Waiting
Traitement de la connexion…

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

Eksponering for cigaretrøg hos mus ved hjælp af et inhalationssystem til hele kroppen

Published: October 22, 2020 doi: 10.3791/61793

Summary

Denne protokol demonstrerer undersøgelsen af de patofysiologiske virkninger af cigaretrøg (CS) med et helkropsinhalationssystem (WBI) (WBIS), der er bygget internt. Dette system kan udsætte dyr for CS under kontrollerede repeterbare betingelser for forskning i CS-medierede virkninger på lungeafysem og hæmatopoiesis.

Abstract

Tæt på 14% af voksne i USA blev rapporteret til at ryge cigaretter i 2018. Virkningerne af cigaretrøg (CS) på lunger og hjerte-kar-sygdomme er blevet undersøgt bredt, men virkningen af CS i andre væv og organer såsom blod og knoglemarv forbliver ufuldstændigt defineret. Det kan være uoverkommeligt dyrt at finde det rette system til at undersøge virkningerne af CS hos gnavere, og det kan kræve køb af kommercielt tilgængelige systemer. Således satte vi os for at opbygge et overkommeligt, pålideligt og alsidigt system til at studere de patologiske virkninger af CS hos mus. Denne helkrops inhalation eksponering system (WBIS) set-up efterligner vejrtrækning og puffing af cigaretter ved skiftevis eksponering for CS og ren luft. Her viser vi, at dette gør-det-selv (DIY) system fremkalder luftvejsbetændelse og lungeemfysem hos mus efter 4 måneders cigaretrøg eksponering. Virkningerne af helkropsinhalation (WBI) af CS på hæmatopoietiske stamceller og stamceller (HSC'er) i knoglemarven ved hjælp af dette apparat er også vist.

Introduction

Cigaretrygning er fortsat en af hovedårsagerne til sygdomme, der kan forebygges i USA på trods af det stadige fald i antallet af cigaretrygende voksne i de sidste 50-60 år1. Det er almindeligt kendt, at rygning er forbundet med flere sygdomme i lungerne og blodet, herunder kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL), en gruppe sygdomme, der omfatter emfysem og kronisk bronkitis2,3,4. Ifølge Center for Disease Control (CDC) var KOL i 2014 den tredje hyppigste dødsårsag i USA med over 15 millioner amerikanere, der lider af denne sygdom5.

CS har også for nylig været forbundet med en højere risiko for at udvikle kloniske hæmatopoiesis (CH)6,7, en tilstand, hvor en enkelt hæmatopoietisk stamcelle uforholdsmæssigt producerer en stor procentdel af en persons perifere blod. Dette fund indikerer en potentiel sammenhæng mellem rygning og knoglemarvsfunktion. I betragtning af de udbredte og meget betydelige sundhedsmæssige konsekvenser af CS og i betragtning af, at murin modeller af sygdomme er en hjørnesten i fremskridt inden for biomedicinsk forskning, er det nyttigt at udvikle effektive og overkommelige systemer til model CS i mus.

Her giver vi en trin-for-trin guide til opbygning af et overkommeligt system til behandling og undersøgelse af in vivo virkninger af CS på lungeemfysem og knoglemarv homeostase. Samlingen af dette udstyr kræver ikke, at brugeren har specialiseret viden og giver derfor mulighed for DIY-samling.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle de dyr, der er involveret i forsøgene og udviklingen af denne teknik, har været under vores dyrebrugsprotokol, der er godkendt af Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) og under Baylor College of Medicine og MD Anderson-institutioner, der er akkrediteret af Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care (AAALAC).

