油酸诱导的急性呼吸窘迫综合征小鼠模型

Ashbaugh 等人 ¹⁹⁶⁷ 年首次描述了急性呼吸窘迫综合征 （ARDS），此后经历了多次修订。根据柏林的定义，急性呼吸窘迫综合征是一种肺部炎症，由于通气灌注比失衡、弥漫性双侧肺泡损伤 （DAD） 和浸润、肺重量增加和水肿导致急性呼吸衰竭和低氧血症 （PaO 2/FiO₂ > 300 mm Hg） ^2,3。肺实质是由上皮细胞、内皮细胞和其他细胞复合而成的复杂细胞环境。这些细胞形成屏障和结构，负责肺泡中的气体交换和稳态³.上皮屏障内最丰富的细胞是肺泡 I 型细胞 （AT1），具有更大的表面积，可通过 Na/K-ATP 酶进行气体交换和液体管理。此外，肺泡 II 型细胞 （AT2） 产生表面活性剂，降低肺泡⁴ 的表面张力。在下面，内皮细胞形成半透性屏障，将肺循环与间质隔开。其功能包括检测刺激、协调炎症反应和细胞迁移⁵。内皮细胞还调节气体交换、血管张力和凝血⁵。因此，内皮和上皮功能紊乱可能会加剧促炎表型，导致肺损伤，导致 ARDS⁵。

急性呼吸窘迫综合征的发生与细菌性和病毒性肺炎或间接因素（如非肺脓毒症、创伤、输血和胰腺炎）相关⁶。这些条件导致病原体相关分子模式 （PAMP） 和损伤相关分子模式 （DAMP） 的释放，诱导促炎细胞因子和趋化因子，如 TNF-α、IL-1β、IL-6 和 IL-8⁵。TNF-α 与内皮屏障破坏和白细胞浸润肺实质中的血管内皮钙粘蛋白 （VE-cadherin） 降解有关。中性粒细胞是最早迁移的细胞，被 IL-8 和 LTB₄ ^5,7,8 吸引。中性粒细胞进一步增加促炎细胞因子、活性氧 （ROS）⁹ 和中性粒细胞胞外陷阱 （NET） 的形成，从而产生额外的内皮和上皮损伤¹⁰。上皮损伤促使 AT2 细胞和驻留巨噬细胞中 Toll 样受体的炎症和激活，诱导趋化因子的释放，将炎症细胞吸引到肺部⁴.此外，干扰素-β （INF_β） 等细胞因子的产生会导致 TNF 相关细胞凋亡诱导受体 （TRAIL），导致 ATII 细胞凋亡，损害液体和离子^{clarence 4}。内皮和上皮屏障结构的破坏使液体、蛋白质、红细胞和白细胞流入肺泡间隙，引起水肿。随着水肿的建立，维持呼吸和气体交换的肺部努力会改变¹¹.高碳酸血症和低氧血症可诱导细胞死亡和钠转运紊乱，由于清除能力差，加重肺泡水肿¹⁰。急性呼吸窘迫综合征还具有 IL-17A 水平升高，与器官功能障碍、肺泡中性粒细胞百分比增加和肺泡通透性⁹ 有关。

近年来，ARDS 的病理生理学、流行病学和治疗研究不断取得进展^12,13。然而，ARDS 是一种异质性综合征，尽管治疗研究取得了进展，从而优化了机械通气和液体治疗。因此，仍然需要更有效的直接药物治疗¹⁰，动物研究可能有助于揭示ARDS的机制和干预目标。

目前的 ARDS 模型无法完全复制病理学。因此，研究人员通常会选择更符合他们兴趣的模型。例如，脂多糖 （LPS） 诱导模型通过主要由 TLR4¹⁴ 触发的内毒性休克诱导 ARDS。HCl 诱导类似于酸抽吸，损伤呈中性粒细胞依赖性¹⁴。另一方面，目前的油酸钠模型会诱发内皮损伤，从而增加血管通透性和水肿。此外，使用油酸钠代替液体形式的油酸可以避免栓塞风险和血液 pH^{值 15} 的改变。

急性呼吸窘迫综合征的动物模型
动物模型的临床前研究有助于了解病理学，对于新的ARDS治疗研究至关重要。理想的动物模型需要具有与临床情况相似的特征和疾病机制的良好可重复性，并具有每个疾病分期、演变和修复的相关病理生理特征¹⁴。几种动物模型用于临床前评估 ARDS 的急性肺损伤。然而，由于所有模型都有局限性，它们不能完全再现人类病理学6,14,16。油酸诱导的 ARDS 用于不同的动物物种¹⁷。接受OA注射的猪¹⁸、绵羊¹⁹和狗²⁰表现出该病的许多临床特征，伴有肺泡-毛细血管膜功能障碍和蛋白质和细胞浸润的通透性增加。

例如，静脉注射 1.25 μM 的 OA 阻断了经上皮转运，导致肺泡水肿¹⁵。或者，在使用 A549 细胞的体外模型中，浓度为 10 μM 的 OA 不会改变上皮钠通道 （eNAC） 或 Na/K-ATP 酶的表达。然而，OA似乎与这两个通道相关联，直接抑制了它们的活动²¹。0.1 mL/kg 的 OA 静脉注射引起肺组织充血和肿胀，肺泡间隙缩小，肺泡隔增厚，炎症和红细胞计数增加²²。此外，OA 诱导肺内皮细胞和上皮细胞凋亡和坏死¹⁵.在小鼠气管内注射三油酸酯溶液，增强中性粒细胞浸润和水肿，最早在刺激后6小时²³。24 小时 OA 注射增加促炎细胞因子水平（即 TNF-α、IL-6 和 IL-1β）²³。此外，静脉内（眼眶丛）注射10μM三油酸酯抑制肺Na / K-ATP酶活性，类似于^10-3μM的ouabain，一种选择性酶抑制剂。此外，OA 会通过细胞浸润、脂质体的形成以及白三烯 B4 （LTB₄） 和前列腺素 E2 （PGE₂） 的产生来诱导炎症^22,24。因此，油酸诱导的 ARDS 会产生水肿、出血、中性粒细胞浸润、髓过氧化物酶 （MPO） 活性增加和 ROS²⁴。因此，OA 给药是肺损伤的成熟模型^22,25。本文中介绍的所有具有 OA 的结果都代表盐形式油酸钠。