Summary

En musöra modell för allergisk kontaktdermatit utvärdering

Published: March 24, 2023
doi:

Summary

Här beskriver vi metoderna för att inducera allergisk kontaktdermatit i musöron med 1-fluor-2,4-dinitrobensen (DNFB) och hur man utvärderar svårighetsgraden av allergisk kontaktdermatit.

Abstract

Huden är människokroppens första försvarslinje och ett av de mest utsatta organen för miljökemikalier. Allergisk kontaktdermatit (ACD) är en vanlig hudsjukdom som manifesterar sig som lokala utslag, rodnad och hudskador. Förekomsten och utvecklingen av ACD påverkas av både genetiska och miljömässiga faktorer. Även om många forskare har konstruerat en serie modeller av ACD de senaste åren, är de experimentella protokollen för dessa modeller alla olika, vilket gör det svårt för läsarna att fastställa dem väl. Därför är en stabil och effektiv djurmodell av stor betydelse för att vidare studera patogenesen av atopisk dermatit. I denna studie beskriver vi en modelleringsmetod med 1-fluor-2,4-dinitrobensen (DNFB) för att inducera ACD-liknande symtom i öronen hos möss och beskriver flera metoder för att bedöma svårighetsgraden av dermatit under modellering. Detta experimentella protokoll har framgångsrikt tillämpats i vissa experiment och har en viss marknadsföringsroll inom ACD-forskning.

Introduction

Allergisk kontaktdermatit (ACD) är en vanlig hudsjukdom som kännetecknas av eksemliknande symtom på kontaktstället, ödem och erytem i måttliga fall och papler, erosion, utsöndring eller till och med massiva ärr i svåra fall1. Det påverkar upp till 20% av befolkningen och kan påverka människor i alla åldrar2. ACD förekommer ofta hos individer som har utsatts för allergener upprepade gånger och kan orsakas av individens immunsvar mot ett eller flera allergener i sitt hem eller på arbetsplatsen3. Typ IV fördröjd överkänslighet anses vara den huvudsakliga typen av immunsvar i ACD4. I områden av huden som upprepade gånger har utsatts för allergener ackumuleras cirkulerande minnes-T-celler i stort antal och inducerar immun- och inflammatoriska svar 3,5,6. Syftet med detta arbete är att föreslå en tillförlitlig laboratorieteknik för vidare undersökning av immunologiska och inflammatoriska reaktioner vid utveckling av ACD.

Uppkomsten av ACD beror vanligtvis på kontaktöverkänslighet orsakad av upprepad exponering för kemikalier. Många forskare har utvecklat olika ACD-djurmodeller i husmöss 7,8, marsvin 9,10 och andra djur under de senaste decennierna för att simulera sjukdomsuppkomsten. De flesta av de experimentella metoderna består av två steg: buksensibilisering (induktion) och ger stimuli på ryggen eller öronloben (stimulering). Vanliga kemiska ämnen innefattar huvudsakligen 1-fluor-2,4-dinitrobensen (DNFB)/1-klor-2,4-dinitrobensen (DNCB)8,9,11, oxazolon 12, urushiol 13, etc. Bland dem är DNFB och DNCB de mest använda, först rapporterade i oktober 195810. Nickelsensibiliseringsmodell14 och fotoallergisk kontaktdermatit modell15 används också ofta.

Vi presenterar en experimentell metod för att bygga ACD-modellen. Denna metod sammanfattas och optimeras på grundval av tidigare studier och vid jämförelse med flera experiment. Jämfört med andra ACD-modeller har denna modell vissa fördelar, såsom små individuella skillnader, korta experimentperioder, en liten mängd kemisk stimulering etc. Dessutom är denna studie tillämplig på möss, som inte bara är ekonomiska utan också har fler alternativ för genknockout eller transgen mössberedning16. Vi beskriver också de olika metoder som används för att övervaka ACD-framsteg i experimentet, såsom att mäta örontjocklek, använda Evans blått färgämne för att mäta inflammatorisk utsöndring etc. Denna modell kan inte bara analysera musöron, blod, mjälte och andra prover med laboratoriemedel för att utforska patogenesen av ACD, men är också tillämplig för preklinisk utvärdering av nya terapeutiska metoder, vilket har en viss marknadsföringsbetydelse.

