Abstract
sfondo
prova in studi di imaging suggerisce che ci possono essere differenze di coinvolgimento ghiandolare nella sindrome di Sjogren (SS) a seconda della fase della malattia. Non sono dettagliati studi istologici sono a disposizione per mostrare se ci sono una tale differenza di coinvolgimento ghiandolare in diversi periodi di tempo e le fasi della SS. Questo studio trasversale esamina le alterazioni infiammatorie in modelli murini di SS alle varie età.
Metodi
I cambiamenti istologici in ghiandole salivari maggiori e lacrimali sono stati studiati in età compresa tra i 3, 6, 9, 12, 15 e 18 mesi in entrambi i sessi in modelli ben caratterizzati murini di SS, il mouse diabete non-obesi e 14 interleuchina-topi alfa-transgenici.
risultati
I nostri risultati indicano che l'infiammazione precoce si verificano contemporaneamente in ghiandole sottomandibolari e lacrimali circa l'età di 6 settimane. parotidi sono coinvolti molto più tardi nel corso della SS con meno grave infiammazione. ghiandole sublinguali sono raramente coinvolti.
Conclusioni
Le nostre conclusioni sono che la SS può essere una malattia specifica per organi con l'infiammazione precoce che si verificano nelle ghiandole sottomandibolari e lacrimali, seguita dalla parotide. eventi specifici Non organo si verificano in corsi più avanzati della malattia. La comprensione della progressione della malattia è importante nella sartoria primi interventi terapeutici locali prima della distruzione completa di salivari e lacrimali ghiandole.
Parole
sindrome ghiandole salivari maggiori lacrimale ghiandola Infiammazione Istologia elettronico materiale supplementare di Sjogren
La versione online di questo articolo (doi:. 10 1186 /1472-6831-13-51) contiene materiale supplementare, che è disponibile per gli utenti autorizzati
Sfondo
sindrome di Sjogren (SS) è una malattia mediata autoimmune caratterizzata da infiammazione e. disfunzione del salivari e lacrimali ghiandole conseguente secchezza della bocca e degli occhi [1]. L'eziologia e la patogenesi della SS non è ben compreso. La diagnosi di SS è complessa e in base a criteri multipli che comprendono sierologia, istopatologia, e di imaging [1]. Il marchio di sala istologico di SS è focolai di infiammazione periduttale e perivascolare di linfociti principalmente nel salivari e lacrimali ghiandole. L'infiltrato infiammatorio porta alla completa distruzione di acini con perdita di funzione secretoria delle ghiandole e, infine, lo sviluppo di linfomi a cellule B [2, 3]. Tutti i criteri diagnostici, oltre alla recente revisione American College of Rheumatology classificazione raccomanda l'uso di labiale biopsia delle ghiandole salivari minori (MSG) esibendo linfocitica focale infiltrato per la diagnosi di SS [4, 5].
I cambiamenti clinici di secca bocca e gli occhi asciutti sono prevalentemente a causa della distruzione delle ghiandole salivari maggiori e ghiandole lacrimali. Ci sono prove negli studi di imaging con la scintigrafia, la risonanza magnetica e l'ecografia dimostrando che salivari e lacrimali ghiandole mostrano cambiamenti associati con la SS. Gli studi di imaging mostrano anche che ci possono essere differenze nella progressione della malattia nei diversi esocrina salivari e lacrimali ghiandole. Le ghiandole sottomandibolari mostrano le alterazioni più diagnostici per quanto riguarda i tassi di flusso salivare in SS che causano la secchezza della bocca, seguita da parotide [6-8]. Le ghiandole sublinguali sono meno gravemente coinvolti in SS rispetto alle altre ghiandole salivari maggiori [9]. Imaging e istologiche studi di ghiandola lacrimale sono minimi e risultati disponibili indicano che ci possono essere progressiva disfunzione della ghiandola [10].
