哮喘（Asthma）是一種慢性氣道炎症性疾病，具有可變氣流阻塞、氣道高反應性(AHR)和氣道炎症等特征。哮喘的主要臨床症狀是呼吸短促、氣喘、咳嗽以及接觸過敏原後粘液分泌增多。其發病是由遺傳、表觀遺傳和環境因素之間的複雜相互作用引起的。不同的病理改變由氣道上皮細胞、嗜酸性粒細胞和T淋巴細胞亞群等多種參與免疫應答的細胞介導，其中Th2細胞被認為在高嗜酸性粒細胞型哮喘中占主導地位，伴隨細胞因子IL-4、IL-5和IL-13水平升高。經典的小鼠哮喘模型是卵清蛋白（OVA）誘導的氣道炎症模型，小鼠經多次腹腔注射OVA致敏，霧化吸入OVA後激發,建立急性哮喘模型。其血清IgE和肺泡灌洗液中的嗜酸性粒細胞水平升高，病理組織切片染色顯示：氣道粘液及炎症性白細胞浸潤增多1, 2。
尊龙凯时人生就是搏官网提供了一個有效的OVA誘導的小鼠哮喘模型，並且在不同品係（C57BL/6，B-hIL4/IL4RA mice，B-hIL33 mice）中進行了驗證，可用於哮喘治療藥物的藥效評價。
OVA誘導的急性哮喘模型
致敏階段：在第0天、7天、14天，腹腔注射OVA+Al(OH)3；
激發階段：在21-25天，每天使用2%的OVA霧化小鼠30min。
哮喘小鼠模型肺泡灌洗液（BALF）中免疫細胞的數量
使用OVA在野生型C57BL/6小鼠中誘導哮喘模型。（A）BALF 中CD45+細胞的數量；（B）BALF 中嗜酸性粒細胞的數量；（C）嗜酸性粒細胞占CD45+細胞的比例。結果顯示：經OVA致敏和激發後，G2造模組小鼠的白細胞數量與G1未造模組相比顯著增加，其中嗜酸性粒細胞數量及比例都有顯著增加。
哮喘小鼠模型血清中IgE水平
哮喘小鼠模型血清中IgE水平的檢測。實驗終點取血清，使用ELISA檢測OVA特異性的IgE和血清總IgE的濃度。（A）血清中OVA 特異性IgE的濃度。（B）血清中總IgE的濃度。結果顯示：G2造模組與G1未造模組相比血清中OVA特異性IgE和總IgE的濃度顯著性升高。
哮喘小鼠模型H&E染色病理分析
哮喘小鼠模型肺部H&E染色分析。結果顯示：與G1未造模組相比，G2造模組動物肺髒鏡下均表現出血管及支氣管周圍混合炎細胞浸潤(b)和部分支氣管中黏液(a)形成的哮喘相關病理性改變。以上結果證明OVA能成功誘導野生型C57BL/6小鼠建立哮喘模型。
OVA誘導的急性哮喘模型
使用野生型BALB/c小鼠構建哮喘模型，在第0天、7天、14天，腹腔注射OVA和Al(OH)3致敏小鼠；21-25天霧化吸入卵清蛋白後激發，20-25天腹腔注射地塞米鬆，共給藥6次。
哮喘小鼠模型肺泡灌洗液（BALF）中免疫細胞的數量
使用OVA在野生型BALB/c小鼠中誘導哮喘模型。（A）BALF 中CD45+細胞的數量；（B）BALF 中嗜酸性粒細胞的數量；（C）嗜酸性粒細胞占CD45+細胞的比例。結果顯示：經OVA致敏和激發後，G2造模組小鼠的白細胞數量與G1未造模組相比顯著增加，其嗜酸性粒細胞的數量與比例都有顯著增加，提示造模成功。給予不同濃度的地塞米鬆（Dex）後，其CD45陽性細胞和嗜酸性粒細胞與G2造模組相比顯著性降低。
哮喘小鼠模型血清中的IgE水平
哮喘小鼠模型血清中IgE水平的檢測。實驗終點取血清，使用ELISA檢測OVA特異性IgE和總IgE的濃度。（A）血清中OVA 特異性IgE的濃度。（B）血清中總IgE的濃度。結果顯示：G2造模組與G1未造模組相比血清中OVA特異性IgE和總IgE水平顯著性增加，提示造模成功。給予不同濃度地塞米鬆（Dex）後其特異性IgE和總IgE水平與G2造模組相比顯著性降低，且緩解程度呈現一定的劑量依賴性。
H&E染色病理分析
哮喘小鼠模型肺部H&E染色分析。結果顯示G1未造模組肺部氣道未見炎症反應。G2造模組的血管及支氣管周圍炎症顯著增加，粘液分泌水平增加，提示造模成功。G3-G6給藥組給予不同濃度地塞米鬆後,小鼠炎症浸潤和黏液分泌減少。以上結果證明OVA誘導的小鼠哮喘模型能成功用於驗證皮質類固醇類免疫抑製劑的藥效。
0VA誘導的急性哮喘模型
使用B-hIL4/hIL4RA小鼠構建哮喘模型，在第0天、7天、14天，腹腔注射OVA和Al(OH)3致敏小鼠；21-25天霧化吸入OVA後激發，在第20和23天腹腔注射IL4RA 抗體藥物dupilumab（內部合成）。
哮喘小鼠模型肺泡灌洗液（BALF）中免疫細胞的數量
使用OVA在B-hIL4/hIL4RA小鼠中誘導哮喘模型。（A）BALF 中CD45+細胞的數量。（B）BALF 中嗜酸性粒細胞的數量。（C）嗜酸性粒細胞占CD45+細胞的比例。結果顯示：經OVA致敏和激發後，G2造模組小鼠的白細胞浸潤與G1未造模組相比顯著增加，其嗜酸性粒細胞含量顯著增加，提示造模成功。給予dupilumab (內部合成) 後，其CD45+細胞和嗜酸性粒細胞的數量與G2造模組相比顯著降低。
哮喘小鼠模型血清中IgE水平
哮喘小鼠模型血清中IgE水平的檢測.實驗終點取血清，使用ELISA檢測OVA特異性IgE和總IgE水平。（A）血清中OVA 特異性IgE水平。（B）血清中總IgE水平。結果顯示：G2造模組與G1未造模組相比OVA特異性IgE和總IgE水平顯著增加，提示造模成功。給予dupilumab (內部合成) 藥物後其特異性IgE和總IgE水平與G2造模組相比顯著性降低。
H&E染色病理分析
哮喘小鼠模型肺部H&E染色分析。結果顯示G1未造模組肺部氣道未見炎症反應。G2造模組的血管及支氣管周圍炎症(b)顯著增加，粘液(a)分泌水平增加，提示造模成功。G3給藥組顯示經dupilumab（內部合成）治療的小鼠炎症浸潤和粘液分泌減少。以上結果證明OVA能成功在B-hIL4/hIL4RA小鼠中建立哮喘模型用於藥效評價。
