在本研究中，采用一种非侵入性气管内滴注技术，通过基本的喉镜确保将脂多糖（LPS）精确递送至肺部，从而在大鼠中建立急性肺损伤（ALI）模型。LPS被滴注入气管 通过 使用喉镜插入气管插管。在多个时间点评估肺损伤程度。
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摘要
摘要
急性肺损伤（ALI）是一种危及生命的炎症性疾病，其特征为动脉低氧血症、肺泡水肿、肺泡上皮-内皮毛细血管屏障完整性受损，并伴随炎性细胞浸润肺组织，常进展为更严重的急性呼吸窘迫综合征（ARDS），最终常导致急性呼吸衰竭。由脂多糖（LPS）诱导的小鼠ALI模型是研究肺部炎症机制及其治疗策略的重要工具。直接与间接啮齿类动物肺损伤模型各有其优势与局限性，尤其体现在存活率、炎症-消退阶段持续时间、手术创伤及感染风险等方面。本研究采用一种无创经气管灌注技术建立大鼠直接ALI模型。该技术可确保将LPS或待测物质精准递送至肺部 通过 借助基础喉镜经气管插管途径进行操作。该操作首先对大鼠实施麻醉，并将其置于半卧位。随后，将连接大鼠气管插管的注射器置于气管开口附近，注入LPS溶液。在实验结束时，采集肺组织或灌洗样本，以评估炎症参数及肺组织结构。该技术在速度、特异性和可靠性方面优于其他模型，可实现精准靶向给药，组织损伤小，死亡率低，且几乎不引起非靶部位的炎症反应。该方法在急性肺损伤（ALI）、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）以及过敏性反应或心脏骤停等相关疾病的临床前研究中具有重要价值。相较于其他方法，该技术更易于与活体显微成像等先进影像技术结合，实现对药物分布和疾病进展的实时监测。
引言
急性肺损伤（ALI）是一种危及生命的炎性病症，其特征为动脉低氧血症、肺水肿、内皮-上皮屏障完整性受损，以及大量免疫细胞浸润肺组织1。ALI 的病理生理机制复杂，涉及凝血、组织损伤以及肺部和全身性炎症等多种相互重叠和相互作用通路的协同与紊乱。及时抑制这种炎症反应对于恢复组织稳态至关重要。若未及时治疗，这种快速进展的疾病常会恶化为急性呼吸窘迫综合征（ARDS），后者是一种以难治性低氧血症为特征的更严重状态。ALI 的发病机制与肺损伤以及肺泡上皮细胞和微血管内皮细胞的损伤或死亡密切相关1,2,3,4。
导致急性肺损伤（ALI）/急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的病因包括多种感染性和非感染性因素，可源自对肺部的直接或间接损伤5。直接原因包括肺炎6、近乎溺水7、胃内容物误吸8、有毒物质吸入（如氯气）9、细菌感染10<....
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方案
所有动物的护理和使用均遵循机构和CPCSEA指南。手术后持续监测动物，以确保其健康状况，并符合查谟CSIR-印度整合医学研究所机构动物伦理委员会（IAEC）批准号468/87/8/2025下的动物伦理指南。本方案概述了采用直接可视化递送方法进行脂多糖（LPS）非侵入性气管内滴注的技术，该方法此前已有报道，本研究中引入了一些方法学上的改进26,27,28。该技术经过优化，可实现对急性肺损伤（ALI）的可控且一致的诱导，确保实验结果的可靠性，同时维持高标准的动物护理。所用试剂和设备列于材料表中。
1. 麻醉与脂多糖制备
- 动物体重测量与LPS剂量计算
- 使用校准的天平称量每只动物，以计算精确的LPS剂量。选择体重在140–160 g之间的Wistar大鼠用于研究。
- 通过稀释冻干的LPS制备LPS溶液 大肠杆菌 在无菌磷酸盐缓冲液（PBS）中配制LPS，以达到所需浓度。新鲜配制的LPS溶液（5 µg/g 体重）29,30 ....
