特應性皮炎（AD）是一種以表皮屏障受損、Th2偏倚炎癥與瘙癢為核心特征的慢性復發性皮膚病。本文整合常用AD動物模型（MC903、HDM、OVA、OXA、DCNB及遺傳/自發模型）與人源三維皮膚/類器官模型（RHE/FTSE、皮膚-on-chip、hiPSC皮膚類器官）的造模SOP、用劑、時間窗與讀出指標要點等，以便快速落地于藥效學篩選、機制驗證與跨模態對照。

1、背景與研究意義

? AD的核心機制包括表皮屏障缺陷（如FLG/CLDN1下降）、角質細胞來源報警素（TSLP/IL33）、Th2優勢炎癥（IL4/IL13）以及微生物定植和超抗原加重，慢性期可見Th1/Th17參與 [1–3]。

? 針對不同科學問題（屏障—免疫互作、環境變應原觸發、神經-瘙癢軸、微生物加重、遺傳易感）選擇合適模型與讀出，對藥效學與機制研究至關重要 [1–4]。

2、模型選型與應用場景

?快速藥篩、TSLP/Th2軸：MC903外用7–14天，穩定誘導TSLP/Th2炎癥 [1,2]；

?環境變應原與IgE：HDM經皮貼敷2–4周，可合并輕度屏障破壞；可加SEB模擬急性加重 [3,12–13]；

?抗原特異性應答：OVA致敏+表皮激發，建立特異性IgE/IgG1與皮膚炎癥 [4]；

?慢性復發與免疫演替：OXA、DNCB反復挑戰3–5周，苔蘚樣增厚明顯 [5][14]；

?遺傳易感與自發病程：Nc/Nga、flaky tail（Tmem79/Flg缺陷）等 [6–7]；

?人源機制與篩藥：RHE/FTSE + IL4/IL13/HDM/SEB，或類器官/onchip [8–12]。

3、動物模型SOP

3.1 MC903（calcipotriol）（abs820222）急性AD樣皮炎模型

原理：維生素D類似物激活角質細胞，強誘導TSLP，驅動Th2炎癥與瘙癢 [1–2]。

動物：C57BL/6或BALB/c，6–12周齡，雌雄均可。

關鍵試劑與材料

?MC903（溶劑：乙醇或乙醇:丙二醇=7:3）；無菌棉簽/微量加樣器；

?檢測：卡尺、TEWL儀、ELISA、流式/免疫組化。

步驟與劑量（耳廓為例）

?配制MC903工作液（避光）；使用前新鮮或短期4℃保存；

?每日在雙耳背側各點涂1–4 nmol/耳（10–20 μL/耳），連續7–14天 [1]；

?讀出：耳厚、皮損評分、TEWL；H&E/甲苯胺藍；FLG/LOR/IVL、CLDN1/ZO1、TSLP/IL4/IL13（IHC/IF、qPCR、ELISA）；血清總IgE；抓撓行為學 [1–2]。

注意事項：從低劑量起步，7–10天常見穩定表型；避免劑量過高致表皮潰破 [1]。

MC903特應性皮炎（AD）樣模型造模流程 [1]

3.2 屋塵螨（HDM）經皮貼敷模型

原理：變應原與蛋白酶活性破壞屏障并致敏，誘導Th2/Th17混合炎癥與IgE [3]。

關鍵試劑：HDM提取物（Dp/Df），PBS；屏障破壞材料（膠帶或0.5–1% SDS）；可選SEB加重 [3,12–13]。

步驟（背部貼敷）

1. 剃毛并膠帶剝離10–15次或0.5–1% SDS短時外涂后洗凈 [3]。

2. 紗布片載HDM 100–500 μg/次（約100 μL PBS），半透貼膜固定24–72 h；每周2–3次，連續2–4周 [3]。

3. 可選：頂端加入SEB 0.1–1 μg/mL短時暴露以模擬細菌超抗原加重 [12–13]。

4. 讀出：皮損評分、TEWL、總/抗HDM特異性IgE；皮膚與引流淋巴結流式；炎癥與趨化因子譜[3]。

注意事項：不同批次HDM的蛋白酶/內毒素差異大，建議先小試確定載量與周期 [3]。

3.3 卵清蛋白（OVA）（abs9203）致敏+表皮激發模型 [4]

