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[技术] 动物模型 | 慢性支气管炎动物模型

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发表于 2022-12-20 08:43 | 显示全部楼层 |阅读模式

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慢性支气管炎(chronic bronchitis,CB)是一种十分常见的慢性炎症,集中发作于气管、支气管黏膜及周围组织。选用模型动物并选择性排除干扰因素能够更直观地了解其发病因素、病理特征和发病机制,对后期的临床研究及新药的开发提供重要材料。
动物的选择
考虑到实验动物的繁殖周期、实验成本、动物基因组研究进程等多种因素,大鼠、小鼠、豚鼠等广泛应用于CB模型。
造模方法
一、烟熏法
烟熏法多以单一烟丝或混合烟雾材料(如烟叶、锯末、刨花各50g)为刺激物置于特制烟室制备CB模型。
造模方法:选用大鼠或小鼠作为实验动物,30~50min/次,2~4次/d,持续28~60d。
结果显示模型组小鼠气道上皮出现大量炎细胞浸润,腺体分泌功能亢进,有黏液栓形成,肺泡灌洗液中白细胞总数和中性粒细胞数量明显增加,蛋白含量上调,血浆和肺组织匀浆的超氧化物歧化酶活性和总抗氧化能力降低,丙二醛( MDA) 含量增加。
优点:烟熏法致CB模型的建立呈渐进性发展,简便可靠,炎症病变确切,有助于研究CB发生发展过程中各阶段的病理变化以及相应炎细胞浸润及炎性标志物的变化,为临床早期诊断和治疗提供理论依据。
缺点:致烟剂原料种类单一,其燃烧产生的烟雾浓度难以控制,且实验周期较长,稳定性较差。
二、化学药物法
多种化学药物能够引发CB,常见的药物有二氧化硫、氯气、氨水和脂多糖(LPS)。
1
二氧化硫吸入法
造模方法:选用大鼠及小鼠作为实验对象,将不同浓度的二氧化硫置于玻璃钟罩或者特制熏箱,将实验动物分批放入进行10s~30min熏制,1次/d,全程 15~28d。
优缺点:本方法能够引起CB的病理变化,病情发展严重后甚至导至气流阻塞并发肺气肿。本方法快速简易,但对气管及支气管的刺激性较大,过量的二氧化硫会引起呼吸道黏膜烧灼伤,上皮细胞增生坏死,容易导至动物模型发生急性损伤甚至死亡,故选用合适的浓度以及建立过程,使气道损伤程度适中尤为重要。
2
氨水雾化法
造模方法:选取小鼠作为实验对象,2min/次,每次间隔0.5h,5次/d,连续10d,10d后采用氨水雾化2min/次,每次间隔0.5h,2次/d,连续20d,全程总共30d。
模型组咳嗽次数明显增加、支气管黏膜上皮细胞空泡变性增生、细支气管皱缩、炎性细胞浸润、纤毛发生倒伏脱失、部分肺泡隔断裂成肺大泡、管腔大量浆液渗出及肺间质血管扩张淤血。
优缺点:本方法简便易行,但在实施过程中污染较大。
3
氯气吸入法
暴露于低浓度的氯会优先对大呼吸道造成损害,而对肺泡损害较弱,从而造成广泛气道损害。高浓度的氯(800g/m3、5min) 会直接导至呼吸道和肺泡双重损伤进而导至急性气道炎症反应的发生。由于氧化应激标志物的发现以及低分子量抗氧化剂对异常情况的缓解,进而证明氯气对气道造成的损害本质上是氧化性的。
4
LPS注射法
LPS是蛋白质、类脂质及多糖的复合物,也是重要的致炎因子,可引起气道上皮损伤,激活炎性细胞并释放炎性因子,诱导气道炎症。
造模方法:选用小鼠或大鼠作为实验对象,采用气管滴注等方法制备CB动物模型。
优缺点:本方法简单经济、易定量、耗时短且污染较少。由于LPS注射法具有足够的刺激强度,同时又考虑到人类CB的发病机制,故可成功复制出CB的动物模型。其缺点是LPS过量会导至急性肺损伤改变,不利于CB的阶段性观察,故前期造模条件的摸索尤为重要。
5
甲醛刺激法
造模方法:有研究者选用20%的甲醛(10mL)刺激模型组小鼠1h,连续刺激30d的方法复制CB 模型。自第10天起,该模型中小鼠的气管及支气管黏膜出现轻度充血水肿、杯状细胞轻微增生、炎性细胞浸润及肺间质轻度充血。随造模时间延长,小鼠体质量日益减轻,同时炎症逐渐加重。自20d起,部分上皮鳞状化生明显,较大支气管出现不同程度的炎性细胞浸润。直至第30d,黏膜充血明显,中、小支气管黏膜上皮细胞出现灶性变性坏死、脱落,杯状细胞大量增生,大量黏液分泌及分泌物增加。
优缺点:优点是装置和操作简单,成本较低,实际应用较为方便。缺点为甲醛易挥发,污染环境。
总结
由于实验动物与人类的气道存在解剖学、炎症或纤维化上的差异,上述造模方法皆不能完全模拟CB病理特点,需在造模方法、试剂用量以及频率等方面反复推敲,对比并分析各方法结果的差异,不断完善CB模型的研究,同时对于其他新型造模方法的建立进行进一步的研究和探索。

来源:实验动物科学,2021

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