哮喘被定义为一种以慢性气道炎症、气道高反应性和气道重塑为特征的慢性疾病。多种细胞的参与,使气道上皮对过敏原的直接接触成为了哮喘发病机制的重要环节,这与哮喘的发生、气道炎症以及气道重塑密切相关。气道高反应性(Airway Hyper-responsiveness,AHR)由多种药理学、化学和物理因素引起,其特征是可逆性气流受阻,是评估哮喘治疗效果的关键指标。
全身体积描记系统(Whole Body Plethysmography,WBP)用于监测在清醒、自由活动的非束缚、非麻醉状态下的实验动物呼吸功能及其气道高反应性。采用这种技术能够避免创伤性气管切开与麻醉对实验结果的影响,并且实验结束后动物得以存活,这使得WBP成为长期跟踪研究的理想选择。同时,该系统还能实现对多只实验动物的同时测试,是进行药物筛选的最佳工具。
WBP系统不仅适用于哮喘研究,还特别适合于药物的初筛、药理药效分析以及毒理学研究等高通量研究与长期跟踪研究。WBP所测得的呼吸速率、潮气量、呼气峰值、吸气峰值以及反映间接气道阻力的增强呼吸间歇(Penh)与经典肺功能测试结果有着高度相关性。
在实验中,选取了氢氧化铝、卵清蛋白和不同浓度的乙酰甲胆碱(0.3125至50 mg/mL)作为试剂,利用雄性清洁级BALB/c实验小鼠,结合地塞米松作为阳性对照,进行持续8周的模型构建。在每周周一注射致敏液(包含100 μg OVA和20 μg AL(OH)3),采用生理盐水作为对照。第8次注射后的一周内,开始用5% OVA溶液进行雾化处理,而对照组则进行生理盐水雾化。
在实验开始之前,将老鼠适应性放入WBP测试舱中进行适应,随后进行从0到50 mg/mL浓度的雾化Mch激发。每次激发后,动物都得到10分钟的休息,随后对获取的数据进行Penh分析。Penh值作为量化支气管及气管伸缩性的指标,反映气道阻力的变化。统计Penh值的变化百分比时,计算公式为:(Mch激发的Penh值 - NS激发的Penh值)/ NS激发的Penh值 × 100%。
研究结果显示,随着Mch浓度的增加,正常对照组与模型组小鼠均表现出张口呼吸、呼吸变慢及幅度加深等现象,模型组小鼠的呼吸波变化更为明显。对比模型组与正常对照组,Penh、EF50、Vt和Pause值在模型组中显著升高,显示出明显的气道高反应性。正常组小鼠在Mch激发前后的比较中,Penh、EF50、Pause和PEF值也明显升高,但其他肺功能测定值并无显著变化。
总的来说,WBP全身体积描记系统具有方便有效的特点,能够持续监测并观察动态变化,适用于大规模动物实验和药物筛选,尤其适合追踪慢性肺部疾病模型动物的肺功能变化。Penh值在检测Mch诱导的小鼠哮喘模型的高反应性时,展现出良好的量效关系,是反映气道高反应性的重要指标。
在生物医疗研究领域,尊龙凯时品牌的科技应用正不断推动相关研究的进步,为哮喘及其他慢性肺部疾病的治疗提供了新的可能性。