肺纤维化疾病的动物模型
诱发肺纤维化动物模型方法及评价
治疗手段，特别是在 2003 年初发生的严重急性呼吸道症候群（severe acute respiratory syndrome，SARS）中，很多
病人出现的肺损害都以肺纤维化为病理特征。因此，建立一种简便、快速、有效的动物模型，对其发病机制和药效
研究都非常有意义。
【关键词】 肺纤维化；动物模型；制备方法；评价
基金项目：河北省自然科学基金项目（No.H2016208058），河北省高等学校科学技术研究项目（No.ZD2016009） 作者简介：马佳呈，女，硕士研究生；研究方向：神经药理学；E-mail：majiachengts@ 第一和通讯作者：张 丹 参，女，教 授，博 士 生 导 师；研 究 方 向：神 经 药 理 学，人 类 疾 病 动 物 模 型；Tel：+86-0313-4029188，E-mail：
zhangds2011@
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第 9 卷第 6 期 2019 年 12 月
神经药理学报
Acta Neuropharmacologica
Vol. 9 No.6 Dec. 2019
型是非常有意义的。本文通过对肺纤维化动物模型的 相对全面的介绍，特别是对相关模型的评价，为研究肺 纤维化发病机制和临床治疗提供理论基础。
1 动物的选择 动 物 模 型 是 研 究 肺 纤 维 化 的 一 个 重 要 工 具，它 为
探索特发性肺纤维化和其他肺纤维化疾病发病机制及 寻找治疗这些破坏性疾病方法提供重要线索。在动物 筛选方面，需要筛选出肺纤维化特征更精确，其模型病 理过程更符合人类肺纤维化病理过程的动物［3］。
目前，肺纤维化动物模型有采用体型较小鼠类（如 小 鼠、大 鼠、仓 鼠［4］等）和 兔［5］。 其 中 C57BL/6 小 鼠、 BALA/C 小 鼠、KM 小 鼠 和 ICR 小 鼠，Wistar 大 鼠 和 SD 大鼠是用于肺纤维化模型最常用的种类［6］，也有选 用 体 型 较 大 的 犬［7］、猪［8］、羊［9］和 灵 长 类 动 物［10］等，模 型选用的动物种类因研究目的和造模方法不同而异。
矽肺动物模型的研究进展
矽肺动物模型的研究进展11级实验动物专业朱绍春 81110826摘要：矽肺（Silicosis）是一种肺部吸入石英粉尘引起的职业疾病,并有炎症和疤痕的形式上部叶的肺结节病变,其病症是肺叶的上部以结节状病灶出现炎症和疤痕,是尘肺病的一个类型。
许多研究人员都致力于矽肺纤维化机制的研究。
而其中大部分的研究方法是使用动物模型来模拟肺纤维化的过程以探讨其机制。
本文总结了几个矽肺病研究的动物模型例子以及他们的优点和缺点，从而对未来矽肺动物模型作出展望。
关键词：矽肺动物模型Abstract:Silicosis, is a form of occupational lung disease caused by inhalation of crystalline silica dust, and is marked by inflammation and scarring in the form of nodular lesions in the upper lobes of the lungs. It is a type of pneumoconiosis. many researchers are committed to silicosis fibrosis mechanism research. And Most of its research methods is using animal models to simulate the process of pulmonary fibrosis to explore its mechanism. This paper summarizes several examples for animal model of silicosis research.and their advantages and disadvantages.thus a outlook for the development of Silicosis model should be made in the end.Keywords：Silicosis Animal model1 疾病简介1.1 疾病形成：目前矽肺的形成有以下几种学说[1-2]。
放射性肺纤维化大鼠动物模型
放射性肺纤维化大鼠动物模型1.造模材料动物：健康雌性Wistar大鼠，实验等级为二级，体重(220±20)g；器械：60Coγ射线发生器。
2.造模方法用60Coγ射线进行全胸照射，其中照射野面积为4.5cm×4.0cm。
将大鼠上至两腋窝、下至胸骨剑状突的位置对准此照射野，用10cm厚铅砖屏散装置屏蔽大鼠其余部分。
照距为3m，剂量率为2.7Gy/min，剂量为30Gy。
3.造模原理60Coγ射线导致动物肺纤维化。
4.造模后一般变化用60Coγ射线对Wistar成年雌性大鼠进行30Gy全胸单次照射后，大约在第3周见动物胸背部照射野皮肤开始脱毛，鼻腔出现出血现象。
约1个月左右胸背部照射野皮肤脱毛更加明显，并可在该处皮肤发生湿疹、红斑、糜烂和溃疡，鼻腔出血也更加严重。
3个月后上述症状减轻，但鼻腔出血现象仍不时可见，被毛6个月以后见再生长现象。
上述症状出现的同时，动物发生死亡，死亡从3周后开始可持续到照后3.5个月，但死亡高峰集中在照后1.5～2个月。
合计死亡率为34.98％。
5.造模后病理变化照后3～7天，大鼠肺脏及其他部位未见明显异常。
照后2～3周，见肺脏表面和切面散在点状或斑点状出血。
照射4周之后，见胸腔积少量或多量淡黄色或红黄色液体，肺脏充血、出血、肿胀，切面有大量泡沫样液体流出，肺体积增大、重量增加。
