背景簡(jiǎn)介：
轉(zhuǎn)基因小鼠研究常用的品系是C57BL/6遺傳背景小鼠，由于缺乏該品系的類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（RA）可靠模型而限制了該品系在風(fēng)濕病研究中的的應(yīng)用。膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎（CIA）是最廣泛的類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎動(dòng)物模型，而C57BL/6小鼠由于具有MHC II類單倍型H-2b，其不能有效用于制備膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎（CIA）模型。
瑞典Vacara公司開(kāi)發(fā)了一種用軟骨寡聚基質(zhì)蛋白（COMP）誘導(dǎo)C57BL/6小鼠關(guān)節(jié)炎模型。該蛋能夠在C57BL/6小鼠誘導(dǎo)高發(fā)病率的嚴(yán)重關(guān)節(jié)炎，并伴有強(qiáng)烈的自身抗體反應(yīng)。
關(guān)鍵詞：瑞典Vacara,類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、軟骨寡聚基質(zhì)蛋白（COMP）、Cartilage Oligomeric Matrix Protein、C57BL/6小鼠，轉(zhuǎn)基因
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：
COMP誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎可以在雄性和雌性小鼠中都可以進(jìn)行。如果使用雌性小鼠，應(yīng)該講它們放在一起一段時(shí)間，以同步它們的發(fā)情周期。如果使用雄性小鼠，特別重要的一點(diǎn)是在性成熟之前將其分組以避免相互攻擊。
在實(shí)驗(yàn)中，所有小鼠必須年齡和性別匹配，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組，實(shí)驗(yàn)組混合在在籠中。用于造模的小鼠至少要9周齡。小鼠在標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng)條件下飼養(yǎng)，優(yōu)先選擇SPF飼養(yǎng)設(shè)施，該設(shè)施具有12小時(shí)明暗循環(huán)的氣候控制環(huán)境，飼養(yǎng)在具有標(biāo)準(zhǔn)食物和隨意給水的籠中。實(shí)驗(yàn)也在傳統(tǒng)動(dòng)物房進(jìn)行，但是所有的可變條件（感染、通風(fēng)、光循環(huán)、喂養(yǎng)等）都需要詳細(xì)描述，因?yàn)檫@些條件變化可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
模型誘導(dǎo)方案：
關(guān)節(jié)炎模型通過(guò)COMP 免疫小鼠誘導(dǎo)。將COMP（100ug/小鼠）與佐劑（CFA, #263810, BD Difco）或含有結(jié)核桿菌（0.5mg/ml）的CFA 1:1 等體積混合制備乳劑。制備乳劑最終100ul乳劑中含COMP 100ug。

初次免疫（0天）	每只小鼠尾根部皮內(nèi)免疫100ul 乳劑（COMP和CFA(0.5mg/ml)配置的乳劑，含100ug COMP）
加強(qiáng)免疫（35天）	每只小鼠尾根部皮內(nèi)免疫50ul乳劑（COMP和IFA）配置的乳劑，含50ug COMP。

初次免疫佐劑選擇（CFA或IFA）可能會(huì)影響疾病的嚴(yán)重程度。相對(duì)含有結(jié)核桿菌的（Mycobacterium Tuberculosis H37Ra）IFA,CFA（2mg/ml M.butyricum）會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的炎癥。
不管初次免疫的佐劑如何選擇，預(yù)計(jì)的發(fā)病時(shí)間都是相同的。加強(qiáng)免疫后預(yù)計(jì)出現(xiàn)更嚴(yán)重的炎癥(見(jiàn)圖1)。環(huán)境因素如小鼠的微生物菌群變化，可能會(huì)影響疾病的嚴(yán)重程度，可以通過(guò)選擇適合環(huán)境和實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡淖魟﹣?lái)控制。
關(guān)節(jié)炎評(píng)分：
初次免疫2周開(kāi)始，每周至少對(duì)小鼠進(jìn)行三次外周關(guān)節(jié)炎癥查看。對(duì)爪子關(guān)節(jié)炎的癥狀隨機(jī)觀察，對(duì)每個(gè)紅腫關(guān)節(jié)進(jìn)行盲評(píng)分。要定義為臨床關(guān)節(jié)炎，必須滿足兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，即腫脹和發(fā)紅。因此，例如在活動(dòng)性關(guān)節(jié)炎后仍然腫脹但不載觀察到紅斑的爪子不被評(píng)分或不認(rèn)為是關(guān)節(jié)炎。
臨床關(guān)節(jié)炎的評(píng)分結(jié)果是0-60分：根據(jù)關(guān)節(jié)炎疾病的嚴(yán)重程度，每只發(fā)炎的足趾或關(guān)節(jié)得1分，腳腕或腳踝發(fā)炎得1-5分，每只爪子得0-15分，每只小鼠最多得60分。典型的嚴(yán)重過(guò)程如圖1.所示。

