哮喘模型/吸烟模型构建

一、哮喘模型构建方法

1. 过敏性哮喘模型（Th2型主导）

核心机制：模拟IgE介导的Ⅰ型超敏反应，以Th2型炎症（IL-4/IL-5/IL-13）和嗜酸性粒细胞浸润为特征
经典方法：

• OVA致敏-激发法（应用广泛）：

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

• 操作流程：

1. 致敏阶段：腹腔注射卵清蛋白（OVA 100μg）与氢氧化铝佐剂（4mg），间隔7天×3次

2. 激发阶段：1% OVA雾化吸入（30min/次，连续7天），诱导气道高反应性

• 优化方案：

• 添加金黄色葡萄球菌肠毒素B（SEB 10ng）增强Th2极化，IL-5/IL-13表达量提升3倍

• 联合PM2.5（5mg/m³）二次致敏，缩短造模周期至14天

屋尘螨（HDM）模型：

• 操作优势：无需佐剂，直接鼻腔滴注HDM提取物（50μg/次×5天），更贴近人类自然致敏过程

• 病理特征：杯状细胞增生、基底膜增厚等气道重塑现象更显著

2. 重度哮喘模型

复合诱导策略：

• 病毒-过敏原联合模型：

• OVA致敏后，呼吸道合胞病毒（RSV 1×10⁵ PFU）滴鼻激发，加重中性粒细胞浸润及气道重塑

• 关键指标：肺阻力（RL）较单纯OVA模型升高50%，网状基底膜增厚至36μm（vs 21μm）

• 慢性间歇低氧（CIH）模型：

• OVA致敏小鼠暴露于间歇低氧环境（FiO₂ 10%×1min，间隔5min），模拟哮喘-OSAHS共病

• 特征：BALF中中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）水平升高2.5倍，IL-8表达上调

3. 基因工程模型

• 人源化IL-4/IL-4RA模型：

• 基因编辑技术替换小鼠IL-4和IL-4RA为人源基因，保留90%人类免疫应答特征

• 应用价值：抗人IL-4RA单抗（如度普利尤单抗）治疗使BALF嗜酸性粒细胞减少80%

• STAT6转基因模型：

• 自发Th2炎症，避免人工致敏干扰，适用于先天免疫机制研究

二、吸烟动物模型构建方法

1. 单纯吸烟暴露模型

核心设备：

• 动态暴露系统：

• 小动物口鼻单浓度暴露仓，控制PM2.5浓度（50-100mg/m³）及暴露时长（4h/天×24周）

• 智能装置升级：集成压力传感器实时监测动物呼吸频率，区分主动/被动吸烟状态

病理特征：

• 肺结构改变：肺泡间隔断裂、杯状细胞化生，MMP-9/TIMP-1比值>3

• 系统性影响：血清IL-6升高3倍，肝组织SOD活性下降40%

2. 吸烟-哮喘复合模型

构建策略：

• 序贯暴露法：

1. 香烟烟雾暴露（4周）诱导慢性炎症

2. OVA致敏-激发叠加，模拟吸烟哮喘患者表型

• 同步干预法：

• 烟雾暴露与HDM滴鼻同步进行，加速Th17型炎症（IL-17A >50pg/mL）

表型特征：

• 双重病理：气道阻力（RL）较单纯模型增加30%，黏液分泌面积占比>45%

• 耐药性模拟：糖皮质激素（如地塞米松）疗效降低50%，适用于耐药机制研究

三、模型验证体系

1. 功能学评估

2. 组织病理学

• HE染色：

• 嗜酸性粒细胞计数>50个/HPF（哮喘模型）

• 杯状细胞化生面积占比>30%（吸烟模型）

• Masson染色：

• 气道胶原沉积厚度>20μm（重度哮喘模型）

3. 分子标志物

四、模型选择与优化策略

五、伦理与技术创新

1. 动物福利优化：

• 使用布洛芬缓释片（10mg/kg）术后镇痛，体重下降阈值设定为15%

• 植入式生物传感器替代重复解剖，减少动物使用量80%

2. 动态监测技术：

• 光声成像（PAI）实时评估肺血管密度变化（分辨率10μm）

• AI行为分析系统自动识别搔抓频率（灵敏度>95%）

3. 类器官整合：

• 人支气管类器官与巨噬细胞共培养，模拟吸烟诱导的EMT过程