过敏性哮喘诱导模型

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CSTR:16397.09.0G02001122

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过敏性哮喘诱导模型

资源英文名称

疾病概述

过敏性哮喘（以下简称哮喘）属于I型超敏反应又被称作变态反应，病变主要表现在肺支气管，是以可逆性支气管痉挛和气道高反应性为特点的慢性炎症。病理表现为以嗜酸性粒细胞为主的炎细胞在肺组织大量浸润，杯状细胞增生、黏液过度分泌及气道重塑等。近年来，世界范围内哮喘发病率逐年攀升，对人类健康危害极大，哮喘研究日益受到重视，作为哮喘机理及药物等研究的必备工具—动物模型发挥着重要的作用，模型的发展直接影响哮喘研究的进步。过敏性哮喘发病机制即I型超敏反应是该病模型的造模基础，在此基础上研究者根据研究目的选择不同的模型动物，卵蛋白、尘螨、花粉等不同变应原，哮喘发作、气道高反应性等不同阶段和气道阻力、Penh等不同指标检测方法及麻醉、清醒等不同动物生理状态，构建多种类型的模型。目前过敏性哮喘动物模型多样化且各有利弊，合理的选择是获得优秀研究成果的保证。

实验动物背景信息

模型制作方法

1. 实验动物

雄性SPF级挪威褐鼠，6 ~ 8周龄，体重140 ~ 150 g。

2. 模型构建

1）抗原致敏

挪威褐鼠按OVA混合Al(OH)3干粉（10+100mg/只）致敏液于第0天（d 0）和第5天（d5）在每只动物背部选取2点进行皮下注射，每点均注射0.2ml。

3）抗原激发过敏反应

于致敏后第35天将挪威褐鼠一起放入雾化箱中，雾化箱放入二级生物安全柜中将5% OVA 5mL加入压缩雾化吸入机，雾化吸入10分钟完成激发。激发完成后立即将挪威褐鼠转移至体积描记器中开始记录呼吸参数，持续记录16 h。

模型表型数据

1.特异性IgE结果

　　由表1可以看出，除OVA0.01组，OVA 0.1、OVA 1、OVA 10、OVA 0.1+Al(OH)3 100、OVA 1+Al(OH)3 100、OVA 10+Al(OH)3 100、OVA 1+Al(OH)3 52、OVA 1+Al(OH)34、OVA 10+Al(OH)3gel4组血清IgE含量与正常对照组相比均显著升高（P < 0.05），且随OVA剂量增大，IgE含量升高，加入佐剂组比单纯OVA组抗体含量高。OVA 10+Al(OH)3 100组与OVA 10+Al(OH)3gel4组的IgE含量无显著差异，均较其他组高，以OVA 10+Al(OH)3 100组为最高。如表1、2，OVA 10组与相当于其1%OVA含量但加入了一定佐剂的OVA 0.1+Al(OH)3 100组产生的抗体含量相当，且滴度相同，无统计学差异。从图1模型组（OVA 10+Al(OH)3 100组为代表），IgE含量随时间变化曲线可以看出，致敏后IgE水平呈现时间依赖性增长，在第1周内与正常对照组无明显差异，1周后IgE水平开始快速升高，在第2周内剧烈增长，2周后涨幅变缓慢呈现稳定的持续增长，在第5周达最高值，d 38时略有下降。

Fig. 1The curve of IgE content changes over time

图 1IgE含量随时间变化曲线

Tab. 1 The influence of different sensitization methods to day35 IgE content

表1 不同致敏方法对d 35 IgE含量的影响

Group	IgE content
Normal control group	0.05±0.01
OVA0.01	0.05±0.03
OVA0.1	0.13±0.06*
OVA1	0.39±0.17*
OVA10	1.66±0.42*
OVA 0.1+Al(OH)3 100	1.78±0.35*
OVA 1+Al(OH)3 100	2.08±0.32*
OVA 10+Al(OH)3 100	2.80±0.33*
OVA 1+Al(OH)3 52	2.29±0.14*
OVA 1+Al(OH)3 4	2.31±0.13*
OVA 10+Al(OH)3gel4	2.61±0.17*

