哮喘模型/吸煙模型構建

一、哮喘模型構建方法

1. 過敏性哮喘模型（Th2型主導）

核心機制：模擬IgE介導的Ⅰ型超敏反應，以Th2型炎癥（IL-4/IL-5/IL-13）和嗜酸性粒細胞浸潤為特征
經典方法：

• OVA致敏-激發法（應用廣泛）：

• 動物品系：BALB/c（Th2敏感，成功率>85%）、C57BL/6（Th1/Th17偏倚）

• 操作流程：

1. 致敏階段：腹腔注射卵清蛋白（OVA 100μg）與氫氧化鋁佐劑（4mg），間隔7天×3次

2. 激發階段：1% OVA霧化吸入（30min/次，連續7天），誘導氣道高反應性

• 優化方案：

• 添加金黃色葡萄球菌腸毒素B（SEB 10ng）增強Th2極化，IL-5/IL-13表達量提升3倍

• 聯合PM2.5（5mg/m3）二次致敏，縮短造模周期至14天

屋塵螨（HDM）模型：

• 操作優勢：無需佐劑，直接鼻腔滴注HDM提取物（50μg/次×5天），更貼近人類自然致敏過程

• 病理特征：杯狀細胞增生、基底膜增厚等氣道重塑現象更顯著

2. 重度哮喘模型

復合誘導策略：

• 病毒-過敏原聯合模型：

• OVA致敏后，呼吸道合胞病毒（RSV 1×10? PFU）滴鼻激發，加重中性粒細胞浸潤及氣道重塑

• 關鍵指標：肺阻力（RL）較單純OVA模型升高50%，網狀基底膜增厚至36μm（vs 21μm）

• 慢性間歇低氧（CIH）模型：

• OVA致敏小鼠暴露于間歇低氧環境（FiO? 10%×1min，間隔5min），模擬哮喘-OSAHS共病

• 特征：BALF中中性粒細胞彈性蛋白酶（NE）水平升高2.5倍，IL-8表達上調

3. 基因工程模型

• 人源化IL-4/IL-4RA模型：

• 基因編輯技術替換小鼠IL-4和IL-4RA為人源基因，保留90%人類免疫應答特征

• 應用價值：抗人IL-4RA單抗（如度普利尤單抗）治療使BALF嗜酸性粒細胞減少80%

• STAT6轉基因模型：

• 自發Th2炎癥，避免人工致敏干擾，適用于先天免疫機制研究

二、吸煙動物模型構建方法

1. 單純吸煙暴露模型

核心設備：

• 動態暴露系統：

• 小動物口鼻單濃度暴露倉，控制PM2.5濃度（50-100mg/m3）及暴露時長（4h/天×24周）

• 智能裝置升級：集成壓力傳感器實時監測動物呼吸頻率，區分主動/被動吸煙狀態

病理特征：

• 肺結構改變：肺泡間隔斷裂、杯狀細胞化生，MMP-9/TIMP-1比值>3

• 系統性影響：血清IL-6升高3倍，肝組織SOD活性下降40%

2. 吸煙-哮喘復合模型

構建策略：

• 序貫暴露法：

1. 香煙煙霧暴露（4周）誘導慢性炎癥

2. OVA致敏-激發疊加，模擬吸煙哮喘患者表型

• 同步干預法：

• 煙霧暴露與HDM滴鼻同步進行，加速Th17型炎癥（IL-17A >50pg/mL）

表型特征：

• 雙重病理：氣道阻力（RL）較單純模型增加30%，黏液分泌面積占比>45%

• 耐藥性模擬：糖皮質激素（如地塞米松）療效降低50%，適用于耐藥機制研究

三、模型驗證體系

1. 功能學評估

2. 組織病理學

• HE染色：

• 嗜酸性粒細胞計數>50個/HPF（哮喘模型）

• 杯狀細胞化生面積占比>30%（吸煙模型）

• Masson染色：

• 氣道膠原沉積厚度>20μm（重度哮喘模型）

3. 分子標志物

四、模型選擇與優化策略

五、倫理與技術創新

1. 動物福利優化：

• 使用布洛芬緩釋片（10mg/kg）術后鎮痛，體重下降閾值設定為15%

• 植入式生物傳感器替代重復解剖，減少動物使用量80%

2. 動態監測技術：

• 光聲成像（PAI）實時評估肺血管密度變化（分辨率10μm）

• AI行為分析系統自動識別搔抓頻率（靈敏度>95%）

3. 類器官整合：

• 人支氣管類器官與巨噬細胞共培養，模擬吸煙誘導的EMT過程