Protocol

All vård och behandling av mössen var i enlighet med de riktlinjer som fastställts av Institutional Animal Care and Use Committee vid Yangzhou University och godkändes av Institutional Animal Care and Use Committee under projektlicensen SYXK(SU)2022-0044. BALB / c manliga och kvinnliga möss i åldern 6-8 veckor användes i denna studie. Varje grupp bestod av sex möss (se Materialförteckning). Burarna placerades i en temperaturkontrollerad kammare (22 ± 2 °C, 12 h ljus/mörk cykel) med fri tillg?…

Representative Results

Under upprepad DNFB-stimulering uppvisade musöronen i DNFB-gruppen tydliga kliniska symtom jämförbara med ACD, med känsliga områden som visar de typiska symtomen på rodnad, torrhet och till och med erosion och utsöndring. Öronadministrering av rent vatten (kontrollgrupp) eller lösningsmedelskontroll (vehikelgrupp) gav dock inte liknande symtom (figur 4). Under tiden, i DNFB-gruppen, jämfört med det obehandlade högra örat, ökade tjockleken på vänste…

Discussion

Protokollet som beskrivs här för att inducera ACD-liknande symtom i öronen på möss kan användas för att studera patofysiologin för ACD och som ett screeningverktyg för utveckling av nya läkemedel.

Det finns två viktiga steg för att upprätta en ACD-modell: initial sensibilisering och efterföljande stimulering. Magen är vanligtvis platsen för initial sensibilisering, men det efterföljande stimuleringsstället valdes något annorlunda. Tidigare studier har visat att de flesta for…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Detta arbete stöddes av National Natural Science Foundation of China (NSFC) till N.-N. Y. (81904212); Jiangsu projekt för vetenskap och teknik inom traditionell kinesisk medicin (YB201995); och det särskilda finansieringsprojektet för postdoktorala forskare i Kina (2020T130562).

Materials

1-Fluoro-2,4-dinitrobenzene (DNFB) Merck 200-734-3 1-Fluoro-2,4-dinitrobenzene, ≥99%
Acetone Sinopharm Chemical Reagent Co. LTD 10000418 ≥99.5%
Aluminum foil  Cleanwrap CF-2
Evans blue dye Solarbio 314-13-6 Dye content approx. 80%
Mouse fixator ZHUYANBANG GEGD-SM1830
Olive oil Solarbio 8001-25-0 500 ml
Pipet tip Biofount FT-200 10 – 200 μl
Pipettor Eppendorf AG 3123000250 20 – 200 μl
Razor blade Shanghai Gillette Co. LTD 74-S
Vernier calipers Delixi Electric DECHOTVCS1200

