动物雾化给药仪OVA 诱导小鼠哮喘模型构建
2026-08-24 来源:本站 点击次数:41元森凯德动物雾化给药仪OVA 诱导小鼠哮喘模型构建
一、模型构建方法1.1 实验动物
选用 6–8 周龄雌性 BALB/c 小鼠，饲养于无特定病原体（SPF）级动物房，12 h 光暗循环，环境温度 24 ± 1°C，自由摄食饮水。适应性饲养 1 周后开始实验。
1.2 致敏阶段（第 0 天）
每只小鼠经腹腔注射（i.p.）100 µL 致敏液，配方为：250 µg 鸡卵清蛋白（OVA，Sigma-Aldrich）+ 4 mg/mL 氢氧化铝佐剂，溶于无菌 PBS 中。空白对照组（Naïve）同期注射等量无菌 PBS。
1.3 雾化激发阶段（第 7 天）
致敏后第 7 天，采用某企生物技术有限公司小动物雾化给药仪【如下图】，对小鼠进行 OVA 雾化激发，替代传统鼻内滴注方式，以更贴近人类哮喘发病的自然吸入途径。
- 雾化剂配制：将 OVA 以无菌 PBS 配制成 1 mg/mL 工作液（总用量约 50 mL，含 50 mg OVA）。
- 雾化给药：该型号小动物雾化给药仪，克服传统超声雾化空化效应导致的蛋白变性与颗粒不均问题，生成的气溶胶质量中位空气动力学直径（MMAD）稳定在1–5 µm范围内，可高效沉积于小鼠下呼吸道及肺泡区域，精准模拟人体吸入致敏过程。
- 给药舱设置：将小鼠置于该型号小动物雾化给药仪配套的透明密闭式小鼠给药舱中，可实现多只小鼠并行雾化，确保组内每只动物暴露条件高度一致。透明舱体便于实时观察小鼠状态。
- 雾化参数：精确设定雾化时间与给药气流速率，使 OVA 气溶胶在舱内均匀分布并维持稳定浓度。单次雾化持续约 30 min，期间小鼠自由呼吸。
- 安全防护：该型号小动物雾化给药仪配备高效废气过滤模块，对排出的 OVA 气溶胶进行净化处理，防止致敏原在实验室环境中扩散，保障操作人员安全。
- 方法学优势：相较于传统鼻内滴注（需麻醉、操作侵入性强、药物分布不均、个体差异大），该型号小动物雾化给药仪雾化激发无需麻醉，大幅减少动物应激反应对免疫和内分泌系统的干扰；气溶胶颗粒均匀沉积于全肺各叶，模型一致性与可重复性显著提升，更符合动物伦理与现代吸入毒理学规范。
1.4 干预治疗阶段（第 1–14 天）
治疗组（Ova-RES）小鼠每日经灌胃给予白藜芦醇（RES）100 mg/kg（溶于 200 µL 羧甲基纤维素钠溶液中）；模型对照组（Ova-veh）给予等量 CMC 溶媒；空白对照组不做处理。连续给药 14 天。
治疗组（Ova-RES）小鼠每日经灌胃给予白藜芦醇（RES）100 mg/kg（溶于 200 µL 羧甲基纤维素钠溶液中）；模型对照组（Ova-veh）给予等量 CMC 溶媒；空白对照组不做处理。连续给药 14 天。
- 拓展应用提示：对于吸入途径给药的候选药物（如吸入性糖皮质激素、支气管扩张剂、纳米制剂、外泌体、核酸药物等），可同样利用该型号小动物雾化给药仪在第 1–14 天进行雾化给药治疗，实现 "造模与给药同一途径" 的严谨实验设计，进一步提升药效学评价的临床相关性。
1.5 样本采集（第 15 天）
末次给药后 24 h，小鼠经麻醉后进行肺功能检测，随后安乐死，采集血清、支气管肺泡灌洗液（BALF）、肺组织及结肠内容物，用于后续各项指标检测。
二、模型评价指标
2.1 肺功能检测（气道高反应性评价）
采用全身体积描记系统评价气道高反应性（AHR）。检测流程：
末次给药后 24 h，小鼠经麻醉后进行肺功能检测，随后安乐死，采集血清、支气管肺泡灌洗液（BALF）、肺组织及结肠内容物，用于后续各项指标检测。
二、模型评价指标
2.1 肺功能检测（气道高反应性评价）