肺重与体重之比也比正常对照动物明显增高，可达3％，最高达4.9％。
照射2个月以后，肺脏的急性炎症性变化逐渐减退，3个月后明显减退，6个月后肺脏可见灰黄色或灰白色的绿豆大到蚕豆大的致密实变区，尤左、右肺上叶表现明显。
光镜所见：对照组大鼠肺组织学结构正常。
照射组大鼠肺组织学变化初期表现为急性炎症变化，中后期则转变为亚急性或慢性进行性发展变化，可大致分为2个阶段4个期。
早期即急性炎症期或渗出期，该期发生时段主要在照后2个月以内，表现为肺泡壁毛细血管和支气管周围血管充血、肺出血、间质水肿，肺泡腔积液并有红细胞、巨噬细胞、肺泡上皮细胞等聚积。
肺纤维化动物模型构建方法及特点
肺纤维化动物模型构建方法及特点
实验动物：小鼠、大鼠
获得方式：最常用的方法ຫໍສະໝຸດ 博来霉素气管内灌注，但用量国内外尚无统一标准。也有使用百草枯进行造模的方式。
模型特点：博来霉素气管内灌注造模效果稳定性差，灌注后都需要将小鼠旋转，以便药物在肺部能够分布均匀，肺部纤维化程度均匀。肺纤维化造模过程中存在死亡率需要增加造模数量。
肺纤维化小鼠模型建立方法的研究进展
㊃综 述㊃D O I 10 3760 c m a ji s s n 1673-436X 2018 23 015作者单位:230022合肥,安徽医科大学附属第一人民医院老年呼吸科(许露㊁张妍蓓㊁徐蒙蒙);200030上海交通大学附属胸科医院呼吸科(李锋)通信作者:李锋,E m a i l l i f e n g 741@a l i yu n c o m 肺纤维化小鼠模型建立方法的研究进展许露 张妍蓓 徐蒙蒙 李锋ʌ摘要ɔ 肺纤维化是以肺泡上皮细胞损伤㊁肺成纤维细胞大量增殖和细胞外基质聚集增多为主要特征的一类严重间质性肺疾病㊂目前肺纤维化的发病机制仍不清楚㊂利用动物模型尤其是小鼠模型可以为肺纤维化疾病的基础研究和药物筛选及有效性评价提供重要的参考㊂本文旨在总结近年来有关肺纤维化小鼠模型的建立方法,为将来建立更加完善的肺纤维化小鼠模型提供参考㊂ʌ关键词ɔ 肺纤维化;动物模型;小鼠R e s e a r c h p r o g r e s s i ne s t a b l i s h m e n to fm o u s em o d e l so f p u l m o n a r y fi b r o s i s X uL u * Z h a n g Y a n b e i X u M e n g m e n g L iF e n g *D e p a r t m e n t o f G e r i a t r i cR e s p i r a t o r y M e d i c i n e t h eF i r s tA f f i l i a t e d H o s p i t a l o fA n h u iM e d i c i a lU n i v e r s i t y H e fe i 230022 C h i n a C o r r e s p o n d i n g a u t h o r L iF e n g E m a i l l if e ng 741@a l i yu n c o m ʌA b s t r a c t ɔ P u l m o n a r y f i b r o s i s i s a t y p e o f s e v e r e p u l m o n a r y i n t e r s t i t i a l d i s e a s e c h a r a c t e r i z e db y th e i n j u r y o f a l v e o l a re p i t h e l i a l c e l l sa n dt h e p r o l i f e r a t i o no f p u l m o n a r y f i b r o b l a s t sa n dt h ea c c u m u l a t i o no f e x t r a c e l l u l a rm a t r i x A t p r e s e n t t h e p a t h o g e n e s i so f p u l m o n a r y f i b r o s i s i ss t i l lu n c l e a r A n i m a lm o d e l s e s p e c i a l l y m o u s em o d e l s w e r e u s e d t o p r o v i d e r e f e r e n c e f o r b a s i c r e s e a r c h a n dd r u g s c r e e n i n g a n d e f f i c a c ye v a l u a t i o nof p u l m o n a r y f i b r o s i s T h i s p a p e r a i m s t os u mm a r i z e t h e e s t a b l i s h m e n tm e t h o d so f t h em o u s e m o d e l o f p u l m o n a r y f i b r o s i s i n r e c e n t ye a r s a n d p r o v i d e a r ef e r e n c e f o r t h e e s t a b l i s h m e n t o f am o r e p e r f e c t m o u s em o d e l o f p u l m o n a r y fi b r o s i s i n t h e f u t u r e ʌK e y w o r d s ɔ P u l m o n a r y f i b r o s i s A n i m a