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CD41單克隆抗體建立慢性免疫性血小板減少癥小鼠模型失敗的初步分析

2024-04-20 10:08張珺朱瑞芳呂亞茹李若蘭張淑文力娜宋凱曾靖暉韓世范
護理研究 2024年7期
關鍵詞:模型構建黨參

張珺 朱瑞芳 呂亞茹 李若蘭 張淑文 力娜 宋凱 曾靖暉 韓世范

基金項目 山西醫科大學第一醫院博士啟動基金項目,編號:YB2203;山西省基礎研究計劃項目,編號:202203021221251

作者簡介 張珺,碩士研究生在讀

通訊作者 韓世范,E?mail:shifan.han@sxmu.edu.cn

引用信息 張珺,朱瑞芳,呂亞茹,等.CD41單克隆抗體建立慢性免疫性血小板減少癥小鼠模型失敗的初步分析[J].護理研究,2024,38(7):1139?1145.

Preliminary analysis of CD41 monoclonal antibody failed to establish a mouse model of chronic immune thrombocytopenia

ZHANG Jun, ZHU Ruifang, LYU Yaru, LI Ruolan, ZHANG Shuwen, LI Na, SONG Kai, ZENG Jinghui, HAN Shifan

Shanxi Medical University, Shanxi 030001 China

Corresponding Author? HAN Shifan, E?mail: shifan.han@sxmu.edu.cn

Abstract? Objective:CD41 monoclonal antibody(MWReg30) was injected into Balb/c mice at different times and doses to investigate whether this method can construct a stable model of chronic Immune thrombocytopenia(ITP).After the modeling,the extract of Codonopsis pilosula was used to intervene the mice,in order to clarify its adjustment effect on abnormal platelet count of model mice.Methods:Firstly,chronic ITP model was established in Balb/c mice using MWReg30,and the effect of Codonopsis pilosula's extract on the model mice was investigated after antibody injection.Subsequently,different groups of mice were given a second injection and a double dose of MWReg30 to determine whether the increase in the number of injections and dose was conducive to the establishment of chronic ITP model.Results:It was confirmed that the method of injecting MWReg30 into mice could not keep the platelet number of Balb/c mice at a low level for a long time,so the method could not establish a stable chronic ITP model,and it was difficult to achieve this purpose by increasing the number and dose of antibody injection. However,second and double dose injections of MWReg30 resulted platelet count antibody rebound to higher levels within 7 days and 14 days after the end of the injection,and the low dose of Codonopsis pilosula extract could decrease the abnormal platelet count of the model mice.Conclusion:The intraperitoneal injection of MWReg30 in mice could not reproduce stable chronic ITP models,and whether this method can be an ideal way to construct chronic ITP models remains to be further confirmed.Increasing the injection dose of MWReg30 can prolong the maintenance time of low platelet count in model mice,and low dose of Codonopsis pilosula extract may correct the abnormal elevated platelet count in model mice.

Keywords? chronic immune thrombocytopenia; CD41 monoclonal antibody; Codonopsis pilosula; model construction; platelet count

摘要? 目的:通過向Balb/c小鼠腹腔注射不同次數和不同劑量CD41單克隆抗體(MWReg30),探究該方法能否構建出一種穩定的慢性免疫性血小板減少癥(ITP)模型,并在造模結束后采用黨參提取液干預此模型小鼠,以明確其對造模小鼠異常血小板計數的調整作用。方法:首先,使用MWReg30的常用劑量對Balb/c小鼠建立慢性ITP模型,并在抗體注射結束后探究黨參提取液對造模小鼠的影響;隨后,分別對不同組別的小鼠進行MWReg30的2次注射和2倍劑量注射,明確注射次數和劑量的增加是否有助于建立慢性ITP模型。結果:向小鼠體內注射MWReg30的造模方式不能使Balb/c小鼠血小板數量長期維持低水平,并且通過增加抗體注射次數和劑量的方法也難以實現此目的。但是,MWReg30的2次注射和2倍劑量注射分別使小鼠血小板計數在抗體注射結束7 d內和14 d內反彈升高至較高水平,且低劑量黨參提取液干預造模小鼠可使其異常升高的血小板數量呈現下降趨勢。結論:對小鼠腹腔注射MWReg30的造模方法無法復制出穩定的慢性ITP模型,此方法能否成為一種理想的慢性ITP模型建立方式仍有待進一步證實。而增加MWReg30的注射劑量能夠延長模型小鼠血小板計數低水平的維持時間;且低劑量的黨參提取液可能會對造模小鼠異常升高的血小板數量起糾正作用。

