不同模型复制方式致肺结节小鼠模型的比较研究

摘要

目的 比较多壁碳纳米管（MWCNT）、MWCNT+脂多糖（LPS）气管滴注、MWCNT+LPS雾化3种方法复制的肺结节小鼠模型，为后续研究提供依据。方法 将40只雄性C57BL/6小鼠随机分为空白组、MWCNT组、MWCNT+LPS气管滴注组与MWCNT+LPS雾化组，每组10只。空白组小鼠气管滴注同体积生理盐水，其余各组均气管滴注60μL 8 mg/kg MWCNT悬液，在此基础上，MWCNT+LPS气管滴注组联合进行气管滴注LPS溶液（5 mg/kg, 7 d/次），MWCNT+LPS雾化组联合进行雾化吸入LPS溶液（5 mg/mL,30 min/次，7 d/次），共28 d，第29天取材。检测小鼠肺功能[潮气量（TV）、每分钟通气量（MV）、特殊气道阻力（sRaw）、功能残气量（FRC）]，观察小鼠肺部影像学及组织病理学，免疫组织化学法检测巨噬细胞标志物F4/80和淋巴细胞标志物CD3⁺T蛋白表达，检测支气管肺泡灌洗液（BALF）中炎症细胞分类计数，LDH和BCA法检测肺损伤，血细胞分类法检测白细胞比例，酶联免疫吸附试验检测肺泡灌洗液（BALF）中干扰素-γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）与白细胞介素-2（IL-2）水平。结果 各组小鼠的TV、MV及FRC水平比较，差异均无统计学意义（P >0.05）；各组小鼠sRaw水平比较，差异有统计学意义（P<0.05）,MWCNT+LPS气管滴注组小鼠sRaw水平增加。肺部影像学显示，MWCNT组小鼠右肺可见一类圆形实性结节，MWCNT+LPS气管滴注组小鼠左肺可见片状磨玻璃样改变，MWCNT+LPS雾化组右肺可见一单发小斑片状改变。肺部组织病理学显示，空白组小鼠肺部光滑质嫩；MWCNT组小鼠肺部有黑色沉积影，表面有白色小结节；MWCNT+LPS气管滴注组肉眼可见大量黑色碳纳米粒沉积物，伴有大量白色结节形成；MWCNT+LPS雾化组小鼠肺部质嫩，中央部有大量黑色沉积物，可见团状小结节。HE染色显示，空白组小鼠肺泡管和肺泡规整，MWCNT组小鼠肺脏可见多灶性轻微肉芽肿，MWCNT+LPS气管滴注组小鼠肺脏可见中度多灶性肉芽肿，MWCNT+LPS雾化组小鼠肺脏可见多灶性轻微肉芽肿。免疫组织化学染色结果显示，与空白组相比，MWCNT组小鼠F4/80和CD3⁺T均在肺组织中少量浸润；MWCNT+LPS气管滴注组的F4/80呈灶状浸润，胞质染色强阳性，CD3⁺T细胞呈局灶性分布；MWCNT+LPS雾化组的F4/80与CD3⁺呈弥散性浸润，在组织间质中广泛分布。与空白组相比，MWCNT组、MWCNT+LPS气管滴注组、MWCNT+LPS雾化组小鼠BALF中性粒细胞数均增加（P<0.05）,MWCNT+LPS气管滴注组出现大量巨噬细胞。各组小鼠BALF的LDH值比较，差异有统计学意义（P<0.05）；与空白组相比，MWCNT组LDH值差异无统计学意义（P >0.05）,MWCNT+LPS气管滴注组LDH值升高（P<0.05）。各组小鼠BALF的BCA比较，差异无统计学意义（P >0.05）。与空白组相比，MWCNT+LPS气管滴注组的单核细胞和嗜酸性粒细胞计数升高（P<0.05）;MWCNT+LPS雾化组小鼠嗜酸性粒细胞计数升高（P<0.05），中性粒细胞、淋巴细胞及单核细胞比较，差异无统计学意义（P >0.05）。与空白组相比，MWCNT组TNF-α水平升高（P<0.05）,INF-γ、IL-2水平比较，差异无统计学意义（P >0.05）;MWCNT+LPS气管滴注组的INF-γ、TNF-α、IL-2水平均升高（P<0.05）;MWCNT+LPS雾化组的INF-γ、TNF-α、IL-2水平也均升高（P<0.05）。结论 MWCNT、MWCNT+LPS滴注和MWCNT+LPS雾化3种方法均可成功复制肺结节模型，其中MWCNT+LPS雾化方法复制的肺结节模型能够有效模拟人类结节病理生理学的多个关键特征，是肺结节机制研究和药物开发的有价值实验模型。

关键词

肺结节 / 多壁碳纳米管 / 脂多糖 / 肉芽肿 / 雾化