1. Opbygning af apparatet

  1. Montering af luftkompressoren med ventilsystemet.
    1. Tilslut flowmetre (to 15 L/min med Y bar og 2 power takeoffs) til miniature trykregulatoren ved hjælp af en 1/8 tommer gevind mandlige adapter brystvorte montering. Sørg for at bruge trådforseglingsbåndet i alle gevindender.
    2. Tilslut den samlede trykregulator med flowmeteret til det medicinske luftkompressorinstrument ved hjælp af følgende: en 1/8 tommer hex-brystvorte på kompressorluftudgangen, en 1/8 tommer gevindkoblingsmontering og en 1/8 tommer gevind mandlig adapter nippelbeslag, der forbinder til trykregulatoren.
    3. Installer det ilt drejelige piggede stik på hvert (4) flowmeter.
    4. Installer en mandlig adapter på luftkompressorens øverste luftudtag (en del følger med det medicinske luftkompressorinstrument).
  2. Samling af eksponeringskamre (lav 4 enheder)
    1. Skær en 3 /4 tommer kloreret polyvinylchlorid (CPVC) rør i otte 4 tommer segmenter.
    2. Sæt hvert segment til en 3/4 tommer 90 ° albue CPVC montering og fastgør monteringssiden af albuen til en 3/4 tommer diameter CPVC mandlige adapter. Der skal være otte CPVC-segmenter, der hver er fastgjort til en CPVC-albuemontering og en CPVC-mandlig adapter.
    3. Bor to huller (1 1/4 tommer diameter) på modsatte sider langt fra hinanden af en 8,5 L lufttæt beholder (11,25 x 7,75 x 6 tommer) med et låg (se figur 1 eksponering kammer). Placeringen af hullerne skal centreres fra top til bund og fra venstre mod højre.
    4. Sæt de gevindsider af CPVC-hanadapteren, der er samlet før, i hvert hul i beholderne.
    5. Fra indersiden af beholderen, vedhæfte en 3 / 4 tommer CPVC hætte på den anden side (Chamber røg input) og en 3 / 4 tommer CPVC Drypvanding kvindelige adapter på den ene side (Chamber røg output).
    6. Bor fem 3 mm huller på toppen af CPVC-hætten på kammerrøgudgangen i et quincunx (brusehoved) mønster. Dette vil gøre det muligt for cigaretrøg at komme ind i kammeret med højere hastighed og sikrer, at det spredes jævnt inde i kammeret i alle retninger.
  3. Samling af cigaretkamre (udgør op til 4 murineksponeringsenheder)
    1. Tag en et-hullers gummiprop (producentstørrelse 8,5) og indsæt et 1/4 tommer pigtråds Y-stik på den bredere side og en lige pigtrådsbeslag (8 mm åbning) på den smallere side. Cigaretten vil blive placeret her under rygeproceduren (cigaret piedestal).
    2. Tilslut den ene ende af en 12 tommer lang medicinsk kvalitet vinyl rør til en af de pigtråd stik på Y-stikket er knyttet til gummi prop og den anden ende til en 1 / 4 tommer montering og indsætte den modsatte side af denne montering på en et-huls gummi prop (producent størrelse 1).
    3. På en anden gummi prop (producent størrelse 8,5), indsætte en 1 / 4 tommer lige slange stik på den bredere side af proppen og forbinde den ydre ende af monteringen til en 7 ft medicinsk kvalitet vinyl rør.
    4. Tilslut de to gummi prop strukturer samlet før i trin 1.3.1-1.3.3 til en 8 tommer x 1,75 tommer glas cylinder fra et laboratorium glas afløbsrør.
  4. Ventilstyringssystem
    1. Systemet styres af en rytmisk åbning og lukning af magnetventiler, der simulerer indånding (puffing) af cigaretrøg og ren luft. Det system, der styrer magnetventilerne, er kommercielt designet (se Materialeoversigt).
  5. Samling af alle komponenter (se figur 1)
    1. Monter fire magnetventiler til siderne af ventilstyringssystemet ved hjælp af 1 tommer skruer.
    2. Tilslut magnetventilerne til ventilstyringssystemet efter fabrikantens anvisninger.
    3. Fastgør en 10-32 (M) gevind lige stik til udstødningen ("EXH") forbindelse på magnetventilen og en gevindport adapter på "IN" og "OUT" forbindelser af samme magnetventil.
    4. Tilslut flowmeteret, der er fastgjort til kompressoren, til magnetventilen via "OUT"-forbindelsen ved hjælp af en 7 ft medicinsk vinylrør.
    5. Tilslut 7 ft vinylrøret samlet med gummiproppen i trin 1.3.3. på "IN"-stikket på magnetventilen.
    6. Sæt cigaretkammerets lille gummiprop på røgindgangen i kammeret.
    7. Tilslut magnetventilen til den anden forbindelse af pigtråds-Y-stikket på cigaret piedestalen samlet i trin 1.3.1.

