[发明专利]一种体外呼吸暴露模型构建方法和应用

说明书

本发明提供一种体外呼吸暴露模型构建方法，其包括如下步骤：将呼吸道上皮细胞接种至共培养系统上的带孔膜材上，培养至细胞贴壁，所述膜材将培养系统分割成上室和下室两个区域；向共培养系统下室加入细胞培养基，向上室中加入肺表面活性剂，继续培养0.5～12小时；向上室中添加毒性物质或药物进行暴露，然后对呼吸道上皮细胞进行毒理学指标评价。以及，提供上述体外呼吸暴露模型构建方法在的环境污染物或药物评价中的应用。

技术领域

本发明属于生物医学工程技术领域，具体涉及一种体外呼吸暴露模型构建方法和应用。

背景技术

呼吸系统是人体与外界环境进行气体交换的器官系统，包括气体的通道鼻、咽喉、气管、支气管以及气体交换器官肺。由于呼吸系统特殊的结构和功能，一些气态污染物或颗粒物能够通过鼻或口等呼吸途径进入人体，从而危害人体健康。此外，一些肺部疾病，比如哮喘、慢性阻塞性肺病等，在治疗过程中也可以通过呼吸道进行给药。污染物或者药物进入呼吸道后，会对呼吸道的上皮细胞造成一定的影响，从而进一步影响肺的功能。

以往毒理学研究呼吸暴露的体外模型，往往采用细胞培养的方法，直接将有毒有害物质或者治疗药物添加至培养基中进行细胞毒性评价。但是这种暴露模型并不能很好的模拟肺部的真实环境。毒性物质或者药物直接添加到培养基中评价细胞毒性的方法不能很好模拟肺部的真实环境，忽略了真实肺部微环境对毒性物质或者药物的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种体外呼吸暴露模型构建方法和应用。

本发明提供一种体外呼吸暴露模型构建方法，其包括如下步骤：

将呼吸道上皮细胞接种至共培养系统上的带孔膜材上，培养至细胞贴壁，所述膜材将培养系统分割成上室和下室两个区域；

向共培养系统下室加入细胞培养基，向上室中加入肺表面活性剂，继续培养0.5～12小时；

向上室中添加毒性物质或药物进行暴露，然后对呼吸道上皮细胞进行毒理学指标评价。

以及，提供上述体外呼吸暴露模型构建方法在环境污染物或药物评价中的应用。

本发明提供的一种体外呼吸暴露模型构建方法，由呼吸道上皮细胞一侧暴露于肺表面活性剂环境中，另一侧利用细胞培养基供给营养，利用共培养系统实现模拟真实环境下肺部上皮细胞暴露的液体环境。与以往的技术手段相比，本发明能够更加真实模拟毒性物质或者药物的呼吸暴露情况，这是因为人体中的呼吸道浸润在一定的液体环境中，特别是呼吸道终末的肺泡浸润在肺表面活性剂中，维持自身表面张力平衡，防止呼吸气末肺塌陷。肺表面活性剂是一种组分复杂的混合物，主要由II型肺泡上皮细胞合成和分泌，含有70-80％的磷脂、10％的蛋白质和10％的中性磷脂。有害物质特别是超细颗粒物以及呼吸道给药的药物最终在呼吸道的终末段与肺表面活性剂联合作用影响肺的功能。因此，该方法能够为环境污染评价提供科学指导。

附图说明

图1是本发明构建的体外呼吸暴露模型的示意图。

图2是本发明实施例2和对比例1碳黑颗粒物的细胞毒性的对比图。

图3是本发明实施例3构建的体外呼吸暴露模型检测柴油机尾气颗粒物的细胞毒性图。

图4是本发明实施例4构建的体外呼吸暴露模型检测大气污染颗粒物的细胞毒性图。

图5是本发明实施例5构建的体外呼吸暴露模型检测沙丁胺醇药物的细胞毒性图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。