博來(lái)霉素（BLM）誘導(dǎo)小鼠肺纖維化模型操作解釋

博來(lái)霉素（Bleomycin, BLM）是一種化療藥物，最初用于治療某些類型的癌癥。然而，其副作用之一是可能導(dǎo)致肺纖維化。BLM通過(guò)與DNA結(jié)合，導(dǎo)致DNA斷裂、自由基產(chǎn)生、氧化應(yīng)激反應(yīng)，從而引發(fā)細(xì)胞凋亡或壞死，進(jìn)而誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)和纖維化。由于肺纖維化是一種高死亡率、預(yù)后極差的疾病，缺乏有效的治療方法，因此BLM誘導(dǎo)的肺纖維化動(dòng)物模型被廣泛應(yīng)用于研究肺纖維化的發(fā)病機(jī)制和開(kāi)發(fā)新藥。

 

（一）氣管滴注與氣管霧化造模方法對(duì)比

1. 氣管滴注法
氣管滴注是BLM誘導(dǎo)肺纖維化模型的常用方法之一。該方法通過(guò)將BLM直接注入小鼠氣管，使藥物直達(dá)肺部靶器官，引起肺部損傷。氣管滴注法操作簡(jiǎn)便、費(fèi)用較低、可重復(fù)性高，且病灶分布均勻。通常，BLM的用量為3.5-5mg/kg，單次給藥后約7天出現(xiàn)炎癥反應(yīng)，14天發(fā)生肺纖維化，21-28天肺纖維化病變最明顯。
優(yōu)點(diǎn)：

• 方法可靠，劑量小，次數(shù)少，制模時(shí)間短。
• 操作簡(jiǎn)便，適合大規(guī)模實(shí)驗(yàn)。
• 藥物直接作用于肺部，肺損傷反應(yīng)明顯。
• 與人類肺纖維化的病理特征相似。

缺點(diǎn)：

• 可能導(dǎo)致急性肺損傷。
• 纖維化病灶分布以支氣管周圍為顯著，不夠彌散。
• 有窒息風(fēng)險(xiǎn)，需注意操作安全。

2. 氣管霧化法
氣管霧化是一種更先進(jìn)的給藥方式，通過(guò)肺部霧化給藥器將BLM均勻分布于肺部，使藥物顆粒大小為2.5-4 μm，能夠均勻分布并到達(dá)胸膜下區(qū)域，模擬了人類肺纖維化的臨床特征。與氣管滴注法相比，氣管霧化法不需要穿刺氣管，減少了動(dòng)物的損傷與痛苦，可作為復(fù)制肺纖維化小鼠模型的優(yōu)選方案。
優(yōu)點(diǎn)：

• 藥物分布更均勻，纖維化改變更彌散，更接近人類肺纖維化改變。
• 操作簡(jiǎn)便，無(wú)需穿刺氣管，減少動(dòng)物痛苦。
• 適合研究鼻腔氣霧劑對(duì)肺部病理生理學(xué)的影響。

缺點(diǎn)：

• 需要專門(mén)的大小鼠吸入霧化設(shè)備，比如北京元森凱德生物公司研制生產(chǎn)的小動(dòng)物氣管肺直接遞送裝置（氣道霧化針）+小動(dòng)物可視化成像喉鏡或小動(dòng)物霧化給藥儀

（二）解決方案：降低博來(lái)霉素（BLM）誘導(dǎo)小鼠肺纖維化模型的死亡率

1. 使用YSKD  Microsprayer氣管霧化（結(jié)合小動(dòng)物實(shí)時(shí)可視化成像喉鏡+操作臺(tái)），可使得藥物分布更均勻，減少局部高濃度帶來(lái)的毒性，降低小鼠死亡率【使用YSKD Bio-tech儀器已經(jīng)發(fā)表的BLM小鼠肺纖維化造模,影響因子18.9、SCI 1區(qū)高分文章】

2.計(jì)算肺容量/氣管給藥量，BLM小鼠肺纖維化:

2.1小鼠肺容量體積的計(jì)算方法：肺容量體積通常通過(guò)肺系數(shù)（肺濕重/體重） 或灌流法間接估算

 

肺系數(shù)法：處死后迅速取出肺組織稱濕重，計(jì)算與體重的比值（肺系數(shù) = 肺濕重 mg / 體重 g）。正常小鼠肺系數(shù)約 6–9 mg/g，纖維化模型可升至 12–15 mg/g。

 

灌流固定法：氣管灌注4%多聚甲醛（10 mL/kg 體重），使肺均勻膨脹至生理狀態(tài)后固定，通過(guò)排水法或影像學(xué)（如微型CT）測(cè)量體積。

