Zusammenfassung
Hintergrund
Evidenz in der Imaging-Studien legen nahe, dass es in dem Sjögren-Syndrom (SS), je nach Stadium der Unterschiede in Drüsen-Beteiligung sein kann die Krankheit. Keine detaillierten sind histologische Untersuchungen zur Verfügung zu zeigen, wenn es eine solche Differenz in Drüsen-Beteiligung zu verschiedenen Zeitperioden und Phasen der SS sind. Diese Querschnittsstudie untersucht die entzündlichen Veränderungen in Mausmodellen der SS in verschiedenen Altersstufen.
Methoden, Die histologischen Veränderungen in großen Speichel und Tränendrüsen im Alter von 3, 6, 9, 12, 15 und 18 Monaten untersucht wurden bei beiden Geschlechtern in gut charakterisierten Maus-Modellen der SS, nicht-adipösen Diabetes Maus und Interleukin-14 alpha-transgenen Mäusen.
Ergebnisse | Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine frühe Entzündung gleichzeitig in submandibular und Tränendrüsen im Alter von etwa 6 auftreten Wochen. Parotiden sind viel später im Laufe der SS mit weniger schweren Entzündungen beteiligt. Die sublinguale Drüsen sind selten beteiligt.
Schlussfolgerungen
Unsere Schlussfolgerungen sind, dass SS eine organspezifische Erkrankung sein kann, mit der frühen Entzündung in submandibular und Tränendrüsen auftreten, durch die parotid gefolgt. Nicht organspezifische Ereignisse treten in späteren Krankheitsverläufe. Das Verständnis der Krankheitsprogression ist wichtig in der frühen lokalen therapeutischen Interventionen vor der vollständigen Zerstörung der Speichel- und Tränendrüsen zuzuschneiden.
Schlüsselwörter Sjögren-Syndrom großen Speicheldrüsen Tränendrüsenentzündung Histologie elektronische ergänzendes Material
Die Online-Version dieses Artikel (doi:. 10 1186 /1472-6831-13-51) enthält zusätzliches Material, das autorisierten Benutzern zur Verfügung
Hintergrund
Sjögren-Syndrom (SS) ist eine Autoimmun vermittelte Störung durch eine Entzündung gekennzeichnet und. Dysfunktion von Speichel- und Tränendrüsen führt zum Austrocknen der Mund und Augen [1]. Die Ätiologie und Pathogenese der SS ist nicht gut verstanden. Die Diagnose der SS ist komplex und basiert auf mehreren Kriterien umfasst Serologie, Histopathologie und Imaging [1]. Die histologische Halle Marke der SS ist Herde periduktaler und perivaskuläre Entzündung der Lymphozyten vor allem in den Speichel- und Tränendrüsen. Die entzündliche Infiltrat führt Zerstörung Acini mit dem Verlust der sekretorischen Funktion der Drüsen zu vervollständigen und schließlich Entwicklung von B-Zell-Lymphome [2, 3]. Alle die diagnostischen Kriterien, empfiehlt zusätzlich zu den kürzlich überarbeiteten American College of Rheumatology Klassifizierung Verwendung von Lippen- kleinen Speicheldrüse (MSG) Biopsie zur Diagnose von SS Brenn lymphatischer infiltrieren ausstellenden [4, 5]. Die klinische Veränderungen der trockenen
Mund und trockene Augen sind zur Zerstörung von großen Speicheldrüsen und Tränendrüsen überwiegend aus. Es gibt Hinweise in den Imaging-Studien unter Verwendung von Szintigraphie, Magnetresonanztomographie und Ultraschall zeigt, dass Speichel- und Tränendrüsen Änderungen mit SS assoziiert anzuzeigen. Die Imaging-Studien zeigen auch, dass es in der Progression der Erkrankung in den verschiedenen exokrinen Speichel- und Tränendrüsen können voneinander abweichen. Die Submandibulardrüse zeigen die meisten diagnostischen Veränderungen in Bezug auf Speichelflussrate in SS den trockenen Mund verursachen, gefolgt von parotid [6-8]. Die sublinguale Drüsen sind weniger streng in SS als die anderen großen Speicheldrüsen beteiligt [9]. Bildgebung und histologische Untersuchungen der Tränendrüse sind minimal und verfügbaren Ergebnisse zeigen, dass es möglicherweise progressive Dysfunktion der Schilddrüse [10] sein.
