Rheumatoide Arthritis (RA) ist eine chronische entzündliche Gelenkerkrankung, die durch anhaltende Synovitis, systemische Entzündungen und Erosion von Knochen und Knorpel gekennzeichnet ist, was letztlich zu Gelenkversteifung und Deformierung führen kann. RA-Tiermodelle werden häufig zur Erforschung der Pathogenese und therapeutischer Methoden eingesetzt. Es wurden verschiedene Tiermodelle zur Erforschung der RA-Ätiologie, Pathogenese und Einflussfaktoren sowie zur Erforschung neuer therapeutischer Ziele und zur Bewertung neuer Therapien etabliert.

RA-Tiermodelle können grob in zwei Kategorien unterteilt werden: induzierte und transgene Modelle. Zu den üblichen induzierten Modellen gehören Kollagen-induzierte Arthritis (CIA) und Adjuvans-induzierte Arthritis (AA), während transgene Mausmodelle menschliche TNF-α-transgene Modelle usw. umfassen.

Freund'sches Adjuvans wurde in den 1940er Jahren von Jules Freund erfunden und ist eine Öl-in-Wasser-Antigenemulsion, die durch Mischen einer wässrigen Antigenlösung mit einem Ölmittel und Hinzufügen eines Emulgators hergestellt wird. Es ist das am häufigsten verwendete Adjuvans in Tierversuchen.

Freund'sches Adjuvans wird in komplettes Freund'sches Adjuvans (CFA) mit Mycobacterium tuberculosis und inkomplettes Freund'sches Adjuvans (IFA) ohne Mycobacterium tuberculosis unterteilt. Sie werden hauptsächlich verwendet, um Modelle für kollageninduzierte Arthritis (CIA) und adjuvantinduzierte Arthritis (AA) bei Mäusen auszulösen.

Abbildung 1. Rheumatoide Arthritis beim Menschen

Abbildung 2. Rheumatoide Arthritis bei Mäusen

1 Kollagen-induzierte Arthritis (CIA) (nur als Referenz)

1.1 Mausmodell

Das CIA-Modell ist eines der am häufigsten verwendeten RA-Mausmodelle. Die Immunisierung von Tieren mit heterologem Typ-II-Kollagen kann eine Autoimmunreaktion gegen Typ-II-Kollagen im Gelenkknorpel auslösen, die zu klinischen Manifestationen einer polyartikulären peripheren Arthritis führt.

Methode zur Modellkonstruktion: Rinderkollagen Typ II (CII) wird über Nacht bei 4 °C in Eisessig gelöst. Anschließend wird hitzegetötetes Mycobacterium tuberculosis (BCG) in flüssiges Paraffin gegeben, um komplettes Freundsches Adjuvans (CFA) herzustellen. Die beiden werden gemischt und emulgiert, um eine Typ-II-Kollagenemulsion herzustellen. Diese Emulsion wird der Maus in einer Menge von 0,1–0,2 ml subkutan an der Schwanzwurzel injiziert, um eine Entzündung auszulösen. Am 21. Tag nach der ersten Immunisierung wird eine Auffrischungsinjektion von 0,1–0,2 ml der Typ-II-Kollagenemulsion intraperitoneal verabreicht. Nach der ersten Immunisierung zeigen die Mäuse lokale Entzündungsreaktionen, die innerhalb von etwa einer Woche abheilen; nach der Verabreichung des Adjuvans entwickeln die Mäuse ab dem 24. Tag Gelenkschwellungen, die von den Hinterfüßen über die Vorderfüße bis zum Schwanz fortschreiten.

1.2 Rattenmodell

Methode zur Modellkonstruktion: Rinderkollagen Typ II (CII) wird in gleichen Mengen mit unvollständigem Freund-Adjuvans (IFA) gemischt und emulgiert. Am ersten Tag werden den Ratten an mehreren Stellen intradermal Injektionen verabreicht, und eine Woche später erhalten sie eine intraperitoneale Auffrischung. Das Modell wird innerhalb von 3–7 Tagen nach der zweiten Immunisierung erhalten. Sieben Tage nach der Sensibilisierung sind die Knöchelgelenke leicht geschwollen und gerötet, und die Symptome verschlimmern sich nach 3 Wochen, wobei Hautgeschwüre möglich sind; nach 5–6 Wochen verschlechtern sich die pathologischen Veränderungen weiter, wobei Gelenkknorpel und subchondraler Knochen durch Pannus erodiert und zerstört werden.

2 Adjuvans-induzierte Arthritis (AA) (nur als Referenz)

Das AA-Modell ist das am häufigsten verwendete RA-Modell bei Ratten und umfasst zwei Typen: Inkomplettes Freundsches Adjuvans (IFA) und komplettes Freundsches Adjuvans (CFA).