Figure 1
Figur 1: Skematisk over forbindelserne i vores WBIS for eksponering for CS. Denne figur viser, hvordan alle komponenter samles for at danne et arbejdsapparat. Figuren viser kun et samlet rygekammer af de fire, som maskinen er i stand til at betjene. Klik her for at se en større version af dette tal.

2. Eksponering for cigaretrøg

ADVARSEL: Undgå anden- og tredjehåndseksponering for cigaretrøg. Cigaret- og eksponeringskamre bør anvendes i et type B2-type B2-flow biologiske sikkerhedsskabe. Korrekt PV bør bæres, mens du udfører røgeksponering eksperimenter (dvs. masker, handsker, hårnet, kjole).

  1. Indstilling af tryk og luftstrøm
    1. Når alle komponenterne er samlet som vist i figur 1, skal du tænde for luftkompressoren og vente på, at sikkerhedsalarmen slukkes af sig selv.
    2. Tryktrykket på luftkompressoren justeres til 40-50 psi ved at dreje knappen på trykregulatoren.
    3. Juster luftstrømmen fra luftkompressoren til 5 L ved hjælp af flowmeteret.
    4. Tænd for ventilstyringen.
    5. Juster den digitale timer på ventilstyringen til PULSE-C(vist i displayet som "Pu-c") ved at trykke på SET/LOCK-tasten, mens du holder UP-tasten nede ved timerens første ciffer. Tryk derefter på UP-tasten, indtil Pu-c-tilstanden er nået. Tryk på RESET for at angive den viste driftstilstand (dvs.
    6. Tryk på SET/LOCK for at ændre timer 1 (vist på displayet som "T1").
    7. Tryk på TASTERNE OP eller NED for at indstille T1 til 20 s.
    8. Tryk på SET/LOCK for at ændre timer 2 (vist på displayet som "T2").
    9. Tryk på TASTERNE OP eller NED for at indstille T2 til 3 s.
      BEMÆRK: Trin 2.1.5 til 2.1.9 er skræddersyet til brug sammen med den specifikke timer (se materialeoversigten). Yderligere oplysninger om andre anvendelser af dette produkt finder du i den tilsvarende brugervejledning.
  2. Behandling af cigaretrøg
    BEMÆRK: Dette system giver mulighed for brug af 1-4 murineksponeringskamre på samme tid.
    1. Tænd for luftkompressoren, og vent på, at sikkerhedsalarmen slukker af sig selv.
    2. Tænd for ventilstyringen.
    3. Overfør 5 mus til hvert af de fire eksponeringskamre med lufttætte aftagelige låg med et volumen på 8,5 L. Placer de fire eksponeringskamre med mus i en klasse II Type B2 Laminar Flow Biological Safety Cabinets.
    4. Inde i laminar flow biologiske sikkerhed kabinet, lyser en cigaret og indsætte cigaretten inde i cigaretkammeret. Brug cigaretter, der er til kommercielt tilgængelige, og som indeholder 15 mg/cig tjære og 1,1 mg/cig nikotin8 sammenlignet med Kentucky 3RF4-forskningscigaretter (9,5 mg/cig tjære og 0,73 mg/cig nikotin)9.
    5. Tænd for ventilerne på ventilregulatoren, der svarer til de kamre, der aktuelt er i brug. Eksponeringen er opdelt i 2 faser: (T1) ren luft pumpes ind i eksponeringskammeret i 20 s, og (T2) luftstrømmen får cigaretten til at brænde, og røg fra cigaretkammeret pumpes ind i eksponeringskammeret i 3 s. Lad cigaretten brænde helt ud, indtil den når filteret.
      1. Juster timerindstillingerne for at udføre et gennemsnit på ~ 10 pust / cigaret over en ~ 4-min periode. Bemærk, at timeren og systemet er let tilpasses til at forbedre eller sænke CS dosering regime i henhold til forskningsbehov af efterforskerne.
    6. Fjern cigaretfilteret og kassér det ved at placere cigaretskodet i et glasbægerglas med vand for at slukke flammen og dæmpe lugten.
    7. Sørg for, at cigaretkammeret er lukket igen og uden en cigaret. Lad maskinen pumpe ren luft i 10 minutter. Det er yderst vigtigt at opretholde konstant overvågning af hvirveldyr, der udsættes for CS. Dette eksponerende regime er optimeret til 5 hunmus over 9 uger gamle pr. Eksponeringskammer.
    8. Gentag trin 2.3.4 til 2.3.7 tre gange for i alt 4 cigaretter pr. kammer om dagen. Denne procedure gentages 5 dage om ugen, så længe forskeren har brug for deres eksperimenter.
    9. Fjern musene fra eksponeringskamrene tilbage i deres tilsvarende bure.
    10. Sluk for ventilregulatoren og luftkompressoren.
    11. Fjern eksponerings- og cigaretkamrene og vask med vand og sæbe for at fjerne eventuelle rester af tjære.
    12. Lad kamrene tørre helt, før du bruger dem igen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Et af de vigtigste kendetegn ved CS eksponering er emfysem, der er kendetegnet ved skader og ødelæggelse af luftsække (alveoler) i lungerne. Således fokuserede de første eksperimenter på DIY-systemets evne til at fremkalde emfysemiske ændringer i lungerne hos kvindelige mus ved gentagen helkropseksponering for CS. CS doseringsregimet blev valgt på baggrund af vores tidligerepublikationer,hvor vi brugte DIY-systemet, der er beskrevet her til behandling af mus med CS og studere den molekylære patofysiologi af emfysem10,11,12,13,14,15,16. Specifikt blev mus udsat hele kroppen for røgen af fire kommercielle cigaretter med filter dagligt, med røgfri intervaller på 10 min i mellem hver cigaret, fem dage om ugen i en varighed på 4 måneder10,11,12,13,14,15,16.