References

  1. Neale, H., Garza-Mayers, A. C., Tam, I., Yu, J. Pediatric allergic contact dermatitis. Part I: Clinical features and common contact allergens in children. Journal of the American Academy of Dermatology. 84 (2), 235-244 (2021).
  2. Koppes, S. A., et al. Current knowledge on biomarkers for contact sensitization and allergic contact dermatitis. Contact Dermatitis. 77 (1), 1-16 (2017).
  3. Martin, S. F., et al. Mechanisms of chemical-induced innate immunity in allergic contact dermatitis. Allergy. 66 (9), 1152-1163 (2011).
  4. Kimber, I., Basketter, D. A., Gerberick, G. F., Dearman, R. J. Allergic contact dermatitis. International Immunopharmacology. 2 (2-3), 201-211 (2002).
  5. Vocanson, M., Hennino, A., Rozieres, A., Poyet, G., Nicolas, J. F. Effector and regulatory mechanisms in allergic contact dermatitis. Allergy. 64 (12), 1699-1714 (2009).
  6. Gamradt, P., et al. Inhibitory checkpoint receptors control CD8+ resident memory T cells to prevent skin allergy. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 143 (6), 2147.e9-2157.e9 (2019).
  7. Fraginals, R., Blasi, N. A., Lepoittevin, J. P., Benezra, C. A successful murine model for contact sensitization to a sesquiterpene-alpha-methylene-gamma-butyrolactone: sensitization to alantolactone in four strains of mice. The Journal of Investigative Dermatology. 97 (3), 473-477 (1991).
  8. Knop, J., Riechmann, R., Neumann, C., Macher, E. Modulation of suppressor mechanisms in allergic contact dermatitis: 5. Evidence that inhibition of suppressor T lymphocytes by Corynebacterium parvum is mediated by interferon. The Journal of Investigative Dermatology. 79 (6), 385-388 (1982).
  9. Polak, L., Scheper, R. J. Antigen-specific T-cell lines in DNCB-contact sensitivity in guinea pigs. The Journal of Investigative Dermatology. 80 (5), 398-402 (1983).
  10. Witten, V. H., March, C. H. Studies of the mechanism of allergic eczematous contact dermatitis. II. Use of C14 labelled 2:4-dinitrochlorobenzene in guinea pigs. The Journal of Investigative Dermatology. 31 (2), 97-102 (1958).
  11. Knop, J., Riechmann, R., Macher, E. Modulation of suppressor mechanism in allergic contact dermatitis. IV. Selective inhibition of suppressor T-lymphocytes by serum obtained from Corynebacterium parvum treated mice. The Journal of Investigative Dermatology. 77 (6), 469-473 (1981).
  12. Rubic-Schneider, T., et al. GPR91 deficiency exacerbates allergic contact dermatitis while reducing arthritic disease in mice. Allergy. 72 (3), 444-452 (2017).
  13. Stampf, J. L., Benezra, C., Byers, V., Castagnoli Jr, N. Induction of tolerance to poison ivy urushiol in the guinea pig by epicutaneous application of the structural analog 5-methyl-3-n-pentadecylcatechol. The Journal of Investigative Dermatology. 86 (5), 535-538 (1986).
  14. Dhingra, N., et al. Molecular profiling of contact dermatitis skin identifies allergen-dependent differences in immune response. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 134 (2), 362-372 (2014).
  15. Maguire Jr, H. C., Kaidbey, K. Experimental photoallergic contact dermatitis: a mouse model. The Journal of Investigative Dermatology. 79 (3), 147-152 (1982).
  16. Qiu, Z., et al. A dysregulated sebum-microbial metabolite-IL-33 axis initiates skin inflammation in atopic dermatitis. The Journal of Experimental Medicine. 219 (10), e2021397 (2022).
  17. Kim, H., et al. Anti-inflammatory activities of Dictamnus dasycarpus Turcz., root bark on allergic contact dermatitis induced by dinitrofluorobenzene in mice. Journal of Ethnopharmacology. 149 (2), 471-477 (2013).
  18. Zhou, P., et al. Effect of 6′-acetylpaeoniflorin on dinitrochlorobenzene-induced allergic contact dermatitis in BALB/c mice. Immunologic Research. 64 (4), 857-868 (2016).
  19. Donglang, G., et al. Comparative study on different skin pruritus mouse models. Frontiers in Medicine. 8, 630237 (2021).
  20. Yang, N., Shao, H., Deng, J., Liu, Y. Network pharmacology-based analysis to explore the therapeutic mechanism of Cortex Dictamni on atopic dermatitis. Journal of Ethnopharmacology. 304, 116023 (2023).
check_url/kr/65120?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Shao, H., Deng, J., Liu, Y., Yang, N. A Mouse Ear Model for Allergic Contact Dermatitis Evaluation. J. Vis. Exp. (193), e65120, doi:10.3791/65120 (2023).

View Video