マウスにおける慢性閉塞性肺疾患（COPD）の病態は、煙誘発モデルやエラスターゼ誘発性肺気腫モデルなど、様々な方法で誘発することができます。それぞれのモデルには長所と短所があり、新薬候補の評価に活用することができます。以下では、SMC ラボで薬理学的有効性研究に使用している PPE 誘発 COPD モデルについて説明します。
Fig. 1: ヒトCOPDと動物COPDモデルの比較表 (An Acad Bras Cienc 2011;83:4)
豚膵エラスターゼ（PPE）誘発性肺気腫モデルの利点の一つは、疾患の発症が迅速であり、マウスの肺における機能変化を容易に測定できることです。さらに、病変の重症度は酵素投与量と直接相関するため、前臨床ニーズに合わせて容易に調整できます。
Fig. 2: PPE誘発COPDモデルにおける用量依存的な病変重症度
PPE誘発COPDモデルの作成には、7～8週齢の雌C57BL/6Jマウスをベースとして、Microsprayer®を用いてエラスターゼを気管内投与します。誘導後、標準的な投与期間は屠殺前の21日間ですが、投与期間、投与頻度、投与経路はカスタマイズ可能です。
Fig. 3: PPE誘発性肺気腫モデルにおけるCOPDの発症
Microsprayer®は、モデルマウスにPPEなどのエアロゾル化合物を気管内投与し、COPD病態を誘発するための塗布装置です。この経路でエラスターゼを投与することで、他の経路と比較してより均一な表現型を作り出すことができます。これは、得られたデータの堅牢性の再現性を高めるという、当モデルの特に有益な特徴です。
PPE誘発COPD モデルのサンプルに対して実行できる分析のリストを以下にご覧ください。
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BALFと肺の分析 |
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BALF 総細胞数 Clee分類（単球、リンパ球、好中球、好酸球） ELISA
肺の分析 ELISA
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組織病理学的分析 |
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HE染色 (mean linear intercept) その他の染色（IHC）
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遺伝子発現解析 |
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TNFa MMP-9など
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肺機能マーカー |
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SpO2（飽和度パルス酸素濃度） FVC（努力肺活量）
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肺病変の分析（生体内） |
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マイクロCT解析 |
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注：病気の進行に伴い、肺葉はますます脆弱になるため、同じマウスからBALFと組織学的解析または遺伝子発現解析用のサンプルを採取することは不可能です。研究に両方の種類の解析を含める場合は、通常、動物数を増やし、実施する解析項目ごとに各治療群を細分化することをお勧めします。
肺線維症モデルにご興味がございましたら、「Bleomycin-induced IPF model」もご覧ください。
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