マウス自然発症自己免疫性甲状腺炎モデルの作製
Summary
橋本甲状腺炎のいくつかのタイプの動物モデルが確立されており、NODマウスの自然発生性自己免疫性甲状腺炎も確立されています。H-2h4マウスは、HT誘導のためのシンプルで信頼性の高いモデルです。この記事では、このアプローチについて説明し、SATマウスモデルをよりよく理解するために病理学的プロセスを評価します。
Abstract
近年、橋本甲状腺炎(HT)が最も一般的な自己免疫性甲状腺疾患となっています。リンパ球の浸潤および特異的血清自己抗体の検出を特徴とする。潜在的なメカニズムはまだ明らかではありませんが、橋本甲状腺炎のリスクは遺伝的および環境的要因に関連しています。現在、実験的自己免疫性甲状腺炎(EAT)や自然自己免疫性甲状腺炎(SAT)など、自己免疫性甲状腺炎のモデルにはいくつかの種類があります。
マウスのEATはHTの一般的なモデルであり、リポ多糖(LPS)とサイログロブリン(Tg)を組み合わせた免疫、または完全なフロイントアジュバント(CFA)を補充します。EATマウスモデルは、多くの種類のマウスで広く確立されています。ただし、疾患の進行はTg抗体応答に関連している可能性が高く、実験によって異なる場合があります。
SATは、NODにおけるHTの研究にも広く使用されています。H-2H4マウス。うなずく。H2h4マウスは、非肥満糖尿病(NOD)マウスとB10との交配から得られた新しい系統である。A(4R)は、ヨウ素の供給の有無にかかわらずHTに対して有意に誘導されます。誘導中、NOD.H-2h4マウスは、甲状腺濾胞組織におけるリンパ球浸潤を伴う高レベルのTgAbを有する。しかし、この種のマウスモデルでは、ヨウ素誘導時の病理学的過程を総合的に評価する研究はほとんどない。
本研究では、HT研究のためのSATマウスモデルを確立し、長期間のヨウ素誘導後に病理学的変化プロセスを評価します。このモデルを通じて、研究者はHTの病理学的発達をよりよく理解し、HTの新しい治療法をスクリーニングすることができます。
Introduction
慢性リンパ性甲状腺炎または自己免疫性甲状腺炎としても知られる橋本甲状腺炎(HT)は、1912年に最初に報告されました1。HTは、リンパ球の浸潤と甲状腺濾胞組織の損傷を特徴としています。臨床検査は主に、抗サイログロブリン抗体(TgAb)や抗甲状腺ペルオキシダーゼ抗体(TPOAb)などの甲状腺特異的抗体の増加として現れます2。HTの発生率は0.4%〜1.5%の範囲であり、すべての甲状腺疾患の20%〜25%を占め、この値は近年増加しています3。さらに、HTが甲状腺乳頭癌(PTC)の発癌および再発に関連していることが多くの研究で報告されています4,5;潜在的なメカニズムはまだ物議を醸しています。自己免疫性甲状腺炎も女性の不妊症の重要な要因です6。したがって、HTの病因は明確である必要があり、そのためには安定した単純な動物モデルが不可欠です。
HTの病因を研究するために、実験的自己免疫性甲状腺炎(EAT)と自然自己免疫性甲状腺炎(SAT)を含む2種類のマウスモデルが採用されています7,8。感受性マウスに特異的甲状腺抗原(粗甲状腺、精製サイログロブリン[TG]、甲状腺ペルオキシダーゼ[TPO]、組換えTPOエクトドメイン、および選択されたTPOペプチドを含む)で免疫して、EATマウスモデルを確立しました。さらに、リポ多糖(LPS)、完全フロイントアジュバント(CFA)、および他の珍しいアジュバントを含むアジュバントも、免疫寛容を分解するために免疫中に使用される9、10、11、12、13、14、15、16、17。
SATモデルは、NODに基づく自己免疫性甲状腺炎の自然発生を研究するための重要なモデルです。H-2H4マウス。うなずく。H-2h4マウスは、NODとB10の交配から得られた新規系統である。A(4R)マウスは、続いてNODへの複数のバッククロスを行い、自己免疫性甲状腺炎感受性遺伝子IAk18、19を用いた。頷く。H-2h4マウスは糖尿病を発症しませんが、自己免疫性甲状腺炎とシェーグレン症候群(SS)の発生率が高い19。研究により、細胞内接着分子-1(ICAM-1)がNODの甲状腺組織で高度に発現していることがわかっています。3〜4週齢のH−2h4マウス。さらに、ヨウ素摂取量の増加に伴い、チログロブリン分子の免疫原性が増強され、単球浸潤の過程において重要な役割を果たすICAM-1の発現がさらにアップレギュレートされる21。このモデルは、ヨウ素の投与量と病気の重症度との関係を検証しながら、自己免疫プロセスをシミュレートします。確立された方法は安定しており、成功の可能性が高いです。SATモデルは、長年にわたって自己免疫性甲状腺炎の誘発に適用されており、自己免疫性甲状腺炎の病因を研究するための効果的な方法であり続けています。ただし、EATモデルの現在の構築方法はより複雑で高価です。異なる検査室は異なる免疫方法と注射部位を使用します。さらに、遺伝的背景が異なるマウスは誘導率が異なるため、強力なメカニズムを明らかにするにはさらなる研究が必要です。
ただし、SATモデルにおける甲状腺炎の発症は、ヨウ化ナトリウム、性的二形性、および飼育条件に関連しています。SATモデルにおける自己免疫性甲状腺炎の適切な手順を明らかにするために、この記事では、さまざまな条件での自己免疫性甲状腺炎の誘発方法について説明しました。さらに、それは、この疾患の異なる段階における自己免疫性甲状腺炎の病因および免疫学的進行の研究を可能にする。
Protocol
Representative Results
Discussion
HTは、リンパ球が甲状腺に浸潤し、甲状腺機能をさらに損ない、甲状腺特異的抗体を産生することによって引き起こされる自己免疫系障害が原因で発生します。HT患者の血清TSH、TgAb、およびTPOAbレベルは有意に上昇しています27。現在、自己免疫性甲状腺炎の病因を研究するために、EATとSAT29の2種類のマウスモデルが広く使用されています。EATマウスは、主?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ヒトTPOに対するマウスモノクローナル抗体(陽性対照として使用)は、P. Carayon博士およびJ. Ruf博士(フランス、マルセイユ)によって提供された。著者は、この研究のすべての参加者と私たちの研究チームのメンバーに感謝します。この研究の一部は、中国四川大学西中国病院のポスドク維持基金(2020HXBH057)および四川省科学技術支援プログラム(プロジェクト番号2021YFS0166)からの助成金によって支援されました
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 |
Riferimenti
- 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).