Obwohl es Hinweise in Imaging-Studien wurden die Speicheldrüse Veränderungen in SS zeigt, je nach Stadium der Krankheit, gab es histologische Studien keine Querschnitts und zeitliche gewesen. Die Gründe dafür sind, dass es schwierig ist, die Längenänderungen zu untersuchen in den großen Speicheldrüsen und die Tränendrüsen beim Menschen aufgrund der Unfähigkeit seriellen Biopsien erhalten auftritt. Die Mausmodelle SS bieten die ideale Gelegenheit für histologische Untersuchungen wegen mehrerer Vorteile. Die Mausmodelle repliziert den Krankheitsverlauf bei Menschen, klinische Merkmale und Komplikationen der SS und gibt Forschern Einblicke in die Pathogenese der Erkrankung. Weitere herausragende Merkmale von Mausmodellen, die in der Studie der SS von Vorteil sind, sind die kurze Lebensdauer einer Maus ermöglicht Änderungen zu studieren von der Geburt bis zum Tod, Uniform genetischen Hintergründen auftreten und relativ einfach in der Zucht der Modelle [11, 12]
in verschiedenen Altersstufen auftreten (zeitliche) in den großen Speicheldrüsen (Glandula, parotid und sublingual) und Tränendrüsen der Mausmodelle Ziel der Studie. die histologischen Veränderungen zu beschreiben ist. Wir wählten nicht-adipösen Diabetes (NOD) Maus, die beliebtesten und ausgiebig Mausmodell der SS untersucht [13, 14] und Interleukin-14 alpha-transgenen (IL-14α-TG) Mäusen, die Maus-Modell für die primäre SS [15 , 16]. Eine Kontrollgruppe wurde ebenfalls in der Studie.
Methoden
NOD-Mäusen und C57 /BL6 (Kontrolle) enthalten Mäuse vom Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME) und befindet sich in der Versuchstierhaltung an der State University erhalten of New York in Buffalo. IL14-α-TG-Mäuse wurden von Dr. Ambrus 'Labor und gepflegt in der Versuchstierhaltung an der SUNY Buffalo [17] gemacht. In Tierstudien wurden von institutionellen Tierpflege und Verwendung Ausschuss an der State University of New York in Buffalo genehmigt. Alle Verfahren wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Instituts über die Verwendung von Tieren in der Forschung durchgeführt. Insgesamt 108 Mäuse
wurden in der Studie, 2 männliche und 4 weibliche Mäuse für jede Gruppe (C57 /BL6 Kontrollen, IL-14α TG enthalten und NOD) wurden zu den Zeitpunkten geopfert, im Bereich von 3 bis 18 Monaten (6 Zeitpunkten 3, 6, 9, 12, 15 & amp; 18 Monate). Die großen Speichel (Parotis, submandibularis, & amp; sublingual) und Tränendrüse entfernt wurden, auf bilateraler Ebene und in 10% Formalin und Gewebe für Hämatoxylin und Eosin-Färbung (H & amp; E) verarbeitet platziert zur Auswertung unter Verwendung von Standard-Verarbeitungstechniken. Drei 5 um dicke eingebettet Paraffinschnitten getrennt durch 50 & mgr; m wurden für die Analyse verwendet. Die Schnitte wurden überprüft und erzielte blind durch einen Pathologen die Klassifizierungskriterien weiter unten beschrieben werden.
