研究目的慢性阻塞性肺疾病(COPD)是中老年常见呼吸系统疾病。除了异质性的肺部状态,COPD患者常存在显著的肺外效应,其中骨骼肌功能障碍(SMD)与呼吸困难和疾病恶化有关,严重影响COPD患者日常生活活动能力。在众多致病因素中,烟雾暴露作为COPD最主要的危险因素,对骨骼肌具有直接损害作用。为了探究慢阻肺SMD发生发展的相关机制以及有效的改善方法,制备COPD动物SMD模型成为关键一步,然而目前国内外尚未确立慢阻肺SMD模型制备方法。因此,本研究采用递增式香烟烟雾暴露方案建立获悉更多COPD小鼠模型,并确定递增式长期香烟烟雾暴露方法能否成功制备COPD小鼠SMD模型。研究方法本研究选取40只8周龄雄性C57BL/6小鼠随机分为烟熏模型组和健康对照组,每组各20只小鼠。针对烟熏模型组小鼠开展为期25周递增式香烟烟雾暴露方案制备慢阻肺SMD模型,健康对照组小鼠常规饲养,不进行任何干预。在造模期间,每月测量一次小鼠体重,每两月测量一次小鼠抓力。25周后从各组随机抽取6只小鼠,其余小鼠正常饲养,用以模型制备失败时调整造模方案,继续制备模型。本研究对各组随机抽取小鼠先行肺功能测试,结束后完整取下小鼠右侧腓肠肌,进行离体肌力测试;取小鼠肺组织和左侧腓肠肌,通过HE染色观察肺组织和腓肠肌病理变化并计算小鼠肺泡平均横截面积、肺泡平均线性截距以及腓肠肌肌纤维横截面积。采用Weselleck抑制剂stern blot检测腓肠肌蛋白降解相关因子Atrogin-1和Mu RF-1表达水平。研究结果(1)与对照组相比,烟熏模型组小鼠25周香烟烟雾暴露后COPD特征明显:烟熏模型组小鼠HE染色切片可见慢性支气管和肺气肿样改变,即大量炎性细胞浸润,气道结构破坏和管壁增厚,肺泡结构紊乱,破裂融合形成肺大泡;通过Image J软件计算得到烟熏模型组小鼠肺泡平均横截面积和平均线性截距相比于对照组小鼠显著增加(p<0.05)。肺功能测试结果显示烟熏模型组小鼠MV、Cydn、FVC、PEF肺功能指标较对照组均显著下降(p<0.05),TV和FEV50较对照组有所下降,但组间差异未达到统计学意义。(2)与对照组相比,烟熏模型组小鼠25周香烟烟雾暴露后SMD特征明显:烟熏模型组小鼠每月体重较对照组显著降低(p<0.01),离体腓肠肌质量下降,但未达到统计学意义;烟熏模型组小鼠腓肠肌HE染色可见肌纤维结构紊乱,排列明显稀疏,肌纤维间隙增加,肌纤维横截面积显著低于对照组小鼠(p<0.05)。功能上,烟熏模型组小鼠抓力较对照组明显下降(p<0.05);离体肌力测试结果显示烟熏模型组小鼠等长收缩力和35Hz电刺激时肌肉收缩力相较于对照组小鼠显著下降(p<0.05),力-频率曲线明显下移,强直张力和15Hz、55Hz和75Hz肌肉收缩力均有所下降,但组间差异未达到统计学意义。(3)与对照组相比,烟熏模型组小鼠25周香烟烟雾暴露后骨骼肌蛋白降解相关因子表达水平变化明显:Western blot检测结果显示烟熏模型组小鼠腓肠肌Atrogin-1和Mu RF-1蛋白表达水平显著上Surprise medical bills调,差异均具有统计学意义(p<0.05)。研究结论25周递增式香烟烟雾暴露方案导致小鼠COPD疾病特征明显,同时造成小鼠骨骼肌肌纤维结构紊乱、体重和肌肉力量降低和骨骼肌萎缩相关蛋白表达水平升高,表明25周递增式香烟烟雾暴露方案可成功制备COPD小鼠SMD模型。