孫位軍，甘大莉，王張，張靜，范剛，尹鴻翔

·藥理毒理·

脫毛動(dòng)物模型造模要素和藥物防治的數(shù)據(jù)挖掘研究

孫位軍，甘大莉，王張，張靜，范剛，尹鴻翔

目的：定量研究脫毛動(dòng)物模型的造模要素和防治藥物，為提高造模效率和科學(xué)評(píng)價(jià)藥物有效性提供參考。方法：收集1992-2016年研究脫毛動(dòng)物模型文獻(xiàn)70篇，錄入動(dòng)物種別、性別、給藥面積，造模試劑、劑量、受試藥物、陽性對(duì)照藥、測試指標(biāo)等信息進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)和分析。結(jié)果：常用C57BL6小鼠、KM小鼠、SD大鼠，雌性居多，給藥面積常用2cm×2cm=4 cm2；常用造模試劑有松香和石蠟、丙酸睪酮、硫化鈉、環(huán)磷酰胺等，但造模劑量和時(shí)間跨度大，以背部皮膚給藥為主；常測試指標(biāo)為毛囊數(shù)、毛發(fā)長度及重量、毛細(xì)血管數(shù)、終毛毳毛比例、真皮厚度、毛細(xì)血管管徑、皮脂分泌率和組織學(xué)等，血清中T、E2、T/E2、TCHO、TG、DHT等，機(jī)制指標(biāo)涉及VEGF、HGF、IGF-Ⅰ、Bcl-2、ColⅠ、Bax等；以治療性給藥為主，給藥周期為27 d左右，常用米諾地爾溶液和中藥復(fù)方，涉及何首烏、丹參、側(cè)柏葉、當(dāng)歸、黃芪、紅花、川芎、女貞子、茯苓、熟地黃等51種藥材。結(jié)論：脫發(fā)動(dòng)物模型種類較多，有效性評(píng)價(jià)和作用機(jī)制研究指標(biāo)亦較多，但各文獻(xiàn)使用的造模劑量和周期差異大，導(dǎo)致造模效率低，失敗風(fēng)險(xiǎn)大；中醫(yī)藥防治脫發(fā)的作用確切，但機(jī)制研究缺乏系統(tǒng)性和深度。

脫發(fā)；動(dòng)物模型；造模要素；藥物防治；數(shù)據(jù)挖掘

脫發(fā)(Alopecia)是常見疾病，嚴(yán)重影響人的外觀和心理狀態(tài)，主要包括雄激素性脫發(fā)（脂溢性脫發(fā)）、斑禿、假性斑禿、生長期脫發(fā)等，其中以前兩者最常見[1]。雄激素性脫發(fā)(androgenetic alopecia，AGA)以男性患者更常見，約占男性脫發(fā)比例50%[2]。斑禿（Alopecia areata，AA）是T細(xì)胞介導(dǎo)、以毛囊為靶器官的器官特異性自身免疫性疾病。斑禿僅次于雄激素性脫發(fā)，具反復(fù)發(fā)作特點(diǎn)，嚴(yán)重者出現(xiàn)全禿或普禿。全世界斑禿患者約 0.7%-3.8%[3]，中國約0. 27%[4]，以男性為主。脫發(fā)病因復(fù)雜多樣，病理機(jī)制尚不明確，而進(jìn)行臨床研究又難以獲取頭皮等相關(guān)組織，故多應(yīng)用動(dòng)物模型開展脫發(fā)發(fā)生機(jī)制和治療方法研究。本文對(duì)國內(nèi)20多年開展的脫毛動(dòng)物模型的造模要素和藥物防治實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析，旨在為提高造模效率和科學(xué)評(píng)價(jià)藥物有效性提供參考。

1 材料

在中國知識(shí)基礎(chǔ)設(shè)施工程(CNKI)中，收集1992年-2016年期間（25年）研究脫毛動(dòng)物模型文獻(xiàn)70篇，不含臨床脫發(fā)研究、燒傷致動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究等文章。

2 方法

2.1 信息錄入

應(yīng)用Excel軟件，錄入每篇文章題目，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種別、性別、給藥面積，造模試劑、作用時(shí)間、劑量、給予部位、給予方式，受試藥物名稱、藥物組成、陽性對(duì)照藥，測試指標(biāo)等信息。

2.2 數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

制作《脫毛動(dòng)物模型的造模要素挖掘數(shù)據(jù)表》。

2.3 統(tǒng)計(jì)和分析

對(duì)錄入的每項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，定量歸納造模要素和藥物防治特點(diǎn)。