Anche se ci sono stati prove in studi di imaging che mostra i cambiamenti delle ghiandole salivari in SS a seconda della fase del malattia, non ci sono stati studi istologici trasversali e temporali disponibili. Le ragioni sono che è difficile studiare le variazioni longitudinali che si verificano nelle ghiandole salivari e le ghiandole lacrimali nell'uomo causa dell'impossibilità di ottenere biopsie seriali. I modelli murini di SS offrono l'opportunità ideale per gli studi istologici a causa di diversi vantaggi. I modelli del mouse replicati il decorso della malattia negli esseri umani, caratteristiche cliniche e le complicazioni del SS e offre ai ricercatori intuizioni nella patogenesi della malattia. Altre caratteristiche salienti di modelli murini che sono di vantaggio nello studio della SS sono la breve durata di vita di un mouse che permette di studiare i cambiamenti che si verificano dalla nascita alla morte, background genetico uniformi, e la relativa facilità in allevamento dei modelli [11, 12] .
lo scopo dello studio è quello di descrivere i cambiamenti istologici che si verificano a varie età (temporali) nelle ghiandole salivari maggiori (sottomandibolare, parotide e sublinguale) e ghiandole lacrimali dei modelli murini. Abbiamo scelto il diabete non obesi mouse (NOD), il modello più popolare e ampiamente studiato il mouse del SS [13, 14] e 14 interleuchina-topi alfa-transgenici (IL-14α-TG), il modello di topo per SS primaria [15 , 16]. Un gruppo di controllo è stato anche incluso nello studio.
Metodi
topi NOD e C57 /BL6 (controllo) i topi sono stati ottenuti dal Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME) e alloggiati nel Fondo per animali da laboratorio presso l'Università Statale di New York a Buffalo. topi IL14-alfa-TG sono state fatte da laboratorio Dr. Ambrus 'e mantenuti in stabulario Laboratorio a SUNY Buffalo [17]. Gli studi sugli animali sono stati approvati dalla cura degli animali e del Comitato Istituzionale uso presso la State University di New York a Buffalo. Tutte le procedure sono state condotte in conformità con le linee guida istituzionali uso degli animali nella ricerca.
Un totale di 108 topi sono stati inclusi nello studio, 2 maschi e 4 femmine di topo per ogni gruppo (controlli C57 /BL6, IL-14α TG e NOD) sono stati sacrificati in punti temporali che vanno da 3 a 18 mesi (6 punti di tempo di 3, 6, 9, 12, 15 & amp; 18 mesi). Il salivare maggiore (parotide, sottomandibolare, & amp; sublinguale) e ghiandola lacrimale sono stati rimossi, a livello bilaterale, e messi in formalina al 10% e dei tessuti trattati per ematossilina ed eosina (H & amp; E) per la valutazione utilizzando tecniche di lavorazione standard. Tre 5 micron di spessore sezioni in paraffina separate da 50 micron sono stati usati per l'analisi. Le sezioni sono state riviste e ha ottenuto alla cieca da un patologo utilizzando i criteri di classificazione di seguito descritti.
L'estensione della infiammazione osservata è stata suddivisa in 4 livelli diversi e assegnato un punteggio infiammazione 0-3 (Figura 1). Un punteggio di 0 indica l'assenza di livelli rilevabili di infiammazione da analisi istologica; un punteggio di 1 indica lieve infiammazione, ma non focolai; un punteggio di 2 indica livelli moderati di infiammazione e di un fuochi (A foci è stato definito come composto da ≥50 cellule mononucleate /mm
2); Punteggio di 3 indica una grave infiammazione e più di un fuochi [18]. Figura 1 sezioni rappresentative da ghiandole sottomandibolari di IL - 14α - topo TG raffigurante normale, lieve, moderata e grave infiammazione (H & amp; E, ingrandimento originale × 40).
Metodo statistico: i dati sono stati analizzati con il test chi-quadrato, χ 2 & gt; χ 2 (1, 0.05). Il valore di P & lt; 0,05 è stato considerato statisticamente significativo. Quando la dimensione del campione è stato inferiore a 40, Fisher probabilità esatte sono stati utilizzati.
Risultati
Un totale di 108 topi sono stati studiati e la Figura 2 riassume le 864 osservazioni. Tutte le ghiandole del mouse esposti analogo livello di infiammazione nelle ghiandole a destra ea sinistra. Pertanto la delineazione dei lati non è stato fatto per questo studio. I topi di controllo non hanno mostrato alcun infiammazione delle ghiandole salivari maggiori di eventuali punti di tempo. È interessante notare lieve infiammazione è stata osservata nelle ghiandole lacrimali su 5 su 6, topi di controllo vecchi di 15 mesi. Tuttavia, infiammazione è stata osservata nella ghiandola lacrimale dei topi di controllo di 18 mesi. Figura 2 Un grafico a dispersione di punteggio infiammazione sull'asse Y è stata tracciata contro il tipo di ghiandola raggruppati con l'età dei topi (in mesi) su X - asse. La progressione di infiammazione da 3 a 18 mese punto di tempo può essere osservato per ciascuna boccola e categoria di topi. Rosso e blu cerchi indicano femminile e topi maschi, rispettivamente. Una linea blu collega il valore medio del punteggio infiammazione per ciascun punto di tempo e della ghiandola. I punti dati (n = 6 per ogni punto di tempo /ghiandola /tipo di topi) sono jittered ma sono stati forniti una scatola di trame (rosso) per rappresentare l'intervallo interquartile e distribuzione per i livelli osservati di infiammazione.