Das Ausmaß der beobachteten Entzündung in 4 verschiedenen Ebenen eingeteilt wurde und eine Entzündung Score von 0 bis 3 (Abbildung 1) zugeordnet. Eine Punktzahl von 0 zeigt keine nachweisbaren Konzentrationen an Entzündungen, die durch histologische Analyse; eine Punktzahl von 1 zeigt leichte Entzündung, aber keine Herde; eine Punktzahl von 2 zeigt moderaten Niveaus der Entzündung und eine Herde (A Brennpunkte wie die aus ≥50 einkernigen Zellen /mm
2 definiert wurde); Score von 3 zeigt eine starke Entzündung und mehr als eine Herde [18]. Abbildung 1 Repräsentative Abschnitte aus Submandibulardrüse von IL - 14α - TG Maus zeigt normal, mild, mittelschwerer und schwerer Entzündung (H & amp; E, Originalvergrößerung × 40).
Statistische Methode: Es wurden die Daten analysiert durch Chi-Quadrat-Test, χ 2 & gt; χ 2 (1, 0,05). Der P-Wert & lt; 0,05 wurde als statistisch signifikant angesehen. Wenn die Probengröße von weniger war als 40, verwendet wurden, genau Wahrscheinlichkeiten Fisher.
Ergebnisse | Insgesamt 108 Mäuse wurden untersucht und Abbildung 2 fasst die 864 Beobachtungen. Alle Maus Drüsen ähnliches Niveau der Entzündung in den Drüsen auf der rechten und der linken Seite gezeigt. Deshalb ist die Abgrenzung der Seiten hat für diese Studie nicht durchgeführt worden. Die Kontrollmäuse zeigten keine Entzündung in den großen Speicheldrüsen von irgendwelchen Zeitpunkten. Interessanter leichte Entzündung wurde in den Tränendrüsen von 5 von 6, 15 Monate alten Kontrollmäusen beobachtet. Es wurde jedoch keine Entzündung in der Tränendrüse der 18 Monate alten Kontrollmäusen beobachtet. Achse - Abbildung 2 ein Streudiagramm der Entzündung Score auf der Y-Achse wurde gegen die Art der Drüse mit dem Alter der Mäuse (in Monaten) auf X gruppiert aufgetragen. Das Fortschreiten der Entzündung von 3 bis 18 monatigen Zeitpunkt kann für jede Drüse und Kategorie von Mäusen beobachtet werden. Rote und blaue Kreise zeigen weibliche und männliche Mäuse sind. Eine blaue Linie verbindet den Mittelwert der Entzündung Punktzahl für jeden Zeitpunkt und Drüse. Die Datenpunkte (n = 6 für jede Zeitpunkt /Drüse /Art der Mäuse) jittered sind nur ein Box-Plots (rot) zur Verfügung gestellt wurden für die beobachteten Niveaus der Entzündung der Quartilbereich und Verteilung darzustellen.
IL-14α - TG und die NOD-Maus ähnliche Entzündungsmuster zeigten, in der Art der Drüsen beeinflusst, der Schwere und dem Zeitpunkt, zu dem es aufgetreten ist (Abbildung 2). Die milde Entzündung der Glandula und Tränendrüsen des IL-14α-TG und der NOD-Maus beginnt bei 6 Monaten des Alters. Die Entzündung wird auf 15 Monate alt und schwere bei 18 Monate alt sind moderat, wenn 6 von 6 Mäusen ein gewisses Maß an Entzündung nachgewiesen.