實驗動物:C57BL/6, BALB/c, 5-6周齡，雌性
建模試劑:50μg HDM in 50μl PBS (intranasally, i.n.)
Criteria of Asthma Mouse Model Establishment
哮喘小鼠模型肺泡灌洗液（BALF）中免疫細胞的數量
哮喘小鼠模型血清中IgE水平
與對照組相比，HDM誘導的小鼠血清中IgE水平升高。實驗終點取血清，ELISA法測定總IgE濃度。
H&E染色病理分析
哮喘小鼠肺部H&E染色分析。與G1組相比，HDM處理後的G2模型動物出現哮喘相關病變，部分支氣管血管和支氣管周圍混合炎性細胞浸潤(b)、黏液形成(a)。以上結果表明，HDM可成功誘導野生型C57BL/6小鼠哮喘。
Dupilumab(抗人IL4RA抗體藥物)在人源化B-hIL4/hIL4RA哮喘小鼠中的藥效評估
采用HDM法建立B-hIL4/hIL4RA小鼠哮喘模型。(A) BALF中CD45 +細胞的數量。(B) BALF中嗜酸性粒細胞的數量。(C)嗜酸性粒細胞占CD45 +細胞的比例。結果顯示，經HDM致敏和激發後，G4模型組小鼠白細胞浸潤較G3對照組明顯增加，嗜酸性粒細胞含量明顯增加，提示模型建立成功。給藥25mg/kg dupilumab(內部合成)後，CD45 +細胞和嗜酸性粒細胞數量明顯低於G3模型組。
哮喘小鼠模型血清中IgE水平
哮喘小鼠血清中IgE水平的檢測。實驗終點取血清，采用ELISA法測定血清總IgE水平。結果顯示，與G3對照組相比，G4模型組大鼠總IgE水平明顯升高，表明造模成功。與G5模型組相比，給藥dupilumab(內部合成)後總IgE水平顯著降低。
參考文獻
1. Gandhi, N.A. et al. Targeting key proximal drivers of type 2 inflammation in disease. Nat Rev Drug Discov 15, 35-50 (2016).
2. Audrey Le Floc’h, N.A. et al. Dual blockade of IL-4 and IL-13 with dupilumab, an IL-4Rα antibody, is required to broadly inhibit type 2 inflammation. Allergy, 75(5), 1188-1204(2020)
Establishment of Asthma Mouse Model
Establishment of Asthma Mouse Model： ALT-induced asthma model
Experimental Animals：C57BL/6, Balb/c, B-hIL33/hST2 mice
Modeling reagent：ALT (Alternaria )
Modeling method：Sensitization—1-5 days
Challenge—19-26days
Quantification of Immune Cells in BALF and total IgE levels in serum of ALT-induced Asthmatic mouse model based on C57BL/6 mice.
(A) number of CD45+ cells, eosinophils and frequency of eosinophils in the CD45+ cell population after sensitization and challenge with ALT. (B) Serum was taken at the experimental endpoint and concentrations of total IgE were measured using ELISA. Values are expressed as mean ± SEM. *p<0.05, **p<0.01.
Histologic Assessment of the lungs of asthmatic mouse model
H&E staining in the lungs of asthmatic mice. ALT-induced asthma model animals showed asthma-related pathological changes as demonstrated by vascular and peribronchial mixed inflammatory cell infiltration and mucus formation in some bronchi. The score of cells and infiltration of vascular and peribronchial eosinophil were increased after ALT treatment.
參考文獻
1. Michael C Yee. Et al. Protease-activated receptor-2 signaling through β-arrestin-2 mediates Alternaria alkaline serine protease- induced airway inflammation. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 315(6):L1042-L1057 (2018).
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