嘉美生物呼吸系统实验服务是围绕呼吸系统疾病机制研究、药物研发与安全性评价等需求建立的一站式科研与临床前CRO服务平台,整合了动物实验平台、细胞培养平台、类器官研究平台和基础检测平台四大技术模块,可覆盖从分子、细胞、组织到整体动物水平的全链条研究需求。服务范围涵盖哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、肺纤维化、急性肺损伤(ALI)/急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、肺栓塞、肺水肿、肺动脉高压、呼吸道感染及肺部肿瘤等多种呼吸系统疾病。该平台已成功开发成熟的人类疾病动物模型400多种,并可支持按需定制。
二、动物实验平台
(一)技术原理
呼吸系统动物实验的核心是通过物理(气管内滴注/吸入)、化学(药物诱导)或基因编辑等手段,在动物身上复制出模拟人类呼吸系统疾病病理特征的模型。在此基础上进行肺功能评估、组织病理分析、支气管肺泡灌洗液(BALF)检测及药效学评价,以研究疾病的发生发展规律并评估干预措施的效果。
(二)服务内容
1. 疾病模型构建:博莱霉素诱导肺纤维化模型、LPS诱导急性肺损伤(ALI)模型、OVA诱导哮喘模型、COPD模型(LPS+烟熏)、肺气肿模型、海水淹溺肺水肿模型、肺缺血再灌注模型、肺动脉高压模型、兔气管狭窄模型、鼻窦炎模型、新生儿呼吸窘迫模型等。
2. 给药与取材:气管内滴注、雾化吸入、腹腔注射、尾静脉注射等多种给药方式;肺组织、气管、BALF等样本取材。
3. 肺功能检测:无创全身体积描记(WBP)系统检测气道阻力、肺顺应性等呼吸功能指标;多通道小动物肺部给药呼吸测量系统,动物无需麻醉和气管插管手术,可长期跟踪研究同一只动物对药物或疗法的反应。
4. 吸入给药评价:吸入给药实验室具备对各种临床剂型吸入药物的非临床评价能力,可进行测试品气雾生成特性评价、吸入剂毒理研究、吸入制剂肺部组织分布研究。
5. 组织病理检测:肺组织切片、H&E染色、Masson染色(胶原纤维)、PAS染色(黏液)及病理图像分析。
(三)适用动物种类
涵盖小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、小型猪、猴等。SPF级动物实验平台可提供标准化饲养、手术造模及检测服务。
(四)应用领域
1. 呼吸系统疾病新药的临床前药效评价
2. 吸入制剂药物的非临床安全性评价
3. 呼吸系统疾病的发病机制研究
4. 基因功能研究与疾病模型验证
三、细胞培养平台
(一)技术原理
呼吸系统细胞实验的核心是在体外模拟气道上皮、肺泡上皮等呼吸组织细胞的生长、分化及损伤过程。通过原代细胞分离培养、细胞系扩增或气液界面(ALI)3D分化等技术,获取高纯度的气道上皮细胞、肺泡上皮细胞、肺成纤维细胞等特定细胞类型,在此基础上开展细胞层面的机制研究与药物筛选。
(二)服务内容
1.原代细胞分离与培养:人/小鼠/大鼠气道上皮细胞、肺泡上皮细胞(如小鼠II型肺泡上皮细胞)、肺成纤维细胞、肺血管内皮细胞等的分离与培养。
2.细胞系培养与扩增:人支气管上皮细胞(HBECs)、人小气道上皮细胞(HSAECs)等呼吸系统细胞系的扩增与传代。
3.气液界面(ALI)3D培养:利用ALI技术构建人源肺组织成熟模型(如MucilAir、SmallAir、AlveolAir系列),高度还原人体气道与肺泡真实生理结构。
4.疾病细胞模型:哮喘患者气道上皮细胞模型、COPD患者气道上皮细胞模型、囊性纤维化气道上皮细胞模型等。
5.细胞功能检测:细胞增殖/凋亡检测、细胞活力测定、细胞迁移/侵袭实验、钙成像等。
(三)细胞类型覆盖
1. 上皮细胞:气道上皮细胞、肺泡上皮细胞(I型/II型)
2. 间质细胞:肺成纤维细胞、肺血管内皮细胞
3. 免疫细胞:肺泡巨噬细胞(可经BALF获取)
(四)应用领域
1. 呼吸系统疾病的细胞机制研究
2. 吸入药物的体外筛选与安全性评价
3. 气道上皮屏障功能与黏液分泌研究
4. 呼吸道病毒感染的体外模型研究
四、类器官研究平台
(一)技术原理
肺类器官是在体外利用组织来源的成体干细胞或多能干细胞(iPSC/ESC)经定向分化诱导形成的三维细胞簇,能够模拟人体肺组织(气道或肺泡)的细胞组成与空间结构。与传统的2D细胞培养相比,肺类器官具有更高的仿生性,能更真实地反映人体内的生理与病理过程。依托空气液界面(ALI)3D培养技术或专用类器官培养基,可实现气道/肺泡类器官的高效构建与长期维持。
(二)服务内容
1.肺类器官构建:人源iPSC/组织来源的肺类器官、气道类器官、肺泡类器官的定向分化与批量制备。
2.呼吸道类器官平台:个性化呼吸类器官培养(可通过非侵入性取样收集患者细胞);呼吸道病毒感染(流感病毒、冠状病毒等)离体和类器官模型。