Die Parotiden Beteiligung von 15 und 18 Monaten weit verbreitet und relativ weniger schwer im Vergleich zu den Tränen- oder Submandibulardrüse. Die Sublingualis Beteiligung ist minimal, erscheint später auf 18 Monate, und die Entzündung ist weniger schwerwiegend. In 3A
, die Daten zeigten, dass von 36 IL-14α-TG, Entzündung in 18 Submandibulardrüse wurde festgestellt, 12 parotid Drüsen, 1 sublingualis und 19 Tränendrüsen zwischen 0 bis 18 Monate alt. Die Häufigkeit der Entzündung waren 50%, 33,33%, 2,78% und 52,78% betragen. NOD-Mäuse zeigten ähnliche Entzündung, wie die IL-14-αTG Mäusen. Während die Kontrollgruppe von 36 C57 /BL6-Mäusen keine Entzündung in großen Speicheldrüsen hatte, und hatte nur fünf in Tränendrüsen, war die Gesamtinzidenz von Entzündungen 13,89%. Der Unterschied in der Entzündung zwischen IL-14α-TG Mäusen oder NOD Mäuse und der Kontroll C57 /BL6-Mäusen war statistisch signifikant. (P & lt; 0,05, 3B). Beim Vergleich von IL-14α-TG und NOD-Mäusen gab es keinen statistisch signifikanten Unterschied, wenn entweder die submandibular, Parotis oder Tränendrüsen (P & gt; 0,05) auswertet. Es war statistisch signifikanten Unterschied zwischen der Sublingualis und entweder die submandibular parotid oder Tränendrüsen (P & lt; 0,05). Die Entzündung trat in den submandibular parotid und Tränendrüsen (3C). kein statistisch signifikanter Unterschied in der Entzündung in einem der Drüsen es war, als in männlichen und weiblichen Mäusen verglichen sowohl der NOD und IL-14α-TG-Stämmen (P & gt; 0,05, 4A, 4B). 3 In A, Prozentsatz der Entzündung als Y-Achse und Drüsentyp als X-Achse, die schwarze Säule, graue Säule und schwarze vertikale Rechtecke ohne repräsentieren Entzündung Verhältnis in den verschiedenen Drüsen von IL14 Füllung - α - TG, NOD und C57 /BL6 , beziehungsweise . Für keine Entzündung in großen Speicheldrüsen von C57 /BL6, wurden sie 0 in (A) markiert. Je nach der Menge der Entzündung der verschiedenen Drüsen in drei Gruppen von Tiermodellen (n = 36 /Gruppe, Alter 0-18 Monate) werden die statistischen Wertigkeiten von jeweils zwei Gruppen von χ2 und P-Werte zeigten (B). . Die Unterschiede der Entzündung Vorfälle in Art von Drüsen werden auch unter Verwendung von χ2 und P-Wert (C) analysiert 4 In dieser Studie Abbildung
beobachteten wir die Entzündung Vorfälle in Geschlecht, einschließlich der beiden Gruppen von IL14 - α - TG und NOD. Die Entzündung Verhältnis von weiblichen Mäusen wurde durch schwarze vertikale Rechtecke dargestellt und männliche Mäuse wurden durch graue in Entzündung Prozentsatz auf der Y-Achse gegen gruppiert Art von Drüsen auf der X-Achse (A, 24 Männer /Gruppe beschrieben, davon 12 Männer /Gruppe, Alter 0-18 Monate). P-Werte von Entzündungs Mäuse zwischen Weibchen mit Männchen wurden von Fisher genaue Wahrscheinlichkeiten (B), alle P-Werte & gt analysiert; 0,05, wie gezeigt, keinen signifikanten Unterschied auf Grund des Geschlechts.
Diskussion
Die NOD-Maus ist eine der beliebtesten Mausmodelle für die Untersuchung von SS. Neben Diabetes zeigt Merkmale von SS ähnlich dem menschlichen wie Mundtrockenheit, trockene Augen, das Vorhandensein von Autoantikörpern (Ro, La), lymphatische Infiltration von Speichel, Tränendrüsen und Hypergammaglobulinämie [13]. Die chronologische und histologischen Veränderungen in Submandibulardrüse auftretenden wurde in den NOD-Mäusen gut untersucht. Die ersten Veränderungen beginnen bei ca. 8 Wochen alten [14] erscheinen. Alle Unterkieferdrüsen der NOD-Maus sind nach Alter 18 Monate [11, 14, 19] betroffen. Es sind jedoch keine chronologische Studien zur Entzündung der Ohrspeicheldrüse, sublinguale oder Tränendrüsen für die NOD-Maus oder einer anderen Maus-Modell zur Verfügung.
