胶原诱导小鼠关节炎方案（CIA）

胶原诱导小鼠关节炎方案（CIA）

胶原诱发的关节炎与人类风湿病关节炎具有共同的免疫学和病理学特征，因此CIA模型被广泛应用于研究致病机理及治疗方法的研究。尽管关节炎模型是可复制的，但要成功诱导高发病率和严重程度的关节炎，一些影响造模因素需要考虑。

以下是成功诱发小鼠关节炎的一些重要因素。在造模之前，特别是对于造模者，这些因素需要提前考虑到。然而，正如其它生物模型，不同研究单位的方案有所不同，因此，每个研究者需要确定自己的研究方案。

动物管理与饲养

动物必须是7-8 周龄健康的并在SPF条件下饲养的动物。一般来说，对于肠道菌群，不管是否致病都显著影响宿主对抗原的免疫应答。滤过性毒菌和细菌感染也会影响机体对胶原的免疫应答及关节炎进展。例如：感染肝炎病毒（MHV）的小鼠，不能够诱发关节炎。饮食也会影响关节炎的发病率和严重程度，CIA在饲喂不同饮食的小鼠中差异很大。饲喂高脂肪的食物更容易引起高发病率和严重关节炎。

小鼠品系

小鼠对CIA的易感性与MHC-Ⅱ类分子相关，同时也取决于接种二型胶原的小鼠品系。有两个小鼠品系被广泛应用，因为这两个品系对CIA高度易感。一个是DBA/(H-2q)小鼠，对鸡 牛 猪和人二型胶原有免疫应答，另一个品系B10.RⅢ(H-2r)小鼠，对牛和猪的二型胶原有免疫应答，对鸡和人二型胶原有较弱的免疫应答。两个品系对小鼠的二型胶原都有较弱的免疫应答，小鼠二型胶原的抗体水平低于关节炎抗体水平的1%。因此，如果用小鼠的二型胶原免疫小鼠的话，关节炎发生率约为10%。列表为用于CIA及CAIA 动物模型研究的小鼠品系.

另一方面，CIA抗性的小鼠不总是不产生关节炎抗体。zui近研究表明，对CIA的敏感性不仅取决于MHC 类型，同时CIA抗性的小鼠C57BL/6, 129/Sv (H-2b), and Balb/c (H-2d) ，当INF-r 和IL-10 基因敲除后，小鼠能产生针对的关节炎自身抗体。这表明，对关节炎的敏感性也取决于不同细胞因子水平。

佐剂

*佐剂对于诱发小鼠关节炎是很重要的。不同于大鼠，用二型胶原加IFA免疫小鼠，不产生关节炎。抗体产生，包括IgG2a抗体对于激活补体及随后的关节炎的发生具有重要作用，取决于*佐剂中结核杆菌的含量。zui近，Campbell 用CFA（5mg/ml）在对CIA抗性的小鼠中成功诱发高发病率的关节炎（50-70%），例如：C57BL/6, B10, and 129/Sv mice (H-2b). ，*佐剂浓度（结核杆菌含量）取决于各研究单位动物管理委员会推荐。

胶原

因为去糖基化的胶原会影响关节炎的产生，同时一些未去除的杂质比如：胃蛋白酶可能会导致T细胞刺激试验中产生假阳性，因此Ⅱ型胶原应按规定高度纯化。如果按恰当的方法冻干的胶原-20℃避光保存的条件下，是非常稳定的。纯化的胶原溶于0.05M浓度的醋酸中，终浓度为2-4mg/mL，温和搅拌，4℃过夜。胶原溶液在4℃保存一周，此后需在-20℃保存。Chondrex 公司提供较完整的不同免疫级别的Ⅱ型胶原。

表1 不同种属来源Ⅱ型胶原

乳剂的制备

1）乳剂的质量对于诱发关节炎有至关重要的重要。乳剂的制备有多种方法。但是不推荐注射器或超声波处理的方法。这些方法将导致乳剂不能够有效的、稳定的诱发关节炎。此外，超声波处理方法，至少将胶原分成2个片段，这些小片段在正常体温下，很容易变性。推荐使用电动的高速搅拌器：

用高速搅拌器（带直径≤5mm的刀片，Fig.1）搅拌不*佐剂（IFA）和胶原溶液(Fig 2a)。如果刀片够不到注射器低端，可以把5mL或10mL的注射器从活塞处剪去一半（Fig.2b）。把注射器夹紧，固定在铁架台上，并冰浴。zui后一步很重要，因在搅拌过程中会发热，会引起蛋白变性，变性的蛋白不能够诱发关节炎（CIA）。