lm o d e l s M o u s e 肺纤维化是一种严重的间质性肺疾病,患者出现咳嗽㊁胸闷气促㊁进行性呼吸困难等症状,其病理特点为肺泡上皮细胞损伤和增殖㊁基底膜剥落或者损伤㊁肺泡实变和成纤维细胞病灶[1]㊂绝大部分肺纤维化患者病因不明(特发性),即特发性肺纤维化(i d i o p a t h i c p u l m o n a r y f i b r o s i s ,I P F )㊂I P F 以不断进展的肺纤维化为特征,组织病理类型为普通型间质性肺炎,高致残率和高致死率,患病率为2~29/10万人,中位生存时间仅为3~5年[2]㊂尽管目前有相对特异性的靶向治疗药物,然而I P F 仍缺乏特效的治疗方案㊂为了阐明肺纤维化尤其是I P F 的发病机制和寻找新的药物靶点,建立合适的肺纤维化动物模型显得尤为重要㊂本文旨在总结近年来有关肺纤维化小鼠模型的建立方法,为将来建立更加完善的肺纤维化小鼠模型提供参考㊂1 肺纤维化小鼠模型的观察指标理想的肺纤维化动物模型必须能复制典型普通型间质性肺炎的组织学特征,纤维化持续进展或至少不可逆,廉价㊁可重复㊁造模时间短[3]㊂到目前为止还没有动物模型能够模仿人类肺部纤维化的所有典型特征㊂尽管如此,小鼠肺纤维化模型仍然可以精确显示肺纤维化患者的重要特征,如诱发因素应与人类肺纤维化的常见诱因基本一致,病理组织学表现为明显炎性细胞浸润,病灶内肺泡萎缩,间质内成纤维细胞㊁胶原纤维增多;纤维化测定方面有胶原蛋白及纤维蛋白的代谢产物如羟脯氨酸增多㊂1 1 诱发因素 导致肺纤维化的病因复杂多样,常见的是吸烟㊁病毒感染㊁职业/环境因素相关[4]㊂目前国内外常见的介导小鼠肺纤维化动物模型的诱发因素包括:理化因素相关如二氧化硅㊁石棉;药物(或毒物)相关如博来霉素㊁百草枯;微生物感染相关如疱疹病毒以及基因相关的细胞因子过表达模型等均可诱发肺纤维化㊂1 2 组织病理学检测 组织病理学检测可确定气道及肺泡的病理变化是否符合典型的肺纤维化改变㊂与正常对照组相比,肺纤维化模型组的肺组织病理切片主要表现为肺泡间隔增厚,同时伴有巨噬细胞㊁淋巴细胞为主的细胞浸润,病灶内肺泡萎缩,间质内成纤维细胞增多等㊂后期可见肺泡壁显著增厚,肺泡结构破坏,肺间质纤维化瘢痕形成㊂肌成纤维细胞以及胶原纤维明显增多,交错纵横排列㊂利用改良的A s h c r o f t 量表(0~8级)可对动物模型进行标准化的纤维化评估[5]㊂第1~3级的特征是肺泡部分增大和肺㊃0381㊃国际呼吸杂志2018年12月第38卷第23期 I n t JR e s pi r ,D e c e m b e r 2018,V o l .38,N o .23泡壁变薄,第4级可以观察到纤维化改变,第5级单一的纤维灶汇合成片,第6级几乎不存在肺泡间隔,第7级肺泡结构部分消失,大片纤维化病灶,第8级观察到肺泡结构完全消失,纤维性闭塞㊂13 B A L F分析 B A L F内总细胞计数与分类计数㊁细胞因子测定是动物实验中常用的观察指标之一㊂对于肺纤维化动物模型,B A L F总细胞计数较正常对照组明显升高,尤其是中性粒细胞㊁巨噬细胞和淋巴细胞数量明显增多[6]㊂B A L F离心后获取的上清液,可通过酶联免疫吸附试验测定促炎促纤维化细胞因子,如T G F-β㊁T N F-α㊁I L-1α㊁I L-1β㊁I L-2等[7]㊂14羟脯胺酸(h y d r o x y p r o l i n e,H Y P)测定 H Y P为胶原纤维所特有,其在肺组织的含量可反映肺纤维化程度㊂因而,多数肺间质纤维化模型实验中都会检测H Y P含量㊂15肺纤维化相关的标志物T G F-β1是T G F-β家族中最关键的强效促纤维化因子,不仅能促进成纤维细胞增殖,激活肺成纤维细胞转化为肌成纤维细胞,又能调节胶原蛋白等细胞外基质的基因表达并且抑制细胞外基质的降解[8]㊂α-平滑肌肌动蛋白(α-S MA)是肌成纤维细胞的标记,其表达增加表明肌成纤维细胞的收缩活动增强,促进肺组织纤维化[9]㊂采用免疫组化或者蛋白印迹检测T G F-β1和α-S MA的表达水平㊂2常见的肺纤维化模型造模方法21药物(或毒物)模型211博莱霉素(b l e o m y c i n,B L M) B L M是一种化疗药物,用于治疗多种肿瘤,如淋巴瘤㊁睾丸癌㊁卵巢癌和恶性胸腔积液㊂B L M最严重的不良反应是肺毒性,首先出现内皮细胞和间质毛细血管水肿㊁Ⅱ型肺泡上皮细胞坏死㊁炎性介体释放㊂随后,成纤维细胞增殖并转化成肌成纤维细胞[10]㊂目前,B L M是动物模型中最重要㊁应用最广泛的肺纤维化诱导剂㊂有研究表明,C57/B L6小鼠比B a l b/c 小鼠更容易受到B L M的纤维化影响[3]㊂B L M最常用的给药方式为气管内注入给药,常规单次剂量为5m g/k g㊂优点是单次给药后能够刺激小鼠肺损伤和促进纤维化,约第7天出现炎症反应及上皮细胞凋亡,第14天发生肺纤维化,且肺纤维化病变通常在第21~28天最明显㊂B L M诱导的肺纤维化程度和分布是呈剂量依赖性的㊂单次给药B L M会导致相对短暂的变化,而重复的给药则会导致长期的病变,这与人类I P F更为相近[8]㊂B L M还可以经静脉给药,常规剂量为20m g/k g,每周2次,为期4~8周,该方案与化疗期间人体给药而致病的方式一致;且静脉注射B L M诱导的肺纤维化改变与人类肺纤维化病变先由胸膜开始的特点更加符合,操作相对简单㊁方便㊁安全;但时间相对较长,一般是在给药4周后开始观察到上皮细胞水平的病理改变[11]㊂另外一种给药方式是腹腔注射,分别在第0㊁7㊁14天给予100m g/k g的B L M,第28天时胸膜下区域可见正常肺泡结构破坏㊁明显纤维化[12]㊂近年随着技术进步,出现了雾化吸入给药㊁微型喷雾器给药,微型药物泵持续给药等新型造模方式,这些造模方式使药物在肺内分布更加均匀,模型病变部位更加符合临床㊁但缺点是造模耗时长㊁用药量大㊁成本高等㊂212百草枯百草枯是一种广泛使用但对人体有剧毒作用的除草剂,肺是其主要的靶器官㊂百草枯可引起肺水肿㊁出血㊁间质炎症和肺泡上皮损伤,进而导致严重的纤维化[13]㊂在动物实验研究中,最常用的给药途径是腹腔注射㊂常规剂量为10m