Hematoxylin og eosin (H&E)-farvet lunge histologi viste ødelæggelsen af alveoler hos mus udsat for CS i forhold til Air behandlede mus (Figur 2A). I enighed viste histomorfometrisk analyse af lungesektioner på en blændet måde, at den gennemsnitlige lineære skæring (MLI) var betydeligt højere hos mus, der blev udsat for CS sammenlignet med luftkontrol (Figur 2B). Som forventet fremkalder WBIS til CS et fald i kropsvægten (Figur 2C). I overensstemmelse med ovenstående observationer viste CS-eksponerede mus også forbedret luftvejsinfiltration af immunceller samt induktion af Matrix metalloproteaser 9 og 12 (Mmp9 og Mmp12) genekspression, som er ansvarlige for vævsskader (Figur 2D,E)17. Cotinin, en metabolit af nikotin og en biomarkør til CS-eksponering, blev påvist at være signifikant forhøjet i serum af mus udsat for 4 måneders CS, men var målbart i luft-eksponerede mus (Figur 2F).

Der er en stigende forståelse af den mangefacetterede virkning af CS eksponering på kroppens celler og væv. En tidligere undersøgelse viste, at WBI eksponering af mus til CS med et regime på 6 h/dag, 5 dage/uge i 9 måneder med 3R4F cigaretter førte til en ændring i den hæmatopoietiske stamcelle niche18. Derfor har vi testet muligheden for denne DIY system til at ændre knoglemarv homeostase udnytte vores forudbestemte CS dosering regime10,11,12,13,14,15,16. Efter eksponering analyserede vi BM-populationer ved hjælp af flowcytometry (Figur 3A). I overensstemmelse med forventningerne resulterede behandling af mus med CS på dette gør-det-selv-system i en ændring i knoglemarvspopulationer (BM). Specifikt viste flowcytometrisk analyse en betydelig stigning i hæmatopoietiske stamceller og stamfader (HSPC) populationer efter 4 måneders CS-eksponering sammenlignet med luftkontrol (Figur 3B). Udvidelse af disse observationer viste helkropseksponering for CS hos mus, der anvender et kommercielt tilgængeligt system (se materialetabel),også en ændring i HSPC-populationerne (figur 3C). Doseringsregimet og varigheden af CS-eksponering, der blev anvendt i det kommercielle system, og den forudgående offentliggørelse på CS og hæmatopoiesis18 var helt anderledes end dette gør-det-selv-system, hvilket tyder på, at knoglemarvshomøostase er udsøgt følsom over for en bred vifte af CS-doserings- og behandlingsregimer (Figur 3C). Samlet set fremhæver disse data, at dette gør-det-selv-system er en overkommelig mulighed, der kan bruges til at udsætte mus for CS under kontrollerede forhold for pålideligt at studere dets virkninger i en række celler og væv.