Methode zur Modellkonstruktion: Ratten werden intradermal injiziert, um eine Entzündung hervorzurufen.Das Modell zeigt im Allgemeinen 10 bis 20 Tage nach der Induktion anhaltende Entzündungssymptome, die nach etwa 20 Tagen ihren Höhepunkt erreichen. Die Entzündung tritt hauptsächlich im Sprunggelenk auf und kann sich auf die Fußballen und den gesamten Fuß auswirken. Die Symptome der Gelenkschwellung ähneln denen klinischer RA-Patienten, es können jedoch Phänomene der Immunschwäche auftreten.

3 Schritte zur Modellierung von Kollagen-induzierter Arthritis (CIA) (nur als Referenz)

• Rinderkollagen Typ II (CII) wird in einer Eisessiglösung in einer Konzentration von 2 mg/ml gelöst und über Nacht bei 4 °C aufbewahrt.
• Unvollständiges Freund-Adjuvans wird mit hitzegetötetem Mycobacterium tuberculosis bis zu einer Konzentration von 2-5 mg/ml ergänzt. Die Konzentration von Mycobacterium tuberculosis im vollständigen Freund-Adjuvans 60718ES von Yisheng Biology beträgt weniger als 10 mg/ml.
• Eine Essigsäurelösung aus Rinderkollagen Typ II wird zu gleichen Teilen mit komplettem Freundschen Adjuvans gemischt und emulgiert.
• Jede Versuchsmaus erhält 4–6 subkutane Injektionen in den Rücken, insgesamt 0,1–0,2 ml.
• Drei Wochen später wird unvollständiges Freundsches Adjuvans in gleichen Mengen mit einer Essigsäurelösung von Rinderkollagen Typ II gemischt und emulgiert. Anschließend werden jeder Maus 3–5 subkutane Injektionen in die Schwanzwurzel verabreicht, insgesamt also 0,1–0,2 ml.

4 Schritte zur Modellierung von Adjuvans-induzierter Arthritis (AA) (nur als Referenz)

• Bereiten Sie die relevanten Reagenzien vor und beachten Sie dabei die Festlegung der Versuchs- und Kontrollgruppen.
• Beobachtung und Aufzeichnung: Im Allgemeinen zeigen mehr als 80 % der Mäuse 7–12 Tage nach der zweiten Immunisierung Symptome von Arthritis. Die klinischen Symptome werden anhand der Rötung und Aktivität des Gelenks der Maus eingestuft. Die Beobachtungen werden vor dem Experiment sowie am 3., 5., 7. und 12. Tag nach dem Experiment aufgezeichnet. Die Einstufungskriterien sind wie folgt:

Tabelle 1 Bewertungskriterien

SKern	SSymptom
0	Die Aktivität war normal, ohne Anzeichen von Erythem oder Schwellung.
1	Die Aktivität war normal, lediglich die Haut war gerötet und es gab keine nennenswerte Schwellung.
2	Die Aktivität ist leicht beeinträchtigt, die Krallen, Fußballen oder das Kniegelenk sind gerötet.
3	Die Aktivität ist beeinträchtigt, die Pfoten, Zehen und Gelenke sind leicht deformiert und geschwollen.
4	Die Bewegung ist blockiert, die Zehen und Gelenke sind stark gerötet und geschwollen, steif oder deformiert.

• Mausmessung: Verwenden Sie ein Mauspfotenvolumenmessgerät, um das Gelenkvolumen der Hinterbeine der Maus vor und nach dem Experiment zu messen. Messen Sie das Volumen von etwa 5 mm unterhalb des Kniegelenks des Hinterbeins jeder Maus dreimal, notieren Sie den Durchschnittswert und das Volumen ist proportional zum Grad der Gelenkrötung und -schwellung. Die Erkennung wird alle drei Tage durchgeführt.
• Pathologische Untersuchung: Nehmen Sie Mäuse aus der Versuchs- und Kontrollgruppe, entfernen Sie die Haut, fixieren Sie sie für mehr als 48 Stunden mit 4 % Formaldehyd, entkalken Sie sie für 2 Stunden mit 5 % Salpetersäure, tauchen Sie sie in Xylol und betten Sie sie in Paraffin ein. Machen Sie 6 mm dicke Schnitte, färben Sie sie mit HE und beobachten Sie sie unter einem herkömmlichen optischen Mikroskop, um einen Bewertungsstandard für die pathologische Diagnose festzulegen.

5 Experimentelle Fallbilder (Auszug aus der Literatur)