目的 采用香烟烟雾( cigarette smoke,CS)暴露联合肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae,KP) 滴鼻建立慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)小鼠模型,探讨 COPD 气道重塑及其 机制。

方法 将 SPF 级 BALB/ c 小鼠随机分为对照(Control)组、香烟烟雾(CS)组、肺炎克雷伯菌(KP)组和 香烟烟雾联合肺炎克雷伯菌(CS + KP)组。 1 ~ 8 周造模,每 4 周检测肺功能,于第 4、8、16 和 24 周取材。 观 察小鼠肺功能、肺组织病理结构、炎症因子、胶原纤维、胶原蛋白及 α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin, α-SMA) 和 转 化 生 长 因 子 ( transforming growth factor, TGF )-β1 的 变 化。 采 用 CS 提 取 物 和 脂 多 糖 (lipopolysaccharides,LPS)刺激人支气管上皮细胞 16HBE,检测细胞间连接蛋白、自噬及哺乳动物雷帕霉素靶 蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号等。

结果 与 Control 组比,CS + KP 组小鼠肺功能第 4 ~ 24 周每分钟通气量(minute volume,MV)显著降低(P < 0. 05 或 P < 0. 01),第 8 ~ 24 周气道狭窄指数(enhanced pause,Penh)显著升高(P < 0. 05 或 P < 0. 01);CS 组在第 8 ~ 16 周 MV 显著降低、Penh 显著升高(P < 0. 05 或 P < 0. 01)。 与 Control 组比,CS + KP 组小鼠第 8 ~ 24 周肺组织大量炎细胞浸润、肺泡壁增厚、肺泡破裂和 融合、气管壁增厚等,第 4 ~ 24 周平均肺泡数(mean alveolar number,MAN)显著降低,肺泡平均截距(mean linear intercept,MLI)、白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)及肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)显著 升高(P < 0. 05 或 P < 0. 01);CS 组、KP 组第 8 ~ 16 周肺组织出现以上炎症与组织损伤。 与 Control 组比,CS + KP 组小鼠第 8 ~ 16 周肺组织Ⅰ型胶原蛋白( collagenⅠ,COLⅠ)、Ⅲ型胶原蛋白( collagen Ⅲ,COL Ⅲ)、α- SMA 和 TGF-β1 显著升高(P < 0. 01);CS 组、KP 组第 8 ~ 16 周 COL Ⅰ显著升高(P < 0. 01)。 此外,与 Control 组比,CS 与 LPS 联合诱导 16HBE 细胞 E-钙粘蛋白(E-cadherin,E-cad)显著降低和 N-钙粘蛋白(N-cadherin,Ncad)显著升高(P < 0. 05),自噬相关蛋白 LC3B 和 Beclin-1 显著降低(P < 0. 05),p-mTORC1、p-P70-S6K、及 p- 4E-BP1 显著升高(P < 0. 05 或 P < 0. 01)。

结论 香烟烟雾联合肺炎克雷伯菌诱导的 COPD 小鼠肺功能下 降、肺组织病变及气道重塑出现早、持续时间长,其机制可能与激活 mTORC1 信号抑制细胞自噬诱导气道上 皮细胞损伤有关。

阅读原文：香烟烟雾联合肺炎克雷伯杆菌诱导慢阻肺模型小鼠气道重塑机制.pdf