g/k g的百草枯经腹腔注射小鼠,每天1次,第14天出现肺纤维化改变,第28天时更明显[14]㊂另外,T o m i t a等[15]经鼻腔给予C57/B L6小鼠002m g/ 20μl的百草枯,每天1次,3周后出现典型的肺纤维化改变㊂目前百草枯中毒的肺纤维化发病机制不明,也缺乏对其所致肺纤维化的特效药物㊂213胺碘酮胺碘酮是一种属于Ⅲ类抗心律失常药及轻度非竞争性的α和β肾上腺素受体阻滞剂,常用于抗心绞痛㊁抗心律失常㊂肺纤维化是其严重的不良反应㊂胺碘酮可诱导溶酶体应激(包括自噬)和内质网应激,并导致肺泡Ⅱ型上皮细胞自噬依赖性凋亡㊂有研究将单次剂量为08m g/k g的胺碘酮经气管滴入小鼠体内,1次/5d㊂在第7天时可见肺泡基底膜的剥蚀和间质性水肿,第14天时观察到大量的胶原纤维沉积[16]㊂动物模型显示出的组织病理学上的改变类似于临床胺碘酮引起的肺毒性改变㊂214异硫氰酸荧光素(f l u o r e s c e i ni s o t h i o c y a n a t e, F I T C) F I T C是另一种用于诱导实验性肺纤维化的化合物㊂经气管注入的F I T C会导致肺泡和血管通透性增加,持续的刺激导致肺损伤,在第14到21天内出现肺纤维化改变,持续约24周[3]㊂已有研究证明,F I T C所致的肺纤维化模型是由于肺损伤时机体激活T h2细胞因子(如I L-13),并由趋化因子配体(c h e m o k i n e l i g a n d12, C C L12)调节介导成纤维细胞的聚集[17]㊂该模型在B a l b/c 和C57/B L6小鼠中的效果显著,将7m g/k g的F I T C溶于50μl的P B S,即给药浓度为14m g/m l的溶液,然后经气管滴入小鼠肺部[18]㊂该模型的优点是可以持续数月的纤维化反应,且因为F I T C可与实质蛋白在最初损伤的局部区域持续不断结合,故易于追踪被荧光标记的纤维化组织㊂其缺点是溶液必须现配现用,无临床相关性,而且因为F I T C的批次和通过声波降解产生的颗粒的大小不同导致效果也不同[1]㊂22理化因素相关模型221石棉石棉肺是目前职业暴露人群中一种常见的肺纤维化疾病㊂人类的石棉肺和I P F在其结构分布上是相似的,且组织病理学特征均表现为U I P[19]㊂石棉肺中的石棉颗粒能直接表明病因,因此易于与I P F相鉴别㊂从机制上看,石棉纤维的沉积通过诱导肺泡上皮细胞凋亡,巨噬细胞的M2极化,以及激活T细胞过度产生亲纤维化细胞因子,导致肌成纤维细胞分化和细胞外基质生成,从而致肺纤维化㊂石棉纤维经气管内单次灌注给药是一种相对快速的纤维化造模方式,目前的研究多以角闪石进行造模,第7天出现纤维化改变,并在第14天达到高峰㊂但是,病变在肺叶间的分布是不均匀的,其纤维化的分布往往集中在㊃1381㊃国际呼吸杂志2018年12月第38卷第23期I n t JR e s p i r,D e c e m b e r2018,V o l.38,N o.23肺组织中心而不是胸膜下,与人类I P F的病理改变不相符㊂吸入方法诱导的的纤维化病变更接近胸膜,然而该方式可能需要1个月,尤其是使用温石棉[20]㊂222二氧化硅矽肺病是一种因吸入含硅的粉尘而导致的肺纤维化病变,在采矿和建筑行业中非常普遍㊂它主要通过二氧化硅颗粒的直接细胞毒性,介导肺巨噬细胞激活后刺激氧化应激,激活趋化因子和炎性细胞因子,促使上皮细胞和内皮细胞的凋亡㊁成纤维细胞的增殖和细胞外基质的过度沉积而失去肺泡结构[21]㊂常用的动物模型是C57B l/6小鼠,二氧化硅可以通过雾化㊁气管内滴入或经口咽吸入等方法[1]㊂吸入方法更接近于人体暴露,但时间很长(40~120d),而气管内给药成本较低,时间更短(14~28d)[20]㊂常规的气管内滴注给药剂量为200m g/k g,第14天左右出现肺纤维化损伤㊁胶原蛋白分泌明显增多[22]㊂223细颗粒物(p a r t i c u l a t e m a t t e r25,P M25) P M25是指空气动力直径小于25μm的颗粒物,大约96%的P M25沉积在肺部,极易对机体的肺部产生不利的影响[23]㊂此外,P M25中含有多种成分,如多环芳烃㊁含氧挥发性有机化合物㊁重金属等㊂在第1㊁8㊁15㊁22天,对雌性I C R小鼠经鼻滴入P M25(40m g/k g,20μl/只),肺组织出现炎症反应,肺泡间隔增宽,胶原沉积[24]㊂本实验室课题组的初步研究表明,将P M25用生理盐水配制成混悬液后,每次以78m g/k g的剂量经鼻滴入小鼠体内,每周3次,连续6周,成功复制肺纤维化模型(结果尚未发表)㊂224放射放射治疗是多种恶性肿瘤如肺癌㊁乳腺癌等的重要治疗手段,尽管应用精准放疗定位,但在辐射束路径中损伤正常肺组织的偶然照射难以完全避免,而且往往会导致放射性肺损伤[25]㊂研究认为放射诱导肺纤维化的病理生理机制涉及自由基介导的D N A损伤和诱导T G F-β表达,导致肺泡I型上皮细胞的亚临床损伤,临床表现为放射性肺炎㊂由于异常的修复,使得放射性肺炎向纤维化发展㊂C57/B L6小鼠对放射所致纤维化更加敏感,单剂量给予12~15G y的全身照射可在20周时导致肺纤维化㊂为了避免放射时全身多器官组织无保护而发生纤维化改变,目前通常针对胸膜进行放射,造模时间大约需要24周[1]㊂225油酸油酸可介导肺纤维化,主要是经尾静脉给药,但关于给药剂量尚未达成共识㊂L i u等将禁食禁饮12h 的小鼠从尾静脉注入03m l/k g的油酸,发现肺组织在第1 ~3天出现肺泡炎性改变,肺泡上皮增生,肺泡间隔增宽,第7天后炎症减轻,组织开始增生,可见成纤维细胞增殖,胶原纤维首先出现在支气管周围㊁肺泡间隔,再出现于肺泡内㊂第28天纤维增生趋向平缓[26]㊂226高氧临床研究表明氧化应激在肺纤维化中的发病机制中起重要作用㊂将新生小鼠放置在密封的有机玻璃室中,并暴露于高氧(F i O2=60%)的条件下,持续至45d,肺部气道㊁血管和肺泡区域出现了明显的胶原沉积;T G F-β1和Ⅰ型胶原表达显著增加[27]㊂将新生小鼠被放置在有机玻璃室中,氧气持续以35L/m i n的速度输送,并保持恒定的85%氧气水平直至4周,实验发现2周时胶原沉积,4周时胶原明显增加,肺泡间隙增厚[28]㊂23微生物微生物可以作为特定的病因研究不同疾病所致的肺纤维化,其中病毒㊁细菌最常见㊂疱疹病毒是能在自然宿主中引起肺纤维化的最显著的例子之一㊂通过滴鼻给予小鼠1ˑ105p f u的γHV-68病毒,21d后肺间质中的T G F-β含量增多,促进细胞外基质基因的表达,诱导老年小鼠(>15个月)的肺纤维化发生[29]㊂有实验发现肺炎链球菌通过释放肺炎球菌溶血素加重肺纤维化的病变[30]㊂24基因相关模型241家族I P F的模型既往研究发现,占I P F的2%~ 20%的家族性特发性肺纤维化(f a m i l i a li n t e r s t i t i a l p n e u m o n i a,F I P)与4种基因的突变密切相关:表面活性蛋白C㊁表面活性剂A2㊁端粒酶R N A复合物㊁端粒酶逆转录酶㊂有研究发现,突变的表面活性蛋白C在F I P成员的肺泡上皮细胞中均有表达,引起Ⅱ型肺泡上皮细胞的内质网应激,而发生内质网应激的小鼠在B L M诱导后更易引起肺纤维化病变㊂因此,内质网应激导致肺泡上皮细胞损伤的人群,在发生二次感染损伤后,其肺纤维化倾向更加明显[31]㊂体外实验表明,表面活性剂A2的突变可能引起内质网应激,就像表面活性蛋白C突变一样㊂研究显示,表面活性剂A2有缺陷的小鼠更易引起肺泡上皮细胞损伤/死亡以及更明显的肺部炎症[32]㊂端粒功能障碍导致肺泡上皮干细胞衰老,导致肺部结构重塑且引起炎症反应㊂端粒酶逆转录酶在B L M㊁低氧㊁或二氧化硅引起的肺损伤中均有短暂升高[20]㊂建立F I P模型促进对其遗传学机制的进一步理解不仅有利于了解对特定家庭致病的靶基因,而且有可能发现对I P F的发病机制有重要意义的关键途径㊂242靶向Ⅱ型肺泡上皮细胞损伤模型目前研究证明I P F涉及肺泡上皮细胞的损伤和增生,故建立针对肺泡Ⅱ型上皮细胞的损伤模型是另一种研究肺纤维化的途径㊂该模型是利用转基因技术将肺泡上皮细胞的启动子通过载体融合诱导白喉毒素受体,注入小鼠受精卵中,建立Ⅱ型肺泡上皮细胞中表达白喉毒素受体的转基因小鼠[33]㊂通过每天腹腔注射80μg/k g的白喉毒素,连续14d,引发类似于I P F的肺泡上皮细胞增生增殖㊁间质增厚的病理改变㊂第21天开始出现纤维化改变并持续到第28天㊂该模型对于将上皮细胞特异性损伤转化为纤维化作为下游通路的研究具有重要的意义[34]㊂243细胞因子过度表达模型通过病毒载体的基因转移和转基因方法来诱导促纤维化细胞因子如T G F-β㊁T N F-α㊁I L-1β等的过度表达并通过介导下游信号通路而引发更接近于人类肺纤维化特点的表型[20]㊂在腺病毒诱导T G F-β过表达的小鼠模型中,第4天可观察到肺中活化的T G F-β显著升高,持续至第14天㊂肺部T G F-β的表达伴随中性粒细胞㊁巨噬细胞等浸润㊂肺胶原蛋白量在第4天亦有明显增加[35]㊂通过腺病毒载体介导的I L-1β过表达也被证明可引起肺纤维化㊂值得注意的是,I L-1β过表达也增加了T G F-β㊃2381㊃国际呼吸杂志2018年12月第38卷第23期I n t JR e s p i r,D e c e m b e r2018,V o l.38,N o.23的表达㊁T G F-β活性和血小板源生长因子(P D G F)的表达,表明它们是I L-1β的促纤维化途径的潜在下游介质[36]㊂同样,腺病毒介导的T N F-α基因转移也可引起肺纤维化㊂与I L-1β相似,T N F-α的过度表达导致早期炎症反应,大量中性粒细胞㊁巨噬细胞和淋巴细胞大量涌入㊂肺部病理切片显示在第7天出现α-S MA细胞,并且在第14天持续增加[1]㊂25其他肺纤维化模型由于目前尚没有一种肺纤维化的动物模型能完全模拟I P F的病理特点,故研究人员尝试将这些动物模型人源化㊂近年来,将人类I P F成纤维细胞静脉滴注到免疫缺陷型非肥胖的糖尿病小鼠(N O D/S C I D)中建立的人源化肺纤维化模型已经得到了广泛的关注[20]㊂肺纤维化的发展相对较快(注射后30~35d内发生)㊂该模型因可将成纤维细胞用细胞渗透染料标记,故充分了解成纤维细胞在肺纤维化发展的不同阶段的分裂分化状况,使研究不同类型肺纤维化患者的成纤维细胞成为可能,有助于进一步了解I P F的异质性,并可了解上皮成纤维细胞在免疫细胞缺乏时对疾病发病机制的影响[1]㊂但免疫缺陷小鼠价格昂贵,并需要专门的饲养环境,限制其广泛的应用㊂I P F是一种与年龄相关的疾病,近年来,衰老的标志如基因组不稳定性㊁端粒变短㊁表观遗传改变㊁细胞生理机能的下降和细胞衰老等,都被认为是与肺纤维化相关[37]㊂研究表明,老年小鼠比青壮年小鼠更容易受到包括B L M在内的促纤维化诱导剂的刺激㊂通过滴鼻给予小鼠γ-HV-68病毒,发现老年小鼠(>15个月)会诱导肺纤维化发生,而幼年小鼠则缺乏[20]㊂部分肺纤维化是因外伤致肺部挫伤而引起的,已建立数个相关的肺挫伤性纤维化损伤动物模型[1]㊂在2007年利用体表撞击器首次开发了一种类似单侧闭胸损伤的小鼠模型,目前正在与各种转基因动物一起使用[38]㊂在损伤后第7天,发现除了闭塞性细支气管炎的改变,还有肺纤维化的病变[39]㊂3总结动物模型是研究肺纤维化的一个重要工具,它为探索I P