賀前松,馬 萍,陳 瑤
隨著中醫(yī)藥研究的逐步規(guī)范,動物模型的建立已成為評價實驗研究科學(xué)性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,“肺氣虛外感”證型模型作為諸多慢性肺系疾病的主要研究對象,其構(gòu)建方法已有多年歷史并且相對成熟。經(jīng)典的造模方法主要是“煙熏+冷風(fēng)+LPS(脂多糖)”,主要模擬了人體長期處于空氣污染的大環(huán)境以及風(fēng)寒等外界刺激造成的肺氣虛和以LPS為代表的細(xì)菌或外感因素。而經(jīng)典方法中,LPS注射環(huán)節(jié)過程多為有創(chuàng)性,對大鼠呼吸道具有一定的機械損傷,且極易引起術(shù)后傷口感染致死,是“肺氣虛外感”證型模型構(gòu)建過程中比較難攻克的一個關(guān)卡。本研究中采用改良后經(jīng)口氣管注射LPS的方式,擬以此減輕對大鼠呼吸道的機械損傷,降低感染率,更好地模擬肺氣虛外感的病理生理演變過程,并為后續(xù)實驗提供更充足地動物模型。
1.1 實驗動物 SPF級SD大鼠80只,雄性,8 w齡,體重(200±20)g,購自成都達(dá)碩實驗動物有限公司[許可證號:SCXK(川)2015-030)]。
1.2 主要試劑與設(shè)備 黃河天下秀香煙(焦油量9 mg、煙氣煙堿量0.9 mg、煙氣一氧化碳量9 mg)購于川渝中煙工業(yè)有限責(zé)任公司;脂多糖、水合氯醛、PBS溶液、多聚甲醛(EM 級)、無水乙醇(AR 級)、二甲苯(AR級)、蘇木素染液、伊紅染液、中性樹膠、TO型透明液,均購于合肥博美生物科技有限責(zé)任公司。
轉(zhuǎn)輪式切片機購于德國徠卡,TSJ-Ⅱ型全自動封閉式組織脫水機、BMJ-Ⅲ型包埋機、PHY-Ⅲ型病理組織漂烘儀購于常州市中威電子儀器有限公司;BA400Digital數(shù)碼三目攝像顯微鏡、Motic Images Advanced圖像分析軟件購于麥克奧迪實業(yè)集團有限公司。
1.3 實驗方法
1.3.1 動物分組 實驗大鼠購入后稱重,適應(yīng)性喂養(yǎng)3 d后,隨機分為正常組和模型組,每組10只。正常組于正常飼養(yǎng)環(huán)境中自由進(jìn)食進(jìn)水喂養(yǎng),期間記錄大鼠一般情況。
1.3.2 “肺氣虛外感”模型的建立 參照文獻(xiàn)[1-3]的方法,將模型組大鼠置于自制熏箱中,自由進(jìn)食進(jìn)水,每天兩次點燃香煙后連續(xù)煙熏30 min,中間間隔20 min避免窒息。煙熏后,采用風(fēng)扇制冷風(fēng)吹刺激1 h。于第15 d稱重后,水合氯醛(0.3 ml/100 g)腹腔注射麻醉大鼠,然后將其捆綁在自制鼠板上,將大鼠頭朝下呈約30°斜面;用鑷子將鼠舌夾出口腔外,用6 cm小鼠灌胃針仔細(xì)尋找氣管口:針頭到達(dá)大鼠咽喉部后,稍往上抬避免插入食管,感覺阻力后進(jìn)入,上下輕輕推移灌胃針,另一手在大鼠頸部正中摸到氣管軟骨結(jié)構(gòu)隨灌胃針上下浮動時,注入1 mg/ml LPS溶液,0.1 ml/只。迅速松解大鼠,并左右搖晃使LPS均勻分布于大鼠呼吸道內(nèi),等待麻醉結(jié)束。注射當(dāng)天密切關(guān)注大鼠活動,LPS注射后第2 d起,按上方繼續(xù)煙熏+冷風(fēng)刺激6 d。
1.3.3 標(biāo)本取材 于注射LPS后第7 d(造模結(jié)束),所有大鼠麻醉后脫頸處死,取肺臟、胸腺、脾臟,PBS洗凈擦干后稱重。分別取各組大鼠右肺中葉包被于消毒干棉球中(避免組織含氣量太大上浮于液體表面而固定不完全),置于4%多聚甲醛溶液保存。
1.3.4 病理切片制作 取多聚甲醛充分固定后肺組織,按濃度遞增順序進(jìn)行乙醇脫水處理,期間注意勿在高濃度乙醇溶液中浸泡過久,以防組織變脆,破壞組織結(jié)構(gòu)。脫水后,將肺組織置于TO透明劑中,充分透明后,將標(biāo)本置于混合蠟中進(jìn)行包埋,包埋塊常溫儲存?zhèn)溆谩?/p>
