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小鼠肠道炎症模型的组织病理学(三)

【摘要】:本节介绍IBD小鼠模型的病理机制与特点总结。



不同IBD模型病理机制与特点讨论

 

为比较来自不同小鼠模型或来自不同研究人员手中的相同模型的HE染色组织切片的肠道组织形态学,需要一致的标准。评估炎症细胞浸润、上皮变化和粘膜结构作为我们定义的主要类别,根据削弱上皮屏障的初始步骤(“初次打击”)的将动物模型分类。来自外部的“初次打击”,即管腔侧,诱导了组织病理学的改变,这些细节彼此之间具有可比性,但与那些由不平衡的免疫处置(内部事件)导致的模型不同。

浸润的白细胞,即粒细胞、单核细胞和淋巴细胞在所有模型和发炎的肠道部位都很常见。因此,所有模型均符合第一类评估炎症细胞浸润的定义。在所有模型中,上皮细胞增殖也是肠道炎症的一般特征,并且是包括上皮变化的二类的标准。除了小肠细胞支配的隐窝基外,在潘氏细胞的肠道中,隐窝内衬有单层上皮细胞,其间散布着杯状细胞和偶尔出现的肠内分泌细胞。在纵向隐窝中,隐窝延长可见的上皮细胞数量的总体增加也称为隐窝增生、粘膜增生、增厚、结肠壁切除,隐窝延长,或上皮增生。上皮增生是转移性结肠炎的典型特征,是由T细胞稳态破坏诱导的结肠炎的特征模型。最初为RAG2-KO小鼠或B-17 SCID小鼠开发了一种评分系统,这些小鼠腹腔内注射了来自同基因野生型小鼠的CD4+CD45RBhigh T细胞。SCID小鼠的转移性结肠炎通常比RAG1-KO小鼠更严重,B细胞的存在通常会减轻疾病。上皮增生的四个阶段足以区分肠道炎症的严重程度。此外,通过免疫组织化学检测增殖的Ki67+上皮细胞可用于确认引起隐窝增生的过度增殖。

应通过量化隐窝内的上皮细胞来评估增生情况。至少应评估10个隐窝。技术上具有挑战性的是:从精确定向的纵向切片中以微米为单位给出隐窝长度,并且可以确定Ki67+增殖上皮细胞的百分比。第二类的另一个标准是杯状细胞的丢失。尤其在溃疡性结肠炎,杯状细胞数量和大小减少,粘蛋白产生的改变是否炎症的引发还是结果尚不清楚。关于杯状细胞分泌的产物,这也被描述为粘蛋白耗竭或来自杯状细胞的粘蛋白耗竭。正常地上皮细胞中杯状细胞的比例从十二指肠的4%增加到十二指肠的16%,用阿尔新蓝和/或高碘酸希夫染色对蛋白聚糖进行组织化学染色,强调粘蛋白的存在。杯状细胞丢失应通过计数每个隐窝或每个绒毛的杯状细胞来评估,应分别分析至少10个隐窝和绒毛。上皮变化的进一步标准是中性粒细胞散布在上皮细胞中(隐窝炎)加重隐窝脓肿和糜烂。将糜烂定义为伴有潜在炎症的表面上皮缺失,其中上皮缺损穿过基底膜和基底膜。

尽管上皮和粘膜结构的变化对肠道炎症的贡献包括在定义中,每个模型在这些类别的关键方面略有不同。所有深入上皮细胞层的变化都被认为是整个粘膜结构的改变,并在类目中进行了总结。溃疡是超过粘膜下层的糜烂,下面有再生组织。延长的炎症过程,特别是在急性模型中,包括大面积的所谓的肉芽组织,标志是结缔组织修复,包括被成纤维细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、淋巴细胞和细胞碎片包围的新毛细血管。肥大的肉芽组织导致结肠中的假息肉,即绒毛状结构突入管腔,在DSS诱导的结肠炎中也有报道。一般地,整个肠道的隐窝外观和小肠内的绒毛形态确定了粘膜结构的主要水平。在严重或长期炎症中,隐窝结构变得扭曲,隐窝形状不规则,甚至隐窝缺失。在小肠中,粘膜结构也是由绒毛的外观来定义。因此,在第三类中考虑了绒毛结构。尽管绒毛结构沿着小肠发生变化,两种程度的绒毛钝化和绒毛萎缩足以分级组织形态学改变的严重程度。广泛用于肠道蠕虫感染的小鼠模型是巴西钩虫和多形螺旋线虫。尽管在各种组织中都有强烈的Th-2细胞反应,但在小肠中病理最为显著。其他涉及小肠的IBD模型很罕见,如Samp/YitTNF ARE/+Roquinko小鼠。一类和二类描述的小肠炎症的组织病理学与结肠炎症相似。尽管粘膜结构的变化发生在中度至显著的结肠炎症中,轻度炎症时绒毛结构已经改变,我们方案中的一个例外是弓形虫感染后的急性小肠炎症。病理的快速发展,伴有非常早期的严重粘膜坏死和组织破坏,需要一个特定的评分,但不适用于其他小肠炎症模型。

综合了外科病理学家、小鼠研究者、微生物学家和胃肠病学家的特殊经验,在此为肠道炎症小鼠模型的组织形态学变化提供了一个评分指南。该评分标准很容易快速应用,因为标准专注于主要类别。如果需要,可以通过使用(免疫)组织化学确定额外的参数来扩大分数,如浸润物的组成、血管化程度、凋亡率等。根据首次击中使用这三个类别可能有助于研究人员将所有小鼠肠道炎症模型进行分类,将动物疾病模型转化为评分模式,并最终无偏见地比较他们的实验结果。




 小鼠肠炎模型的组织学评分一般分类与评分标准

1为单个标准给出的值不是加性的,而是代表包括所有相关标准的最终分值;2来自仅具有纵向切割隐窝的定向良好的样本/活检,至少5个可比较的隐窝。

已建立的化学诱导结肠炎和转移性结肠炎的评分系统,炎症细胞浸润,上皮变化和粘膜结构被定义为三个主要类别,并具有各自的从属特定标准。 


参考文献: Int J Clin Exp Pathol 2014;7(8):4557-4576