原理：蛋白變應原經皮致敏與/或系統致敏后激發，誘導特異性IgE與皮膚炎癥。

兩種路徑

?純表皮致敏：背部膠帶剝離后貼敷OVA 100–500 μg/次（100 μL PBS），持續1周；間歇1周后重復2–3輪。

?腹腔致敏+表皮激發：day 0與7腹腔注射OVA+明礬，day 14起表皮貼敷激發2–3周。

讀出：皮損評分、總/OVA特異性IgE/IgG1；組織學與細胞因子譜。

注意事項：若特異性IgE不顯著，優先采用“腹腔致敏+表皮激發"路徑。

OVA致敏流程示意圖 [4]

3.4 氧唑酮（OXA）（abs42065081）慢性皮炎模型 [5]

原理：反復化學致敏與挑戰，形成慢性苔蘚樣病灶；免疫譜從Th2向Th1/Th17演替。

步驟：1. 致敏：5% OXA（丙酮:橄欖油=4:1）腹部單次外涂。

2. 挑戰：1% OXA（丙酮:橄欖油=4:1）耳或背部，每2–3天一次，共3–5周。

讀出：皮厚、H&E（abs9217）、5（神經纖維）（abs159682）、細胞因子譜（后期IFNγ/IL17A）（abs520007，abs560033，abs520009）。

注意事項：化學致敏劑需佩戴個人防護裝備與通風，評分與采樣盡量盲法與隨機化。

氧唑酮誘導的 BALB/c 小鼠（10 次挑戰）特應性皮炎（AD）樣模型造模流程 [5]

3.6 DNCB誘導AD樣模型 [14]

原理：DNCB（2,4 - 二硝基氯苯）是一種半抗原，其誘導 AD 模型的核心機制是通過皮膚致敏 - 激發循環引發 Th2 型免疫應答。

步驟：1. 致敏： 1% DNCB 溶液（丙酮：橄欖油 = 3:1），背部涂抹，體積約 20-50 μL，連續 2-3 天。

2. 挑戰：1% -0.5% DNCB（丙酮:橄欖油=3:1）耳或背部，每周2-3 次，持續 2-6 周。

讀出：皮厚、H&E（abs9217）、5（神經纖維）（abs159682）、細胞因子譜（后期IFN-γ/IL-17A）（abs520007，abs560033，abs520009）。

DCNB誘導NC/Nga小鼠特應性皮炎（AD）樣模型造模流程 [14]

3.7 遺傳/自發模型概述

Nc/Nga：常規環境可自發AD樣病變，適于長期慢性與微生物相互作用研究 [6]。

flaky tail（Tmem79/Matt突變，常伴Flg異常）或Flg-/-（abs6112402）：屏障缺陷導致自發/誘發性皮炎易感 [7]。

角質細胞TSLP過表達（K14-TSLP）等條件性模型用于驗證表皮—免疫通路因果性 [2]。

說明：遺傳模型表型受微生物與環境影響顯著，需標準化飼養與屏障條件 [6–7]。

4、人源三維/類器官模型SOP

4.1 重建人表皮/全層皮膚（RHE/FTSE）

原理與組成：原代人角質細胞與成纖維細胞；膠原I凝膠+Transwell（abs50061，abs50062）；空氣-液界面分化10–14天形成RHE（加成纖維細胞與凝膠為FTSE）[8]。

AD誘導策略

?細胞因子：IL-4（abs04698）+IL-13（abs04079）各10–50 ng/mL，處理3–7天；可合并IL-31（abs05989）、TSLP（abs05532）或IL-33（abs06263）[9–10]。

?變應原/毒素：頂端給HDM 10–100 μg/mL，或SEB 0.1–1 μg/mL [9–10,12–13]。

?屏障基因操作：siRNA/CRISPR敲低FLG/CLDN1（abs6112402），或使用AD患者來源角質細胞 [9–10]。

關鍵讀出：TEER、FITCdextran/Lucifer Yellow通透；分化/緊密連接蛋白（FLG/LOR/IVL、CLDN1/ZO-1）；趨化與報警素（CCL17/TARC、TSLP等）；轉錄組/蛋白組 [8–10]。