IL-14α - TG e il topo NOD mostrato modelli infiammazione simili, nel tipo di ghiandole colpite, la severità e il punto di tempo in cui si è verificato (Figura 2). Il lieve infiammazione delle ghiandole sottomandibolari e lacrimali della IL-14α-TG e il topo NOD inizia a 6 mesi di età. L'infiammazione diventa moderata a 15 mesi di età e grave a 18 mesi di età, quando 6 su 6 topi ha dimostrato un certo livello di infiammazione.
Il coinvolgimento ghiandole parotidi è diffusa di 15 e 18 mesi e relativamente meno grave rispetto al lacrimale o ghiandole sottomandibolari. Il coinvolgimento della ghiandola sublinguale è minima, appare più tardi a 18 mesi, e l'infiammazione è meno grave.
Nella figura 3A, i dati hanno mostrato che dal 36 IL-14α-TG, l'infiammazione è stata osservata in 18 ghiandole sottomandibolari, 12 parotide ghiandole, 1 ghiandola sottolinguale, e 19 ghiandole lacrimali tra 0 a 18 mesi di età. L'incidenza di infiammazione sono stati il 50%, 33,33%, 2,78% e 52,78%, rispettivamente. topi NOD dimostrato infiammazione simile come topi IL-14-αTG. Mentre il gruppo di controllo di 36 C57 /BL6 topi non ha avuto l'infiammazione nelle principali ghiandole salivari, e aveva solo 5 nelle ghiandole lacrimali, l'incidenza complessiva di infiammazione era 13.89%. La differenza di infiammazione tra i topi IL-14α-TG o topi NOD e al C57 di controllo /topo BL6 era statisticamente significativa. (P & lt; 0,05, Figura 3B). Quando si confrontano IL-14α-TG e topi NOD, non vi era alcuna differenza statisticamente significativa nel valutare sia le ghiandole sottomandibolari, parotidi o lacrimali (p & gt; 0,05). C'era una differenza statisticamente significativa tra la ghiandola sublinguale e sia la sottomandibolare, parotidi o lacrimali ghiandole (P & lt; 0,05). L'infiammazione si è verificato nelle ghiandole sottomandibolari, parotidi e lacrimali (Figura 3C). Non c'era differenza statisticamente significativa in infiammazione in qualsiasi delle ghiandole confrontando topi maschi e femmina sia nel NOD e ceppi IL-14α-TG (P & gt; 0,05, 4A, 4B). Figura 3 in A, la percentuale di infiammazione come asse Y e tipo ghiandola come asse X, la colonna nera, colonna grigia e rettangoli verticali nere senza riempire rappresentano rapporto infiammazione nelle diverse ghiandole di IL14 - α - TG, NOD e C57 /BL6 rispettivamente. Per nessuna infiammazione ghiandole salivari maggiori di C57 /BL6, sono stati etichettati 0 in (A). Secondo la quantità di infiammazione delle ghiandole differenti in tre gruppi di modelli animali (n = 36 /gruppo, età 0-18 mesi), le significatività statistica di ogni due gruppi sono indicati dal χ2 e valori di P (B). . Le differenze di incidenza infiammazione nel tipo di ghiandole vengono anche analizzati utilizzando χ2 e il valore di P (C)
figura 4 In questo studio, abbiamo osservato l'incidenza di infiammazione in genere compresi i due gruppi di IL14 - α - TG e NOD. Il rapporto tra infiammazione dei topi di sesso femminile è stato raffigurato da rettangoli verticali nere e topi maschi sono stati descritti da quelli grigi in percentuale infiammazione sull'asse delle Y contro il tipo raggruppati di ghiandole sull'asse X (A, 24 di Female /gruppo, 12 di Maschile /gruppo, età 0-18 mesi). valori di P di topi infiammatorie tra femminile con maschi sono stati analizzati da Fisher probabilità esatte (B), tutti i valori di p & gt; 0,05 come indicato, senza differenze significative in base al sesso
. Discussione
Il topo NOD è uno dei modelli popolari di topo per lo studio della SS. Oltre ad avere il diabete mostra caratteristiche di SS simile a umano come secchezza delle fauci, secchezza degli occhi, la presenza di autoanticorpi (Ro, La), infiltrazione linfocitaria di salivari, ghiandole lacrimali e ipergammaglobulinemia [13]. I cambiamenti cronologici e istologiche che si verificano nella ghiandola sottomandibolare è stata ben studiata nei topi NOD. I cambiamenti iniziali iniziano ad apparire a circa 8 settimane di età [14]. Tutti i NOD topo ghiandole sub mandibolari sono influenzati dall'età di 18 mesi [11, 14, 19]. Tuttavia, nessuno studio cronologiche sulla infiammazione della parotide, sublinguale o ghiandole lacrimali per il topo NOD o di qualsiasi altro modello di topo sono disponibili.