3 結(jié)果

3.1 動(dòng)物

3.1.1 種別 C57BL6小鼠（37篇）、KM小鼠（7篇)、SD大鼠(7篇)、Wistar大鼠(6篇)、豚鼠(4篇)、兔(3篇)、BALB/c小鼠(3篇)、B6CBAF1/J小鼠(2篇)、C3H/Hen小鼠(1篇)、ICR小鼠(1篇)、黑毛白皮西藏小型香豬(1篇)。 C57BL6小鼠為最常用動(dòng)物，因其皮膚顏色變化有利于判斷皮膚的生長周期，即皮膚為粉紅色時(shí)處于休止期階段，皮膚變黑時(shí)處于生長期階段[5]。

3.1.2 性別 脫發(fā)人群男性高于女性，但在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中雌性動(dòng)物（23篇）的使用頻率高于雄性動(dòng)物（14篇），可能因?yàn)榇菩詣?dòng)物雄激素含量相對(duì)低，制作AGA模型較易。

3.2 造模

松香石蠟拔毛模型利用松香和石蠟(1∶1)粘性拔毛造模（24篇），雄激素性脫毛模型使用丙酸睪酮注射液和甲睪酮干預(yù)脫發(fā)基因表達(dá)來實(shí)現(xiàn)造模（13篇），硫化鈉脫毛模型利用硫化鈉和溫和脫毛劑的化學(xué)溶解作用來造模（11篇），化療脫發(fā)模型使用環(huán)磷酰胺注射液對(duì)毛囊造成損傷來造模（7篇），脫毛膏脫毛模型使用脫毛膏軟化并毀斷構(gòu)成毛發(fā)的角質(zhì)蛋白分子鏈來造模（1篇)，斑禿模型使用咪喹莫特膏造成毛囊免疫失調(diào)來造模（1篇），碳酸鉈脫毛模型使用碳酸鉈造模（1篇）。松香石蠟?zāi)Ｐ兔l(fā)脫落方式為物理拔毛，其余均為自然脫落。還對(duì)不同病理模型所使用動(dòng)物種別、造模劑量、造模時(shí)間、給予部位和給予方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸納，詳見表1。

表1 脫毛動(dòng)物模型的造模情況表

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3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

3.3.1 一般評(píng)價(jià) 常見指標(biāo)有毛囊數(shù)（14篇）、毛發(fā)長度（14篇）、毛發(fā)重量（6篇）、毛細(xì)血管數(shù)（4篇）、皮脂分泌率（2篇）和終毛毳毛比例（2篇）、真皮厚度、毛發(fā)密度和毛細(xì)血管管徑各1篇。造模后動(dòng)物毛囊數(shù)、毛發(fā)長度、毛發(fā)重量、毛細(xì)血管數(shù)、終毛毳毛比例、真皮厚度和毛細(xì)血管管徑均減少或降低，但皮脂分泌率增加。局部血液循環(huán)受阻，使毛細(xì)血管數(shù)減少和管徑降低，毛囊營養(yǎng)不足、變少、變小。與此同時(shí)毛囊數(shù)所占空間變少，導(dǎo)致真皮厚度降低，是導(dǎo)致脫發(fā)的重要因素。吳哲等[8]認(rèn)為皮脂分泌增多可機(jī)械壓迫毛發(fā)根部和栓塞毛囊口，同時(shí)皮質(zhì)分泌物中的油酸、亞油酸等過量時(shí)對(duì)毛囊有毒性作用，導(dǎo)致毛發(fā)中毒、枯萎、脫落。廖金鳳等[9]研究表明脫發(fā)的病理表現(xiàn)主要是毛囊的微型化，即終毛減少、毳毛增多，終毛比毳毛的比例下降。正常人終毛與毳毛的比例約為7∶1，而在雄激素性脫發(fā)的患者中，其比例可以大幅減少到1∶1甚至1∶2。

3.3.2 組織學(xué) 48.57%文獻(xiàn)有組織學(xué)觀察，環(huán)磷酰胺注射液和丙酸睪酮注射液致動(dòng)物脫毛后皮膚組織可見，毛囊較小、短而細(xì)，分布較稀疏，下端退化；毛根鞘消失，外毛根鞘逐漸角化，毛球變平，不成凹陷；毛乳頭逐漸縮小，細(xì)胞數(shù)減少；毛母質(zhì)已萎縮呈桿狀，與毛乳頭遠(yuǎn)離，毛發(fā)呈杵狀末端，毛乳頭停留在毛囊基底近端不能識(shí)別。但在前期實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，松香加石蠟、脫毛膏和硫化鈉導(dǎo)致的脫毛，皮膚組織的病理變化較小，如對(duì)毛囊數(shù)有影響。