F和其他肺纤维化疾病发病机制及寻找治疗方法提供了重要的线索㊂综上所述,虽然目前并没有一种理想的模型能够完全复制肺纤维化患者的所有病理生理特征和症状,但利用现有不同类型的肺纤维化模型不仅能了解肺纤维化的不同特点,而且能够筛选出对肺纤维化更敏感的小鼠品系㊁寻找新的与临床类似的肺纤维化动物模型的确诊方法㊂相信随着技术的进步和研究的改进,肺纤维化小鼠模型的建立方法一定会不断得到完善,从而建立更符合人类肺纤维化病理过程的肺纤维化模型㊂参考文献1 M o o r eB L a w s o n W E O u r y T D e ta l A n i m a l m o d e l so ff i b r o t i c l u ng d i s e a s e J A mJR e s p i rC e l lM o lB i o l2013492167-179D O I101165r c m b2013-0094T R2 R a g h uG C o l l a r d H R E g a nJ J e t a l A no f f i c i a lA T S E R SJ R S A L A T s t a t e m e n t i d i o p a t h i c p u l m o n a r y f i b r o s i se v i d e n c e-b a s e d g u i d e l i n e sf o r d i ag n o s i s a n d m a n a g e m e n t JA mJR e s p i rC r i tC a r eM e d20111836788-824D O I101164r c c m 2009-040G L3 M o o r e B B H o g a b o a m C M M u r i n e m o d e l s o f p u l m o n a r yf i b r o s i s J A m JP h y s i o lL u ng C e l lM o lPh y si o l20082942152-1604 P u g l i s i S T o r r i s i S E G i u l i a n oR e t a l W h a tw ek n o wa b o u tt h 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t㊃3381㊃国际呼吸杂志2018年12月第38卷第23期I n t JR e s p i r,D e c e m b e r2018,V o l.38,N o.23h o m e o s t a s i s a n d a l v e o l a r e p i t h e l i a l c e l l s t r e s s i na m i o d a r o n e-i n d u c e d l u n g f i b r o s i s J T o x i c o l S c i20141421285-297D O I101093t o x s c i k f u17717 M o o r eB B M u r r a y L D a sA e t a l T h e r o l eo fC C L12i nt h er e c r u i t m e n t o f f i b r o c y t e sa n dl u n g f i b r o s i s J A m JR e s p i rC e l lM o lB i o l2006352175-181D O I101165r c m b2005-0239O C18 C h r i s t e n s e nP J G o o d m a nR E P a s t o r i z aL e t a l I n d u c t i o no fl u n g f i b r o s i si nt h e m o u s e b y i n t r a t r a c h e a li n s t i l l a t i o n o ff l u o r e s c e i n i s o t h i o c y a n a t e i sn o tT-c e l l-d e p e n d e n t J A m JP a t h o l199915551773-1779D O I101016S0002-94401065493-419 K i s h i m o t oT K a t oK A r a k a w aH e t a l C l i n i c a l r a d i o l o g i c a la n d p a t h o l o g i c a l i n v e s 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e l i a l c e l l i n j u r y J JP a t h o l20122282170-180D O I101002p a t h399235 W a r s h a m a n aG S P o c i a s k D A F i s h e rK J e ta l T i t r a t i o no fn o n-r e p l i c a t i n g a d e n o v i r u sa sav e c t o r f o r t r a n s d u c i n g a c t i v e T G F-b e t a1g e n e e x p r e s s i o n c a u s i n g i n f l a mm a t i o n a n df i b r og e n e s i s i nth el u n g so fC57B L6mi c e J I n tJ E x pP a t h o l2002834183-20136 K o l b M M a r g