3.基因编辑类器官 CRISPR-Cas9基因敲除、敲入类器官的构建与功能分析。
4.类器官检测:类器官病理鉴定、免疫荧光染色、测序、qPCR等。
5.类器官药物筛选:基于肺类器官的呼吸药物筛选与药效评价;肺纤维化类器官芯片模型用于抗纤维化药物药效评价。
(三)适用类器官类型
涵盖肺、气道、肺泡等多种呼吸组织来源的类器官构建服务。部分平台已实现心、肝、肾、肺、脑等多脏器类器官的定向分化。
(四)应用领域
1. 哮喘、COPD、肺纤维化等疾病的3D疾病模型构建
2. 个体化类器官药物筛选与精准医疗
3. 呼吸道病毒(流感病毒、冠状病毒等)感染研究
4. 呼吸药物的安全性评价与药效测试
5. 肺上皮间质化(EMT)等机制研究
五、基础检测平台
(一)技术原理
基础检测平台为动物实验、细胞实验和类器官研究提供配套的分子、细胞和组织水平的分析检测服务,通过多种检测技术的联合应用,对呼吸系统样本进行多维度、多层次的定性与定量分析。
(二)服务内容
1. 分子生物学检测:qPCR(基因表达定量)、Western Blot(蛋白表达检测)、ELISA(细胞因子/炎症因子检测)、基因测序(一代/二代/NGS)。
2. 免疫学检测:流式细胞术(免疫细胞分群、细胞周期、凋亡检测)、免疫组化(IHC)、免疫荧光染色。
3. 组织病理学检测:H&E染色、Masson染色(胶原纤维评估)、PAS染色(黏液检测)、特殊染色(如LFB髓鞘染色等)。
4. 生物液体分析:支气管肺泡灌洗液(BALF)炎症因子检测、细胞计数与分类;血清/BALF中IgE检测。
5. 生化检测:组织蛋白定量分析、酶活性检测、氧化应激指标检测。
6. 肺功能检测:无创全身体积描记(WBP)肺功能检测;吸入暴露染毒与呼吸功能监测。
六、常见问题(FAQ)
Q1:呼吸系统疾病动物模型主要有哪些类型?如何选择?
A:呼吸系统动物模型主要分为四类:①化学诱导模型——博莱霉素诱导肺纤维化(6周龄C57BL/6小鼠,3mg/kg气管内滴注,14天成模)、LPS诱导急性肺损伤、OVA诱导哮喘;②复合因素模型——LPS+烟熏诱导COPD(SD大鼠,第1、14、28、42天气管内注入LPS,配合每日烟熏);③手术模型——肺缺血再灌注模型、气管狭窄模型;④基因编辑模型——转基因/基因敲除模型。选择时需根据研究目的(机制探索vs药效评价)、实验周期及预算综合评估。
Q2:气液界面(ALI)3D培养与普通2D细胞培养相比有何优势?
A:ALI 3D培养使气道上皮细胞在空气与液体界面处分化,形成假复层黏液纤毛上皮,包含基底细胞、杯状细胞、纤毛细胞等多种细胞类型,高度还原人体气道真实生理结构。来自哮喘、COPD、囊性纤维化等患者供体的原代细胞在ALI培养中可以重现体内疾病特征,建立更可靠的体外研究模型。与2D培养相比,ALI模型的实验数据更贴近临床,是药企研发和药物筛选的理想工具。
Q3:肺类器官的培养周期一般多长?主要应用场景有哪些?
A:肺类器官从组织来源干细胞或iPSC诱导分化到成熟通常需要2-6周,具体取决于类器官类型和成熟度要求。主要应用场景包括:①疾病模型构建——哮喘、COPD、肺纤维化等疾病模型;②药物筛选与药效评价——呼吸药物筛选和抗病毒药物测试;③呼吸道病毒感染研究——流感病毒、冠状病毒等感染的离体模型;④个性化医疗——从患者细胞培养个性化呼吸类器官,预测个体对感染和治疗的反应。
Q4:呼吸系统实验中的支气管肺泡灌洗液(BALF)检测主要包括哪些指标?
A:BALF检测是呼吸系统疾病模型评价的重要手段,主要包括:①炎症细胞计数与分类——评估气道炎症细胞募集情况;②炎症因子检测——ELISA检测IL-6、TNF-α等炎症因子水平;③免疫球蛋白检测——血清/BALF中IgE水平检测(哮喘模型常用);④蛋白定量分析——BALF总蛋白浓度测定。
Q5:呼吸系统实验服务的参考价格和周期是多少?
A:价格因服务类型和复杂程度差异较大。具体动物模型构建、肺功能检测、药效评价等单项服务需根据实验方案报价。服务周期方面,简单细胞实验约1-2周;动物模型构建与药效评价通常需1-3个月(如博莱霉素肺纤维化模型14天观察期、COPD模型2个月烟熏周期);肺类器官构建与分化需2-6周。吸入给药的非临床评价周期视具体剂型和实验方案而定。建议提前与嘉美生物沟通具体方案,获取详细报价和时间安排。
注:实际价格及周期可能因动物种类、模型复杂度、检测项目等不同而有所差异,具体以实际询价和合同为准。呼吸系统实验涉及活体动物手术、细胞培养及类器官构建等复杂操作,实验结果可能受多种因素影响,嘉美生物保证实验操作的专业性与数据的真实性,但对特定结果是否符合预期不做绝对承诺。