3.3.3 血清激素 常見指標(biāo)有睪酮（T，7篇）、雌二醇（E2，4篇）、睪酮/雌二醇（T/E2，3篇）、總膽固醇（TCHO，2篇）、甘油三酯（TG，2篇）各和二氫睪酮（DHT，1篇）。AGA主要由于體內(nèi)雄激素異常導(dǎo)致，T、E2、T/E2和 DHT含量均上升，AGA患者[10]常伴有血脂（TG和TCHO）升高現(xiàn)象。AGA患者的E2水平明顯升高，對(duì)雄激素和TCHO抑制作用降低。在AA的發(fā)病機(jī)制中，由于毛囊異常暴露于潛在免疫活性的免疫系統(tǒng)，再通過毛囊的抗原物質(zhì)激活強(qiáng)大的免疫系統(tǒng)，誘發(fā)釋放大量炎癥因子（IL-2、IL-4、IL-6等），繼而引起脫發(fā)，故還可測試血清中炎癥因子。

3.3.4 病理機(jī)制 常見指標(biāo)有血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子（VEGF，9篇），血清肝細(xì)胞生長因子（HGF，2篇），胰島素樣生長因子-I（IGF-I）、Bcl-2相關(guān)X基因（Bax）、細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2（Bcl-2）、腫瘤壞死因子-R1（TNF-R1）、干細(xì)胞因子受體（C-Kit）、I型膠原（Col I）、細(xì)胞間粘附分子-1（ICAM-1）和內(nèi)皮白細(xì)胞粘附分子（ELAM-1）各1篇。VEGF、HGF、IGF-Ⅰ、Bcl-2和ColⅠ表達(dá)降低，Bax、TNF-R1、C-Kit、ICAM-1、ELAM-1表達(dá)增強(qiáng)。Weedon D[11]用電鏡方法研究鼠的毛發(fā)退行期時(shí)毛囊自然退化機(jī)制，認(rèn)為毛囊變小是由細(xì)胞凋亡引起的。Polakowska RR[12]提出Bcl-2的過度表達(dá)可抑制皮膚細(xì)胞凋亡，當(dāng)Bax占優(yōu)勢時(shí)，激活膜死亡受體TNF-R1途徑，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。處于生長期的頭發(fā)毛囊表現(xiàn)出高度血管化，且與 VEGF 的表達(dá)相關(guān)[13-14]。HGF在真皮乳頭中表達(dá)增加，有促進(jìn)毛囊生長的作用。IGF-Ⅰ可通過刺激體外毛發(fā)生長及延緩毛囊進(jìn)入退行期[15]。ICAM-1和ELAM-1參與毛囊的細(xì)胞凋亡和毛囊的退化，當(dāng)表達(dá)量增加時(shí)引起毛囊內(nèi)細(xì)胞凋亡提前進(jìn)入退行期[16]。

3.4 藥物防治

3.4.1 給藥面積 C57BL6小鼠2 cm×2 cm=4 cm2（9篇）、豚鼠3 cm×3 cm =9 cm2（3篇）、KM小鼠2 cm×3 cm=6 cm2（2篇）、兔2 cm×2 cm=4 cm2（2篇）、SD大鼠4 cm×6 cm=24 cm2和 9 cm×7 cm=63 cm2（2篇）、Wistar大鼠 9 cm×7 cm=63 cm2（2篇）、BALB/c小鼠 1.5 cm×2 cm=3 cm2（1篇）和黑毛白皮西藏小型香豬 3 cm×6 cm=18 cm2（1篇）。

3.4.2 給藥方案 多采用涂抹方式給藥，以治療性給藥為主，預(yù)防性給藥為輔，給藥周期為26.96±15.72天，與臨床長期給藥的情況類似。

3.4.3 有效性概述 藥物主要通過修復(fù)毛囊或改善毛囊周圍的毛細(xì)血管從而促進(jìn)生發(fā)作用，如動(dòng)物皮膚的毛囊數(shù)、毛發(fā)長度、毛發(fā)重量、毛細(xì)血管數(shù)、終毛毳毛比例、真皮厚度和毛細(xì)血管管徑均增加或升高，皮脂分泌率降低；血清中T、E2、T/E2、TCHO、TG和 DHT含量均降低；VEGF、HGF、IGF-Ⅰ、Bcl-2和ColⅠ表達(dá)增強(qiáng)，Bax、TNF-R1、C-Kit、ICAM-1、ELAM-1表達(dá)降低。