 
 圖1.COMP誘導(dǎo)C57BL/6小鼠具有高發(fā)病率和嚴(yán)重程度的關(guān)節(jié)炎。小鼠用COMP+CFA佐劑（n=7）或IFA+0.5mg/ml結(jié)核桿菌（n=6）免疫，第35天加強(qiáng)免疫。關(guān)節(jié)炎發(fā)病率（左側(cè)）和關(guān)節(jié)炎評(píng)分（右側(cè)）。
COMP誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎特征：
與人關(guān)節(jié)炎相似，COMP誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)中顯著的滑膜增生、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)及軟骨和骨破壞。COMP誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎導(dǎo)致顯著的抗COMP  IgG, IgG1,IgG2b自身抗體反應(yīng)，與首次免疫使用的佐劑無(wú)關(guān)。在C57BL/6小鼠中，未觀察到顯著的抗II型膠原抗體反應(yīng)，這表明COMP特異性B細(xì)胞反應(yīng)。COMP反應(yīng)似乎是肽特異性的，因?yàn)楹苌儆须谋徽J(rèn)為主要的自身抗體表位。
COMP僅以天然構(gòu)象誘導(dǎo)嚴(yán)重的臨床關(guān)節(jié)炎。變性的COMP免疫，只能導(dǎo)致輕微的關(guān)節(jié)炎，發(fā)病率低。然而，這良好總構(gòu)象都誘導(dǎo)抗COMP抗體反應(yīng)，但當(dāng)天然COMP用于免疫時(shí)，觀察到更強(qiáng)的抗COMP IgG、IgG1和IgG2b抗體反應(yīng)。結(jié)論是：構(gòu)象表位的抗體是致病性的，可以誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎，并且這些抗體可能是由COMP特異性細(xì)胞協(xié)助激發(fā)的。
檢測(cè)方法：
關(guān)節(jié)炎發(fā)生后，可以在蘇木精和伊紅染色后對(duì)關(guān)節(jié)炎急性組織學(xué)分析。抗COMP的血清抗體可以通過(guò)ELISA法測(cè)定，使用重組人COMP作為測(cè)定抗原。操作流程，用于檢測(cè)IgG，IgG1和IgG2b系列抗體及在C57BL/6小鼠典型結(jié)果在文獻(xiàn)3種有詳細(xì)描述。肽特異性T細(xì)胞活化可通過(guò)體外刺激脾細(xì)胞并通過(guò)ELISpot測(cè)定IFN-γ 分泌來(lái)測(cè)量，如文獻(xiàn)3所述。
優(yōu)勢(shì)：
COMP在C57BL/6小鼠中誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎小鼠模型CIA有許多相似之處，能夠誘發(fā)嚴(yán)重的多發(fā)性關(guān)節(jié)炎。該炎癥于MHCII類分子相關(guān)，T細(xì)胞識(shí)別的COMP衍生肽已被證實(shí)。與CIA一樣，T細(xì)胞對(duì)非自身蛋白抗原的反應(yīng)促進(jìn)了關(guān)節(jié)炎的誘導(dǎo)，因?yàn)槊庖邇?yōu)勢(shì)肽不能很好的與MHC II類分子結(jié)合，因此不能誘導(dǎo)耐受性。COMP免疫誘導(dǎo)強(qiáng)烈的抗體反應(yīng)，類似CIA中的II型膠原。
COMP誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎的主要優(yōu)點(diǎn)是：可以在攜帶H-2b單倍型的C57BL/6小鼠中誘導(dǎo)嚴(yán)重的關(guān)節(jié)炎。C57BL/6小鼠被認(rèn)為是免疫學(xué)研究的標(biāo)準(zhǔn)背景，并且大多數(shù)轉(zhuǎn)基因小鼠株都是在這個(gè)背景下建立的。對(duì)于COMP誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎，遺傳修飾的C57BL/6小鼠可用于關(guān)節(jié)炎實(shí)驗(yàn)，而無(wú)需廣泛的回交。
COMP也可以誘導(dǎo)C3H背景表達(dá)A^q, A^p小鼠。因此，COMP誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎在許多小鼠品系中可用于研究關(guān)節(jié)炎，并且免疫反應(yīng)與人類RA直接相當(dāng)。COMP誘導(dǎo)的小鼠關(guān)節(jié)炎在雌性和雄性中都是可誘導(dǎo)的。此外，COMP可以誘導(dǎo)大鼠關(guān)節(jié)炎，與LEW,E3 或DA 背景的RT1u MHC單倍型相關(guān)。
局限性：
   COMP誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎在加強(qiáng)免疫后會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重的關(guān)節(jié)炎，因此需要幾周的時(shí)間來(lái)實(shí)驗(yàn)。另一方面，這種特征被認(rèn)為是一種優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵摷膊∧Ｐ团c人類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎具有相同的免疫特征和T細(xì)胞和B細(xì)胞依賴性機(jī)制。
產(chǎn)品訂購(gòu)：

