Aquatex。 7。代表结果 AD-2D6诱导肝损伤的两个不同阶段的小鼠的感染。在感染后的第一天，肝脏的病毒感染引起的急性血清转氨酶水平增加，肝细胞死亡6的指标。这第一，急性期发生的独立的hCYP2D6表达和空控制病毒（AD-控制）或病毒表达绿色荧光蛋白（AD-GFP）感染后，也可以观察。相比之下，第二阶段是自身免疫介导的依赖，触发分子hCYP2D6的表达。这种自身免疫性阶段发生在感染后2-4周，并持续数为6个月。 <一类p =“jove_content”> 图1。 CYP2D6的模型。野生型的FVB或C57BL / 6小鼠注射Ad-2D6的两个剂量（静脉注射和腹腔）。在利益时，肝脏和血清收集和评估肝功能损害和hCYP2D6特异性抗体和T细胞的形成。 以下功能是野生型FVB或C57BL / 6小鼠在CYP2D6模型AD-2D6感染后发展为持久性的自身免疫性肝炎的特点：第一，肝脏显示一个aberrantly改变形态。增生结节，尤其是肝叶融合，出现散在整个肝脏和一个巨大的囊纤维化是可见的（图2）。 图2。在4周后感染检测典型的AD-2D6引起的肝损害肝脏形态。。请注意，个别肝叶融合（箭头）。增生结节似乎遍布整个肝脏（箭头）。控制不表达hCYP2D6，腺病毒感染对肝脏的形态没有影响。 第二，广泛和持久性细胞浸润出现在城郊门户和实质（图3A）AD-2D6-感染而不是广告控制感染小鼠肝脏的地区。纤维化为主的发展进入实质（图3B）突出一些胶原束在包膜地区。 图3。肝脏组织学答：无论是广告控制在4周后感染AD-2D6 FVB小鼠感染的肝组织切片H＆E染色。需要注意的是显著的单核细胞浸润，是唯一目前在Ad-2D6感染小鼠（单箭头）。三重箭头指示桥接相邻门户大片肝实质细胞浸润。乙：AD-2D6或广告控制在感染后4周肝纤维化的免疫组化的代表性。使用抗I型胶原抗体的胶原蛋白，肝脏部分都被染红了。注意肝包膜下与一些凸出束进入实质（单箭头）和浸润细胞（箭头）的大型集群（三箭）多层胶原处置。两个代表肝部分显示每个条件。大小酒吧：为100μm。 第三个特点是产生高滴度的抗CYP2D6的抗体，其中有一个类似的抗原特异性人类的LKM-1抗体6,13。最后，hCYP2D6的具体CD4和CD8 T细胞的产生，主要是家里的肝脏。如hCYP2D6特异性T细胞可以检测到刺激与immunodomi南特hCYP2D6肽和细胞内细胞因子染色（ICCS）（图4）后续计量IFNγ的表达。 hCYP2D6-特异性CD8 T细胞杀死体内 12 AD-2D6感染的靶细胞。 图4。 hCYP2D6特异性T细胞。流的hCYP2D6特异性T细胞的流式细胞仪分析。 AD-2D6感染4周后，肝细胞已被隔离，并刺激免疫的CD4或CD8 + hCYP2D6抗原过夜。 γ干扰素生成细胞内细胞因子染色检测和流量使用1流式细胞仪粤语II（BD公司，德国海德堡）流式细胞仪分析。的hCYP2D6特异性CD4和CD8细胞的百分比表示。

Discussion

在以往的研究，实验性肝炎经常报道只是短暂的，许多自身免疫性肝病的电流模式依赖于一个相当复杂的疾病诱导协议（评论见^3,5）。例如，一些车型使用转基因小鼠表达特定的靶抗原，继转移目标抗原特异性的，大多是TCR转基因T细胞^14,15。往往是必要的额外，与livertropic病毒，细菌或寄生虫感染诱发疾病^16-18。另外，为靶抗原，包括CYP2D6的^19，编码质粒DNA疫苗用于诱发肝炎。然而，额外的疫苗与质粒编码促炎细胞因子，如^{IL-12，20。}不幸的是，有少数例外^，15,20型肝炎仅是短暂的。