Tab. 2 The IgE titer of the day 35 sera of OVA 10 and OVA 0.1+Al(OH)3 100groups

表2 OVA 10和OVA 0.1+Al(OH)3 100组d 35的IgE滴度

Group	IgE titer
	Value	Range
OVA 10	409600±0.00	409600-409600
OVA 0.1+Al(OH)3 100	409600±0.00	409600-409600

2.哮喘发作全过程记录结果

　　正常对照组激发后的Penh曲线在16 h内较稳定，没有明显波动（图2A）。其Penh限值为1.14（0.90+3*0.08），大于1.14即为Penh值升高。与正常对照组相比（图2B），致敏组（OVA 10+Al(OH)3 100组为代表）激发后Penh值立即升高，其Penh曲线在前1 h内有明显上升（图3B）。之后曲线有轻度下降，再开始剧烈上升达峰值后剧烈下降再缓慢下降至基线水平（图3A）。如表3所示，单一OVA 0.1mg至10mg致敏，激发后均出现气道反应。低剂量时仅有EAR，随剂量增加，反应加重，LAR发生的比例增加。加入Al(OH)3佐剂致敏后反应进一步加强，EAR和LAR都出现的动物可达半数以上。如表4所示，正常对照组和OVA 10+Al(OH)3 100、OVA 10+Al(OH)3 gel4组的EAR峰值和LAR峰值都有差异，两个模型组没有差异。两个模型组的EAR面积、LAR持续时间、LAR面积也无明显差异。OVA 10+Al(OH)3 100组连续出现EAR和LAR的动物数为整组6只。

Fig.2The Penh running average curve of normal control group

图2正常对照组Penh移动平均曲线

Fig.3The Penh running average curve of OVA 10+Al(OH)3 100group

图3OVA 10+Al(OH)3 100组Penh移动平均曲线

Tab.3 The count of EAR and LAR

表3 EAR和LAR反应次数统计

Grops	Only EAR	Only LAR	Both EAR and LAR
Normal control group	0/6	0/6	0/6
OVA0.01	0/6	0/6	0/6
OVA0.1	1/6	0/6	0/6
OVA1	1/6	0/6	2/6
OVA10	1/6	0/6	2/6
OVA 0.1+Al(OH)3 100	1/6	0/6	5/6
OVA 1+Al(OH)3 100	0/6	0/6	4/6
OVA 10+Al(OH)3 100	0/6	0/6	6/6
OVA 1+Al(OH)3 52	1/6	0/6	4/6
OVA 1+Al(OH)3 4	1/6	0/6	5/6
OVA 10+Al(OH)3gel4	1/6	0/6	5/6

Tab.4 The EAR and LAR of OVA 10+Al(OH)3 100and OVA 10+Al(OH)3gel4groups

表4 OVA 10+Al(OH)3 100、OVA 10+Al(OH)3gel4组EAR和LAR

Group	EAR Peak	EAR AUC	LAR Peak	LAR Duration /h	LAR AUC	Both EAR and LAR
normal control	1.34±0.14	——	2.00±0.22	——	——	0/6
OVA 10 + Al(OH)3100	7.54±1.25*	170.50±76.11	20.78±10.87*	7.58±2.18	2656.00±590.36	6/6
OVA 10 + Al(OH)3gel 4	13.26±7.10*	227.50±167.92	15.19±2.53*	7.83±4.18	1787.20±1110.75	5/6

3. 肺组织病理检测结果

　　如图4与正常对照组相比（图4C、D），OVA 10+Al(OH)3 100组（图4A、B）显示血管充血，肺组织有灶性出血，肺泡间隔增宽，肺泡腔内有渗出，分泌物增多（箭头所示），且以嗜酸性粒细胞为主的炎细胞也增多，提示造模成功，符合哮喘时有以嗜酸性粒细胞浸润为主的炎症的特点。

Fig.4The HE staining of left lungon day 38

图4第38天左肺HE染色结果

动物模型的评价与验证

哮喘反应（速发相和迟发相）、病理改变（包括肺炎细胞浸润和黏液分泌等）、血免疫指标（血清IgE及相关免疫细胞及细胞因子）等。

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