利用斑马鱼模型评价细菌性肺炎防治作用

【评价原理】

    斑马鱼的鳔从器官进化、组织结构以及生物学等多个层面都类似于哺乳动物的肺泡。

    细菌性肺炎:注射给予LPS建立斑马鱼细菌性肺炎模型。LPS是脂质和多糖的复合物,来源于革兰氏阴性菌细胞壁的外膜,是内毒素的主要成分。接触一定量的LPS会引起机体支气管炎、肺炎、肝炎及脂多糖血症。

    通过使用转基因中性粒细胞绿色荧光斑马鱼和转基因巨噬细胞绿色荧光斑马鱼,在荧光显微镜下可以直接观察斑马鱼中性粒细胞和巨噬细胞,并分时间点视频记录巨噬细胞和中性粒细胞溢出血管情况,使用实时荧光定量PCR仪可获得基因表达水平,通过制作组织病理切片观察斑马鱼鱼鳔部位的病理结构变化。

【实验方案】

    我们将受测试斑马鱼分成三组,分别是正常对照组、模型对照组和服用抗炎药组。其中,模型对照组与抗炎药组都注射了等量的LPS建立细菌性肺炎模型。抗炎药组在注射了LPS的同时摄入吲哚美辛之类的抗肺炎抗炎药。

    服用一段时间抗肺炎抗炎药后,我们在荧光显微镜下拍摄斑马鱼中性粒细胞和巨噬细胞的数量,并分时间点视频记录巨噬细胞和中性粒细胞溢出血管情况,用实时荧光定量PCR仪检测TNF-α、IL-1β值,同时制作成病理切片观察鱼鳔部位的病理结构变化。

【结果展示】

图1. 斑马鱼中性粒表型图。(黄色虚线区域为鱼鳔,绿色荧光颗粒为中性粒细胞)

    可以看到,抗炎药组斑马鱼鱼鳔位置处的中性粒细胞聚集情况明显改善。

图2. 斑马鱼巨噬细胞表型图。(黄色虚线区域为鱼鳔,绿色荧光为巨噬细胞)

    可以看到,抗炎药组斑马鱼鱼鳔位置处的巨噬细胞聚集情况明显改善。

图3. TNF-α基因表达水平。(与模型对照组比较,*p < 0.05)

    可以看到,抗炎药组能显著抑制斑马鱼的炎症基因TNF-α表达水平。

图4. IL-1β基因表达水平。(与模型对照组比较,**p < 0.01)

    可以看到,抗炎药组能显著抑制斑马鱼的炎症基因IL-1β表达水平。

图4. 鱼鳔部位病理切片

    从病理切片中能看出来,抗炎药组斑马鱼鱼鳔病理结构与正常对照组相似,未出现模型对照组渗入的炎性细胞明显增多的情况。

【评价结论】

    1.经过每组30尾斑马鱼的对比实验,抗炎药组能显著抑制中性粒细胞和巨噬细胞的聚集,能显著抑制炎症基因表达水平,能改善炎性浸润情况。

    2.本实验证实了吲哚美辛具有显著的细菌性肺炎防治作用。