將包埋組織塊進(jìn)行切片、攤片、烘片,置于TO透明劑中脫蠟20 min,后按脫水相反順序梯度水化。水化后按以下程序進(jìn)行染色:蘇木精染液10~20 min,避開切片位置緩流水水洗,1%鹽酸分色,水洗,50℃溫水中反藍(lán),水洗,鏡檢染色效果,伊紅染液,水洗,鏡檢著色程度,脫水,TO透明劑Ⅰ、Ⅱ(各1~5 min),中性樹膠封固,鏡檢。
1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù),計量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用獨立樣本t檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 一般情況 模型組大鼠煙熏+冷風(fēng)刺激第5 d后,相繼出現(xiàn)活動減少、皮毛發(fā)黃稀松脫落、體重增長減緩、大便變稀,少數(shù)大鼠在煙熏時出現(xiàn)噴嚏和啰音。在注射LPS后,模型組大鼠均出現(xiàn)啰音,煙熏過程中更加明顯。
2.2 兩組不同時間體重比較 造模前,兩組體重對比無顯著差異(P>0.05);造模15 d后至造模結(jié)束,與正常組相比,模型組大鼠體重增長明顯減緩(P< 0.01,表 1)。
2.3 兩組臟器指數(shù)比較 按照臟器指數(shù)公式:臟器指數(shù)=(臟器重/體重)×100%,計算各臟器指數(shù)后發(fā)現(xiàn),在造模結(jié)束時,與正常組相比,模型組肺臟指數(shù)、脾臟指數(shù)、胸腺臟器指數(shù)均明顯降低(P<0.05~P< 0.01,表 2)。
表1 兩組不同時間體重比較(g)
表2 兩組臟器指數(shù)比較(n=10)
2.4 兩組肺組織形態(tài)學(xué)差異 正常組肺間質(zhì)僅少量炎細(xì)胞浸潤(圖1),其余基本正常。模型組各級支氣管管腔擴張,黏膜上皮壞死脫落,假復(fù)層纖毛柱狀上皮大片脫失,黏膜下管壁組織疏松、水腫,肺泡壁明顯增厚,血管擴張充血(圖2),大量炎細(xì)胞浸潤(圖3),肺間質(zhì)炎癥細(xì)胞浸潤,部分肺泡壁斷裂、融合(圖 4),形成輕度肺氣腫(圖 5)。
在呼吸系統(tǒng)疾病實驗研究中,多選擇以大鼠作為模型動物,主要因為其生存能力和抗病能力強于豚鼠和小鼠,能夠忍受長時間的造模過程,體型較小,在造模過程中便于批量復(fù)制和控制。本實驗在造模的過程中,煙熏模擬長期空氣污染的環(huán)境背景,冷風(fēng)和LPS則扮演著外邪入侵的角色,可以模擬肺氣虛外感證型的發(fā)生發(fā)展過程。本實驗的創(chuàng)新之處在于,將經(jīng)典的LPS注射環(huán)節(jié)改良為采用小鼠灌胃針,通過經(jīng)口氣管注射LPS的方法,這樣可以減少直接注射LPS可能造成的對咽部、氣管的機械損傷,并減少由此而造成的術(shù)后感染、損傷性炎癥反應(yīng)等干擾因素,能夠更加接近于肺氣虛外感證型的自然發(fā)生、發(fā)展過程,且防止或減少動物的意外死亡發(fā)生。
圖1 正常組大鼠肺組織(HE×100)
圖2 模型組大鼠肺組織見血管擴張充血(HE ×100)
圖3 模型組大鼠肺組織見炎細(xì)胞浸潤(HE ×400)
圖4 模型組大鼠肺組織見肺泡壁斷裂(HE ×400)
圖5 模型組大鼠肺組織見輕度肺氣腫(HE ×100)
本實驗結(jié)果顯示,從模型大鼠一般情況、生長變化、臟器指數(shù)以及肺組織形態(tài)學(xué)變化等來看,大鼠造模后的各項指標(biāo)都較符合“肺氣虛外感”證型,能為后續(xù)研究提供更多的有利條件。
綜上所述,“煙熏+冷風(fēng)刺激+改良經(jīng)口氣管注射LPS”的方式能夠成功建立“肺氣虛外感”大鼠模型,該方法能減輕對大鼠呼吸道的機械損傷,減少術(shù)后傷口感染等干擾因素,更符合肺氣虛外感的病理生理演變過程。
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