 

羥脯氨酸（HYP）含量：作為膠原沉積標(biāo)志物，間接反映纖維化程度（正常肺HYP ≈ 1–2 μg/mg，纖維化后可達(dá)5–8 μg/mg）。

 

示例計(jì)算：若小鼠體重25 g，肺濕重200 mg，則肺系數(shù) = 200 mg / 25 g = 8 mg/g（正常范圍）；若纖維化后肺濕重增至300 mg，則系數(shù)為12 mg/g。

 

2.2氣管霧化給藥量的精確控制

顆粒大小：需控制在 2.5–4 μm，確保均勻分布至肺泡而不沉積于大氣道。

BLM濃度與劑量：

常用濃度：5–7 U/mL（溶于生理鹽水）。

單次給藥量：40–50 μL/只（如5 U/kg BLM）。

 

3.避免肺泡損傷的關(guān)鍵操作

麻醉深度控制：

麻醉劑：戊巴比妥鈉（75 mg/kg 腹腔注射），以足趾反射消失為深度標(biāo)準(zhǔn)。過(guò)淺易引發(fā)嗆咳，過(guò)深則抑制呼吸；需在操作后30分鐘內(nèi)恢復(fù)自主呼吸。

給藥容積限制：

單次給藥量≤ 50 μL（小鼠肺總?cè)萘考s1–1.5 mL），過(guò)量易致肺泡破裂。

PM2.5混懸液等聯(lián)合給藥時(shí)，需按 5 mg/kg 折算體積。

體位與恢復(fù)：

霧化時(shí)小鼠仰臥于30°斜坡，促進(jìn)藥物均勻分布。

術(shù)后置于37℃加熱墊，直至完全清醒（通常需10–15分鐘）。

（三）案例分享：博來(lái)霉素（BLM）氣管霧化誘導(dǎo)小鼠肺纖維化模型

空軍軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院&西京醫(yī)院科研團(tuán)隊(duì)在(影響因子18.9、SCI 1區(qū))Bioactive Materials 32 (2024) 488–501發(fā)表《Profibrogenic macrophage-targeted delivery of mitochondrial protector via exosome formula for alleviating pulmonary fibrosis》, 在肺纖維化這一病理過(guò)程中，促纖維化巨噬細(xì)胞亞群發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，這使得該亞群的特征至關(guān)重要。較高的肺巨噬細(xì)胞與纖維化呈正相關(guān)。

在CD206+ M2的Mømitohigh亞群中，以動(dòng)力蛋白Drp1的高表達(dá)為特征，所有雄性C57BL/6小鼠（8-10周）被安置在一個(gè)特定的無(wú)病原體（SPF）動(dòng)物設(shè)施中，所有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)程序均經(jīng)空軍軍醫(yī)大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)與倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。C57BL/6小鼠用1%戊巴比妥鈉（50 mg/kg）麻醉，使用北京元森凱德生物技術(shù)有限公司（BEI JING YSKD BIO-TECHNOLOGY CO.,LTD）研制生產(chǎn)的動(dòng)物霧化吸入相關(guān)儀器對(duì)PBS稀釋的BLM博來(lái)霉素（5U/kg，40μl/小鼠）進(jìn)行氣管霧化肺纖維化疾病造模，通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)和RNA-seq分析，基于外泌體的治療干預(yù)，不僅確定了Mømitohigh為促纖維化巨噬細(xì)胞，而且還提供了一種通過(guò)可配制的外泌體組合來(lái)逆轉(zhuǎn)PF的有效策略。

附：北京元森凱德生物技術(shù)有限公司研制生產(chǎn)的動(dòng)物霧化吸入給藥儀器，主要包括大/小動(dòng)物肺部氣管直接遞送裝置（動(dòng)物氣道霧化針）、動(dòng)物口鼻吸入、僅鼻腔給藥、全身式暴露染毒、動(dòng)物煙氣/PM2.5染毒系統(tǒng)、粉塵氣溶膠發(fā)生器、臭氧動(dòng)物暴露裝置、動(dòng)物高低壓氧艙，此外給客戶多樣化提供自動(dòng)型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物安樂(lè)死系統(tǒng)（窒息系統(tǒng)、二氧化碳安樂(lè)處死箱），實(shí)驗(yàn)動(dòng)物除臭暫存系統(tǒng)，巴馬香豬皮，NGI Gentle Rocker智能洗盤(pán)裝置，NGI新一代撞擊器和ACI安德森撞擊器的校驗(yàn)與檢測(cè)。