采用全身体积描记系统评价气道高反应性（AHR）。检测流程：
- 小鼠置于体描箱内适应 10 min，记录基线（BL）肺功能参数 5 min。
- 依次雾化吸入 PBS（30 s）和梯度浓度乙酰甲胆碱（Mch，25 mg/mL，30 s），每次激发后记录 3 min。
- 全程每 2 s 自动采集一次数据。
- 呼吸频率（F, Frequency）：哮喘模型组在 Mch 激发后显著下降。
- 平均潮气量（MV, Mean Volume）：反映肺通气效率。
- 特异性气道阻力（sRaw, Specific Airway Resistance）：哮喘核心指标，模型组显著升高，是判断药物疗效的金标准之一。
- 延迟时间（dT, Delay Time）：反映胸腔与鼻腔间气流传导时间，模型组延长。
- 附加参数：特异性气道传导率（sGaw）、呼气峰流速（PEF）、吸气时间（Ti）、呼气时间（Te）。
- 关联价值：Mch 激发同样可通过该型号小动物雾化给药仪完成，其 MMAD 1–5 µm 的稳定输出确保 Mch 在各肺叶均匀沉积，使 AHR 检测结果更稳定、组间差异更清晰。
2.2 炎症因子与趋化因子检测
采用 ELISA 法检测血清、BALF 及肺浸润单个核细胞培养上清中的细胞因子谱：
采用 ELISA 法检测血清、BALF 及肺浸润单个核细胞培养上清中的细胞因子谱：
- 促炎 Th2 型细胞因子：IL-4、IL-5、IL-13（哮喘核心效应因子）
- 促炎通用因子：IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ
- 趋化因子：CCL2（MCP-1）
- 抗炎因子：IL-10、TGF-β
模型判定标准：OVA 模型组 Th2 型细胞因子（IL-4、IL-5、IL-13）及促炎因子显著升高，抗炎因子 IL-10 降低；有效治疗可逆转上述变化。
2.3 气道黏液高分泌评价（MUC5AC 免疫荧光）
肺组织经 4% 多聚甲醛固定、石蜡包埋、切片（5 µm）后，采用抗 MUC5AC 单克隆抗体进行免疫荧光染色，DAPI 复染细胞核，荧光显微镜下观察并拍照。MUC5AC是气道杯状细胞分泌的主要黏蛋白，其表达上调是哮喘气道黏液栓塞的标志性病理改变。以校正总细胞荧光强度（CTCF）进行半定量分析。模型组气道上皮 MUC5AC 表达显著增强；有效治疗可显著降低黏液分泌。
2.4 气道上皮屏障功能评价（紧密连接蛋白 RT-qPCR）
分离纯化肺上皮细胞，提取总 RNA，逆转录后进行实时荧光定量 PCR（RT-qPCR），检测紧密连接蛋白基因表达：
2.3 气道黏液高分泌评价（MUC5AC 免疫荧光）
肺组织经 4% 多聚甲醛固定、石蜡包埋、切片（5 µm）后，采用抗 MUC5AC 单克隆抗体进行免疫荧光染色，DAPI 复染细胞核，荧光显微镜下观察并拍照。MUC5AC是气道杯状细胞分泌的主要黏蛋白，其表达上调是哮喘气道黏液栓塞的标志性病理改变。以校正总细胞荧光强度（CTCF）进行半定量分析。模型组气道上皮 MUC5AC 表达显著增强；有效治疗可显著降低黏液分泌。
2.4 气道上皮屏障功能评价（紧密连接蛋白 RT-qPCR）
分离纯化肺上皮细胞，提取总 RNA，逆转录后进行实时荧光定量 PCR（RT-qPCR），检测紧密连接蛋白基因表达：
- Occludin（闭合蛋白）
- Claudin-18（紧密连接蛋白 - 18）
- ZO-1（闭锁小带蛋白 - 1）
- E-cadherin（E - 钙黏蛋白）
以 GAPDH 为内参，采用 2^-ΔΔCt 法进行相对定量。
模型判定标准：OVA 模型组上述紧密连接蛋白基因表达显著下调，提示气道上皮屏障完整性受损；有效治疗可恢复屏障蛋白表达。