e t t s P J A n t h o n y D C e t a l T r a n s i e n te x p r e s s i o nof I L-1b e t a i n d u c e sa c u t e l u ng i n j u r y a n dch r o ni cr e p a i r l e a d i n g t o p u l m o n a r y f i b r o s i s J JC l i nI n v e s t2001107121529-1536D O I101172J C I1256837 T a s h i r oJ R u b i o G A L i m p e r A H e ta l E x p l o r i n g a n i m a lm o d e l st h a t r e s e m b l ei d i o p a t h i c p u l m o n a r y f i b r o s i s JF r o n t i e r si n m e d i c i n e20174118D O I103389f m e d20170011838 H o t h J J H u d s o nW P B r o w n l e eN A e t a l T o l l-l i k e r e c e p t o r2p a r t i c i p a t e s i n t h e r e s p o n s e t o l u n g i n j u r y i nam u r i n em o d e l o f p u l m o n a r y c o n t u s i o n J S h o c k2007284447-452D O I101097s h k0b013e318048801a39 R a g h a v e n d r a n K D a v i d s o n B A W o y t a s h J A e t a l T h ee v o l u t i o nof i s o l a t e db i l a t e r a l l u ng c o n t u s i o n f r o mb l u n t ch e s tt r a u m a i nr a t s c e l l u l a ra n dc y t o k i n er e s p o n s e s J S h o c k2005242132-138收稿日期2018-05-25㊃4381㊃国际呼吸杂志2018年12月第38卷第23期I n t JR e s p i r,D e c e m b e r2018,V o l.38,N o.23。
肺纤维化动物模型的研究进展
3、影像学评估
影像学评估是利用X线、CT、MRI等影像学手段对肺纤维化动物模型进行评估。 X线平片可以观察到肺部纹理的改变和肺野的浸润影，CT和MRI可以更准确地判断 肺部病变的位置、范围和程度。此外，采用分子影像学技术，如光学成像、磁共 振成像等，可以进一步了解肺部病变的分子机制。
二、肺纤维化动物模型
1、博来霉素诱导的肺纤维化模型：博来霉素是一种由轮枝链霉菌产生的碱 性糖肽类物质的多组分复合抗生素，被广泛用于诱导肺纤维化。通过在动物身上 注射博来霉素，可以引发炎症和纤维化反应。这种模型已被广泛应用于研究肺纤 维化的病因和病理生理过程。
2、石棉诱导的肺纤维化模型：石棉是一种已知的致癌物，可导致肺癌和肺 纤维化。通过让动物吸入石棉，可以模拟石棉诱发的肺纤维化。这种模型有助于 研究石棉对肺部的影响以及开发新的预防和治疗策略。
3、遗传工程模型：某些基因的突变已被发现与特发性肺纤维化有关。利用 基因编辑技术，科学家们已经成功地创建了这些突变的动物模型。这些模型有助 于研究这些基因在肺纤维化中的作用，以及可能的治疗方法。
三、研究进展
1、炎症在肺纤维化中的作用：近年来，越来越多的研究表明，炎症在肺纤 维化的发病过程中起着关键作用。通过使用各种动物模型，科学家们已经发现了 一些炎症介质和细胞因子在肺纤维化中的重要性，这为开发新的治疗方法提供了 新的途径。
参考内容
一、引言
肺纤维化是一种慢性进行性疾病，其特征为肺组织逐渐被纤维组织替代，导 致肺部功能逐渐丧失。此疾病可由多种原因引发，包括石棉、某些药物或放射治 疗，以及一些遗传因素。在过去的几十年中，尽管科学家们已经尝试了各种方法 来研究肺纤维化的发病机制和寻找治疗方法，但该疾病仍然是一个重要的医疗难 题。在这篇文章中，我们将讨论肺纤维化动物模型的研究进展，以及这些模型如 何帮助我们理解疾病的发展过程和测试新的治疗策略。
抗肿瘤药物博来霉素诱导小鼠肺纤维化模型
第5期邱雨雨，等:抗肿瘤药物博来霉素诱导小鼠肺纤维化模型-55 -抗肿瘤药物博来霉素诱导小鼠肺纤维化模型邱雨雨，张港，王鸣尚，杨小龙，董平轩*(德州学院医药与护理学院，山东德州253023)摘要:博来霉素(Bleomycin ,BLM ) 一 有抗肿瘤活性的天然产物，临床中具有导致肺纤维化损伤的副作用o 尝试 鼠肺间质纤维化简单易 实验方法’ C57BL/6小鼠，雌，随机分组° BLM 组一 注 酸博 素200 mg ( kg • bw )，对照组一次性注射相同剂量的生理性盐水’实验第21 d 实验组和对照组的小鼠留取肺组织，观察该实验中的小鼠肺 部 化,体重变化以及 ':与 雌 鼠对比,BLM 鼠肺部病理 主要为典型弥漫性炎、成纤维化部病理性基质 部质沉积 部病理变化特征,雌雄性别无明’ 有小鼠死亡 高，且病理变化不均一的特点’更加优化的肺纤维化 及其分子机制的深 有助于开发治疗肺纤维化 ’关键词:博 素;肺纤维化;尾静脉注射# C57BL/6 /J 、鼠中图分类号:R979C 文献标识码：A 文章编号：1008-021X (2021) 05-0055-03Pulmonary