關鍵詞? 慢性免疫性血小板減少癥;CD41單克隆抗體;黨參;模型構建;血小板計數

doi:10.12102/j.issn.1009-6493.2024.07.002

長期以來,人類疾病發生發展的復雜性致使其發生機制及防治機制的研究十分困難,且單純以人為研究對象所存在的局限性無疑會使人類疾病研究的困難程度加劇[1]。因而,尋找并建立起穩定性好、可重復且具有高度特異性的人類疾病動物模型不僅能為動物福利提供保障,而且有利于高度匹配地應用于臨床試驗,從而為促進人類健康帶來極大的益處[2?3]。免疫性血小板減少癥(immune thrombocytopenia,ITP)是一種臨床較為常見且發病復雜的自身免疫性疾病,目前能夠應用于該疾病研究中的ITP動物模型構建方法多樣,主要包括主動自發模型和被動免疫模型[4]。其中,體內注射CD41單克隆抗體(MWReg30)的ITP模型建立方式是學術界普遍認可且符合慢性ITP病人臨床表現的造模方式[5]。然而,相關報道曾指出,此方式構建的ITP動物模型的血小板數量可能隨著時間的推移出現反彈[6?7]。因此,本研究采用對Balb/c小鼠腹腔注射MWReg30的方法,以明確該方法能否復制出慢性ITP小鼠模型,并進一步探究增加MWReg30的注射次數和劑量是否有助于慢性ITP模型的建立,意圖為未來該種模型的構建和相關的動物實驗提供實踐依據。

黨參作為一種起源于我國古潞州的桔??泣h參屬植物,自古以來,就被發現其具有養血生津的功效,因而至今仍常應用于血液疾病的防治和食養中。研究表明,黨參不僅能夠明顯升高血虛證小鼠的血小板數量[8],且在抑制冠心病血淤癥病人血小板聚集方面發揮著重要作用[9]。此外,研究表明,黨參中的多種成分在機體免疫方面表現出了巨大的調節潛能,如黨參多糖能夠通過調節淋巴細胞和細胞因子含量的方式增強免疫調節活性[10],黨參中的黃酮類化合物木犀草素能通過調節相關的信號通路起到維持機體Th17/Treg免疫平衡的作用[11]。且自2018年以來,黨參開始被列入既是食品又是中藥材的物質(食藥物質)中進行管理和開展全國各省的試點工作[12]。伴隨著我國一系列鼓勵政策的出臺和頒布,研究黨參作為食藥物質的功效和作用已成為學界的熱點和重點話題。而ITP作為一種免疫性出血性疾病,以血小板過度減少和巨核細胞功能障礙為特點[13]。因此,本研究選用對血液疾病和免疫疾病均具有良好療效的黨參,探索其對MWReg30體內注射所構建的模型小鼠的食療作用,從而為今后ITP病人的科學食療和護理提供實驗依據。

1? 材料與方法

1.1 材料

實驗動物為無特定病原體(SPF)級雌雄各半Balb/c小鼠,6~8周,體質量為18~28 g,由北京華阜康科技生物股份有限公司提供。飼養條件滿足12 h晝夜節律交替,溫度(22±2)℃,濕度50%~70%。本研究所有涉及動物的實驗均按照《動物實驗倫理原則和指南》進行。實驗所需試劑包括MWReg30(美國Bilolegend,16?0411?38);小鼠CD3εAPC流式試劑(美國Bilolegend,1000312);小鼠CD4FITC流式試劑(美國Bilolegend,100510);小鼠CD8aPE流式試劑(美國Bilolegend,100708);小鼠CD19PE/Cynine7流式試劑(美國Bilolegend,115520)。

1.2 實驗分組及ITP小鼠模型的構建

首先,按照隨機數字表法將50只Balb/c小鼠隨機分為模型1組、對照1組、黨參低劑量組、黨參中劑量和黨參高劑量組5組,每組10只。其中,模型1組和黨參低、中、高劑量組的小鼠采用MWReg30的常用劑量構建ITP模型[14],在第1天和第2天注射抗體劑量為68 ?g/kg,第3天注射102 ?g/kg,第4天~第8天每天注射136 ?g/kg[15]。隨后,采用2次注射抗體的方式探究MWReg30對Balb/c小鼠的影響,即在首次實驗的流式細胞術檢測結束后,對造模未成功剩余的5只模型1組小鼠于首次抗體注射結束的第30天進行第2次ITP模型的建立,且抗體的注射時間和劑量與首次造模完全一致。此外,本實驗還探究了雙倍常規劑量的MWReg30對Balb/c小鼠的影響,將12只Balb/c小鼠隨機分為2組,分為模型2組和對照2組,各6只,模型2組小鼠MWReg30的注射劑量為模型1組的2倍,在第1天和第2天注射的抗體劑量為136 ?g/kg,第3天注射204 ?g/kg,第4天到第8天每天注射272 ?g/kg。通過腹腔注射的方法,將由磷酸鹽緩沖液(PBS,PH為7.2)稀釋而成的200 μL MWReg30注入需造模的模型1組、黨參低、中、高劑量組以及模型2組小鼠體內。在模型1組和模型2組構建ITP模型期間,對照1組和對照2組的小鼠則直接每日腹腔注射200 μL PBS溶液。