2）加1体积（zui多2.5mL）*佐剂（不*佐剂在加强免疫时用到）到注射器，再加等体积的胶原溶液（0.05M醋酸溶解的的胶原溶液，终浓度2mg/mL），边低速搅拌边滴入胶原溶液。

３）继续混合，直到在zui大转速产生稳定的乳液（转速约３0０００rpm/2-3 min）。在再次混合前确保乳液是冰浴中。对于大体积（2-5Ml）为了使乳液混合均匀，建议在混匀过程中移动搅拌位置。

注：可能需重复搅拌2-3次

4)将一滴乳剂滴与一烧杯水中，检测乳剂的稳定性。如果乳剂是稳定的，在水中是成团的，不散开。

 注：如果乳剂在水面散开，表明乳剂不稳定。再加几滴佐剂，重新混合后，再检测。

5）将乳剂转移到1mL Hamiton 玻璃注射器。不加建议采用塑料注射器，因为很难做到一个准确的注射剂量。

注1：通过用力甩注射器将乳剂中的气泡赶出注射器（活塞部向下）。否则很难做到一个的注射剂量。

注2：建议在乳剂制备好的一小时内，注射完毕。乳剂在在用前一直保持4℃。

免疫部位

在鼠尾根部注射0.1mL(胶原：100μg)乳剂（Fig.4）。例如：从尾根部2cm处插入针头，直到针尖插入位置距尾根部0.5cm。针插入皮下且每次注射充分擦拭，防止乳液的露出。针头沿斜向上与鼠尾方向平行插入。如果要加强免疫，注射部位在尾根部3Cm处，针尖插入皮下据鼠尾根部1.5cm处。

注1：背部皮下注射也非常有效，但需注射更多的胶原乳剂（0.5-1Ml）。

注2：无论如何，我们不建议背部皮下注射或腹腔注射胶原乳剂和佐剂，如初次免疫或加强免疫。因为不*佐剂在腹膜和腹腔引起严重的炎症反应。

免疫程序

Ⅱ型胶原的自身IgG抗体水平及其亚型（可激活补体），对关节炎的发生很重要。依据实验目的有很多种方法可诱发高发病率的关节炎。

1. 通过单次免疫（无加强免疫）诱发关节炎

依据说明书方法制备乳剂-胶原-*佐剂（4mg/ml）和免疫，对于一些易感品系如DBA/(H-2^q)和B10.RⅢ(H-2^r)，将会在3.5-4周引发关节炎，6-8周发病率达90-100%。关节炎严重程度，临床评分可达到10-12分（zui高16分）。

注：由于高浓度的结核杆菌，一般免疫部位的炎症程度会很高。因此，可选用b 或C 方案。 b 通过加强免疫诱发关节炎\

按上述方法制备乳剂和免疫，初次免疫CFA（1mg/ml）。7天或21天后用胶原和不*佐剂加强免疫。尾部皮下注射0.05-0.1ml乳剂，避开初次免疫部位，多点注射。初次免疫后4-4.5周后发病。6-8周发病率在80-100%，临床评分可达8-12分（zui高16分），比方案A关节炎程度少轻。

C 通过LPS加强免疫

LPS和体内二型胶原自身抗体水平对于诱发关节炎具有协同效应。此外，经典的CIA ，免疫LPS(B细胞分裂素)或MAM(支原体产生的T细胞分裂素)或SEB(金黄色葡萄球菌产生的T细胞分裂素)后，都会加强关节炎程度。因此这些毒素不仅用于引发和加强关节炎水平而且用于关节炎发生时间。。

按方案B,免疫二型胶原和CFA 乳剂。25-28天或在在关节炎想发生的3-5天前腹腔注射LPS(25-50ug)。关节炎将在24-48小时发生，发病率90-100%。

D 用高剂量的CFA加强免疫

    对于一些CIA抗性的小鼠，例如：B10 (H-2^b), C57BL/6 (H-2^b), and C57BL/6x129/Sv (H-2b) ，以下方案。按上述方案制备胶原和佐剂（5mg/ml）,尾部注射0.1ml。然而，有必要用高浓度的CFA 加强免疫。21天后，加强免疫，制备胶原和佐剂（5mg/ml）,尾部注射0.1ml。4-6周发病，6-7周发病率在50-70%。

临床评分

关节炎可通过临床评分来定性评估或用测厚仪来测量爪子厚度来评估。这些方法适用于所有的关节炎模型比如经典的CIA，佐剂诱导的关节炎和棉线诱导的关节炎。

表2  关节炎炎症程度的临床评分