Figure 2
Figur 2: CS-medieret induktion af luftvejsbetændelse og lungeafysematøse ændringer af mus. (A) H&E farvede lungesektioner fra WT C57BL/6 mus, der har været udsat for luft eller CS i 4 måneder. 4x forstørrelse; 20x forstørrelse. Skalabjælke 200 μM. (B) Gennemsnitlig lineær skæring (MLI) som et mål for interalveolar vægafstand blev målt ved hjælp af upartisk histomorfometrisk fra mus behandlet med Air eller CS. (C) Mus vægte efter 4 måneders luft- eller CS-eksponering. (D) Samlede og differentierede celletal fra bronchoalveolar lavage (BAL) kontrolvæske (Luft) versus CS-behandlede mus. Total leukocytter (Total), makrofager (Mac), neutrofiler (Neu) og lymfocytter (Lym). Relativt udtryk for (E) Mmp9 og (F) Mmp12 mRNA kvantificeret af real-time PCR fra BAL væske af Air eller CS eksponerede mus og normaliseret til Gapdh udtryk. n = 4-5 mus/gruppe. g) Serumindholdet af cotinin hos mus, der udsættes for luft eller CS, blev målt ved ELISA 24 timer efter den sidste CS-behandling n = 7-8 mus/gruppe. Statistiske sammenligninger blev foretaget ved hjælp af (B, C, D, E) Uparret t-test og (F) Welch's t-test. Viste data Gennemsnit ± SEM. **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: I overensstemmelse med forventningerne kan dette gør-det-selv-system bruges til at studere CS-medierede virkninger i muss knoglemarv. (A) Gating strategier til at identificere HSC'er og HSC'er ved flow cytometry. Afstamning markører omfatter: Gr1, Mac1, B220, CD4, CD8, og Ter119. (B) Procentdel af HSPC og HSC'er i hele knoglemarven efter CS-eksponering ved hjælp af dette gør-det-selv-system med samme 4-måneders regime. (C) Procentdel af HSPC og HSC'er i hele knoglemarven efter CS-eksponering ved hjælp af det kommercielt tilgængelige system med følgende eksponeringsprocedure: 24 3RF4 undersøger cigaretter dagligt, 12 pust/cigaret, 5 dage om ugen i 4,5 ugers varighed. (B-C) Mann-Whitney-testen; n = 5 mus/gruppe. Data vist som Middel ± SEM. *p < 0,05. Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Her giver vi de oplysninger, der kræves til opførelse af et apparat til WBIS af mus til CS. Efter installation af systemet er det afgørende vigtigt, at efterforskerne kalibrerer systemet baseret på den leverede dosis nikotin eller cotinin hos dyr. Apparatet indeholder en timer og trykmålere, der kan bruges til at justere cigaret puff volumen, puff frekvens, kombineret røg eksponering periode, og hvile intervaller, at dyrene modtager mellem hver cigaret. Desuden kan det faktiske antal cigaretter, der indgives dagligt, variere afhængigt af tjære- og nikotinindholdet. Endelig er det bydende nødvendigt, at enhver komponent, der udsættes for cigaretrøg, rengøres regelmæssigt for at sikre korrekt røgcirkulation og konsekvent røgeksponering af dyrene.

Der er mindst et halvt dusin kommercielle systemer og protokoller til rådighed til behandling af mus med CS og luftgiftstoffer. Størstedelen af det udstyr, der anvendes til dette formål, kræver imidlertid kommercielle leverandører eller indgående kendskab til elektronik og/eller elektroteknik til montering. Nogle af disse systemer anvender WBI regimer, mens andre indarbejde næse-only behandlinger, men disse systemer kan koste op til $ 100.000 gør dem uoverkommeligt dyre for de fleste laboratorier.

Fordelen ved dette DIY-system er den iboende enkelhed i fremstillingen, lave omkostninger (~ $ 6.000) og alsidighed. Desuden er de komponenter, der er nødvendige for konstruktionen af dette gør-det-selv-apparatur, let tilgængelige fra kommercielle detailhandlere og forsyningskæder. Vi anerkender en begrænsning af eksponeringsprotokollen, og udstyr er manglen på dosimetriudstyr til måling af cigaretrøgbestanddele, der leveres i musens eksponeringskamre. Men udformningen af dette system fungerer på en kontrolleret måde, og vi viste, at niveauerne af serum cotinine i dette valgte rygeregime kan sammenlignes med andre murinmodeller af CS-induceret emfysem20,21. Desuden har denne metode vist sig at have applikationer ud over overvågning af virkningerne af CS i lungerne og BM. Vores gruppe brugte dette system til at undersøge, hvordan cigaretrøg påvirker tarmvævet15. Vi har også for nylig tilpasset dette system til at undersøge de skadelige virkninger af eksponering for elektroniske cigaretter på lungerne22.

