摘要
白细胞介素-6（IL-6）是一种具有广泛生物学功能的多效性细胞因子，在炎症反应、免疫调节、代谢调控及多种疾病进程中扮演关键角色。IL-6相关小鼠模型是研究该分子生理与病理功能的核心工具。本文系统综述了IL-6小鼠模型的构建策略与鉴定方法，涵盖基因工程模型（包括基因敲除、条件性过表达和敲入模型）以及炎症诱导模型（如脂多糖诱导脓毒症模型、胶原诱导性关节炎模型等）两大类别，并从表型特征、分子生物学、生化免疫学和组织病理学等多个维度总结了模型的鉴定指标与方法体系。本综述旨在为相关领域的研究者在IL-6小鼠模型的选择、构建和鉴定方面提供系统参考。
**关键词**：白细胞介素-6；小鼠模型；基因敲除；条件性过表达；模型鉴定
一、引言
白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）是一种由多种细胞类型产生的多效性细胞因子，在免疫应答、炎症调节、造血功能、代谢平衡及神经保护等方面发挥关键作用。研究表明，IL-6信号通路的异常激活与类风湿关节炎、炎症性肠病、动脉粥样硬化、糖尿病视网膜病变、多发性硬化及多种肿瘤等多种疾病的发生发展密切相关。然而，IL-6的作用具有高度复杂性——它在不同细胞来源、不同生理或病理条件下，可能表现出促炎或抗炎的双重功能。
小鼠模型是研究IL-6生物学功能及其在疾病中作用的不可或缺的工具。通过基因工程手段构建IL-6过表达或敲除小鼠，以及利用化学或生物制剂诱导炎症相关模型，研究者能够在活体水平上探索IL-6在不同疾病背景下的功能机制，并评估靶向IL-6治疗策略的有效性和安全性。本文将从模型构建策略和模型鉴定方法两个维度，系统介绍当前IL-6小鼠模型的研究进展，以期为相关研究提供方法学参考。
二、IL-6小鼠模型的构建方法
根据研究目的的不同，IL-6相关小鼠模型可大致分为两类：一类是通过基因工程手段构建的遗传修饰模型，另一类是通过化学或生物制剂诱导的炎症疾病模型。
1. 基因工程小鼠模型
1.1 IL-6基因敲除（KO）模型
IL-6基因敲除小鼠是最经典的IL-6功能研究工具。目前应用最广泛的是针对Il6基因外显子2至5进行定向敲除构建的IL-6 KO小鼠模型（品系名称为C57BL/6Smoc-Il6em1Smoc）。该类小鼠纯合子（Il6⁻/⁻）能够正常存活和繁育，但在对各种病毒的反应以及对组织损伤或感染的炎症反应中表现出显著缺陷。以四氯化碳（CCl₄）诱导肝损伤实验为例，野生型小鼠在CCl₄刺激后Il6 mRNA水平和血清IL-6蛋白水平均显著上调，而IL-6 KO小鼠无论是否给予刺激，均检测不到IL-6的表达，验证了敲除的有效性。
除完全敲除外，研究者还开发了条件性可逆敲除模型。例如，采用双反向开放阅读框（double-inverted open reading frame, DIO）技术构建的IL6-DIO-KO小鼠，在正常条件下表现为系统性IL-6敲除表型，但可通过Cre重组酶实现IL-6表达的重新激活。这类模型在研究IL-6功能恢复效应方面具有独特优势。
1.2 IL-6条件性过表达模型
为阐明特定细胞来源的IL-6在疾病中的特异性作用，研究者利用Cre-loxP系统构建了多种条件性过表达小鼠模型。例如，Knopp等人将IL-6过表达小鼠与LysM-Cre小鼠杂交，获得了在髓系细胞中特异性过表达IL-6的LysM-IL-6OE小鼠。8至12周龄的该模型小鼠可自发出现炎症性结肠炎、内皮依赖性主动脉舒张功能显著受损、主动脉活性氧水平升高以及阻力血管功能障碍。骨髓移植实验进一步证实，这些血管功能障碍由骨髓来源的IL-6驱动，且呈剂量依赖性。
类似地，Chicherina等人构建了一种在他莫昔芬诱导下于CX3CR1⁺髓系细胞中过表达人IL-6（hIL-6）的转基因小鼠模型。该研究证实，在脂多糖（LPS）诱导的系统性炎症背景下，转基因小鼠血清中hIL-6水平显著升高，且心脏和肺部均检测到高水平的转基因表达。该模型为研究IL-6在慢性炎症中的全身性效应提供了有力工具。
此外，利用CRISPR/Cas9技术构建的人源化IL-6条件性表达模型也取得了重要进展。Nidadavolu等人采用含有四环素反应元件（TRE）启动子的供体载体，建立了TetO-hIL6敲入小鼠模型，可通过给予含多西环素的饮水在成体小鼠中诱导hIL-6表达。诱导后小鼠表现出握力下降、跑步能力减弱、跌落频率增加及基础体温降低等虚弱表型，为研究IL-6在衰老及相关代谢失调中的作用提供了新的平台。