Il modello di topo transgenico alfa-interleuchina-14 potrebbe essere un modello di topo ideale per studiare SS primaria. L'interleuchina-14 [20] aumenta la proliferazione delle cellule B germinale, tra B1 e B2 cellule attivate [20]. L'IL-14α-TG riproduce le caratteristiche di SS primaria come si è visto nei pazienti nello stesso lasso di tempo relativo, come esseri umani, tra cui autoanticorpi, la distruzione precoce e infiltrazione della ghiandole salivari e lacrimali con linfociti, e alla fine il linfoma [15, 16, 21 ]. Il mouse si sviluppa anche l'infiammazione di altri organi come il rene e polmoni di 15 mesi di età [15, 16].
Il ghiandole salivari maggiori, parotide, ghiandole sottomandibolari e sublinguali contribuiscono ad oltre il 90 per cento della saliva secreta [22, 23]. Le ghiandole salivari minori sparsi in tutto mucosa orale contribuiscono al resto del 7-10 per cento di saliva [24, 25]. Parotide secrezioni ghiandolari sono puramente sierose in natura e contribuiscono alla maggior parte di saliva stimolata [26]. La saliva sottomandibolare è misto di natura contenente muco e secrezioni sierose. La saliva non stimolata è prodotto principalmente da ghiandola sottomandibolare [26]. La saliva sublinguale è prevalentemente di muco e il suo contributo alla non stimolato e stimolato tutta la saliva è limitata. Le alterazioni più diagnostici in SS per quanto riguarda i tassi di flusso salivare si verificano in ghiandola sottomandibolare seguito dai parotide [7, 27]. I risultati dei nostri studi dimostrano che oltre alle modifiche del flusso salivare, presto infiltrato infiammatorio è visto ghiandole sottomandibolari di entrambi NOD e mouse IL-14α-TG. Il cambiamento infiammatorio si verifica già dopo 6 settimane di età ed è più grave durante le 16 settimane di età. Le ghiandole parotidi alterazioni infiammatorie si verificano in seguito a 12 settimane di età. Le ghiandole sublinguali sono raramente coinvolti nel entrambi i modelli di topo (Figura 2).
I cambiamenti ghiandola lacrimale di infiltrazione linfocitaria nel nostro studio si verifica circa a 6 settimane di età in poi e si verificano in tandem con l'infiammazione della ghiandola sottomandibolare (Figura 2). Le modifiche vengono visualizzate in entrambi i NOD e modelli di mouse IL-14α-TG. Studi precedenti di ghiandole lacrimali di topo NOD hanno dimostrato che l'infiammazione si verificano tra 6-8 settimane di età [28]. Ci sono differenze di genere nel grado di ghiandola esocrina infiammazione che sono stati anche riportati in topi NOD [29]. Questa differenza nella severità di infiammazione nelle ghiandole lacrimali del topo NOD può essere attribuita a influenze ormonali di insulina. La carenza di insulina nel topo NOD provoca diminuzione delle attività e la sopravvivenza di acini ghiandola lacrimale [30].