Die Interleukin-14 alpha-transgenen Mausmodell könnte ein ideales Mausmodell sein Primär SS zu studieren. Interleukin-14 [20] erhöht germinalen B-Zellproliferation, einschließlich B1 und B2 aktivierten Zellen [20]. Die IL-14α-TG reproduziert die Merkmale des primären SS bei Patienten in der gleichen relativen Zeitrahmen, wie Menschen, einschließlich Autoantikörpern, frühe Zerstörung und Infiltration der Speichel- und Tränendrüsen mit Lymphozyten zu sehen ist, und Lymphome schließlich [15, 16, 21 ]. Die Maus entwickelt auch eine Entzündung anderer Organe wie Niere und Lunge um 15 Monate alt sind [15, 16]. Die großen Speicheldrüsen
, Parotis, submandibularis und sublingualis auf mehr als 90 Prozent der Speichel ausgeschieden [22, beitragen 23]. Die kleinen Speicheldrüsen im gesamten Mundschleimhaut verstreut tragen zur Rest der 7-10 Prozent der Speichel [24, 25]. Parotid Drüsensekrete sind rein seröse in der Natur und dazu beitragen, die Mehrheit der stimulierten Speichel [26]. Der submandibular Speichel vermischt in der Natur enthalten, Schleim und serösen Sekrete. Der nicht-stimulierten Speichel wird hauptsächlich aus Submandibulardrüse hergestellt [26]. Die sublinguale Speichel überwiegend Schleim und ihren Beitrag zur unstimulierten und stimulierte Gesamtspeichel ist begrenzt. Die meisten diagnostischen Veränderungen in SS hinsichtlich Speichelflussrate auftreten, in Submandibularis der Parotis gefolgt [7, 27]. Die Ergebnisse unserer Untersuchungen zeigen, dass zusätzlich zu den Speichelfluss Veränderungen, frühe entzündliche Infiltration wird die Submandibulardrüse sowohl NOD und IL-14α-TG Maus gesehen. Die entzündliche Veränderung tritt so früh wie Alter von 6 Wochen und ist am stärksten während der 16 Wochen alt sind. Die Parotiden entzündliche Veränderungen auftreten, später bei 12 Wochen alt sind. Die sublinguale Drüsen sind selten in der beide Mausmodellen (Abbildung 2)., Die Tränendrüse Änderungen von lymphatischer Infiltration beteiligt in unserer Studie ab ca. 6 Wochen alt und tritt zusammen mit Submandibulardrüse Entzündung (Abbildung 2) auftreten. Die Änderungen erscheinen sowohl in der NOD und IL-14α-TG Mausmodellen. Frühere Studien von Tränendrüsen von NOD-Maus haben gezeigt, dass die Entzündung zwischen 6-8 Wochen alt auftreten [28]. Es gibt geschlechtsspezifische Unterschiede im Grad der exokrinen Drüsenentzündung, die auch in NOD-Mäusen berichtet wurde [29]. Dieser Unterschied in der Schwere der Entzündung in den Tränendrüsen der NOD Maus können auf hormonelle Einflüsse von Insulin zurückzuführen. Der Mangel an Insulin in NOD-Maus verursacht Abnahme der Aktivität und das Überleben der Tränendrüse acini [30].
In einer der wenigen vergleichenden histologischen Studien zwischen Tränen- und Submandibulardrüse Vergleich, in der NOD-Maus-Modell wurde die Entzündung gefunden im Vergleich zu den höher in der Tränen zu Submandibulardrüse [31]. Interessanterweise gab es Unterschiede bei der Entzündung zwischen den männlichen und weiblichen Maus. Die Entzündung war schlimmer in Tränendrüsen von Männern als bei Frauen [32]. Studien zeigen auch, dass die Entzündung bei etwa 6-8 Wochen alt begann. Von der 12. Woche etwa 25% der Tränendrüse wurde mit lymphozytäre Entzündung infiltriert. Es gibt Anzeichen dafür, dass Androgene eine Rolle bei der Entzündung spielen. Die Orchiektomie von NOD-Mäusen verringert lymphatische Entzündung aufgrund des Fehlens von Androgenen [29]. Es war in unserer Studie keinen signifikanten Unterschied zwischen den männlichen und weiblichen Maus.