1.3 黨參提取液的制備

購自山西和仁堂中藥飲片有限責任公司的黨參根粉碎,浸泡1 h,3倍水煎煮1.5 h。紗布過濾,藥液備用,藥渣加2.5倍水煎煮1 h。過濾,合并2次濾液,常壓濃縮至2.56 mL黨參水煎液相當于原藥材1 g,將所得的黨參提取液放入-20 ℃冰箱保存。

1.4 給藥

根據《中國藥典》中黨參的使用劑量為0~30 g/d,以15 g/d為低劑量組,中、高劑量以此加倍,通過實驗動物與人體表面積等效量換算比率 “小鼠劑量=人體用量(g)/70(kg)×9.1”計算得黨參生藥給藥劑量。經計算得黨參低、中、高劑量組的小鼠每日黨參生藥給藥劑量分別為1.95、3.90、7.80 g/kg,并換算得黨參低、中、高劑量組的小鼠每日黨參提取液給藥量分別為0.1、0.2、0.4 mL。模型1組和對照1組的小鼠則每日予0.2 mL生理鹽水灌胃。各組小鼠每日給藥1次,連續灌胃28 d,觀察治療效果。

1.5 評價指標

1.5.1 小鼠血小板計數的檢測

所有小鼠均在抗體注射前(造模前)、抗體注射期間第2天(造模2 d)、第4天(造模4 d)、第6天(造模6 d)、第8天(造模8 d)以及抗體注射后第7天(造模后7 d)、第14天(造模后14 d)、第21天(造模后21 d)和第28天(造模后28 d)經尾靜脈取血,使用全自動血細胞分析儀進行血小板計數檢測。

1.5.2 小鼠體質量的檢測

所有小鼠均在抗體注射前、抗體注射期間以及抗體注射后每隔7 d使用電子秤進行稱重。

1.5.3 小鼠脾臟T細胞亞群及B細胞流式細胞術檢測

模型1組和對照1組在第2次抗體注射前,隨機各取5只處死,采用流式細胞術檢測T細胞亞群及B細胞。采取頸椎脫臼處死小鼠后,無菌操作取出小鼠脾臟并制備脾臟單細胞懸液。小鼠脾臟研磨后加入1 mL PBS沖洗,收集脾細胞懸液,1 000 rpm/min離心5 min棄去上清,加入紅細胞裂解液,混懸后靜置8 min;300目濾網過濾懸液,1 000 rpm/min離心5 min棄去上清,獲得的白色沉淀PBS清洗2次,使用1 mL PBS重懸細胞后計數,并調整細胞濃度為1×106/mL,加入APC anti?mouse CD3ε 5 μL、FITC anti?mouse CD4 0.5 μL、PE anti?mouse CD8a 1.25 μL以及PE/Cynine7 anti?mouse CD19 1.25 μL,同時設空白對照管和同型對照管,混勻后避光染色30 min,800 rpm/min離心10 min棄去上清,用300 μL的PBS重懸細胞,于流式細胞儀上機檢測小鼠脾臟T淋巴細胞亞群和B細胞比例。

1.6 統計學方法

采用SPSS 21.0進行數據統計分析。所有實驗結果數據均符合正態分布,采用均數±標準差(x±s)表示,并應用Microsoft Office Excel 2019進行折線圖的繪制。多組間比較采用單因素方差分析(One?Way ANOVA),多組數據方差齊時選用ordinary ANOVA檢驗,方差不齊時選用Brown Forsythe and Welch ANOVA檢驗。兩組間比較時,兩組數據方差齊時選用非配對t檢驗,方差不齊時選用Welch's 校正非配對檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