注意事項：保持ALI與溫濕度穩定，TEER檢測前平衡，避免溫度漂移 [8]。

4.2 皮膚-on-chip微流控模型 [11]

原理與建模：將RHE/FTSE置入灌流微腔，上腔施加IL-4（abs04698）+IL-13（abs04079）或HDM/SEB刺激，下腔接入免疫細胞，在線監測TEER/通透與遷移。

適用：透皮藥代、免疫遷移與急慢性切換研究；有利于模擬血流剪切力。

要點：穩定流速與供氧，避免氣泡；可串聯圖像與電學傳感。

微流控系統及傳輸系統模型 [11]

4.3 hiPSC皮膚類器官 [12]

原理：hiPSC（abs90290）經階段性誘導（TGFβ/FGF通路調控）獲得含表皮真皮毛囊/神經成分的皮膚類器官。

AD建模：成熟后處理IL-4（abs04698）/IL-13（abs04079）、HDM、SEB或導入FLG突變，表型化屏障與神經-免疫指標。

要點：培養周期（周—月）與批間差較大，需嚴格質控與標準化。

皮膚類器官誘導流程 [12]

5、讀出指標與檢測面板

功能/臨床：耳厚/皮厚、皮損評分、TEWL（動物）；TEER、通透性探針（體外）。

組織與成像：H&E（abs9217）、甲苯胺藍（肥大細胞）（abs90037）、IF/IHC/mIHC（KRT14/10、FLG/LOR/IVL、CLDN1/ZO-1、TSLP、PGP9.5）（abs50038，abs957）；必要時共聚焦/光譜拆分掃片儀。

免疫學：血清總/特異IgE（abs551023，abs552210）；流式（Th2/ILC2/嗜酸粒/肥大細胞/樹突狀細胞）；細胞因子（IL-4/IL-6/IL -8/IL-13/IFNγ/IL-17A等）（abs510017、abs520003；abs510016，abs520012等，詳見下方表格）。

分子與脂質：qPCR（abs60086）、RNA-Seq/單細胞、神經酰胺譜。

微生物：金黃色葡萄球菌定植與毒素（SEB）加重評估（CFU/毒素讀出）。

6、陽性藥物對照 [15]

單抗類藥物：針對炎癥因子或其受體的拮抗類單克隆抗體藥物，阻斷炎癥因子與其受體結合，減輕炎癥反應（abs190354等）。

JAKi：抑制JAK-STAT信號通路激活，抑制炎癥因子的產生和作用，從而減輕 AD 的炎癥反應和瘙癢癥狀（abs820469等）。

TRPV1 抑制劑：TRPV1 是一種非選擇性陽離子通道，在角質形成細胞、肥大細胞和皮膚感覺神經中表達。以其為靶點的藥物聚焦于阻斷AD 患者的瘙癢信號傳導（abs813134）。

芳香烴受體調節劑：芳香烴受體（AHR）是一種配體激活的轉錄因子，在角質形成細胞、免疫細胞（如樹突狀細胞、T 細胞）中高表達，參與調控皮膚屏障功能、免疫平衡及炎癥反應。（abs822722）

AD治療的新進展 [15]

7、質量控制與常見問題排查

模型成型不穩：核對原料批次（MC903/HDM）、屏障破壞強度（膠帶次數/SDS濃度）、動物品系/周齡一致性；適度延長誘導周期 [1,3]。

IgE不升：優化致敏激發間隔或采用“腹腔致敏+表皮激發"路徑；或切換至HDM模型 [3–4]。

RHE/FTSE表型弱：提高IL-4/IL-13劑量或延長處理；合并HDM/SEB或FLG/CLDN1敲低增強表型 [9–10]。

瘙癢行為波動大：固定時段錄像、提高幀率并盲法雙評；增加樣本量提升統計功效。

SEB加重導致壞死：降低劑量或縮短暴露，優先觀察急性轉錄與趨化變化 [12–13]。

8、安全與倫理要點

1）動物實驗遵循機構倫理，預先進行樣本量估算、隨機化與盲法評分；

2）化學致敏劑（OXA/DNCB）具刺激/致敏性，DNCB為危險品，操作需注意佩戴個人防護裝備并做好環境通風；

3）體外原代細胞與人源樣本遵循生物安全與知情同意規定。

參考文獻

[1] Alam, M. J., Xie, L., Yap, Y.-A., & Robert, R. (2023). A mouse model of MC903-induced atopic dermatitis. Current Protocols, 3,e695. doi: 10.1002/cpz1.695

[2] Li M, Messaddeq N, Teletin M, et al. Skin TSLP triggers Th2 responses through OX40L. Nat Commun. 2013;4:2847. doi:10.1038/ncomms3847.