CYP2D6的模型^6,21使用一个简单的方法TO诱导例AIH-2 ^7,8的主要自身抗原，表达hCYP2D6，腺病毒感染的小鼠自身免疫性肝炎。 CYP2D6的交付由腺病毒的结构，保证了肝脏的直接定位以及局部炎症，促进宽容破裂。这是重要的，但是要注意，病毒滴度以及给药途径是这种模式的关键。一方面，AD-2D6是一种复制缺陷病毒，因此，需要有足够高的病毒滴度肝脏内产生的抗原的关键。另一方面，滴度过高，可能会导致致命的急性肝功能衰竭。此外，它已被证明以前高滴度腺病毒的小鼠感染导致功能衰竭的免疫反应^22。在我们的模型中，我们使用了静脉注射和腹腔感染的组合以获得慢性细胞浸润以及分机ensive纤维化。我们已经看到，单靠静脉注射感染仍然造成大量细胞浸润，但没有纤维化，表明由于腹腔注射，腹腔炎症，包膜地区可能会在胶原蛋白的不断的包膜积累（欣特曼和克里森，准备手稿）参与。然而，重要的是要注意观察肝纤维化是抗原特异性的，因为我们没有检测感染后，等于AD-GFP或^Ad-23控制病毒滴度与肝星状细胞活化及胶原沉积。

CYP2D6的模型反映了人类AIH的^1,2的许多方面，如慢性肝炎特点是持续性细胞浸润和肝纤维化^6。此外，存在高滴度的抗体具有相似的抗原特异性和传播¹³例AIH-2患者中发现的LKM-1抗体的抗CYP2D6的指示前SENCE的一种常见的慢性自身免疫性反应。 CYP2D6的是，在2 AIH的主要抗原，但它不是由更频繁的1型AIH的确诊患者的认可。此外，病人患上其他肝病的病因与自身免疫性疾病，如原发性胆汁性肝硬化（PBC），原发性硬化性胆管炎（PSC），生成的标志抗体，显示特异性明显的肝自身抗原和肝脏不同的病理特点，围绕对小（中国人民银行）或大（PSC）的胆管。然而，CYP2D6的模型分析慢性肝脏炎症过程中涉及发生在自身免疫性肝病，确定关键的球员，推动肝细胞自身免疫性破坏，并评估可能治愈疾病的治疗干预的免疫病理机制提供了机会。

Materials

Name of the equipment	Company	Catalogue number	Comments
23G needle	BD Biosciences	300800
27½G needle	VWR	612-0151
30½ G needle	BD Biosciences	304000
Alanine aminotransferase test strips (GPT/ALT)	Roche Diagnostics	10 745 138 202
Aspartate aminotransferase test strips (GOT/AST)	Roche Diagnostics	10 745 120 202
Anaesthesia Unit Univentor 400	AgnTho’s
Base molds, disposable 37x24x10 mm	VWR	720-0208
Cell strainer 70mm	VWR	734-0003
Cryostat	Leica	CM1850 UV
Heparinized capillary tubes	Fisher	3123987
Microscope slides Superfrost Plus	Menzel Gläser	J1800AMNZ
Microtainer SST tubes	BD Biosciences	365951
Microtiter plates, V-bottom	VWR	391-1924
Reflotron Plus	Roche Diagnostics		Determiniation of serum AST / ALT
Name of the reagent	Company	Catalogue number	Comments
Rabbit anti-mouse anti-Collagen type I IgG,	Chemicon	AB765P
Biotinylated goat anti-rabbit IgG	Vector (AXXORA)	VC-BA-1000-MC15
FITC-conjugated anti mouse CD8a antibody	Southern Biotech	1550-02
PE-conjugated anti mouse IFNγ antibody	BD Biosciences	554412
PE-conjugated anti-mouse CD16/CD32 antibody (FcR block)	BD Biosciences	553141
Aquatex	VWR	1.08562.0050
Avidin/Biotin Blocking kit	Vector (AXXORA)	VC-SP-2001-KI01
Brefeldin A	Sigma	B6542
Collagenase IV	Sigma	C5138-100MG
DAB substrate kit 3’3’diaminobenzidine	Vector (AXXORA)	VC-SK-4100-KI01
DNase	Sigma	DN-25
Elite ABC Reagent	Vector (AXXORA)	VC-PK-7100-L050
Eosin G/Y solution	Roth	X883.1
Fetal calf serum (FCS)	Biochrom AG	S 0115
Isofluran	Forene	B506
Meyer’s Hematoxylin solution	AppliChem	A4840,1000
OCT Compound	Sakura Finetek Europe	4583
PBS-buffered formaldehyde 10%	Roth	A146.3
Percoll	Amersham	17-0891-01
Roti-Histokit	Roth	6638.1
RPMI	Invitrogen	61870
Saponin from quillaja bark	Sigma	S7900