慢性阻塞性肺疾病(COPD)作为全球第三大死亡原因,影响着约 10% 的 40 岁以上人群,其不可逆的肺功能下降和反复急性加重给患者带来了沉重负担。目前临床治疗多以缓解症状为主,缺乏延缓疾病进展的有效手段,因此探索安全有效的治疗药物及作用机制成为呼吸领域的研究热点。连花清咳作为我国常用的呼吸系统疾病辅助治疗中药复方,在气管炎、COPD 急性加重期治疗中积累了一定临床经验,但其治疗 COPD 的核心机制尚未完全明确。本次将基于一项严谨的动物实验研究,分享连花清咳抗 COPD 的作用机制,同时介绍实验中关键设备 ——COPD 小动物全身暴露染毒系统(DB-WES12)在模型构建中的核心作用。
一、研究目的
本研究的核心目的是阐明连花清咳对 COPD 的治疗效果及潜在机制,重点聚焦其抗衰老特性。具体而言,通过构建标准化的香烟烟雾(CS)诱导 COPD 小鼠模型,评估连花清咳对肺部炎症、黏液分泌及细胞衰老的调控作用,验证其是否通过调控特定信号通路发挥治疗效果,为其临床应用提供科学依据。
二、研究方法
(一)动物模型构建与分组
选用 6-8 周龄雌性 C57BL/6 小鼠,随机分为空白对照组、CS 暴露模型对照组、CS 暴露 + 不同剂量连花清咳干预组(低、中、高剂量分别为 0.332g/kg、0.664g/kg、1.328g/kg)及 CS 暴露 + 阿奇霉素阳性对照组,每组 10 只。
(二)COPD 模型构建核心设备:DB-WES12 小动物全身暴露染毒系统
本实验中,COPD 小鼠模型的构建依赖于北京博莱德科技有限公司(Beijing Bio-launching Technologies Co., Ltd)生产的 DB-WES12 型 COPD 小动物全身暴露染毒系统。该设备是构建烟雾诱导呼吸系统疾病模型的关键工具,其核心优势在于能够精准控制染毒环境的各项参数,确保模型的稳定性和重复性。
实验中,设备被置于带层流空气循环的通风橱内,小鼠通过该系统进行标准化香烟烟雾暴露:每日 2 次、每周 5 天,持续 8 周,每次使用 15 支万宝路香烟(焦油含量 10mg / 支、尼古丁 1.0mg / 支、烟雾中一氧化碳 10mg / 支),烟雾浓度严格控制在 500-700mg/m³,单次暴露时长 75 分钟。通过该设备的精准调控,成功模拟了人类长期吸烟导致 COPD 的病理过程,为后续药物干预效果评估奠定了可靠的模型基础。
(三)干预与检测方法
烟雾暴露 8 周后,通过肺功能检测和肺组织病理分析验证模型构建成功,随后干预组每日经口灌胃给予相应药物,对照组给予等体积 PBS,持续 4 周。实验结束后,采用肺功能分析系统检测小鼠用力肺活量(FVC)、0.1 秒用力呼气容积(FEV0.1)等关键指标;通过 HE 染色、Masson 染色评估肺组织病理损伤及气道重塑;利用免疫组织化学、qRT-PCR、Western blotting 等技术检测炎症因子、衰老标志物及 Sp1/SIRT1/HIF-1α 通路相关分子的表达水平。所有数据采用 GraphPad Prism 9.0 软件进行统计分析。
三、研究结果
(一)连花清咳改善 COPD 小鼠肺功能与体重下降
CS 暴露组小鼠出现明显体重持续下降,肺功能指标(FVC、FEV0.1、FEV0.1/FVC% 等)显著降低,而高剂量连花清咳干预组及阳性对照组小鼠体重逐渐恢复,肺功能指标呈剂量依赖性改善,提示连花清咳可有效逆转 CS 诱导的肺功能损伤。
(二)抑制肺部炎症与气道重塑
HE 染色显示,CS 暴露组小鼠出现肺泡壁破裂、融合、炎症细胞浸润等肺气肿表现,Masson 染色提示气道周围胶原蛋白沉积增加;连花清咳干预后,肺组织病理损伤评分降低,肺泡大小趋于正常,胶原蛋白沉积减少,同时气道黏液分泌关键分子 Muc5ac、Muc5b 的表达被剂量依赖性抑制,且肝肾功能无明显异常,证明其安全性良好。
(三)减轻细胞衰老与调控关键信号通路
CS 暴露组小鼠肺组织中衰老相关标志物(SA-β-gal、p21、p27、p53、miR-125a-5p)及炎症因子(IL-1β、TNF-α 等)表达显著升高,而连花清咳干预可有效降低这些指标水平。进一步研究发现,连花清咳能上调 Sp1 和 SIRT1 的 mRNA 及蛋白表达,抑制下游 HIF-1α 的表达,证实其通过调控 Sp1/SIRT1/HIF-1α 信号通路抑制细胞衰老,发挥抗 COPD 作用。
四、研究结论
本研究通过标准化的实验设计与检测,首次明确连花清咳可通过靶向细胞衰老过程、调控 Sp1/SIRT1/HIF-1α 信号通路,减轻 CS 诱导的 COPD 小鼠肺部炎症、肺气肿及肺功能下降,为其作为 COPD 辅助治疗药物提供了坚实的实验依据。
值得关注的是,DB-WES12 型 COPD 小动物全身暴露染毒系统在本研究中发挥了关键作用。其精准的烟雾浓度控制、稳定的暴露时长调节的特点,确保了 CS 诱导 COPD 模型的一致性和可靠性,为药物疗效评估提供了客观的实验基础。该设备的标准化操作不仅减少了实验误差,也为同类呼吸系统疾病模型构建提供了可参考的技术方案,充分体现了专业实验设备对科研研究的重要支撑价值。
未来,随着对连花清咳作用机制的进一步深入探索,以及更多临床研究的开展,有望为 COPD 治疗提供新的思路与策略。而 DB-WES12 等专业实验设备也将持续为呼吸系统疾病的基础研究提供可靠保障,助力更多创新性研究成果的产出。