[3] Martel BC, Lovato P, B?umer W, Olivry T. Translational Animal Models of Atopic Dermatitis for Preclinical Studies. Yale J Biol Med. 2017 Sep 25;90(3):389-402.

[4] Spergel JM, Mizoguchi E, Brewer JP, et al. Epicutaneous sensitization with protein antigen induces localized allergic dermatitis and hyperresponsiveness to methacholine after single exposure to aerosolized antigen in mice. J Clin Invest. 1998 Apr 15;101(8):1614-22. doi: 10.1172/JCI1647.

[5] Zeng L, Liu Y, Xing C, et al. Saponin from Periploca forrestii Schltr Mitigates Oxazolone-Induced Atopic Dermatitis via Modulating Macrophage Activation. Mediators Inflamm. 2020 Oct 15; 2020:4346367.  doi: 10.1155/2020/4346367.

[6] Matsuda H, Watanabe N, Geba GP, et al. Development of atopic dermatitislike skin lesions with IgE hyperproduction in NC/Nga mice. Int Immunol. 1997;9(3):461–466. doi:10.1093/intimm/9.3.461.

[7] Saunders SP, Goh CS, Brown SJ, et al. Tmem79/Matt is a predisposing gene for atopic dermatitis. J Allergy Clin Immunol. 2013 Nov; 132(5):1121-9. doi: 10.1016/j.jaci.2013.08.046.

[8] Rimal R, Muduli S, Desai P, et al. Vascularized 3D Human Skin Models in the Forefront of Dermatological Research. Adv Healthc Mater. 2024 Apr;13(9):e2303351. doi: 10.1002/adhm.202303351.

[9] Danso MO, van Drongelen V, Mulder A, et al. TNF-α and Th2 cytokines induce atopic dermatitis-like features on epidermal differentiation proteins and stratum corneum lipids in human skin equivalents. J Invest Dermatol. 2014 Jul;134(7):1941-1950. doi: 10.1038/jid.2014.83.

[10] Cadau S, Gault M, Berthelemy N, et al. An Inflamed and Infected Reconstructed Human Epidermis to Study Atopic Dermatitis and Skin Care Ingredients. Int J Mol Sci. 2022 Oct 25;23(21):12880. doi: 10.3390/ijms232112880.

[11] Abaci HE, Gledhill K, Guo Z, et al. Pumpless microfluidic platform for drug testing on human skin equivalents. Lab Chip. 2015 Feb 7;15(3):882-8. doi: 10.1039/c4lc00999a.

[12] Lee J, Rabbani CC, Gao H, et al. Hairbearing human skin generated entirely from pluripotent stem cells. Nature. 2020;582(7812):399–404. doi:10.1038/s41586-020-2352-3.

[13] Fa?bender S, Opitz FV, Johnen S, et al. MyD88 Contributes to Staphylococcal Enterotoxin B-Triggered Atopic Dermatitis-Like Skin Inflammation in Mice. J Invest Dermatol. 2017 Aug;137(8):1802-1804. doi: 10.1016/j.jid.2017.04.015.

[14] Choi JH, Song YS, Lee HJ, et al. The topical application of low-temperature argon plasma enhances the anti-inflammatory effect of Jaun-ointment on DNCB-induced NC/Nga mice. BMC Complement Altern Med. 2017 Jun 27;17(1):340. doi: 10.1186/s12906-017-1850-9.

[15] Schuler CF 4th, Billi AC, Maverakis E, et al. Novel insights into atopic dermatitis. J Allergy Clin Immunol. 2023 May;151(5):1145-1154. doi: 10.1016/j.jaci.2022.10.023.

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