品牌	貨號(hào)	產(chǎn)品名稱	規(guī)格
Vacara	Native Cartilage Oligomeric Matrix Protein, recombinant human (rhCOMP)	10020	1mg

 
參考文獻(xiàn)
1. Holmdahl R, Andersson M, Goldschmidt TJ, Gustafsson K, Jansson L, Mo JA. Type II collagen autoimmunity in animals and provocations leading to arthritis. Immunol Rev. 1990;118:193-232.
2. Bäcklund J, Li C, Jansson E, Carlsen S, Merky P, Nandakumar KS, et al. C57BL/6 mice need MHC class II Aq to develop collagen-induced arthritis dependent on autoreactive T cells. Ann Rheum Dis. 2013;72(7):1225-32.
3. Zhao Y, Urbonaviciute V, Xu B, Cai W, Sener Z, Ge C, et al. Cartilage Oligomeric Matrix Protein Induced Arthritis-A New Model for Rheumatoid Arthritis in the C57BL/6 Mouse. Front Immunol. 2021;12:631249.
4. Holmdahl R, Carlsen S, Mikulowska A, Vestberg M, Brunsberg U, Hansson A-S, et al. Genetic analysis of murine models for rheumatoid arthritis. In: Adolpho KW, editor. Human Genome Methods. New York: CRC press; 1998. p. 215-38.
5. Geng H, Nandakumar KS, Pramhed A, Aspberg A, Mattsson R, Holmdahl R. Cartilage oligomeric matrix protein specific antibodies are pathogenic. Arthritis Res Ther. 2012;14(4):R191.
6. Malmström V, Michaëlsson E, Burkhardt H, Mattsson R, Vuorio E, Holmdahl R. Systemic versus cartilage-specific expression of a type II collagen-specific T-cell epitope determines the level of tolerance and susceptibility to arthritis. Proc Natl Acad Sci U S A. 1996;93(9):4480-5.
7. Hultqvist M, Bäcklund J, Bauer K, Gelderman KA, Holmdahl R. Lack of Reactive Oxygen Species Breaks T Cell Tolerance to Collagen Type II and Allows Development of Arthritis in Mice. J Immunol. 2007;179(3):1431-7.
8. Carlsen S, Nandakumar KS, Backlund J, Holmberg J, Hultqvist M, Vestberg M, et al. Cartilage oligomeric matrix protein induction of chronic arthritis in mice. Arthritis Rheum. 2008;58(7):2000-11.
9. Carlsén S, Hansson AS, Olsson H, Heinegård D, Holmdahl R. Cartilage oligomeric matrix protein (COMP)-induced arthritis in rats. Clin Exp Immunol. 1998;114(3):477-84.