1.3 细胞特异性IL-6受体敲除模型
IL-6信号通过两种主要模式发挥作用：经典信号转导（通过膜结合IL-6受体）和反式信号转导（通过可溶性IL-6受体）。为了区分这两种信号通路的特异性功能，研究者构建了细胞特异性Il6ra敲除模型。例如，Weng等人采用Cre-loxP技术，构建了Müller胶质细胞特异性Il6ra敲除小鼠，用于研究IL-6反式信号转导在糖尿病视网膜病变中的具体作用。
在更广泛的免疫学研究中，Gogoleva等人构建了在CX3CR1⁺细胞（包括小胶质细胞）或CD11c⁺树突状细胞中条件性失活IL-6的小鼠，用以研究不同来源IL-6在实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）中的作用。结果表明，小胶质细胞来源的IL-6在中枢神经系统中同时具有致病和保护双重功能，而树突状细胞来源的IL-6则主要参与调节性T细胞与Th17细胞的平衡。
2. 炎症诱导模型
除基因工程模型外，通过化学或生物制剂诱导的炎症模型也是IL-6研究的重要工具。这类模型常用于研究IL-6在急性或慢性炎症中的动态变化及其在特定疾病中的作用。
2.1 脂多糖诱导的脓毒症模型
脂多糖是革兰阴性菌外膜的主要成分，是激活Toll样受体4并诱导强烈炎症反应的有效刺激剂。经典的脓毒症模型构建方法为：预先给予小鼠低剂量LPS（400 μg/kg）预处理8小时后，再以高剂量LPS（10 mg/kg）刺激，可成功建立脓毒症模型。在该模型中，小鼠血清IL-6水平在刺激后随时间推移持续升高——0小时为（239.7±21.5）pg/mL，至16小时升至（2989.5±84.7）pg/mL，而对照组仅为（56.5±1.8）pg/mL，提示IL-6水平与病情严重程度呈正相关。
在特殊研究背景下，研究者还将LPS刺激与物理环境因素相结合。例如，张丽君等人将8周龄雄性C57BL/6小鼠置于低压低氧舱中模拟海拔6000米的高原低氧条件，同时腹腔注射5 mg/kg LPS建立高原低氧炎症性脑损伤模型。与单纯高原低氧或单纯LPS处理相比，联合处理组的IL-6、TNF-α和IL-10表达水平最高，脑组织损伤也最为严重。
2.2 胶原诱导性关节炎模型
胶原诱导性关节炎（CIA）是研究类风湿关节炎最常用的动物模型之一。经典建模方法为：将牛或鸡Ⅱ型胶原与完全弗氏佐剂充分乳化，于DBA/1J小鼠尾根部皮下注射进行初次免疫，21天后再次免疫进行加强。造模后小鼠于28天左右出现足爪红肿，35天足爪肿胀厚度显著高于对照组，至62天发病率高达90%。
在C57BL/6J小鼠背景上，也可采用鸡Ⅱ型胶原和完全弗氏佐剂混合乳化的方式进行诱导。在该模型中，造模组小鼠血清IL-6水平显著升高，关节滑膜组织出现炎症细胞浸润、滑膜增生及软骨结构破坏，滑膜组织中p-STAT3蛋白表达明显上调，表明IL-6/STAT3信号通路在关节炎发病机制中起重要作用。
2.3 其他炎症诱导模型
LPS还可用于诱导其他类型的小鼠炎症模型。例如，以葡聚糖硫酸钠（DSS）或LPS刺激C57BL/6小鼠可成功建立炎症性肠病（IBD）模型。在哮喘模型中，通过卵清蛋白（OVA）致敏和激发可建立小鼠哮喘模型，模型动物血清IL-6水平和支气管肺泡灌洗液中卵蛋白特异性IgE水平显著升高。
此外，Wang等人建立了一种新型持续性炎症、免疫抑制和分解代谢综合征（PICS）小鼠模型：先采用改良的盲肠结扎穿孔（CLP）法诱导脓毒症，再每日注射2 mg/kg地塞米松维持炎症反应。至第14天，模型组小鼠IL-6水平较单纯CLP组升高约3000%，TNF-α和IL-1β分别升高约400%和300%，体重和肌肉质量显著降低。
三、IL-6小鼠模型的鉴定方法
模型鉴定是确保实验可靠性和结果可重复性的关键环节。IL-6小鼠模型的鉴定通常涉及基因水平确认、蛋白表达检测、疾病表型评估以及组织病理学分析等多个维度。
1. 分子生物学鉴定
