小鼠单次气管内吸入氯己定气溶胶后的肺毒性评估。

Pulmonary Toxicity Assessment after a Single Intratracheal Inhalation of Chlorhexidine Aerosol in Mice.

作者信息Jianzhong Zhang, Xinmin Jiang, Xin Li, He Sun, Mingyue Wang, Wanjun Zhang, Haonan Li, Hongmei Wang, Min Zhuang, Lin Zhang, Lin Lu, Jinglong Tang
PMID37999562
期刊Toxics
发布时间2023-11-07
DOI10.3390/toxics11110910

实验完整度

高

包含体内动物模型(小鼠)、组织病理、肺功能、转录组及qPCR验证,证据层级丰富,且有功能验证和机制验证。

主要模型

C57BL/6J小鼠 氯己定气溶胶吸入暴露模型

重点核对

小鼠品系:C57BL/6J,6-8周龄 氯己定浓度:0%(0 mg/kg)、0.125%(2.5 mg/kg)、0.25%(5 mg/kg)、0.5%(10 mg/kg)、1%(20 mg/kg) 暴露方式:单次气管内滴注50 μL,使用MicroSprayer Aerosolizer 观察时间:暴露后8周 样本量:每组至少12只(体重),病理n=3,BALF n=3,肺功能n=6

摘要

胍类消毒剂是重要的化学制剂,具有广谱活性,对大多数微生物有效。氯己定是最常用的胍类消毒剂之一,被添加到洗发水和漱口水中,并应用于医疗器械灭菌。在使用氯己定过程中,可能形成微米级颗粒的气溶胶,这可能导致吸入毒性。为了评估吸入氯己定气溶胶的毒性,使用MicroSprayer Aerosolizer对小鼠进行不同浓度(0%、0.125%、0.25%、0.5%和1%)氯己定的气管内滴注。小鼠暴露8周后处死,获取肺组织进行后续实验。组织病理学染色显示肺组织受损和胶原渗出增加。同时,肺功能测试显示,氯己定暴露可导致限制性通气功能障碍,与肺纤维化一致。转录组分析结果表明,氯己定可能触发炎症反应,并促进与细胞外基质沉积相关的通路激活。此外,我们确定氯己定暴露可能通过上调Muc5b和Muc5ac基因来增强黏液分泌,从而诱导纤维化样损伤。这些发现强调了规范使用消毒剂及其吸入毒性评估的必要性。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
氯己定气溶胶吸入暴露对小鼠肺部的毒性及潜在机制是什么?
核心机制
氯己定暴露可能通过上调Muc5b和Muc5ac基因增强黏液分泌,并触发炎症反应和细胞外基质沉积相关通路,从而诱导纤维化样损伤。
主要证据
组织病理学显示肺损伤和胶原沉积;肺功能测试显示限制性通气功能障碍;转录组分析显示炎症和ECM相关通路激活,qPCR验证Muc5b、Muc5ac等基因上调。
研究意义
研究提供了氯己定吸入毒性的证据,强调规范使用消毒剂和评估其吸入毒性的必要性。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立小鼠暴露模型

模拟氯己定气溶胶吸入暴露,评估其毒性。

使用MicroSprayer Aerosolizer对C57BL/6J小鼠进行单次气管内滴注不同浓度氯己定(0%、0.125%、0.25%、0.5%、1%),暴露后观察8周。

2

评估一般毒性

评估氯己定暴露对小鼠体重、器官系数及炎症细胞的影响。

监测体重、计算肺器官系数,分析BALF中炎症细胞比例。

3

组织病理学分析

观察肺组织损伤和胶原沉积。

H&E和Masson染色,计算Mikawa评分和胶原面积。

4

肺功能测试

评估氯己定暴露对肺功能的影响。

使用flexiVent FX系统测量呼吸系统顺应性、阻力、弹性等参数。

5

转录组分析

探索氯己定暴露后肺组织的基因表达变化及潜在机制。

对肺组织进行RNA-seq,鉴定DEGs并进行GO和KEGG富集分析。

6

关键基因验证

验证转录组结果中关键基因的表达水平。

使用qPCR检测Muc5ac, Muc5b, Bpifa1, Bpifb1, P4ha3的表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
葡萄糖酸氯己定Macklin Biotechnology Co., Ltd.18472-51-0
MicroSprayer气溶胶发生器Beijing Huironghe Technology Co., Ltd.--
异氟烷----
杜氏磷酸盐缓冲液ProcellPB180329
Diff-Quick染色试剂盒Yeasen--
FlexVent FX系统SCIREQ--
TRIzol LS试剂Invitrogen--
SuperScriptTM II逆转录酶Invitrogen--
Illumina NovaseqTM 6000测序平台Illumina--
TRIzol试剂Invitrogen--
NanoDrop ONE分光光度计NanoDrop Technologies--
HiScript®III逆转录预混液Vazyme--
ChamQ通用SYBR qPCR预混液Vazyme--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物暴露
小鼠品系、年龄、性别(未明确)、数量(每组至少12只)、暴露剂量、体积、麻醉方式、对照(RO水)
阅读提示:Methods 2.1 Animals and Exposure
组织病理学
固定液浓度、切片厚度、染色方法、样本量(n=3)、评分标准(Mikawa)、胶原面积测量软件
阅读提示:Methods 2.3 Histopathological Analysis
肺功能测试
麻醉药物及剂量(未明确)、插管方式、仪器设置(潮气量、呼吸频率等)、样本量(n=6)
阅读提示:Methods 2.4 Pulmonary Function Test
转录组分析
RNA提取试剂、测序平台、文库构建、差异表达阈值、富集分析方法
阅读提示:Methods 2.5 Transcriptome Analysis
qPCR验证
RNA提取试剂、逆转录试剂、qPCR预混液、内参基因、引物序列(表S1)、重复数(三或四次)
阅读提示:Methods 2.6 Real-Time Quantitative PCR Analysis