Obwohl große Speichel- und Tränendrüsen zeigen Speichel oder Tränenfluss und entzündliche Veränderungen in der frühen SS, gab es nur wenige Studien, die zeigen ihre Nützlichkeit bei der Diagnose. Die Studien mit parotid [33, 34] oder sublingual gland [35, 36] Biopsien haben gezeigt, dass sie eine bessere Spezifität und Sensitivität für die Diagnose der SS als die üblicherweise verwendeten kleinen Speicheldrüse Biopsien [34] liefern. Unseres Wissens keine Studien von submandibular oder Tränendrüse Biopsien zur Diagnose von SS wurden in der Literatur beschrieben. Die Gründe dafür, dass es einen Mangel an großen Speichel oder Tränendrüse Biopsien können der invasive Natur des chirurgischen Eingriffs und Anforderung der Narkose im Vergleich zu kleineren gland Biopsien fällig. Darüber hinaus Komplikationen wie veränderte Empfindung im präaurikulär Bereich, sialocele, Gesichtsnervenschäden, Speichel Fistel und Schwellungen im Mundboden auch in den großen Speicheldrüsen-Biopsien [27].
Jüngste Erkenntnisse auftreten können, nahe dass die frühe Erkrankung von SS in den Mausmodellen und die Menschen können organspezifisch sein. Bei beiden Patienten und Tiermodellen gibt es die Schädigung der Speicheldrüsen tritt vor und unabhängig von parenchymalen lymphozytische Infiltration [37]. Die Verletzung wird durch die lokale Produktion von löslichem Lymphotoxine in den Speicheldrüsen von oder lacrimal IL-14α-TG Mäusen gefolgt, die für die Entwicklung der evidenten SS [15] erforderlich ist. Zusätzlich lokalisiert die Antikörper an Speichelprotein 1 bis großen Speicheldrüsen und Tränendrüsen, werden früh in der Krankheit erzeugt, vor der Herstellung von Antikörpern gegen Ro La und /oder lymphatische Infiltration der kleinen Speicheldrüsen. [21]
Fazit
Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse, dass die frühe Entzündung in. Die Parotiden sind viel später im Laufe der SS mit weniger schweren Entzündungen beteiligt. Die sublinguale Drüsen sind selten beteiligt. Auf der Basis unserer Maus Modellstudien, beginnt früh SS als organspezifische Erkrankung in den submandibular und Tränendrüsen und schreitet zu den anderen Speicheldrüsen. Später während des Verlaufs der Erkrankung andere Organsysteme betroffen sind und die Entwicklung von Lymphomen. Auf Basis dieser Erkenntnisse haben wir die Hypothese auf, dass die menschliche SS das Mausmodell und die Identifizierung von organspezifischen Antikörpern, in der großen Speichel und Tränendrüsen zu frühe Diagnose führen kann nachahmen kann und dadurch die Behandlung von SS.
Erklärungen
Danksagung
Wir mögen Chris Becker, Histotechnologist bei IMMCO Diagnostics, zur Herstellung der Folien zu bestätigen.
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Die Autoren erklären, dass sie haben keine konkurrierenden Interessen
Beiträge der Autoren
LS, JA, LGS:. die Studie konzipiert und in seiner Gestaltung und Koordination beteiligt. JX, LGS, LS und OP wurden in der Wartung der Mausmodelle, Opfer der Maus, und die Ernte der Gewebe beteiligt. JX, LS und JA geführt, um die histologische Analyse. JX, LS und KM wurden Analyse beteiligt, Grafiken, Tabellen und mikroskopische Aufnahmen. JX, OP, KM und LGS geführt, um die statistische Analyse. Alle Autoren gelesen und genehmigt haben das endgültige Manuskript.
