再生障碍性贫血动物模型
再生障碍性贫血(aplastic anemia)通常指原发性骨髓造血功能衰竭综合征,病因不明。主要表现为骨髓造血功能低下、全血细胞减少和贫血、出血、感染。
(一)化学毒物诱导再生障碍贫血动物模型
【造模机制】化学药物的毒副作用抑制骨髓造血功能,诱导再生障碍性贫血。如腺嘌呤(adenine)肾毒性建模法,由肾脏分泌的促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)是红系和巨核系分化、成熟所必需的细胞因子,腺嘌呤可导致肾脏病变,使EPO分泌不足,进而导致红系和巨核系造血障碍。白消安(busulfan)具有骨髓选择性抑制作用,一次性超致死剂量给药或者多次小剂量给药,均可导致造血干细胞、骨髓微环境的抑制;环磷酰胺(cyclophosphamide)是一种常用的抗肿瘤和免疫抑制剂,毒副作用是骨髓抑制,使造血细胞的生成减少;苯(benzene)经肝脏代谢后可转化为氢醌和苯酚,在骨髓中氢醌和苯酚均可与DNA结合,抑制其表达,从而导致血红蛋白合成障碍。
【造模方法】
1.腺嘌呤致大鼠肾性贫血模型 大鼠每天灌胃300mg/(kg·d),连续6周。获得肾衰竭贫血模型。
2.白消安致肾性贫血模型 小鼠每天腹腔注射白消安10mg/kg,连续8~9天,停药60天后可出现骨髓造血功能轻度抑制,如增加给药次数,可加重抑制。大鼠一次性给予白消安20~35mg/kg可致大鼠骨髓再生功能严重抑制。家兔每周给予白消安15mg/kg或30mg/kg,当总量达到120~150mg/kg时,可致家兔再生障碍性贫血。
3.环磷酰胺致小鼠肾性贫血模型 小鼠单次腹腔注射环磷酰胺100mg/kg;或者腹腔注射环磷酰胺50mg/kg,3天后重复注射一次;或皮下注射50mg/kg,隔天一次,连续4次。
4.苯致肾性贫血模型 小鼠每天皮下注射0.5mg/kg苯,连续2~3周。
【模型特点】化学法造模后外周血象红细胞、白细胞、血红蛋白和骨髓粒细胞下降;幼稚粒细胞比例增高,骨髓造血细胞增殖能力减弱。但化学方法的缺点是造模时间周期长,容易造成骨髓永久性损伤。
【模型评估和应用】本模型利用药物毒副作用诱导再生障碍性贫血,与人类的再生障碍性贫血有相似之处。该模型成功率高,结果稳定,但造模时间周期长,容易造成骨髓永久性损伤。本模型为开展再生障碍性贫血的实验研究和研究治疗再生障碍药物的筛选提供了一种良好的实验方法。
(二)物理方法诱导再生障碍性贫血动物模型
【造模机制】放射性物质可穿透机体,引起 DNA损伤,干扰DNA复制,阻断有丝分裂,对造血干细胞等分裂增殖活跃的细胞有较强抑制作用,可使动物造血干细胞和祖细胞减少,破坏骨髓造血细胞的增殖能力。
【造模方法】
1.小鼠经X射线或60Co-γ照射,照射剂量3~4Gy,可使造血干细胞数量减少,8~9Gy使大部分造血干细胞死亡。
2.应用32P(32磷)给小鼠一次静脉注射1.4mCi/ kg体重也可导致再障。
【模型特点】该模型是用小鼠受亚致死量或致死量的X射线或Co射线照射后,发现小鼠造血功能严重障碍,外周血象红细胞、白细胞和血红蛋白均有显著下降,骨髓粒细胞系均低于正常,幼稚粒细胞比例增高,巨核系也明显下降,骨髓造血细胞增殖能力减弱。
【模型评估和应用】本模型利用放射因素导致再生障碍性贫血,与人类放射因素导致再生障碍性贫血相似,该模型具有成功率高、结果稳定等优点.但需特殊设备及防护。为开展防护照射损伤研究提供了一种良好的实验方法。
(三)免疫介导再生障碍性贫血动物模型
【造模机制】不同品系小鼠活性淋巴细胞相互输注后,产生免疫介导作用,可直接抑制骨髓造血,还可以释放IL-2、IFN-γ等造血负调控因子而间接抑制骨髓造血。
【造模方法】选用DBM2小鼠,6~14周,作为细胞供体;BALB/c小鼠,雌性8~10周。制备胸腺淋巴结细胞悬液:DBA/2小鼠处死,无菌取出胸腺及颈部、颌下、腋窝、腹股沟、肠系膜等处淋巴结,加少量生理盐水,磨碎后过滤,使成单细胞悬液。台盼蓝鉴定细胞活性,活性细胞应达95%以上,细胞计数后配成所需浓度备用。BALB/c小鼠经60Co-γ射线5Gy全身照射后,当天由尾静脉输入取自DBA/2小鼠胸腺淋巴结混合细胞,输入细胞量为每只1×1000000/0.2ml。2个月后处死动物,取小鼠双侧股骨,用剪刀剪开股骨两头,露出骨髓腔,吸取2ml RPMI 1640培养液,反复冲洗骨髓腔,搜取全部骨髓细胞,使充分混匀,镜下计数骨髓有核细胞,测定外周血象及T细胞亚群测定、IFN-γ测定、组织学检查及骨髓超微结构观察。
【模型特点】再生障碍性贫血组实验小鼠自第8天起陆续出现皮毛散乱、体重下降、精神萎靡,至第20天后逐渐出现濒死状态,解剖发现各脏器苍白,胸腺、脾脏、淋巴结萎缩,部分小鼠小肠有出血点。外周血及骨髓有核细胞数明显减少,再生障碍性贫血组小鼠T细胞亚群Th明显降低,Ts则显著增高,IFN-γ显著增高。实验小鼠骨髓增生极度低下,有核细胞明显减少,大量脂肪细胞代替造血细胞,非造血细胞增多;脾脏萎缩,小体数目少且形态小。超微结构可见造血细胞和基质细胞明显减少,各类细胞内核糖体减少,线粒体肿胀变性,呈空泡样变或髓样变,嵴不清晰或消失,内质网及核膜有不同程度扩张,血窦舒张、渗出、出血及结构破坏。
【模型评估和应用】该模型具有再生障碍性贫血成功率高、结果稳定、发病时间较集中、推迟死亡时间等优点,为开展再生障碍性贫血的实验研究、观察药物作用、筛选有效药物,提供了一种良好的实验方法。一般用于研究再生障碍性贫血发病机制和观察药物的作用。