腹腔葡萄糖耐受试验、肺功能测定和肺固定研究肥胖和代谢障碍对肺部结局的影响

以下三种方法的总体目标是研究肥胖和代谢紊乱对肺结构和功能的影响。这些方法可以帮助回答呼吸研究领域中关于代谢紊乱对肺结构和肺功能影响的关键问题。这些技术的优势在于它们可以结合起来评估代谢对慢性肺病发病机制的功能作用，并测试不同的治疗方法。

这些技术的意义不仅限于表型分析，还阐明了代谢靶标在肺部疾病发病机制中的特定功能作用。这些方法也可以应用于研究具有基因修饰的健康动物的结构和功能，也可用于 COPD 和哮喘的动物模型。一般来说，刚接触这些方法的人会遇到困难，因为插入气管插管、吹入肺和进行深度麻醉，他们都需要经验和培训。

当我们发现小鼠和人类的早发性肥胖与影响代谢和婴儿期以后的慢性肺部疾病密切相关时，我们首先有了这些方法的想法。为了测量腹膜内葡萄糖耐量，轻轻地抑制禁食 12 小时的成年小鼠的尾巴，并使用无菌剪刀切开尾尖。立即将一滴自由流动的血滴在血糖仪的试纸上，以测量空腹血糖水平。

四秒钟后，测试结果将出现在血糖仪屏幕上。测量每只动物的葡萄糖后，用彩色标记物单独标记它们并称量动物。然后使用连接到 1 毫升注射器的 27 号针头通过腹膜内注射每吨体重给每只动物注射 100 微升葡萄糖，并在 15、30、60 和 120 分钟后用新试纸测量血糖水平，如刚刚演示的那样。

为了评估肺功能，将成年小鼠仰卧在垫子上，并在动物的眼睛上涂抹软膏。在确认对脚趾捏没有反应后，用 70% 乙醇润湿甲状腺区域的皮毛，并使用镊子提起胸骨颈静脉切迹和颏部块茎联合之间中线的皮肤。使用钝剪刀，小心地在帐篷状皮肤上切开一厘米的皮肤，以观察下面的皮下脂肪组织和甲状腺，并通过小心地钝分离峡部的两个甲状腺叶并解剖胸骨甲状腺和胸骨甲状腺肌肉来暴露气管。

使用锋利的镊子，在气管和食道之间穿过 4-0 编织手术缝合线，然后用微剪刀小心地切开气管，闭合气管软骨之间的喉部。用气管插管插管，用手术缝合线固定管子，然后将动物移动到体腔的加热床上。将气管插管连接到面板并打开呼吸机。

确认胸部运动与通气率同时进行，以确认气管插管的正确放置，并观察计算机屏幕上的压力信号。为了控制通气期间跨肺压的变化，将食管插入到肺部水平，观察屏幕，以便将管子放置在可以观察到最大压力偏转和最小心脏伪影的位置。根据制造商的说明开始数据采集，并在雾化器上涂抹 10 微升 PBS。

掌 5 分钟后开始雾化，然后是 3 分钟的响应阶段，在此期间测量气道阻力和呼吸系统顺应性。在开始下一次雾化之前，让动物恢复 3 分钟，并按照软件说明逐步在呼吸机上增加 10 微升浓度的乙酰甲胆碱。对于肺组织的定量组织形态学分析，使用钝剪刀在成年小鼠的横膈膜上做一个小切口，并使用弯曲的钝剪刀沿胸腔的整个长度做一个胸骨周围切口，以轻轻打开胸部。

提起胸腔，露出胸膜腔并切除胸腺。取出心脏后，使用锋利的镊子准备并露出气管，以便在气管和食道之间通过 4-0 编织手术缝合线，然后在气管软骨之间靠近喉部的气管小心切开。用 26 号静脉插管插管，并使用固定剂在 20 厘米水的恒定压力下通过压力固定来给肺部充气。

在室温下放置 30 分钟后，结扎气管并同时取出套管。然后小心地切除肺部，不要损坏组织，并将肺部储存在 4 摄氏度的新鲜固定剂中过夜。肥胖小鼠在腹膜内葡萄糖注射后 15 分钟和 30 分钟表现出血糖水平升高，表明与标准饮食喂养的小鼠相比，细胞葡萄糖摄取受损。

侵入性肺功能分析显示，与对照动物相比，用乙酰甲胆碱刺激后，肥胖、高脂肪饮食喂养的小鼠的气道阻力增加了 1.5 倍。气管内安装后肺实质切片的苏木精和伊红染色显示肺中多个未充气区域、厚肺泡隔和多边形肺泡，滴注压力过小。相比之下，过大的滴注压力会导致肺泡间隔破裂的过度充气区域。

然而，在肺固定过程中施加适量的压力会导致肺完全膨胀并伴有圆形肺泡。一旦掌握，腹膜内葡萄糖耐量试验可以在两个半小时内完成。肺功能检查可在一小时内完成，肺吹气可在一小时内完成。

在尝试此程序时，重要的是要记住，建议调整小鼠、训练研究者并在安静和减压的环境中工作，以实现最佳数据采集。该技术发展后，为新陈代谢和呼吸疾病领域的研究人员使用小动物模型探索慢性肺病治疗策略的参与机制和效力铺平了道路。看完这个视频，你应该对如何研究肥胖和代谢紊乱对肺结构和功能的影响有一个很好的了解。

不要忘记，与动物或手术器械一起工作可能会导致受伤或皮肤反应，并且在执行这些程序时应始终采取预防措施，例如佩戴适当的个人防护设备。