类风湿关节炎 (RA) 是一种常见的慢性自身免疫性疾病，影响全球约 1% 的人口 ，主要影响关节，表现为疼痛、僵硬和滑膜炎（滑膜炎症），进而导致关节破坏。

脊柱关节炎 (SpA) 包括一组具有相似临床症状和遗传易感性的不同炎症性疾病。 SpA 最常见的临床特征是伴有外周肌肉骨骼关节炎的炎症性背痛、慢性肠道、眼部和皮肤炎症。然而，SpA 与其他形式的关节炎的区别在于外周和中轴关节出现慢性炎症，没有自身抗体，并且存在肌腱端炎、骶髂关节炎、指端炎和关节外表现，如银屑病、葡萄膜炎和炎症。肠道疾病 (IBD)，例如克罗恩病和溃疡性结肠炎。最普遍的 SpA 包括强直性脊柱炎 (AS)、反应性关节炎 (ReA)、银屑病关节炎 (PsA)、未分化 SpA (uSpA) 和 IBD 关节。

尽管RA和SpA的对症治疗取得了进展，目前可用的治疗很大程度上取决于缓解疼痛和炎症：相当大比例的患者要么对残留的疾病活动有部分反应，要么对当前的药物完全没有反应。 遗传和环境因素之间的复杂相互作用、这种疾病的缓慢发病和异质性使得对人类的机制研究具有挑战性。利用各种啮齿动物模型可以有助于提高我们对导致慢性关节炎症机制的理解并且用于评估新的治疗方法。

SKG 模型源于在 BALB/c 小鼠品系中发现的 ZAP-70 (W163C)自发突变。SKG小鼠模型的关节肿胀组织病理学特征首先是滑膜增生和肿块，炎症细胞的亚滑膜浸润，其次是关节周围炎症和血管的形成，侵入和侵蚀邻近的软骨和软骨下骨。到6个月大的时候，大多数SKG小鼠都出现了关节僵硬和射线照相检查骨和关节显示软骨损失伴软骨下骨，关节脱位和骨质疏松症的破坏和融合。不同性别皆可见慢性关节肿胀，但在雌性小鼠中病情进展得更快，趋于更严重。

SKG小鼠中这种疾病的关节外表现包括间质性肺炎，皮炎，血管炎和形成类风湿结节样病变。该品系小鼠突变位于 ZAP-70 的 SH2 结构域并改变其与免疫受体酪氨酸的关联-基于 CD3 ζ 链的激活基序 (ITAM)，从而减少但不消除 TCR 信号转导。由于这种减少的 TCR 信号传导，自我反应性 T 细胞逃脱了胸腺中的阴性选择并到达外周 T 细胞池，小鼠产生了 skg 突变的纯合子自发性 Th17 驱动的关节炎 。然而，在无特定病原体 (SPF) 条件下，关节炎必须通过激活先天免疫来触发，例如通过注射酵母聚糖和甘露聚糖等 β-葡聚糖进行抗原非特异性激活先天免疫。这意味着 SKG关节炎是 T 细胞驱动的，但也受环境因素的影响。

通过对SKG小鼠和对照BALB/c小鼠分别注射凝胶多糖或甘露聚糖一次。每周对关节炎进行评分，并评估器官的病理特征。可以看到注射凝胶多糖组SKG小鼠出现肌腱端炎、腕关节、踝关节和骶髂关节关节炎、趾炎、足底筋膜炎、椎体炎症、类似克罗恩病的回肠炎和单侧葡萄膜炎。注射甘露聚糖会引发SKG小鼠的脊柱炎和关节炎，背景且关节炎和脊柱炎是 T 细胞和 IL-23 依赖性的，并且可以转移到具有 CD4+ T 细胞的 SCID 受体。 SpA 与胶原蛋白和蛋白多糖特异性自身抗体相关。经 β-葡聚糖或甘露聚糖刺激后，SKG ZAP-70W163C 突变使小鼠易患 SpA，这是由先天性和适应性自身免疫引起的。

图1 腹腔注射凝胶多糖诱导SKG小鼠炎症。

(A) 注射凝胶多糖 8 周后的代表性 SKG小鼠。 (B-C) 未经治疗的 SKG 小鼠和经凝胶多糖治疗的患有指炎的 SKG 小鼠的脚趾。(D-E) 未经治疗的 SKG 小鼠和经凝胶多糖治疗的患有指炎的 SKG 小鼠的小肠。在凝胶多糖处理的小鼠中观察到小肠肿胀和增厚。 (F-M) 未经治疗的 SKG 小鼠和经凝胶多糖治疗的患有指炎的 SKG 小鼠的尾巴和爪子的射线检测和CT检测。(N-P) 经治疗的 SKG 和 Balb/c小鼠以及未治疗的 SKG 和 Balb/c小鼠的临床评分。

图2 经凝胶多糖处理的 SKG 小鼠中，踝关节和上尾椎间盘发生微观炎症。

(A) 凝胶多糖治疗的雌性和雄性SKG小鼠踝关节和尾关节的组织学评分。在凝胶多糖治疗后的前5周内，所有小鼠的踝关节和尾椎骨炎症均有进展，但雌性小鼠的进展速度更快; (B) 注射凝胶多糖7天后SKG小鼠尾部椎间盘; (C) 跟腱及足底筋膜的早期炎症迹象; (D) 尾关节突关节炎症; (E) 显示跳跃性病变的椎间盘炎症; (H) 椎间盘被侵袭性炎症组织侵蚀。(I) 伴有跟腱附着点炎和足底筋膜炎。(J) 足和踝关节滑膜炎; (K) 凝胶多糖治疗的SKG小鼠的骶髂关节炎症; (L) 凝胶多糖治疗的SKG小鼠耳皮肤的真皮炎症。