2? 結果

2.1 常規劑量MWReg30首次腹腔注射小鼠的血小板計數、體質量及脾臟淋巴細胞亞群變化

模型1組、對照1組和黨參低、中、高劑量組小鼠的血小板計數比較見表1,血小板計數變化見圖1,體重比較見表2,淋巴細胞比例比較見表3。

2.2 常規劑量MWReg30 2次腹腔注射小鼠的血小板計數及體質量變化

重新造模的模型1組和對照1組小鼠的血小板計數比較見表4,血小板計數變化趨勢見圖2以及體質量比較見表5。

2.3 雙倍常規劑量MWReg30腹腔注射小鼠的血小板計數及體質量變化

模型2組和對照2組小鼠的血小板計數比較見表6,血小板計數變化折線圖見圖3以及體重比較見表7。

3? 討論

ITP作為一種自身免疫性出血性疾病,發生的主要原因是機體產生的血小板膜糖蛋白自身抗體與血小板膜糖蛋白結合所導致的外周血小板減少。其中,起重要作用的血小板膜糖蛋白為GPⅡb/Ⅲa,也被稱作CD41/CD61[16?17]。CD41是在巨核細胞和血小板表面特異性表達的膜糖蛋白[18],能夠與CD61相結合形成血小板膜糖蛋白復合物GPⅡb/Ⅲa[19]。在ITP的發生發展過程中,該復合物不僅起著調節血小板的黏附、聚集和活化功能的作用,而且能夠反映體內血小板的功能和狀態[20]。MWReg30是大鼠抗小鼠血小板膜糖蛋白GPⅡb/Ⅲa單克隆抗體,是通過免疫大鼠獲得的免疫球蛋白IgG1[21],通過與小鼠CD41發生反應,起到影響血小板功能和狀態的作用,最終導致外周血中血小板破壞增加。研究表明,采用MWReg30建立的ITP模型在未經干預的情況下可維持長達4~7周的時間[22]。另有文獻報道,MWReg30對C57BL/6小鼠血小板的破壞作用與其靜脈注射的劑量成正比,即MWReg30能夠呈劑量依賴性誘導小鼠的血小板減少[23]。因而,本研究通過對Balb/c小鼠體內注射不同次數和不同劑量的MWReg30,探究此抗體對小鼠體質量、血小板計數以及T淋巴細胞亞群和B細胞多項指標產生的影響。首先,根據3次MWReg30注射前、注射期間及注射后小鼠的血小板計數變化,發現該抗體在注射期間能夠使血小板數量出現顯著下降,并可在注射期間達到ITP模型建立成功所要求的血小板數值[24?25]。但值得注意的是,MWReg30注射結束后,小鼠血小板計數低水平的狀態無法長時間維持。常規劑量MWReg30首次注射小鼠的血小板計數在造模后7 d已經反彈至高于正常水平,而雙倍常規劑量MWReg30注射小鼠的血小板計數在造模后14 d升高至高于對照組水平。其次,從MWReg30對小鼠體重的影響來看,該抗體對體質量的影響較小。除常規劑量MWReg30的首次注射期間及注射后7 d,小鼠體質量呈現出明顯的下降趨勢,而常規劑量MWReg30的2次注射和雙倍常規劑量MWReg30的體內注射建立ITP模型期間,小鼠體質量未出現明顯的變化。最后,T細胞亞群及B細胞的流式細胞術檢測結果顯示,相較于對照組,腹腔注射MWReg30能夠使模型組小鼠脾臟CD3+細胞比例升高(P<0.05);CD4+細胞比例、CD8+細胞比例和CD4+/CD8+細胞比值雖有升高趨勢,CD19+細胞比例雖呈下降趨勢,但差異均無統計學意義(P>0.05)。

此外,本研究基于黨參對機體血液功能和免疫系統所表現出的強大調節作用[26],探究黨參提取液對小鼠異常血小板計數的影響。經統計和分析MWReg30注射結束后7~28 d內各組小鼠的血小板計數,發現低劑量的黨參提取液能夠使造模小鼠異常升高的血小板計數更加接近于正常水平,此期間該組小鼠的血小板計數雖有較大幅度的波動,但明顯低于模型組小鼠的血小板數量;同樣,在MWReg30注射后7~21 d中,黨參中劑量組小鼠的血小板計數也持續低于模型組,但在隨后的21~28 d該組小鼠的血小板計數卻出現了趕超模型組的現象;然而,與以上結果相反的是,在造模后7~28 d黨參高劑量組小鼠的血小板計數遠高于模型1組。因此,認為適宜劑量的黨參提取液干預能夠使小鼠異常升高的血小板計數接近或恢復正常水平,而過高劑量的黨參提取液灌胃則會導致相反的效果出現。遺憾的是,以MWReg30腹腔注射構建模型小鼠后,造模后7~12 d黨參低、中、高劑量組、模型1組和對照1組血小板數量比較的統計學差異并不顯著。因此,未來仍需進行更加深入的研究以明確黨參提取液對機體異常血小板計數的明確影響。

4? 小結

總之,通過對MWReg30不同次數和不同劑量體內注射所獲得的數據進行總結和分析,認為體內注射MWReg30的造模方式無法復制出血小板數量能夠維持穩定低水平的慢性ITP模型。但是本研究發現,增加MWReg30的注射劑量能夠延長小鼠血小板數量低水平的持續時間,且適宜劑量的黨參提取液能夠對MWReg30注射所導致的小鼠異常升高的血小板計數起到調節作用,從而使其更加接近于正常水平。

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(收稿日期:2023-09-04;修回日期:2024-03-20)

(本文編輯 曹妍)

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