2.5 内毒素（LPS）检测
采用鲎试剂显色法（LAL Chromogenic Endotoxin Quantitation Kit）检测 BALF 中 LPS 浓度。哮喘状态下肺菌群失调可导致革兰阴性菌来源 LPS 升高，加重炎症。
2.6 肺与肠道微生物群分析（16S rRNA 测序）
采用鲎试剂显色法（LAL Chromogenic Endotoxin Quantitation Kit）检测 BALF 中 LPS 浓度。哮喘状态下肺菌群失调可导致革兰阴性菌来源 LPS 升高，加重炎症。
2.6 肺与肠道微生物群分析（16S rRNA 测序）
- 肺组织：取 500 mg 肺组织，采用珠磨法裂解，提取细菌基因组 DNA，进行 16S rRNA 基因 V3–V4 区测序。
- 结肠内容物：无菌 PBS 冲洗结肠，收集内容物，提取 DNA 后同样进行 16S 测序。
- 生物信息学分析：使用 Nephele 等平台进行 OTU 聚类、主坐标分析（PCoA）、LEfSe 差异物种分析及 PICRUSt 功能预测。
- 关键发现参考：OVA 哮喘模型存在肺 - 肠轴菌群失调；有效干预可富集有益菌（如肺中Akkermansia muciniphila、肠道中Bacteroides acidifaciens），并下调 LPS 生物合成通路。
2.7 短链脂肪酸（SCFAs）检测
采用气相色谱 - 质谱联用（GC-MS）检测结肠内容物中乙酸、丙酸、丁酸浓度，以 4 - 甲基戊酸为内标。丁酸等 SCFAs 具有显著的抗炎和哮喘保护作用。
2.8 组织病理学评价（补充）
肺组织石蜡切片行 HE 染色（炎症细胞浸润）、PAS 染色（杯状细胞增生 / 黏液分泌）、Masson 三色染色（胶原沉积 / 气道重塑），进行半定量病理评分。
三、总结
3.1 模型特点总结
OVA 诱导的 BALB/c 小鼠哮喘模型是目前国际上应用最广泛的过敏性哮喘动物模型，可稳定重现人类哮喘的核心病理生理特征：
采用气相色谱 - 质谱联用（GC-MS）检测结肠内容物中乙酸、丙酸、丁酸浓度，以 4 - 甲基戊酸为内标。丁酸等 SCFAs 具有显著的抗炎和哮喘保护作用。
2.8 组织病理学评价（补充）
肺组织石蜡切片行 HE 染色（炎症细胞浸润）、PAS 染色（杯状细胞增生 / 黏液分泌）、Masson 三色染色（胶原沉积 / 气道重塑），进行半定量病理评分。
三、总结
3.1 模型特点总结
OVA 诱导的 BALB/c 小鼠哮喘模型是目前国际上应用最广泛的过敏性哮喘动物模型，可稳定重现人类哮喘的核心病理生理特征：
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维度 |
模型特征 |
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免疫学 |
典型 Th2 偏移，IL-4/IL-5/IL-13 大量分泌 |
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肺功能 |
乙酰甲胆碱激发后气道高反应性（AHR） |
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病理学 |
气道炎症细胞浸润、杯状细胞增生、黏液高分泌、上皮屏障损伤 |
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菌群学 |
肺 - 肠轴菌群失调，有益菌减少，LPS 代谢通路上调 |
3.2 HY-JSE01 在模型构建中的不可替代价值
该型号小动物雾化给药仪，为 OVA 哮喘模型的标准化构建提供了关键技术支撑，其核心优势体现在：
该型号小动物雾化给药仪，为 OVA 哮喘模型的标准化构建提供了关键技术支撑，其核心优势体现在：
- 高效雾化给药技术：MMAD 稳定在 1–5 µm，确保 OVA/Mch/ 药物精准沉积于下呼吸道和肺泡，克服超声雾化蛋白变性与颗粒不均的固有缺陷。
- 高一致性与可重复性：多只小鼠并行置于透明密闭给药舱，统一气溶胶暴露条件，组内个体差异显著低于鼻内滴注，为药效学评价提供可靠统计学基础。
- 低应激、高伦理：非侵入式自主吸入，无需麻醉，避免应激激素对免疫指标的干扰，符合 3R 原则与动物伦理规范。
- 全流程适配：从 OVA 致敏原激发、Mch 气道反应性激发到候选药物雾化治疗，均可在同一平台完成，实现 "造模 — 评价 — 治疗" 全链路吸入途径的统一。安全与扩展：高效废气过滤保障人员安全；可选配微量发生模块适配珍贵样品（如纳米药物、外泌体、核酸制剂），支持前沿吸入制剂研发。
3.3 应用展望
基于该型号小动物雾化给药仪构建的 OVA 小鼠哮喘模型，不仅适用于经典抗炎药物（如糖皮质激素、白三烯受体拮抗剂）的药效学评价，更可拓展至吸入性纳米药物、外泌体、mRNA / 核酸药物、肠道微生态干预制剂等前沿领域的临床前研究。其精准、稳定、高通量的雾化给药能力，将为呼吸系统疾病新药研发提供坚实的技术平台保障。
3.4 部分用户案例：哈佛大学，麻省理工学院，新加坡国立大学，瑞士苏黎世联邦理工学院，加拿大麦吉尔大学，中国科学院上海药物研究所，中国中医科学院中药研究所，丽珠医药集团股份有限公司，康龙化成（宁波）生物医药有限公司，中日医院呼吸病学研究中心/中日友好临床医学研究所，北京中医药大学，中国药科大学，沈阳药科大学，复旦大学，浙江大学，四川大学，广州医科大学附属第一医院呼吸疾病国家重点实验室，中南大学湘雅医学院等
基于该型号小动物雾化给药仪构建的 OVA 小鼠哮喘模型，不仅适用于经典抗炎药物（如糖皮质激素、白三烯受体拮抗剂）的药效学评价，更可拓展至吸入性纳米药物、外泌体、mRNA / 核酸药物、肠道微生态干预制剂等前沿领域的临床前研究。其精准、稳定、高通量的雾化给药能力，将为呼吸系统疾病新药研发提供坚实的技术平台保障。
3.4 部分用户案例：哈佛大学，麻省理工学院，新加坡国立大学，瑞士苏黎世联邦理工学院，加拿大麦吉尔大学，中国科学院上海药物研究所，中国中医科学院中药研究所，丽珠医药集团股份有限公司，康龙化成（宁波）生物医药有限公司，中日医院呼吸病学研究中心/中日友好临床医学研究所，北京中医药大学，中国药科大学，沈阳药科大学，复旦大学，浙江大学，四川大学，广州医科大学附属第一医院呼吸疾病国家重点实验室，中南大学湘雅医学院等
附：北京元森凯德生物技术有限公司研制生产的动物雾化吸入给药仪器（型号：HY-JSE01 ），主要包括大/小动物肺部气管直接递送装置（动物气道雾化针）、小动物雾化给药仪，动物口鼻吸入、仅鼻腔雾化/鼻-脑给药器、全身式暴露染毒、动物烟气/PM2.5染毒系统、粉尘气溶胶发生器、液体气溶胶发生器、静式吸入染毒柜、臭氧动物暴露装置、动物高低压氧舱，此外给客户多样化提供自动型实验动物安乐处死系统（窒息系统、二氧化碳安乐处死箱），实验动物除臭暂存系统，巴马香猪皮，NGI Gentle Rocker智能洗盘装置，NGI新一代撞击器和ACI安德森撞击器的校验与检测。
24h技术服务和销售热线：17810632981 （手机号码同微信号）公司官网：www.yskdbt.com
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