基于香烟烟雾提取物气管滴注构建一种新的COPD小鼠模型研究

　　

摘要: 针对传统的香烟烟雾诱导的慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)小鼠模型周期长且稳定性不易保证,本文基于香烟烟雾提取物(cigarette smoke extract,CSE)气管滴注,探讨建立一种CSE诱导的COPD小鼠模型。以C57BL/6J小鼠为模型动物,除正常对照组外,各组动物气管滴注CSE,采用小动物呼吸肺功能检测系统测定小鼠气道反应性及肺功能,血液体液分析仪测定小鼠支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)中白细胞分类计数,酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)测定BALF中炎症因子及中性粒细胞胞外诱捕网(neutrophil extracellular traps,NETs)水平,以及苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosin staining,H&E)检测小鼠肺组织病理学改变。实验经中国医学科学院、北京协和医学院药物研究所实验动物管理与动物福利伦理委员会审批通过(批准号:00006301)。研究结果表明,气管滴注CSE后,模型组小鼠呈现显著的COPD样病理和功能性改变,表现为呼吸急促、体重增长缓慢;H&E染色见肺组织大量炎性浸润、肺泡壁塌陷及肺泡腔扩张等病理变化;BALF中炎症细胞分类计数(白细胞总数、中性粒细胞数、嗜酸性粒细胞数)、炎症因子水平如肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素6(interleukin-6,IL-6)及NETs水平与正常对照组比较均显著升高(P <0.01、P <0.001);气道反应性指标特殊气道阻力(specific resistance,airway,sRaw)显著升高(P<0.05),肺功能指标呼气峰值流速(peak expiratory flow,PEF)、用力呼气75%肺活量的瞬间流量(forced expiratory flow at 75% of forced vital capacity,FEF₇₅)、动态肺顺应性(dynamic lung compliance,Cdyn)、第100 ms用力呼气量(forced expiratory volume in the first 100 ms,FEV₁₀₀)及第100 ms用力呼气量占用力肺活量的比值(the ratio of forced expiratory volume in the first 100 ms to forced vital capacity,FEV₁₀₀/FVC)均显著降低(P <0.01),呼吸指数(respiratory index,RI)显著上升(P <0.05)。而与模型组相比,罗氟司特(roflumilast,RFST)可显著改善模型动物的炎症病理改变和肺功能损伤。综上,基于CSE气管滴注可快速制备COPD小鼠模型,在一定程度上复制COPD气道炎症及肺功能下降,可为COPD病理机制、药物筛选评价研究提供一种新的候选动物模型。