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哮喘模型介绍

哮喘是一种慢性气道炎症性疾病,具有可变气流阻塞、气道高反应性(AHR)和气道炎症等特征。哮喘的主要临床症状是呼吸短促、气喘、咳嗽以及接触过敏原后粘液分泌增多。哮喘的发病机制是由遗传、表观遗传和环境因素之间的复杂相互作用引起的。不同病理改变的哮喘临床表型由气道上皮细胞和嗜酸性粒细胞、T细胞亚群等多种参与免疫应答的细胞介导。其中Th2细胞被认为在高嗜酸性哮喘中占主导地位,伴随IL-4、IL-5和IL-13水平升高。

经典的小鼠哮喘模型是卵清蛋白诱导的气道炎症模型。小鼠经多次腹腔注射卵清蛋白致敏,雾化吸入卵清蛋白后激发。哮喘小鼠模型中IgE和嗜酸性粒细胞水平较高,组织切片染色显示气道粘液增多,炎症性白细胞浸润增多。太阳集团娛乐城72779提供了一个有效的OVA诱导的小鼠哮喘模型,并且在B-hIL4/IL4RA小鼠(人IL-4IL4受体基因替换小鼠相应基因)中进行了验证。因此,B-hIL4/IL4RA小鼠可直接评价针对人IL-4通路的哮喘治疗药物。


B-IL4/IL4R小鼠的制备及其表型分析

哮喘模型的建立和验证


急性哮喘小鼠模型建立方案


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5 ~ 8周龄的B-hIL4/hIL4RA小鼠进行适应性饲养1周后,用OVA致敏建立急性哮喘小鼠模型;

OVA诱导的急性哮喘模型
       致敏阶段(0天、7天、14天):40ugOVA+2mg(OH)3 腹腔注射 0.2mL/只
       激发阶段:21-25d  2%的OVA雾化小鼠30min,20d、23d腹腔注射给药。


基于B-hIL4/IL4RA小鼠建立OVA哮喘模型检测支气管肺泡灌洗液(BALF)中嗜酸性粒细胞


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经OVA致敏和激发后,B-hIL4/hIL4RA小鼠的白细胞浸润显著增加,包括嗜酸性粒细胞和中性粒细胞。与未致敏或未受激发的小鼠相比,该模型的BALF在第26天表现出明显的过敏表型。


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1.BALF细胞计数

小鼠(n=5/组)经OVA致敏和激发。最后一次激发处理的24h后,收集BALF细胞,用流式细胞术检测嗜酸性粒细胞数量。


小鼠哮喘模型的BALF中嗜酸性粒细胞增多


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OVA致敏和激发在第26天诱导了过敏表型发生,与未致敏或激发的小鼠相比,BALF中的嗜酸性粒细胞显著增加。


小鼠哮喘模型中IgE的产生


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与sham-激发的B-hIL4/IL4RA小鼠相比,OVA-激发的B-hIL4/IL4RA小鼠的OVA特异性IgE抗体水平大约高出5倍。

哮喘模型H&E染色

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用OVA或PBS处理使B-hIL4/hIL4RA小鼠肺组织致敏。B-hIL4/hIL4RA小鼠肺组织H&E染色显示支气管周围炎性浸润斑片状,主要由嗜酸性粒细胞和淋巴细胞组成。相比之下,sham激发的小鼠用PBS处理显示肺组织结构正常。


B-hIL4/hIL4RA小鼠模型用于哮喘药物药效评价的实例

B-hIL4/hIL4RA小鼠模型用于哮喘药物药效评价的实例


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所有药物均经腹腔注射给药


B-hIL4/hIL4RA小鼠的OVA诱导哮喘模型经dupilumab治疗或未治疗的实验设计。G1:小鼠接受 PBS激发,不给药。G2:小鼠接受OVA激发,不给药。G3:小鼠接受OVA激发,在激发前用dupilumab进行预防治疗。G4:小鼠接受OVA激发,激发后用dupilumab进行治疗。


Dupilumab可消除B-hIL4/hIL4RA小鼠的OVA-激发哮喘模型中BALF中炎性细胞的浸润


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从纯合B-hIL4/hIL4RA小鼠中(n=7)分离得到BALF免疫细胞。用流式细胞术测定用dupilumab给药组和对照组中嗜酸性粒细胞亚群比例。与对照组相比,dupilumab在OVA激发(G3)前进行预防性治疗几乎完全消除了嗜酸性粒细胞的浸润(G2)。OVA激发后(G4)用dupilumab治疗也能明显减少嗜酸性粒细胞的浸润。


流式细胞术分析显示,dupilumab治疗几乎消除了BALF中的炎症细胞


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B-hIL4/IL4RA小鼠经dupilumab处理或未经dupilumab处理,从小鼠中(n=7)分离得到BALF免疫细胞,用流式细胞术检测CD45+细胞和嗜酸性粒细胞的数量。与对照组相比(G2),dupilumab在OVA激发前进行预防性治疗(G3)几乎完全消除了嗜酸性粒细胞的浸润。OVA激发后用dupilumab治疗(G4)也能明显减少嗜酸性粒细胞的浸润。


Dupilumab消除OVA-诱导小鼠哮喘模型中的IgE


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在实验终点收集血清,分析OVA特异性IgE抗体水平。结果显示,与对照组相比,dupilumab治疗组的IgE水平显著降低。


H&E染色显示经dupilumab处理的B-hIL4/IL4RA小鼠炎症减轻


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PBS处理(G1)的B-hIL4/hIL4Ra小鼠气道未见炎症反应。OVA激发后,B-hIL4/hIL4RA小鼠的支气管和血管周围炎症显著增加,粘液分泌水平增加(G2)。用dupilumab治疗的小鼠炎症浸润和粘液分泌减少(G3, G4)。


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