辐射诱导小鼠肺损伤模型-

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资源中文名称

辐射诱导小鼠肺损伤模型

资源英文名称

murine lung injury model induced by ionizing radiation exposure

疾病概述

放射性肺损伤（Radiation-induced Pulmonary Injury）又称放射性肺炎（radiation pneumonia），是由于对胸部的恶性肿瘤进行放射治疗引起的并发症，最多见于对肺癌、乳腺癌，其次是对食管癌、纵隔恶性肿瘤的放疗。放射治疗后在放射野内的正常肺组织受到损伤而引起的炎症反应。轻者无症状，炎症可自行消散；重者肺脏发生广泛纤维化，导致呼吸功能损害，甚至呼吸衰竭。

实验动物背景信息

C57BL/6J小鼠。

模型制作方法

1. 实验材料 C57BL/6雄性小鼠（SPF级）由中国医学科学院医学实验动物研究所提供，合格证号[SCXK(京)2015-0035]，体重20.0-22.0 g，周龄8-12。

2.照射条件 X线生物辐照仪（RS2000，美国Rad Source Technologies）照射，照射剂量为17 Gy，剂量率为3.12 Gy/min。照射面积为1.5 cm²，源皮距为15 cm。

3. 组织处理、切片 C57小鼠肺组织取材固定于4% 的中性甲醛24 h，修块至肺组织最大横截面，脱水后制作石蜡块。用石蜡组织切片机制作4 µm的切片，切片常规HE染色、Masson染色、免疫组织化学，封片后用正置显微镜（BX51，Olympus，Japan）观察。

4.HE染色 组织切片在病理平台进行苏木素-伊红常规染色。HE染色后进行镜下观察。病理学镜检人员对小鼠受照侧肺组织组织切片进行单盲评分。来自于动物的右肺的全部被检玻片均随机化检测。这一评分系统由一个0~12分范围的可数评分组成，每张切片，由肺泡间隔增宽、肺泡腔内纤维化渗出的严重度、血管周围炎细胞浸润的程度进行分类评分，每种分类根据病变程度又分为：0分为正常；1分为轻度；2分中度；3分重度；4分极重度。合并后记分。

5.Masson染色 肺组织切片在病理平台常规处理，进行Masson复合液染色，结果细胞核染黑蓝色，胶原纤维呈绿色，神经胶质纤维、肌纤维、红细胞呈红色。图像用单反数码相机（D90，Nikon，Japan）进行采集，肺组织横截面积用Image-Pro Plus 5.1（IPP，Media Cybernetics，Inc. USA）软件进行计算，结果用胶原沉积面积占组织总面积的比值表示。

6.肺羟脯氨酸含量测定 冷冻肺组织制备匀浆。使用羟脯氨酸比色分析试剂盒（BioVision，Milpitas，CA）测量匀浆中的胶原蛋白含量。数据以每毫克肺匀浆蛋白质的微克羟脯氨酸表示。

7.小鼠纤维化相关基因PCR检测 于照射后8周、16周、23周取小鼠右肺中叶，每组3只，迅速保存于-80℃冰箱，样本处理后按照试剂盒提供的实验步骤进行基因表达测定分析。

模型表型数据

1.小鼠右肺局部照射后不同时间小鼠皮毛损伤性改变

小鼠右侧肺部受到17 Gy照射，表皮会受到不同程度的损伤，白化损伤区域和照射区域重合，表明照射定位准确（图1）。如果出现局部破损及炎症时给予抗生素软膏涂抹。

图1 小鼠右肺局部照射后不同时间小鼠皮毛的变化

2. 小鼠右肺局部照射对肺组织结构的影响

小鼠受照侧肺组织HE染色后进行镜下观察。病理学镜检人员单盲对组织切片进行评分。结果显示小鼠右肺受照后8周开始病理评分增高，表明小鼠右肺局部照射发生明显病变，并且呈进行性加重(见图2)。

图2 小鼠右肺局部照射对肺组织结构的影响。图A为镜检HE染色，100倍；图B为肺组织病理学评分。肺组织病理学评分用mean±SE表示，n=6，a：与Control组相比p<0.01。

3. 小鼠右肺局部照射对肺组织胶原生成的影响。

观察小鼠右肺局部照射后不同时间点对肺组织胶原生成的影响，结果显示Control组小鼠肺组织几乎看不见阳性着色。受照组小鼠肺组织胶原沉积阳性着色面积比增高，纤维化程度增高。表明小鼠右肺局部照射后肺组织中胶原沉积面积增大，并且呈进行性加重（图3A、B）。肺组织羟脯氨酸测定呈现相同趋势（图3C）。肺组织纤维蛋白相关基因表达水平受照后逐渐升高（图3D、E）。上述结果提示小鼠右肺局部照射导致肺纤维化的模型成立

图3 受照后肺组织增生性改变（A，B）受照肺组织Masson染色及评分； C 受照肺组织羟脯氨酸含量测定；（D，E）肺组织细胞内纤维沉积相关因子mRNA的表达水平。

a，与control (CTL)相比 P<0.05；b, 与受照后(IR)8周组相比 P<0.05; c, 与受照后16周相比P<0.05

动物模型的评价与验证

模型成立的指标包括：1）小鼠接受大剂量（17Gy）胸部局部照射；2）受照后16周后受照肺组织进行镜下病理观察，HE染色呈现纤维增生状态，病理评分明显升高；Masson染色绿色胶原沉积增多；肺组织匀浆检测羟脯氨酸含量升高。3）进行评价时也可以观察受照后小鼠30周存活率（非特异性指标）；4）有条件时可以进行小鼠MicroCT胸部成像进行近期和远期观察。

保存方式

合作方式

1.Pan J, Li D, Xu Y, Zhang J, Wang Y, Chen M, Lin S, Huang L, Chung EJ, Citrin DE, Wang Y, Hauer-Jensen M, Zhou D, Meng A. Inhibition of Bcl-2/xl With ABT-263 Selectively Kills Senescent Type II Pneumocytes and Reverses Persistent Pulmonary Fibrosis Induced by Ionizing Radiation in Mice. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2017 Oct 1;99(2):353-361. doi: 10.1016/j.ijrobp.2017.02.216. Epub 2017 Mar 4. PMID: 28479002; PMCID: PMC6853175.Oct 1;99(2):353-361.
2.Xing Y, Zhang J, Lu L, Li D, Wang Y, Huang S, Li C, Zhang Z, Li J, Meng A(*). Identification of hub genes of pneumocyte senescence induced by thoracic irradiation using weighted gene coexpression network analysis. Mol Med Rep. 2016 Jan;13(1):107-16.
3.陈孟毅，孟爱民. 肺纤维化动物模型及研究进展. 中国比较医学杂志，2016, 26(6):88-93

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