强直性脊柱炎 (AS) 是一种高度可遗传的免疫介导的关节病。 AS中的炎症知之甚少。 TBX21 编码 T-bet，一种转录因子，位于与 AS 具有全基因组显着关联的基因座内。 T-bet 与先天性和适应性免疫有关。然而，T-bet 在 AS 发病机制中的作用尚不清楚。通过研究 SKG 脊柱关节病小鼠模型中 T-bet 表达变化及其表达谱，以及 Tbx21 敲除对 SKG 小鼠关节炎发展的影响。 结果显示在凝胶多糖 治疗的 SKG 小鼠中，T-bet 表达在疾病开始后早期增加，并在整个疾病过程中持续存在。与野生型 SKG 小鼠相比，Tbx21^-/- 肠道和外周关节炎症显着减少，产生 IFNγ 和产生 IL-17 的 CD8+ T 细胞减少。 结论 TBX21 中的 AS 相关变异影响 T-bet 表达。与 T-bet 细胞相比，T-bet+ 先天性和适应性免疫细胞改变了 IL-17 和 IFNγ，以及早期激活标志物 CD69 的表达。这表明 T-bet 是人和小鼠脊柱关节病炎症通路的主要成分。

图3 经凝胶多糖诱导 SKG 小鼠强直性脊柱炎模型，显示T-bet与SKG发病有关，Tbet敲除的SKG鼠，发病轻。

脊柱关节炎 (SpA) 包括强直性脊柱炎、银屑病关节炎、反应性关节炎和肠病性关节炎。 通过β-葡聚糖诱导的 SKG 小鼠被用作 SpA 的动物模型。通过酵母聚糖腹腔注射到SKG小鼠体内。测量临床关节炎评分， 和 fluorine-18 fluorodeoxyglucose (18F-FDG) 小动物正电子发射断层扫描/计算机进行断层扫描 (PET/CT) 以量化关节炎症。结果显示经β-葡聚糖诱导SKG 小鼠，可引发SpA 样疾病，包括外周关节炎、 脊椎炎、指炎、肠炎和银屑病皮肤损害。 18F-FDG 摄取量显着高于酵母聚糖处理的小鼠与对照组相比。肿瘤坏死因子白细胞介素的表达 (IL)-6 和 Dickkopf-1 显着增加，而 IL-4 和 sclerostin 表达显着降低 酵母聚糖诱导的小鼠与对照小鼠相比。

图4 酵母聚糖诱导的 SKG 小鼠关节炎的临床特征。

(A-H) 代表 SKG 小鼠 (D) 酵母聚糖注射后 8 周和 (A) 对照； (E) 发红 与 (B) 对照相比，酵母聚糖诱导小鼠耳朵和鼻子周围的皮肤； (F) 与 (C) 对照相比，酵母聚糖诱导小鼠手指的软组织肿胀； (H) 与 (G) 对照相比，酵母聚糖诱导的小鼠尾部的肿块和皮肤变化； (I-J) 3 维重建微型计算机断层扫描图像 (J) 酵母聚糖诱导的小鼠和 (I) 对照的前爪；在酵母聚糖诱导的小鼠中观察到骨侵蚀； （K-L）与（K）对照相比，（L）酵母聚糖诱导的小鼠脾脏增大；与 (M) 对照相比，在 (N) 酵母聚糖诱导的小鼠中观察到 (M-N) 肠肿胀和增厚。

类风湿性关节炎相关间质性肺病 (RA-ILD) 有时会危及生命 RA患者的并发症。 SKG 小鼠不仅会出现关节炎，还会出现类似于 RA-ILD 的 ILD。已有研究表明一种 JAK 抑制剂托法替尼可促进髓源性抑制细胞 (MDSCs) 的扩增和改善 SKG 小鼠的关节炎。研究者希望能进一步阐明托法替尼对 SKG 小鼠 ILD 的影响。 利用组织学染色进行组织学评估了托法替尼对 SKG 小鼠酵母聚糖 (Zym) 诱导的 ILD 的影响。 通过流式细胞术检查肺 MDSCs 对 T 细胞增殖和 Th17 的影响。结果显示与对照 SKG 小鼠相比，托法替尼显着抑制了 ILD 的进展。 从发炎的肺中分离出的 MDSCs 抑制了 T 细胞增殖和 Th17 细胞体外分化。托法替尼促进 MDSC 扩增并抑制骨髓来源的树突状细胞 (BMDC) 体外分化。

图5 Tofacitinib 可改善 SKG 小鼠的 ILD。

(A) 托法替尼治疗方案。注射 Zym 后 4 周，托法替尼 (20 mg/kg) (n = 5) 或 DMSO 作为对照 (n = 5) 腹腔注射。每周 3 次，持续 8 周。在第 91 天处死小鼠。 (B) 代表 来自对照小鼠和托法替尼治疗小鼠肺部的组织学结果。 (C) 对照组和托法替尼治疗小鼠的肺组织学评分。

以上研究表明，SKG 小鼠模型的关节炎与人类相关关节炎有几个共同特征，包括女性性别偏见、关节外表现以及类风湿因子和 II 型胶原蛋白 (CII) 抗体的存在，这使得该模型在风湿病领域特别有趣。此外, RA 和 PTPN22 中的多态性之间存在很强的关联，根据一些研究，这会降低 TCR 信号 。因此，SKG 关节炎模型在关节炎研究中是一个良好的动物模型。

参考文献：

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