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研究目的慢性阻塞性肺疾病骨骼肌萎缩严重影响COPD患者运动能力和生活质量,为了研究COPD骨骼肌萎缩相关机制,需要相关动物模型,然而目前国内外尚未建立骨骼肌萎缩COPD动物模型,因此本研究通过单纯烟熏暴露法制备COPD大鼠模型,并在此基础上评价单纯烟熏暴露法能否将骨骼肌萎缩COPD动物模型制备成功。研究方法35只8周龄雄性SD大鼠随机分为COPD模型组和对照组,其中模型组20只,对照组15只。利用香烟对模型组大鼠进行为期4个月单纯烟熏暴露以建立COPD模型,对照组大鼠常规饲养,不进行任何干预。期间每月进行大鼠体重和拉力测量,4个月后从模型组抽取8只大鼠,从对照组抽取7只大鼠,其余大鼠正常饲养,以备造模失败后进行方法改良,延长造模周期。对抽取的两组大鼠进行处死和腹主动脉取血,进行大鼠气道肺泡灌洗、取下右肺中叶组织和大鼠膈肌及右侧腓肠肌。然后使用HE染色法进行肺组织、膈肌、腓肠肌组织病理观察,同时进行大鼠肺泡横截面积计算。用ELISA法进行肺泡灌洗液和血清炎症因子表达检测。通过免疫印迹法(Western Blot)检测膈肌和腓肠肌中E3连接酶肌肉萎缩相关基因-1(atrogin-1)和肌肉特异性环指蛋白-1(MuRF-1)蛋白表达情况。研究结果1.香烟烟熏4个月后,模型组大鼠肺组织呈现COPD特征:炎症细胞浸润,气道截面狭窄,气道内有粘液较多,肺泡呈破裂和融合状,肺泡横截面积明显大于对照组大鼠肺泡(P<0.01),肺泡灌洗液炎症水平相比对照组显著上升(P<0.01),对照组大鼠肺组织没发生以上异常改变,且气道BALF炎症表达水平正常。2.烟熏暴露4个月后,模型组大鼠呈现COPD骨骼肌萎缩特征:模型组大鼠体重相比对照组大鼠明显下降(P<0.01),模型组大鼠拉力相比对照组大鼠明显下降(P<0.01),模型组大鼠膈肌组织肌纤维缩小,肌细胞核紊乱,肌纤维间隔增大,有间质纤维增多以及血管、毛细血管增生现象,对照组大鼠膈肌纤维饱满,排列紧密,无间质增生。模型组大鼠肌纤维结构紊乱,部分肌纤维呈扭曲状,肌纤维排列较对照组稍有稀疏,有间质纤维增多现象,对照组大鼠腓肠肌纤维排列紧密有序,间隔正常。3.持续烟熏导致模型组大鼠膈肌和腓肠肌组织蛋白降解因子Atrogin-1以及MuRF-1表达显著升高,与对照组大鼠相比具有统计学意义(P<0.01)。4.持续烟熏导致模型组大鼠血清炎症因子IL-6、IL-8及TNF-α表达明显高于对照组,均有统计学意义(P<0.01)。研究结论单纯烟熏暴露法导致大鼠出现COPD疾病特征,同时造成大鼠系统性炎症反应、肌纤维排列稀疏、拉力下降和骨骼肌组织蛋白水解因子表达明显增多,表明本实验单纯烟熏暴露方案成功制备骨骼肌萎缩COPD大鼠模型。