3.4.4 陽性對(duì)照藥 多見中西藥結(jié)合的治療方式。按照使用頻率依次為：5 %米諾地爾溶液(9篇)、章光101育發(fā)劑 (8篇)、生發(fā)酊(5篇)、復(fù)方醋酸地塞米松軟膏(4篇)、養(yǎng)血生發(fā)膠囊(3篇)、安體舒通口服片 (2篇)以及斑禿丸、茶多酚、非那雄胺、敏樂啶洗劑、螺內(nèi)酯混懸液、滋補(bǔ)生發(fā)片(均為1篇)。米諾地爾溶液作為美國 FDA 唯一批準(zhǔn)上市的治療脫發(fā)的非處方藥，長期外用安全性高，其作用機(jī)制為促進(jìn)真皮乳頭血管形成，增加局部皮膚血流；增加VEGF mRNA及其蛋白表達(dá)，同時(shí)有助于前列腺素合成，從而促進(jìn)毛囊生長；促進(jìn)毛囊上皮細(xì)胞的增殖和分化，開放K+通道，抑制Ca2+內(nèi)流，改變毛發(fā)周期，延長毛發(fā)生長期、縮短休止期，延后啟動(dòng)退行期[17-18]。

3.4.5 中藥復(fù)方 “一枝好”育發(fā)液、補(bǔ)腎活血復(fù)方、復(fù)方紅花酊、活血補(bǔ)腎合劑、生發(fā)擦劑、生發(fā)酊、生發(fā)靈酊劑、生發(fā)靈、舒發(fā)康、脫發(fā)再生靈、養(yǎng)血生發(fā)膠囊、銀杏生發(fā)合劑、銀杏合劑、止脫靈和中藥育發(fā)液等15個(gè)。

3.4.6 中藥材 51種，常用者有何首烏 (13篇)、丹參(11篇)、側(cè)柏葉(9篇)、當(dāng)歸(8篇)、黃芪(7篇)、紅花(7篇)、川芎(6篇)、女貞子(5篇)、茯苓(5篇)、熟地黃(5篇)等。中醫(yī)認(rèn)為毛發(fā)脫落：? 先天肝腎虧虛，陰血不足，發(fā)失所養(yǎng)所致。何首烏炮制品具有補(bǔ)肝腎，益精血，烏須發(fā)，強(qiáng)筋骨作用，又能抑制皮脂的過多溢出，故使用頻率最高。氣血運(yùn)行不暢，瘀阻毛竅而至毛發(fā)脫落。丹參具有祛瘀止痛，活血通經(jīng)作用，又能祛脂，改善毛囊局部血液循環(huán)，使用頻率亦較高。飲食不節(jié)，脾失健運(yùn)，濕熱內(nèi)蘊(yùn)，上蒸巔頂，而致發(fā)根受損。黃芪具有補(bǔ)氣升陽，固表止汗，生津養(yǎng)血；炙用益氣補(bǔ)中等功效亦較常使用。

4 討論

4.1 動(dòng)物模型存在的問題及實(shí)用性建議

通過歸納整理發(fā)現(xiàn)，雄激素性脫毛模型、硫化鈉脫毛模型和化療脫發(fā)模型，在不同的文獻(xiàn)中采用的造模劑量和造模時(shí)間的差異很大。如雄激素性脫毛模型中丙酸睪酮注射液的劑量從5至0.001 mg?(kg?d)-1，劑量相差5000倍；給藥時(shí)間從21至60 d，時(shí)間相差39 d。另外，在造模過程中由于造模時(shí)間過長，動(dòng)物的病變可逐漸恢復(fù)正常，導(dǎo)致造模效率低、風(fēng)險(xiǎn)大，故應(yīng)規(guī)范和統(tǒng)一造模劑量和時(shí)間。

不同脫毛動(dòng)物模型，因其發(fā)病機(jī)制不同，適合不同研究需求。如雄激素性脫毛模型，與臨床AGA發(fā)病機(jī)制相似，適合研究脫發(fā)病理機(jī)制研究以及藥效的有效性確證，但是造模效率太低；松香加石蠟拔毛模型，適合快速篩選藥物有效性；脫毛膏脫毛模型造模穩(wěn)定性好，適合評(píng)價(jià)由于化學(xué)性試劑導(dǎo)致脫發(fā)病理機(jī)制研究；硫化鈉脫毛模型適合洗發(fā)劑和染發(fā)劑導(dǎo)致的脫發(fā)研究；化療脫發(fā)模型，適用于化療藥物引起的脫發(fā)病理機(jī)制研究等。

