小鼠高原低压低氧环境下运动导致急性肺损伤模型的构建与评估

摘要

背景 高原低压低氧环境导致的急性肺损伤(acute lung injury,ALI)发病机制尚未完全明确，模型的成功建立是探索其发病机制的基础。目的 在单纯的高原低压低氧环境基础上加入运动因素，建立一种新型的小鼠高原低压低氧环境联合运动导致的急性肺损伤模型。方法 应用高原模拟舱模拟高原低压低氧环境，应用小动物跑步机模拟小鼠运动状态。将100只C57BL/6J小鼠随机分为空白对照组、12 h、24 h、48 h、72 h五组，每组各20只。将小鼠置于高原模拟舱内的小动物跑步机上，模拟舱海拔升至8 000 m，跑步机速度调整：低速设定4 m/min，高速设定6 m/min，呈高低速循环模式，加速时间设定10 s。每运动1 h后休息20 min,12 h组共运动6 h后休息，其他实验组每日运动6 h，其余时间休息，于12 h、24 h、48 h、72 h分别将小鼠取出，观察模拟高原环境下运动后小鼠的行为状态、生理表现及生存情况。各组小鼠处死后观察肺组织病理改变、含水率，检测支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)蛋白含量、肺组织氧化应激指标丙二醛(malondialdehyde,MDA)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)水平以及血清炎症因子白细胞介素-1(interleukin-1,IL-1)、IL-6、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)变化情况。结果 空白对照组、12 h组、24 h组、48 h组、72 h组生存率分别为100%、100%、90%、80%、50%。肺组织HE染色可见空白对照组肺组织肺泡间隔正常，无肺泡间隔增宽、炎细胞浸润、肺泡萎陷、肺泡出血等情况；12 h组、24 h组肺组织肺泡间隔轻度增宽，炎症细胞轻度浸润，未见肺泡出血；48 h组、72 h组出现明显的肺泡间隔增宽，炎细胞大量浸润，且有肺泡内出血。24 h组、48 h组、72 h组肺损伤评分(Smith评分)相较于空白对照组均显著升高(P<0.001)。24 h组、48 h组、72 h组MDA相较于空白对照组均升高(P<0.05),72 h组最高(P<0.001)。24 h组、48 h组、72 h组SOD相较于空白对照组均降低(P<0.05),72 h组最低(P<0.001)。24 h组、48 h组、72 h组肺泡灌洗液蛋白浓度均升高(P<0.001),72 h组最高(P<0.001)。24 h组、48 h组、72 h组血清炎症因子IL-1相较于空白对照组均显著升高(P<0.001)。24 h组、48 h组、72 h组血清炎症因子IL-6相较于空白对照组均显著升高(P<0.001)。24 h组、48 h组、72 h组血清炎症因子TNF-α相较于空白对照组均显著升高(P<0.001)。结论 将小鼠置于模拟海拔8 000 m低压低氧环境下配合间断的运动刺激，48 h后可成功构建稳定的小鼠高原急性肺损伤模型。

关键词

高原 / 低氧 / 急性肺损伤 / 小鼠 / 动物疾病模型