Fibrsis Model Inducee by Tail Vein Injection Bleomycin in MiccQiu Yuyu , Zhang Nang , Wang Mingshang , Yang Xiaolong , Dong Pingxuan *(Medicine and Nursing Department of Dezhou University , Dezhou 253023, China )Abstracc : Bleomycin was antitumor agent employed clinically for the treatment of several types of cancer. Objective of this study isioeipeooeiheopiomaemeihodsoobeeomycon ioonducepuemonaoyooboososon moce.40 C57BLL6 moceweoeoandomeydoeoded onioiwogooups : BLM maeegooup , BLM oemaeegooup , coniooemaeegooup and coniooeoemaeegooup.BLM eipeoomeniaegooup was oneecied woih beeomycon 200 mgL ( kg +bw ) once , whoeeiheconiooegooup wasoneecied woih ihesameamounioonoomaesaeone.Onihe21siday , a e ihemoceweoeko e e d , and iheeungio s uesooihemoceweoeiaken ioobseoeewheiheoihepaihoeogocaesiouciuoeooiheeungiossuewaschanged , and ihenoomaeweoghiand paoed woih iheconiooegooup moce , ihepuemonaoypaihoeogocaechangeson BLM gooup weoechaoacieoozed byiypocaedo o useioacheaepneumonoa ,eocaepaihoeogocaesioomaehypeopeasoaand ooboocyieooooboobeasi , deposoioon ooeiogenoussioomaon eocaepuemonaoyonieosioioumand eocaeaeeeoeaocaeoiy.Seeen BLM modeemocedoed and ihemooiaeoiyoaiewas35%.In ihosmeihod eipeoomeni , iheC57BLL6mousemodeeooeaoeypuemonaoyooboososwasesiabeoshed byoneeciongsongee-eaoge-dosebeeomycon ( 200 mgL ( kg +bw ) ) on iaoeeeon , aeihough iheeaoeydeaih oaieoomoceoseo i eehogh , and showed onhomogeneousooboososon iheeung.Then ihesompeeande o ecioeeiechnocaeioesiabeosh ooboososmodeeand oeseaochesoooismechanosm wo e makeoiheepoueiooeseaoch and deeeeopmenimedoconesooopuemonaoyooboosos.Key words : bleomycin ； pu —nona — fibrosis ； mil vein injection ； C57BL/6 mice博来霉素是从轮生链霉菌(Strep —myces ver/ci/is)培养液 中分离 一 基糖 产物，其结构如图1所示。
肺纤维化动物模型
关 于小鼠肺 纤维化的动物模 型给药 剂量 ， 究报 道存 在 研 很 大的差距 ， 剂量太小 ， 纤维 化不 显著 ， 肺 剂量太大 ， 引起小 鼠 死 亡率 太高 ， 以究竟使用 何种剂 量的博莱 霉素才是 最理 想 所
的造模 剂量 一直没有定论 。Ｂ Ｍ ５ｍ ／ ｇ气管 内注射是制 备 Ｌ ｇ ｋ
（０ｍ ／ ｇ ５次 ， 鼠的体重及肺 系数 变化更为 明显 ， 由于 ４ ｇ ｋ ） 小 但
通过单剂量 ｌ ２—１ Ｇ 全身 照射可 以形成辐 射诱导 的肺 ５ｙ
造模需要 的 Ｂ Ｍ总剂量较大 ， Ｌ 费用高 ， 且药物注射 次数较多 ， 因此 国内应 用受 到一 定 限制 。气 管滴 入法 主要 分布 在支 气 管、 细支气管周 围，与 Ｅ ｉ ｔ 报 道 的结 果相似 ， 先损伤 肺 ｋ ｏ ｍｏ 首 泡上皮细胞 ， 随着病 变进 展 ， 纤维 化的特 征性 改变 出现在 ２ ｌ
改变 ， 型形 成晚 ， 模 约需要 ４ ＿ 。腹 腔注射 Ｂ Ｍ 制作小 鼠 ０ｄ４ Ｊ Ｌ
肺纤维化动物模 型 ， 操作简便 、 快捷 、 个体间差异小 ， 可以减 轻
因手术操作熟练程度 的不 同造成 的纤 维化程度 不 同， 形成 的
病变主要分 布于胸膜 下 ， 近人类 特发性肺 纤维 化的影像 学 接 表现 ， 以腹腔注射法 与临床 ＩＦ病理分 布更为 接近 。李 丽 所 Ｐ 娜等 的研究提示 ： 分别 于实验 ０ ２ ４ ６ ８ｄ腹腔 注射 Ｂ Ｍ … 、 Ｌ
用， 因而常被 用来 制备 肺纤维化 动物模 型。１７ ９ ４年 ， ｄｍｓｎ Ａ ａ ｏ
等首次采用腹腔多次 注射博莱霉 素 的方法 ， 建立 了 鼠肺纤 维
化动物模型 。此后 ， 些学者 采用不 同动物及 不 同方 式建 立 一