4.2 中藥治療脫發(fā)的作用機(jī)制

中藥治療脫發(fā)療效顯著，較西藥副作用小、成本低，但機(jī)制尚未明確。目前，作用機(jī)制主要有：(1)改善毛囊微循環(huán)：微循環(huán)是微（細(xì)）動(dòng)脈和微（細(xì)）靜脈之間微血管的血液循環(huán)，微循環(huán)障礙使毛囊周圍血管收縮，刺激血管壁平滑肌細(xì)胞增殖，最終使局部缺血缺氧，導(dǎo)致毛囊萎縮；通過改善毛囊周圍微循環(huán)，調(diào)節(jié)毛囊生長周期關(guān)鍵部位，從而促進(jìn)毛發(fā)生長；(2)調(diào)節(jié)毛囊周期相關(guān)細(xì)胞因子：毛囊及其周圍組織存在多種生長因子和細(xì)胞因子(VEGF、HGF、IGF-Ⅰ等)及其受體，通過對(duì)其干預(yù)使毛發(fā)生長周期和發(fā)育發(fā)揮調(diào)控作用；(3)調(diào)節(jié)毛囊細(xì)胞凋亡：毛囊變小是因?yàn)榧?xì)胞凋亡引起，通過抑制或降低細(xì)胞凋亡來防止脫發(fā)；(4)調(diào)節(jié)體內(nèi)或者毛囊局部雄激素水平：AGA主要由于雄激素異常導(dǎo)致，通過抑制5α-還原酶或雄激素受體，控制毛發(fā)生長基因的表達(dá)來防止脫發(fā)。

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Study on the data mining of animal model of alopecia and medical treatment

/SUN Wei-jun, GAN Da-li, WANG Zhang,ZHANG Jing, FAN Gang, YIN Hong-xiang/( Chengdu University of Traditional Chinese Medicine,, Chengdu 610075, Sichuan)

Objective:To conduct a quantitative study on the modeling factors of animal model of alopecia and medical treatment, thus improving the efficiency of modeling and scientific evaluation of drugs.Method:70 literatures on animal models of alopecia during 1992-2016 were collected. Then the information such as the animal species, sex, drug delivery area, molding reagent,dosage, name of the test drug, positive control drug, and the test indexes was input for quantitative statistics analysis.Result:C57BL6 mouse, KM mouse, SD rat were commonly used, and female were widely employed in the study. Usual drug delivery area was 4cm2(2cm×2cm). The most frequently used molding reagents included wax and resin, testosterone propionate, Na2S, and cyclophamide etc. with varying dosages and wide time span. The back was given the drug in most cases. The number of hair follicles, hair length,hair weight, capillary count, the proportion of terminal hair vellus hair, dermal thickness, capillary diameter, sebum secretion rate and histologic were detected. The levels of serum T, E2, T/E2, TCHO, TG and DHT were also detected. Several mechanism indicators such as VEGF, HGF, IGF-Ⅰ, Bcl-2, ColⅠ, and Bax etc. were involved. The treatment was mainly given with a 27-day drug delivery cycle. Minoxidil and Chinese herbal compound were applied. 51 kinds of medicinal herbs were involved such as Heshouwu, Danshen,Cebaiye, Danggui, Huangqi, Honghua, Chuanxiong, Nvzhenzi, Fuling and Shudahuang etc.Conclusion:There are numerous animal model of alopecia and plenty of indicators in terms of its effective evaluation and action mechanism. However, different model dosages and periods are applied in different literatures, resulting in low efficiency and great risk of failure. Chinese medicine is effective in the prevention and treatment of hair loss, but its mechanism lacks systematicness and depth.

Alopecia; animal model; modeling elements; medical treatment; data mining

R 285.5

A

1674-926X(2017)06-015-05

四川省科技扶貧專項(xiàng)(2017NFP0080)得榮縣光核桃系列健康產(chǎn)品的研究開發(fā)與科技精準(zhǔn)扶貧示范

成都中醫(yī)藥大學(xué)，四川 成都 610075

孫位軍，男，在讀碩士研究生；研究方向：中藥理論與實(shí)踐應(yīng)用研究Tel∶15184451197 Email∶swjslj123@163.com

王張，男，碩導(dǎo)，副研究員，主要從事民族藥藥理學(xué)研究 Tel∶028-61800274，13558727112 Email∶wzcqcd@163.com

2017-08-17

（責(zé)任編輯：陳思敏）