Sammenfattende repræsenterer dette apparat et overkommeligt og let at opbygge eksponeringssystem til at studere den enorme vifte af skadelige virkninger af cigaretrygning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

AR, XH, og PE blev støttet af NIH tilskud R01HL140398 og en Gilson Longenbaugh Foundation tilskud. DEMM og KK blev støttet af NIH-tilskuddene R01HL136333 og R01HL134880 (KYK) og et tilskud fra Helis Medical Research Foundation. DEMM er også støttet af Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Gilliam Fellowship for Advanced Study. PE er også støttet af Uddannelse i Precision Environmental Health Sciences NIEHS T32 ES027801 Fellowship Program. JC og MF støttes af Tobaksforskningsfonde fra Institut for Epigenetik og Molekylær Carcinogenese og af Center for Epigenetik (Scholar Award til MF) på MD Anderson. FK og YZ støttes af NIH-tilskud R01 ES029442-01 og R01 AI135803-01 samt VA Merit-tilskud CX000104. Dette projekt blev støttet af Cytometry and Cell Sorting Core på Baylor College of Medicine med støtte fra CPRIT Core Facility Support Award (CPRIT-RP180672), NIH (CA125123 og RR024574) og bistand fra Joel M. Sederstrom.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1 in fastener Lowes 756990
1/4 in Barbed Y connector VWR 89093-282
1/4 in straight tubing connector VWR 62866-378
1/8 hex nipple Lowes 877221
1/8 in threaded coupling fitting Lowes 877208
1/8 in threaded male adapter nipple fitting Lowes 877243
10/32 (M) threaded straight connector Bimba EB60
3/4 in 90-degree elbow CPVC fitting Lowes 22643
3/4 in chlorinated polyvinyl chloride (CPVC) pipe Lowes 23814
3/4 in CPVC cap Lowes 23773
3/4 in CPVC Drip irrigation female adapter Lowes 194629
3/4 in diameter CPVC male adapter Lowes 23766
8.5 L airtight container with lid (11.25in x 7.75in x 6 in) Komax N/A Listed as "Komax Biokips Large Bread Box | (280-oz) Large Storage Container"
Glass drain tube (1.75 in diameter x 8 in length) KIMAX 6500
Isonic Solenoid Valves Bimba V2A02-AW1
Marlboro Red 100's Marlboro N/A
Oxygen swivel barbed connector Global Medical Solutions RES002
Panasonic Timer LT4H-W Panasonic LT4HW Item was built-in the valve controller by Shepherd Controls & Associates
Pressure regulator Allied Electronics and Automation 70600552 Also listed as "Norgren R07-100-RGKA"
Rubber stopper # 1 (one hole) VWR 59581-163
Rubber stopper # 8.5 (one hole) VWR 59581-389
Scireq inExpose system Scireq and Emka Technologies N/A Commercial system used for comparison with our DIY WBIS
Straight barbed fitting (8mm opening) VWR 10028-872
Thread Sealant tape Lowes 1184243
Threaded port adaptor Bimba P1SA1
Timeter Aridyne 2000 Medical Air Compressor MFI Medical AHC-TE20
Timeter flowmeter Allied Healthcare Products 15006-03YP2 Also listed as "Puritan Air Meter"
Valve Control system Shepherd Controls and Associates N/A Company custom designed the valve control system for this model.
Vinyl pipes Vitality Medical RES3007

