标识符 | CSTR:16397.09.0C01000737 |
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资源中文名称 | H3N2流感小鼠模型 |
资源英文名称 | |
疾病概述 | 流感病毒是严重威胁人类健康的一种病原体,它能导致流感疫情甚至世界大流行,流感在各个年龄阶段的人群中都可能爆发而引起急性发热性呼吸道疾病。流感病毒为单股负链RNA病毒,属于正黏液病毒科,呈球形或丝状,直径80-120nm。病毒外层为两种不同糖蛋白构成的辐射状突起,即血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)。根据HA和NA抗原的不同,又可分为许多亚型,H可分为16个亚型,N有9个亚型(N1~N9)。H3N2亚型流感病毒1968年最早出现于香港,后传播到日本、美国等地,引发了一场流感世界大流行,致死人数达到近100万人。此后,虽未再次引起世界大流行,但散发流行至今。近年来,世界范围的流感流行病学监控和调查分析显示,该亚型流感病毒在全球仍是流行优势株,仅1968-1992年间我国发生的10次流感小流行中就有7次都是由H3N2流感病毒所引起,并且在1998年和2002年我国也都发生了较大范围的H3N2流感流行,其中北京市1998年11-12月的人群总发病率高达10%,总发病人数达到了100万以上。 |
实验动物背景信息 | 小鼠由于繁殖周期短、遗传背景均一、个体差异小等优点,被广泛用作流感病毒研究的动物模型,流感病毒在小鼠体内能否易感与相应受体有关。实验室所用的近交系和杂交系小鼠的呼吸道虽然都有所表达α-2,3和α-2,6两种唾液酸受体,但其中α-2,3交联唾液酸受体的数量占有优势。根据细胞表面受体分布的特点,小鼠通常只对禽流感病毒易感。而一些研究表明,小鼠能够突破受体限制性,对绝大多数的人流感、猪流感都能感染成功,但具有α-2,6交联唾液酸受体结合偏嗜性的野生型季节性流感病毒H3N2并不能直接成功感染小鼠。季节性流感病毒H3N2野生株虽不能直接感染小鼠,但国际上已建立有H3N2流感病毒小鼠感染模型,其大部分采用的是建立鼠适应株、反向遗传学技术构建整合毒株的方式,即从对病毒进行不断改造的角度进行构建。 |
模型制作方法 | 病毒株为季节性流感病毒A/Aichi/2/68/H3N2经过小鼠体内7次传代后所获得鼠肺适应株,BALB/c小鼠经过轻度麻醉后滴鼻感染病毒,小鼠感染后观察14天,监测存活率及体重变化率。感染后分时间段安乐小鼠,分别在0、3、5d采血分离血清并收集肺泡灌洗液进行细胞因子检测;不同时间点取小鼠肺、脾、脑、心等组织,进行病毒滴度测定和组织病理学检查。 |
模型表型数据 | 1. 小鼠模型感染病毒后临床症状变化 小鼠感染病毒后,感染后的临床表现为:感染后的第3天,小鼠开始出现了弓背、竖毛、蜷缩、行动迟缓等一系列的症状表现,如图1所示。 图1 小鼠感染病毒后临床表现
感染后小鼠出现明显的体重下降,在感染后的第9天内,小鼠全部死亡,体重下降率接近30%,小鼠存活率和体重变化率见图1、2。 图1 H3N2感染小鼠的生存率(n=10)
图2 H3N2感染小鼠的体重变化率(n=10)
2.小鼠模型感染病毒后在各组织中的分布及复制动力曲线 在小鼠感染H3N2病毒后第1-9d,安乐死小鼠,检测小鼠的肺、心、肝、脾、肾、肠、脑、眼、气管内的病毒复制情况,结果显示,在感染后不同的天数,肺、心、肝、脾、肾、肠、脑、眼、气管这些组织脏器当中能检测得到病毒载量。在感染后第2-5d肺和气管组织中病毒复制达到高峰,尤其是肺当中最高的滴度达到了105.5TCID50/ml,结果如图3所示。
图3 感染病毒后小鼠不同组织的病毒分布情况 A:不同天数不同组织的病毒载量结果;B:不同天数不同组织的病毒滴度结果 3.小鼠模型感染病毒后组织病理改变 小鼠感染病毒后,分不同天数安乐死小鼠,取组织检测病理改变,结果显示,气管、心、肝、肾组织均未发现明显的病理变化。在感染后第1-5 d内,随着感染天数增加,肺组织病变区域逐渐增大,病变愈发严重。在感染后第1d,局部肺泡间隔轻度增宽,少数支气管上皮细胞变性坏死;在感染后第3d,肺泡间隔明显增宽,支气管上皮细胞变性坏死,肺泡内可见少量炎细胞渗出,血管周围水肿,少量出血;在感染后第5d,肺组织呈现间质性肺炎这一病毒感染引起的典型病理改变,肺泡间隔增宽程度增加,部分区域肺泡腔消失,炎细胞浸润,肺泡内可见较多的炎细胞及浆液纤维素渗出,支气管上皮细胞变性坏死,血管扩张充血;在感染后第7d,肺组织病变略有减轻,结果如图4所示。 免疫组织化学结果与HE染色结果大体一致。结果显示,在感染后第1-5 d内,抗原颗粒随着感染天数呈现增加的趋势。在感染后第1d,支气管上皮细胞呈现轻度阳性;在感染后第3d,支气管上皮细胞阳性增强,肺细胞内巨噬细胞呈现轻度阳性;在感染后第5d,支气管上皮细胞、肺细胞内巨噬细胞呈现出强阳性;在感染后第7d,支气管上皮细胞、肺细胞内巨噬细胞阳性程度降低,结果如图4所示。 图4小鼠感染病毒后肺组织病理学检测(HE,IHC,×200,n=3) 4.小鼠模型感染病毒后细胞因子变化 小鼠感染病毒后,分别在感染后第3d和5d采血分离血清并收集肺泡灌洗液,利用微量样本多重蛋白定量技术(Cytometric Bead Array,CBA)对样本中炎性细胞因子的表达水平进行检测。结果发现,小鼠的血清内IL-1β、MCP-1、IL-1α、GM-CSF的表达升高。在病毒感染后第5天血清内IFN-γ的表达明显增加,结果如图5所示。 图5 感染病毒后小鼠血清细胞因子变化 小鼠肺泡灌洗液中细胞因子IL-1α、IL-6、IL-5、TNF-α、IFN-γ、IL-1β的表达明显升高,同时趋化因子MCP-1、GM-CSF的表达增加,尤其是MCP-1分泌水平急剧升高,并在感染后3天达到分泌高峰,结果如图6所示。 图6 感染病毒后小鼠肺泡灌洗液中细胞因子变化 |
动物模型的评价与验证 | |
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合作方式 | |
相关文章 | 1.姜静,吕琦,李枫棣,戚菲菲,王顺意,王冠澎,徐艳峰,鲍琳琳. 应用季节性流感病毒H3N2 鼠适应株建立小鼠模型[J],中国比较医学杂志,2019,29(6):22-26. |
备注 |