一、常用建模方法及操作步驟

1. 煙熏法（Cigarette Smoke Exposure, CSE）

• 操作流程：

• 將大鼠置于自制煙熏箱中，每日點燃香煙（如10支/次），進行被動吸煙（1-2次/天，每次30-60分鐘），持續24-36周。

• 煙熏期間需監測箱內溫度、濕度及空氣流速，避免缺氧或過熱。

• 特點：

• 接近人類自然病程，模擬吸煙導致的氣道炎癥、黏液分泌增加及肺氣腫。

• 周期長（需≥8周），但病理特征穩定，適用于長期機制研究。

2. 蛋白酶滴注法（如彈性蛋白酶、木瓜蛋白酶）

• 操作流程：

• 麻醉大鼠后，經氣管插管滴注蛋白酶（如豬胰彈性蛋白酶PPE 0.2-0.6 U/kg或木瓜蛋白酶6 U/kg），每周1次，持續4-20周。

• 特點：

• 快速誘導肺泡結構破壞（4周可見肺大皰），適用于急性肺氣腫研究。

• 可能伴隨高死亡率，需嚴格劑量控制。

3. LPS聯合煙熏法（CSE+LPS）

• 操作流程：

• 煙熏基礎上，于第1、14、28天經氣管滴注脂多糖（LPS 200 μg/只），總周期縮短至4-12周。

• 特點：

• 協同增強炎癥反應（TNF-α、IL-8顯著升高），更接近中重度COPD。

• 操作復雜但時間效率高，適合藥物療效評價。

4. 多因素復合模型

• 方法：煙熏+LPS+蛋白酶（如PPE）或疊加空氣污染物（臭氧、二氧化硫）。

• 特點：

• 綜合模擬多致病因素（吸煙+感染+環境污染），病理改變更全面。

• 實驗復雜度高，需多學科協作。

二、模型驗證與評價指標

1. 行為學與功能指標

• 肺功能檢測：

• 強制呼氣流量（FEV50/FVC）下降、殘氣量（FRC）升高，提示氣流受限。

• 體重監測：長期煙熏組體重增長緩慢。

2. 病理學指標

• 肺泡結構破壞：肺泡腔擴張、間隔斷裂（HE染色）。

• 炎癥浸潤：支氣管周圍巨噬細胞、中性粒細胞聚集（Masson染色）。

• 氣道重塑：膠原沉積、平滑肌增生（免疫組化檢測α-SMA）。

3. 分子生物學指標

• 炎癥因子：血清IL-8、TNF-α顯著升高。

• 蛋白酶失衡：MMP-9/TIMP-1比值升高。

4. 影像學評估

• Micro-CT：肺大皰形成、局部密度減低，與病理結果一致。

三、不同建模方法的比較與選擇依據

四、注意事項與優化策略

1. 動物選擇：優先雄性SD大鼠（體重180-250g），避免激素干擾。

2. 操作細節：

• LPS滴注時需緩慢注射，避免嗆咳導致藥物噴出。

• 煙熏箱設計需透明、通風，確保煙霧均勻分布。

3. 環境控制：維持溫度22-25℃、濕度50-60%，減少非實驗變量影響。

4. 替代與優化：

• 基因編輯技術（如CRISPR敲除α-1抗胰蛋白酶基因）可模擬遺傳性COPD。

• 體外模型（氣液界面培養）用于高通量藥物篩選。