In uno dei pochi studi istologici comparativi disponibili il confronto tra il lacrimali e le ghiandole sottomandibolari, nel modello di topo NOD, è stato trovato l'infiammazione essere superiore nella lacrimale, rispetto alle ghiandole sottomandibolari [31]. È interessante notare che vi era differenza di infiammazione tra il maschio e la femmina di topo. L'infiammazione è stata peggiore in ghiandole lacrimali di maschi rispetto alle femmine [32]. Gli studi dimostrano anche che l'infiammazione ha cominciato a circa 6-8 settimane di età. Alla 12 ° settimana circa il 25% della ghiandola lacrimale è stato infiltrato con l'infiammazione linfocitica. Ci sono prove che gli androgeni possono svolgere un ruolo nel processo infiammatorio. L'orchiectomia di topi NOD diminuito linfocitica infiammazione a causa della mancanza di androgeni [29]. Non vi era alcuna differenza significativa tra il maschio e la femmina di topo nel nostro studio.
Sebbene principali salivari e lacrimali ghiandole mostrano saliva o lacrimazione e alterazioni infiammatorie ai primi di SS, ci sono stati solo pochi studi che dimostrano la loro utilità nella diagnosi. Gli studi che utilizzano parotide [33, 34] o ghiandola sublinguale [35, 36] biopsie hanno mostrato che essi possono fornire una migliore specificità e sensibilità per la diagnosi di SS rispetto alle minori salivari biopsie delle ghiandole di uso comune [34]. A nostra conoscenza, non sono stati riportati studi di biopsie ghiandola sottomandibolare o lacrimali per la diagnosi di SS nella letteratura. Le ragioni che vi è una mancanza di salivari maggiori o biopsie ghiandole lacrimali possono essere causa della natura invasiva della procedura chirurgica e l'esigenza di anestesia generale rispetto a biopsie ghiandola minori. Inoltre, le complicanze, come l'alterazione delle sensazioni nella zona di pre-auricolare, sialocele, danni ai nervi facciali, fistole salivari e gonfiore nel pavimento della bocca possono verificarsi anche nelle principali biopsie delle ghiandole salivari [27].
Prove recenti suggeriscono che la malattia precoce delle SS nei modelli di topo e gli umani può essere specifico organo. In entrambi i pazienti e modelli animali lì il danno alle ghiandole salivari avviene prima e indipendente parenchimale linfocitica infiltrazione [37]. Il danno è seguito da produzione locale di lymphotoxins solubili nei salivari o lacrimali ghiandole di topi IL-14α-TG che è necessario per lo sviluppo di SS palese [15]. Inoltre, gli anticorpi anti salivari proteine 1 localizzati alle principali ghiandole salivari e ghiandole lacrimali, sono prodotti nelle prime fasi della malattia, prima che la produzione di anticorpi a Ro La, e /o infiltrazione linfocitaria delle ghiandole salivari minori [21].
conclusione
in conclusione, i nostri risultati indicano che l'infiammazione precoce nei topi maschi o femmine si verifica contemporaneamente nelle ghiandole sottomandibolari e lacrimali a circa l'età di 6 settimane. Le ghiandole parotidi sono coinvolti molto più tardi nel corso della SS con meno grave infiammazione. Le ghiandole sublinguali sono raramente coinvolti. Sulla base dei nostri studi modello di topo, presto SS inizia come una malattia specifica per organi nelle ghiandole sottomandibolari e lacrimali e progredisce alle altre ghiandole salivari. Più tardi nel corso della malattia altri organi sono colpiti e lo sviluppo di linfoma. Sulla base di questi risultati, si ipotizza che la SS umano può imitare il modello di topo e l'identificazione di anticorpi specifici organi, nei principali ghiandole salivari e lacrimali può portare a una diagnosi precoce e, quindi, il trattamento dei SS.
Dichiarazioni
Ringraziamenti
Ci piace riconoscere Chris Becker, histotechnologist a causare risultati non attendibili, per la preparazione dei vetrini.
causare risultati non attendibili ha fornito i fondi per LS e KM per le materie prime e il tempo necessari per l'elaborazione delle diapositive.
Troup fondo di Kaleida Salute sostegno della Fondazione per JA per il mantenimento delle colonie di topo per lo studio.
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Gli autori dichiarano di non avere interessi in competizione contributi
autori
LS, JA, LGS:. concepito lo studio e partecipato alla sua progettazione e il coordinamento. JX, LGS, LS e OP sono stati coinvolti nel mantenimento dei modelli di topo, il sacrificio del mouse, e la raccolta dei tessuti. JX, LS e JA eseguita l'analisi istologica. JX, LS e KM sono stati coinvolti analisi, grafici, tabelle e microfotografie. JX, OP, KM e LGS eseguita l'analisi statistica. Tutti gli autori hanno letto e approvato il manoscritto finale.
