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特發性肺纖維化 (Idiopathic Pulmonary Fibrosis, IPF) 是一種慢性、進行性、纖維化性間質性肺炎，具有較高的發病率和死亡率。其主要特征包括持續的肺部炎癥、肺泡表面功能和結構的破壞、間質成纖維細胞異常增殖和細胞外基質過度合成與沉積，導致持續的間質纖維化和氣道僵硬。這些改變最終可進展為進行性呼吸衰竭并導致死亡。大多數IPF患者為男性，發病時年齡通常在60歲以上，確診后生存期限制在3-5年。IPF的病因尚未完全確認，目前認為其發生和發展與多因素的發病機制與交叉遺傳易感性、老化和環境因素相關。遺傳因素大約只能解釋20%的病例，而約75%的病例與吸煙史有關[1]。
現有傳統治療手段包括糖皮質激素、免疫抑制劑、有氧療法、肺部康復訓練和肺移植等。其中藥物治療和肺移植相對。肺移植對于嚴重IPF患者可能是一種有效的治療方案，但受限于肺源、手術條件和費用。藥物治療療效比較有限，目前只能在一定程度上延緩纖維化進程，難以完全逆轉已形成的纖維化組織，同時還會引起較多的不良反應。近年來，干細胞用于IPF治療的相關研究越來越多，包括肺源性干細胞、胎盤或骨髓來源的間充質干細胞、胚胎干細胞以及誘導多能干細胞等。干細胞定向分化可以促進肺組織再生和肺功能恢復，同時其旁分泌作用能夠抑制炎癥并發揮免疫調節作用，為IPF治療帶來新的希望[2][3][4]。
合適的動物模型對于研究IPF的病理過程和發病機制至關重要。目前常用的環境誘導因素有二氧化硅、博來霉素等，其中博來霉素誘導的小鼠模型是評估IPF藥物療效和探索新療法比較常用的代表性模型[5]。
PART 01
發病機制
遺傳因素（如端粒酶逆轉錄酶TERT、 黏蛋白5B MUC5B等）影響肺上皮細胞的完整性，環境因素（如吸煙、微生物）和衰老相關的變化會觸發表觀遺傳重編程。這三種因素共同作用會引起上皮細胞損傷，觸發上皮細胞異常活化。活化的上皮細胞分泌大量TGF-β等細胞因子，促進成纖維細胞遷移和增殖，也促進成纖維細胞向肌成纖維細胞分化。肌成纖維細胞分泌大量細胞外基質（ECM），導致ECM沉積。此外，上皮細胞損傷、干細胞功能障礙和衰竭、ECM異常沉積和基質僵硬在肺異常纖維化進展和肺結構重塑中起著至關重要的作用[1][6]。
圖1 IPF發病機制示意圖[1]
PART 02
博來霉素誘導的小鼠肺纖維化模型
C57BL6對博來霉素的敏感性高于BALB/c小鼠，老年小鼠對博來霉素的纖維化反應更為明顯。博來霉素通過肺部直接給藥引起原發性肺泡上皮細胞損傷，可以模擬重復性或慢性損傷的病理過程，其特征為給藥后 7天纖維化形成并在14-21天成熟[5]。
本研究采用8周齡的雄性C57BL6小鼠，按照1mg /kg的劑量將博來霉素溶解在50μL生理鹽水中。動物麻醉后固定在手術板上（手術板或者泡沫板120°左右放置和固定），前門牙用橡皮筋鉤在垂直網格支撐上以保持氣管呈直線，使用帶有橡膠涂層的鑷子輕輕夾住動物的舌頭并將其移開，暴露氣管區域，用另一只手將留置針盡可能平行于氣管插入，然后將注射器連接留置針，把50μL 博來霉素溶液注射進小鼠肺部，給藥后保持同一體位約1分鐘[7]。
圖2 模型構建方案
PART 03
關鍵數據
小鼠體重變化
博來霉素造模后，動物體重有明顯下降，后續體重逐漸恢復并趨于穩定，整體狀態良好。
圖3 體重和體重變化
肺組織羥脯氨酸含量
如圖4所示，模型組小鼠肺組織中的羥脯氨酸含量顯著增加，60mg/kg尼達尼布可明顯降低肺組織羥脯氨酸的含量。
圖4 肺組織羥脯氨酸含量
肺組織炎癥
如圖5所示，模型組小鼠肺組織炎癥浸潤的面積顯著增加，60mg/kg尼達尼布可以顯著減少肺組織的炎癥浸潤面積。
圖5 肺部炎癥面積和H&E染色代表圖像
肺組織纖維化和Aschroft 評分
如圖6和圖7所示，模型組小鼠肺纖維化面積和Aschroft評分顯著性增加，60mg/kg尼達尼布可明顯降低肺纖維化面積和Aschroft評分。
圖6 肺部纖維化面積%和馬松染色代表圖像
圖7 Modified Ashcroft Score[8]
肺組織α-SMA含量
如圖8所示，模型組小鼠肺組織中α-SMA面積顯著增加，60mg/kg尼達尼布可以顯著降低肺部α-SMA的含量。
圖8 肺部α-SMA染色面積%和α-SMA染色代表圖像
實驗結論
IPF模型組肺組織中羥脯氨酸含量、炎癥浸潤、纖維化、Ashcroft評分和α-SMA含量顯著增加，較好地模擬了臨床患者的病理表現，與文獻報道基本一致。60mg/kg尼達尼布干預14天后，可以顯著改善上述指標，減緩肺纖維化癥狀，表明該模型可用于評估IPF治療藥物的療效評價。
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參考文獻：
[1] Mei Q, Liu Z, Zuo H, Yang Z, Qu J. Front Pharmacol. 2022;12:797292.
[2] Li M, Huang H, Wei X, et al. Signal Transduct Target Ther. 2025;10(1):235.
[3] Karampitsakos T, Juan-Guardela BM, Tzouvelekis A, Herazo-Maya JD. EBioMedicine. 2023;95:104766.
[4] Liu Z, Zheng Q, Li Z, et al. EBioMedicine. 2025;112:105538.
[5] B Moore B, Lawson WE, Oury TD, Sisson TH, Raghavendran K, Hogaboam CM. Am J Respir Cell Mol Biol. 2013;49(2):167-179.
[6] Kim DH, Kim HC, Im K, et al. Eur Respir J. 2025;65(6):2400615.
[7] Ortiz-Mu?oz G, Looney MR. Bio Protoc. 2015;5(12):e1504.
[8] Hübner RH, Gitter W, El Mokhtari NE, et al. Biotechniques. 2008;44(4):507-517.