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结果
通过检测LPS滴注后24小时和120小时的炎症标志物（包括IL-1β水平、MPO活性、总蛋白含量以及组织病理学）对模型进行了验证。研究包含三个实验组：对照组 （未处理）和两组接受LPS滴注的实验组，其中一组在滴注后24小时实施安乐死，另一组在120小时实施安乐死（遵循机构批准的实验方案）。
与对照组相比，LPS暴露组在24小时处死时，IL-1β水平显著升高，同时伴有MPO活性和总蛋白含量的上升（图1A-C）。肺组织病理学显示肺泡结构破坏、肺泡壁肿胀、出血及严重的中性粒细胞浸润（图2），证实LPS滴注后24小时已成功诱导急性肺损伤（ALI）。然而，在LPS滴注后120小时，炎症已基本消退，表现为IL-1β、MPO和总蛋白水平恢复至接近基线水平（图1A-C），肺组织结构也得到修复（
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讨论
经气管滴注法提供了一种非侵入性、可重复且靶向性强的肺部给药途径，可有效避免外科手术干预的需要。该方法显著降低了与手术创伤相关的风险，例如组织损伤，同时还能减少术后感染以及侵入性操作可能引起的非预期器官损伤。通过将药物直接递送至肺部，经气管途径可实现精确的局部治疗，在维持良好安全性的同时增强治疗效果。因此，在实验模型中，该方法相较于侵入性的气管内滴注等技术更具优势且更为可靠。
在本研究中，通过气管插管以无创方式将脂多糖（LPS，5 µg/g 体重）递送至肺部，从而在肺叶中引发显著的炎症反应，建立了一种可靠的急性肺损伤（ALI）模型。大鼠使用氯胺酮-赛拉嗪混合物进行麻醉。借助带有光源的喉镜，通过大鼠气管插管经气管将LPS递送至肺部。via 支气管肺泡灌洗（BAL）在LPS给药后24小时和120小时对这些动物进行。收集的BAL液体被用于分析白细胞介素-1β（IL-1β）——一种参与炎症级联反应的关键促炎性细胞因子；髓过氧化物酶（MPO）——中性粒细胞浸润的标志物，以及总蛋白水平，以评估ALI的严重程度。在LPS给药后24小时，IL-1β水平、MPO活性及总蛋白水平均显著.......
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披露
作者声明不存在任何竞争性经济利益。
致谢
通讯作者 SR 感谢印度政府生物技术部 Ramalingaswami 资深研究员项目（编号：BT/RLF/Re-entry/13/2019）提供的经费支持。作者们感谢 Govind Yadav 博士、Ramajayan Pandian 博士以及 CSIR-IIIM 动物房工作人员给予的支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| Prism 8 | Graphpad | https://www.graphpad.com/features | |
| Bradford 试剂 | 印度Himedia公司 | ML106-500 ML | |
| DL-二硫苏糖醇 | 印度Himedia公司 | RM525-25G | |
| 伊红 | 印度 Loba Chemie | 3660 | |
| 乙二胺四乙酸（EDTA） | Loba Chemie，印度 | 6381926 | |
| 镊子 | - | ||
| 10% 甲醛 | Sigma Aldrich，美国 | HT501320 | |
| 苏木精 | SDFCL | 74108G05 | |
| HEPES | 印度Himedia | MB016 | |
| 过氧化氢 | 阿夫拉，印度 | 7722841 | |
| 氯胺酮 | 印度 Neon Laboratories Ltd | - | |
| 喉镜 | 中国医疗资源有限公司 | MS-LA500FV | |
| 大肠杆菌O55:B5脂多糖 | Sigma Aldrich，美国 | L2880 | |
| 邻联二茴香胺二盐酸盐 | Sigma Aldrich，美国 | D3252-5G | |
| 磷酸盐缓冲液（PBS） | Invitrogen，美国 | 3002 | |
| 磷酸二氢钾 | 印度Himedia | IN26185530500 | |
| 蛋白酶抑制剂混合物 | Sigma Aldrich | P8340 | |
| 大鼠IL-1β ELISA试剂盒 | 赛默飞世尔科技，美国 | BMS630 | |
| 氯化钠 | 印度Himedia公司 | TC046M | |
| 氟化钠 | 印度 Himedia | GRM7502 | |
| 原钒酸钠 | Sigma Aldrich，美国 | S6508 | |
| 焦磷酸钠 | 默克，美国 | MA3M722243 | |
| 硫酸 | Sigma Aldrich，美国 | 339741 | |
| Triton X-100 | Thermofisher，美国 | T8787 | |
| 赛拉嗪 | 印度免疫学有限公司，印度 | - |
参考文献
- Rayees, S., et al. Macrophage TLR4 and PAR2 signaling: Role in regulating vascular inflammatory injury and repair. Front Immunol. 18 (11), 2091(2020).
- Bernard, G. R., et al.
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重印与许可