**基因型鉴定**：对于基因工程小鼠，在模型构建完成后必须通过基因型鉴定确认目标基因修饰。常用的方法包括PCR扩增目标基因序列后进行琼脂糖凝胶电泳分析，以区分野生型、杂合子和纯合子。对于通过Cre-loxP系统构建的条件性模型，还需要验证Cre重组酶的表达和活性。
**基因表达水平检测**：实时荧光定量PCR（qRT-PCR）是检测Il6 mRNA表达水平的常用方法。以IL-6 KO模型为例，研究者通过肝脏qPCR检测发现，IL-6 KO纯合子小鼠在CCl₄刺激前后均未检测到Il6 mRNA表达，而野生型小鼠在刺激后Il6 mRNA显著上调。对于过表达模型，则需通过qRT-PCR验证目标组织中转基因的表达水平。
2. 蛋白水平鉴定
**ELISA检测**：酶联免疫吸附测定是定量检测血清或组织匀浆中IL-6蛋白水平的金标准方法。在LPS诱导的脓毒症模型中，研究者通过ELISA动态监测发现，小鼠血清IL-6水平随脓毒症进程逐渐升高，至16小时达2989.5 pg/mL。在CIA模型中，ELISA检测显示造模组小鼠血清IL-6、IFN-γ、MCP-1等炎性因子水平显著高于对照组。
**Western blot**：对于信号通路研究，Western blot可用于检测IL-6下游信号分子的表达和活化状态。例如，在CIA小鼠模型中，研究者检测了关节滑膜组织中p-STAT3蛋白表达水平，发现模型组较正常组显著升高。
**免疫组化和免疫荧光**：这些技术可用于检测特定组织或细胞类型中IL-6及其受体的原位表达和分布。例如，在风湿小鼠模型的鉴定中，CD68阳性细胞的定量分析可作为滑膜炎症评估的重要指标。
3. 表型特征鉴定
**存活与繁殖能力**：经典的IL-6敲除纯合子小鼠可正常存活和繁殖，无明显基础表型。但在某些过表达模型中，高水平的IL-6过表达可能导致不良后果——例如，在巨噬细胞-单核细胞谱系中过表达hIL-6的转基因小鼠出现早期产后致死，研究者推测这可能与hIL-6对造血功能的影响有关。
**生理与行为指标**：在TetO-hIL6人源化虚弱模型中，诱导hIL-6表达后小鼠出现多项行为学和生理学改变：握力显著下降（p=0.003）、跑步能力减弱（p=0.02）、跑步机跌落率增加40%（p=0.001）、基础体温显著降低(p<0.001)。这些表型变化为il-6在衰老相关功能衰退中的致病作用提供了直接证据。>
**形态学评估**：在关节炎模型中，常用的形态学鉴定指标包括关节肿胀程度分级（0-4级评分系统）、足爪体积测定以及关节炎指数（AI）评分。在皮下注射CⅡ胶原的CIA模型中，造模组小鼠于首免后28天出现足爪红肿，35天足爪肿胀厚度显著高于对照组。
4. 组织病理学鉴定
组织病理学分析是验证模型疾病表型的重要环节。对于关节炎模型，关节切片需进行苏木精-伊红（HE）染色，评估滑膜炎严重程度（0-3分制）和骨侵蚀程度（0-5分制）。典型的CIA病理改变包括关节腔变窄、滑膜组织增生、大量炎症细胞浸润以及软骨结构的不同程度破坏。
在脓毒症模型中，研究者需对心、肝、肾、肺、脾等脏器进行HE染色病理检查。研究发现，在脓毒症早期，心脏和肝脏是最先出现损伤的脏器，表现为心肌纤维水肿、肝细胞变性坏死等病理改变。在高原低氧炎症性脑损伤模型中，HE染色显示皮层和海马部位出现细胞肿胀、细胞间隙增宽、血管增生及神经元皱缩伴核固缩深染等特征性改变。
5. 多组学分析
随着组学技术的发展，转录组学和代谢组学分析正越来越多地应用于IL-6小鼠模型的深度鉴定。在TetO-hIL6模型中，研究者对全血进行RNAseq分析发现，hIL-6诱导6周后促炎相关标志物显著上调，细胞增殖和代谢通路也发生了明显变化。代谢组学分析进一步显示，模型小鼠血浆中ATP（减少56%）、丙酮酸（减少35%）、α-酮戊二酸（减少47%）和琥珀酸（增加306%）等关键代谢物发生了显著变化。这些多组学数据为理解IL-6的系统性效应提供了前所未有的深度和广度。
四、模型的应用与选择策略
不同的IL-6小鼠模型适用于不同类型的研究问题。IL-6全身敲除模型适合研究IL-6缺失对整体生理和病理过程的总体影响，但由于IL-6功能的复杂性及其在多种细胞类型中的广泛表达，完全敲除可能导致补偿性代偿机制，从而影响结果的解释。条件性过表达或敲除模型则为研究特定细胞来源IL-6的功能提供了更高分辨率的选择。
在疾病机制研究方面，CIA和EAE等诱导模型广泛应用于自身免疫性疾病机制研究和药物筛选。LPS诱导的脓毒症模型适合研究急性炎症反应中IL-6的动态变化规律。人源化IL-6模型（如TetO-hIL6和NSG+hIL6小鼠）则在研究人类特异性IL-6功能、测试靶向人IL-6治疗药物以及构建肿瘤患者来源异种移植模型方面具有独特优势。