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Current Cigarette Smoking Among Adults in the United States. Center for Disease Control and Prevention. , Available from: https://www.cdc.gov/tobacco/data_statistics/fact_sheets/adult_data/cig_smoking/index.htm (2018).
  2. Salvi, S. Tobacco smoking and evironmental risk factors for chronic obstructive pulmonary disease. Clinics in Chest Medicine. 35, 17-27 (2014).
  3. Sunyer, J., et al. Longitudinal relation between smoking and white blood cells. American Journal of Epidemiology. 144, 734-741 (1996).
  4. Freedman, D. S., Flanders, D., Barboriak, J. J., Malarcher, A. M., Gates, L. Cigarette smoking and leukocyte subpopulations in men. Annals of Epidemiology. 6, 299-306 (1996).
  5. Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD). Center for Disease Control and Prevention. , Available from: https://www.cdc.gov/copd/basics-about.html (2019).
  6. Genovese, G., et al. Clonal hematopoiesis and blood-cancer risk inferred from blood DNA sequence. New England Journal of Medicine. , (2014).
  7. Steensma, D. P. Clinical implications of clonal hematopoiesis. Mayo Clinic Proceedings. 93, 1122-1130 (2018).
  8. Tobacco. Federal Trade Comission. , Available at: . Accessed: 4th (2020).
  9. 3R4F Cigarettes. University of Kentucky - College of Agriculture Food and Environment. , Available from: https://ctrp.uky.edu/products/gallery/Reference Cigarettes/detail/936 (2020).
  10. Shan, M., et al. Cigarette smoke induction of osteopontin (SPP1) mediates T H 17 inflammation in human and experimental emphysema. Science Translational Medicine. 4, 1-10 (2012).
  11. Yuan, X., et al. Activation of C3a receptor is required in cigarette smoke-mediated emphysema. Nature Mucosal Immunology. 8, 874-885 (2014).
  12. Yuan, X., et al. Cigarette smoke - induced reduction of C1q promotes emphysema. JCI Insight. 4, 1-17 (2019).
  13. Shan, M., et al. Agonistic induction of PPAR g reverses cigarette smoke - induced emphysema Find the latest version: Agonistic induction of PPAR γ reverses cigarette smoke - induced emphysema. Journal of Clinical Investigation. 124, 1371-1381 (2014).
  14. Hong, M. J., et al. Protective role of gd T cells in cigarette smoke and influenza infection. Nature Mucosal Immunology. 11, 834-908 (2018).
  15. Kim, M., et al. Cigarette smoke induces intestinal inflammation via a Th17 cell-neutrophil axis. Frontiers in Immunology. 10, 1-11 (2019).
  16. Lu, W., et al. The microRNA miR-22 inhibits the histone deacetylase HDAC4 to promote T H 17 cell - dependent emphysema. Nature Immunology. 16, 1185-1194 (2015).
  17. Hendrix, A. Y., Kheradmand, F. The Role of Matrix Metalloproteinases in Development, Repair, and Destruction of the Lungs. Progress in Molecular Biology and Translational Science. 148, Elsevier Inc. (2017).
  18. Siggins, R. W., Hossain, F., Rehman, T., Melvan, J. N., Welsh, D. A. Cigarette smoke alters the hematopoietic stem cell niche. Med Sci. 2, 37-50 (2014).
  19. Kheradmand, F., You, R., Gu, B. H., Corry, D. B. Cigarette smoke and DNA cleavage promote lung inflammation and emphysema. Transactions of the American Clinical and Climatological Association. 128, 222-233 (2017).
  20. Ha, M. A., et al. Menthol attenuates respiratory irritation and elevates blood cotinine in cigarette smoke exposed mice. PLoS ONE. , 1-16 (2015).
  21. Moreno-Gonzalez, I., Estrada, L. D., Sanchez-Mejias, E., Soto, C. Smoking exacerbates amyloid pathology in a mouse model of Alzheimer's disease. Nature Communications. 4, 1-10 (2013).
  22. Madison, M. C., et al. Electronic cigarettes disrupt lung lipid homeostasis and innate immunity independent of nicotine. Journal of Clinical Investigation. 129, 4290-4304 (2019).

Tags

Immunologi og infektion Problem 164 cigaretrøg hæmatopoiesis emfysem hæmatopoietisk stamcelle og stamceller knoglemarv KOL
Eksponering for cigaretrøg hos mus ved hjælp af et inhalationssystem til hele kroppen
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Morales-Mantilla, D. E., Huang, X.,More

Morales-Mantilla, D. E., Huang, X., Erice, P., Porter, P., Zhang, Y., Figueroa, M., Chandra, J., King, K. Y., Kheradmand, F., Rodríguez, A. Cigarette Smoke Exposure in Mice using a Whole-Body Inhalation System. J. Vis. Exp. (164), e61793, doi:10.3791/61793 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter