肺纤维化是一种以肺间质瘢痕形成和功能丧失为特征的慢性疾病，常见于特发性肺纤维化（IPF）和放射性/药物性肺损伤。以下是主要实验模型及其构建方法、评价指标和应用场景。
构建步骤：
动物选择：C57BL/6小鼠（敏感性高）、SD大鼠（适用于长期研究）。
给药途径：
气管内滴注（最常用）：麻醉后经气管插管注射博来霉素（小鼠：1-3 U/kg，大鼠：5-7 U/kg，溶于50 μL生理盐水）。
雾化吸入：连续3-5天雾化暴露（浓度0.5-1 U/mL，每日30分钟）。
时间节点：
急性炎症期：7-14天（炎性细胞浸润为主）。
纤维化期：21-28天（胶原沉积高峰）。
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基因/表型 |
特点 |
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TGF-β1过表达 |
直接驱动成纤维细胞活化和胶原合成 |
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SP-C突变（SFTPC突变） |
模拟遗传性间质性肺病（如IPF） |
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Fas配体诱导凋亡 |
肺泡上皮凋亡驱动纤维化 |
适用场景：研究放疗后肺纤维化机制及干预措施。
构建方法：
成纤维细胞过继转移：体外激活的成纤维细胞（如过表达α-SMA）经尾静脉注射至小鼠。
骨髓来源细胞（BMDC）：移植GFP标记的BMDC，追踪其在肺组织中的分化（如转化为肌成纤维细胞）。
H&E染色：评估炎症细胞浸润、肺泡结构破坏（Ashcroft评分：0-8分，≥4分为显著纤维化）。
Masson三色染色：胶原纤维（蓝色）定量分析（ImageJ软件计算胶原面积占比）。
免疫组化：检测α-SMA（肌成纤维细胞标志物）、TGF-β、Vimentin等。
qPCR/WB：
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基因/蛋白 |
功能 |
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Col1a1、Col3a1 |
胶原合成关键基因 |
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TGF-β1、CTGF |
促纤维化因子 |
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MMP-9、TIMP-1 |
细胞外基质重塑调控因子 |
ELISA：检测血清或肺泡灌洗液（BALF）中IL-6、TNF-α、PDGF等炎性因子。
无创肺功能仪（FlexiVent系统）
肺顺应性（Cdyn）：纤维化肺组织顺应性下降。
气道阻力（Rn）：晚期纤维化时显著升高。
4. 羟脯氨酸含量测定
原理：羟脯氨酸是胶原蛋白特征性氨基酸，含量反映纤维化程度。
正常参考值：小鼠肺组织≈10 μg/g，模型组可达30-50 μg/g。
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模型类型 |
优点 |
局限性 |
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博来霉素诱导 |
操作简单、成本低、成模周期短（3-4周） |
个体差异大，部分动物自愈倾向 |
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基因工程模型 |
靶向特定通路，机制明确 |
成本高、表型潜伏期长（3-6个月） |
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辐射诱导 |
模拟临床放疗后纤维化 |
需专用设备，死亡率高（急性期） |
药物开发：测试抗纤维化药物（如尼达尼布、吡非尼酮）或天然化合物（姜黄素、白藜芦醇）。
机制研究：
上皮-间质转化（EMT）在纤维化中的作用。
巨噬细胞极化（M1/M2）对纤维化的调控。
干细胞治疗：评估间充质干细胞（MSC）或外泌体修复肺损伤的效果。
生物材料评估：纳米颗粒或水凝胶载药系统的靶向递送效率。
博来霉素剂量控制：过量导致急性肺水肿（小鼠死亡率＞50%）。
麻醉风险：气管插管需熟练操作，避免气道穿孔。
伦理规范：
疼痛管理：术后给予布洛芬或卡洛芬。
终点标准：体重下降＞20%或呼吸窘迫时需安乐死。
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组别 |
Ashcroft评分 |
羟脯氨酸（μg/g） |
肺顺应性（mL/cmH2O） |
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对照组 |
1.2 ± 0.3 |
12 ± 3 |
0.055 ± 0.005 |
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博来霉素模型组 |
5.8 ± 1.1 |
42 ± 8 |
0.028 ± 0.003 |
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尼达尼布治疗组 |
3.2 ± 0.7 |
25 ± 5 |
0.045 ± 0.004 |