五、结语
经过数十年的持续发展，IL-6小鼠模型的构建方法日趋成熟和多样化。从最初的完全基因敲除模型，到如今的空间与时间特异性表达调控系统，研究者拥有了日益丰富的研究工具箱。与此同时，模型鉴定方法也从单一表型观察发展为整合分子生物学、组织病理学、行为学和多组学分析的多维度评估体系。
面对日益精细化的研究需求，IL-6小鼠模型的未来发展方向将包括：进一步完善组织特异性调控系统以解析不同细胞来源IL-6的功能差异；开发可同时监测IL-6信号活性的报告小鼠以实时追踪其在体内的动态变化；以及拓展人源化模型在临床前药物评价中的应用。这些进步将推动IL-6生物学研究向更深层次发展，为靶向IL-6的精准治疗策略提供坚实的理论基础。
参考文献
[1] 敲除IL6基因exon2-5,建立IL6基因敲除小鼠模型. 上海南方模式生物科技股份有限公司.
[2] Nidadavolu L, Abadir PM, Walston JD, et al. Characterization of a Mouse Model of Inducible Frailty: The Humanized IL-6 Mouse. Innov Aging, 2021, 5(Suppl 1): 529-530.
[3] Knopp T, et al. Myeloid cell-derived interleukin-6 induces vascular dysfunction and vascular and systemic inflammation. Eur Heart J Open, 2024.
[4] Chicherina NR, Gorshkova EA, Myachev EA, et al. A mouse model of overexpression of human IL-6 by tissue-resident macrophages in the context of LPS-induced inflammation. Медицинская иммунология, 2024, 26(5): 919-926.
[5] Weng K, et al. Generation and characterization of a Müller-glial-cell-specific Il6ra knockout mouse to delineate the effects of IL-6 trans-signaling in the retina. Sci Rep, 2022, 12: 17626.
[6] Gogoleva VS, Chi Nguyen Q, Drutskaya MS. Microglia and dendritic cells as a source of IL-6 in a mouse model of multiple sclerosis. Biohimiâ, 2024, (5): 887-896.
[7] 张丽君, 李大虎, 周延召, 等. 一种模拟高原低氧炎症导致脑损伤的小鼠模型建立及评价. 生理学报.
[8] 小鼠脓毒症进程中IL-6的动态变化及其前期主要脏器损伤. 中华航海医学与高气压医学杂志, 2021.
[9] 谢佳, 罗进芳. 基于IL-6/STAT3通路研究苗药方剂“四大血”对胶原诱导性关节炎小鼠的保护作用. 临床医学研究与实践, 2024.
[10] Wang K, Zhang XF, Xie TB, et al. Establishment and Evaluation of a New Type of Animal Model of Persistent Inflammation, Immunosuppression, and Catabolism Syndrome Based on Gut Microbiota Dysbiosis and Bacterial Translocation. Shock, 2025, 64(6): 514-527.
[11] 徐慧雯, 郝文婷, 陈德生, 等. DBA/1J小鼠胶原诱导关节炎模型的建立与鉴定. 中国比较医学杂志, 2017, (9).
[12] IL6-DIO-KO mouse strain details. INFRAFRONTIER/EMMA, EM:13231.
