模拟人类病理的新型肺纤维化小鼠模型:重复口咽部博来霉素给药的应用与意义
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时间:2025年10月10日
来源:Biochemistry and Cell Biology 2.1
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本研究针对特发性肺纤维化(IPF)动物模型难以模拟人类复杂病理特征的局限性,开发了一种通过两次重复口咽部博来霉素给药的新型小鼠模型。该模型成功再现了IPF患者典型的蜂窝样囊肿形成、成纤维细胞灶、肺泡上皮支气管化以及KRT5+基底细胞化生等关键病理表型,为IPF发病机制研究和治疗策略探索提供了更高效、可转化的临床前平台。
特发性肺纤维化(Idiopathic Pulmonary Fibrosis, IPF)是一种进展性且不可逆的肺部疾病,具有高死亡率的特点,临床治疗手段十分有限。长期以来,科学研究依赖于单次博来霉素(bleomycin)诱导的小鼠模型来探索IPF的发病机制,然而这种模型存在明显缺陷——它无法充分模拟人类患者中出现的复杂病理特征,例如蜂窝样囊肿、成纤维细胞灶(fibroblastic foci)以及肺泡区域的异常修复现象,因而严重制约了对疾病机制的深入理解和治疗策略的有效开发。尽管已有研究尝试通过多次博来霉素注射来改进模型,但这类方法通常耗时较长、资源消耗大,操作上也较为繁琐,限制了其广泛应用。在这一背景下,研究人员致力于开发一种新型动物模型,以更高效、更贴近人类疾病的方式重现IPF的核心病理变化。
针对上述问题,王静宇(Jingyu Wang)、朱凤清(Fengqing Zhu)、刘宇轩(Yuxuan Liu)、罗仁如(Renru Luo)、范子轩(Zixuan Fan)、戴万琴(Wanqin Dai)、魏书权(Shuquan Wei)和林楚文(Chuwen Lin)等研究人员开展了一项创新性研究,提出通过两次重复口咽部给药博来霉素的方式构建小鼠模型。该研究旨在更精确地模拟人类IPF的病理进程,为疾病机制研究和治疗探索提供可靠平台。相关成果发表在《Biochemistry and Cell Biology》上,为肺纤维化研究领域带来了重要突破。
研究团队主要应用了以下关键技术方法:使用C57BL/6小鼠品系进行动物实验,通过两次重复口咽部滴注博来霉素(剂量基于预实验优化)构建肺纤维化模型;采用组织病理学分析(包括苏木精-伊红染色和Masson三色染色)评估肺组织纤维化程度和结构变化;运用免疫组织化学技术检测特异性标志物如KRT5(角蛋白5)以识别基底细胞化生;通过图像分析系统定量纤维化面积和病理特征分布。所有动物实验均遵循伦理规范,模型构建及分析过程注重可重复性和临床相关性。
模型构建与验证:通过两次口咽部博来霉素给药,研究成功诱导出小鼠肺纤维化模型。组织学分析显示,该模型在较短时间内(与单次给药模型相比)再现了人类IPF的多个关键特征,证实了该方法的高效性和稳定性。
病理表型分析:模型小鼠肺组织中观察到明显的蜂窝样囊肿形成、成纤维细胞灶聚集以及肺泡上皮的支气管化现象。这些病理变化与人类IPF患者样本高度相似,突出了该模型的临床相关性。
细胞水平变化:免疫组化结果显示,模型组中出现了化生的肺泡KRT5+基底细胞,这些细胞在正常肺组织中罕见,但在IPF患者中常见,表明模型成功模拟了上皮异常修复过程。
表型可持续性:纤维化表型在诱导后持续存在,未出现自发缓解,这为长期研究IPF的进展性和治疗干预提供了理想平台。
比较与优势分析:与传统单次给药模型相比,该两次给药模型在病理复杂性、表型多样性和操作效率上均表现出显著优势,且耗时和资源消耗更低。
研究结论和讨论部分强调,该新型小鼠模型通过两次重复口咽部博来霉素给药,首次在动物实验中系统重现了人类IPF的核心病理特征,包括蜂窝样囊肿、成纤维细胞灶、肺泡支气管化以及KRT5+基底细胞的出现。这一模型不仅解决了现有模型病理模拟不足的问题,还提供了高效、可转化的临床前研究工具。其重要意义在于:为深入解析IPF发病机制(如上皮-间质转化和纤维化通路)提供了更可靠的体内模型;加速了针对纤维化靶点(如TGF-β通路)的治疗策略筛选和验证;推动了基础研究向临床应用的转化。此外,该方法的简洁性和可重复性使其易于在广泛实验室中推广,未来有望应用于药物 efficacy 测试和疾病分子机制研究,最终改善IPF患者的治疗前景。
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