चूहों में ब्लीयामीसिन-प्रेरित फेफड़ों की फाइब्रोसिस के अनुदैर्ध्य आकलन के लिए माइक्रो-सीटी और प्रतिदीप्ति आणविक टोमोग्राफी पर आधारित एक Multimodal इमेजिंग दृष्टिकोण
Summary
हम एक गैर इनवेसिव multimodal इमेजिंग दृष्टिकोण का वर्णन माइक्रो-सीटी और प्रतिदीप्ति आणविक टोमोग्राफी पर आधारित माउस फेफड़े फाइब्रोसिस मॉडल के अनुदैर्ध्य आकलन के लिए डबल intratracheal जगाकर ब्लीयामीसिन के द्वारा प्रेरित ।
Abstract
अज्ञातहेतुक फुफ्फुसीय फाइब्रोसिस (आईपीएफ) फेफड़ों की वास्तुकला के प्रगतिशील और अपरिवर्तनीय विनाश द्वारा विशेषता एक घातक फेफड़ों की बीमारी है, जो फेफड़ों समारोह में महत्वपूर्ण गिरावट और सांस की विफलता से बाद में मौत का कारण बनता है ।
प्रायोगिक पशु मॉडलों में आईपीएफ की रोगजनन को ब्लीयामीसिन प्रशासन द्वारा प्रेरित किया गया है । इस अध्ययन में, हम एक आईपीएफ की तरह माउस एक डबल intratracheal ब्लीयामीसिन जगाकर द्वारा प्रेरित मॉडल की जांच । फेफड़े फाइब्रोसिस का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल मानक ऊतकवैज्ञानिक आकलन आक्रामक टर्मिनल प्रक्रियाओं हैं । इस काम का लक्ष्य फ्लोरोसेंट आणविक टोमोग्राफी (FMT) और माइक्रो-सीटी जैसे इनवेसिव इमेजिंग तकनीकों के माध्यम से फेफड़ों की फाइब्रोसिस की निगरानी करना है । इन दो प्रोटोकॉल निष्कर्षों के साथ मांय प्रौद्योगिकियों आईपीएफ रोग गंभीरता और प्रगति के वास्तविक समय गैर इनवेसिव निगरानी के लिए एक क्रांतिकारी कार्यात्मक दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व कर सकता है । विभिन्न दृष्टिकोणों का फ्यूजन आईपीएफ रोग को समझने के लिए एक कदम आगे का प्रतिनिधित्व करता है, जहां एक रोग हालत में होने वाली आणविक घटनाओं FMT के साथ मनाया जा सकता है और बाद में संरचनात्मक परिवर्तन माइक्रो सीटी द्वारा निगरानी की जा सकती है ।
Introduction
अज्ञातहेतुक फुफ्फुसीय फाइब्रोसिस (आईपीएफ) फेफड़ों के कार्यों की प्रगतिशील कमी के साथ पुरानी फेफड़ों की बीमारी है कि दुर्भाग्य से अक्सर1निदान के चार साल के भीतर घातक है । आईपीएफ की प्रमुख विशेषताएँ हैं extracellular मैट्रिक्स साठा और fibroblast प्रसार, लेकिन रोगजनन अभी पूरी तरह से समझ में नहीं आ रहा है. सबसे समर्थित परिकल्पना है कि फेफड़ों की चोटों के कई चक्र वायुकोशीय उपकला कोशिकाओं के विनाश का कारण है कि mesenchymal कोशिका चक्र प्रसार के परिवर्तन की ओर जाता है, fibroblasts और myofibroblasts के अतिरंजित संचय, और मैट्रिक्स उत्पादन में वृद्धि हुई । इन प्रक्रियाओं में शामिल मध्यस्थों जैसे मैट्रिक्स metalloproteinases (MMPs) को फाइब्रोसिस विकास में dysregulated पाया गया है या तो मानव आईपीएफ में या ब्लीयामीसिन-प्रेरित पशु मॉडलों में । अनियंत्रित एमएमपी उत्पादन फेफड़ों interstitium और वायुकोशीय अंतरिक्ष के भीतर एक असंतुलित कोलेजन जमाव की ओर जाता है, असामांय घाव की मरंमत1,2नकल उतार ।
दवा की खोज और विकास के लिए मुख्य बाधाओं में से एक है कि मानव रोगजनन और रोग phenotype नकल सुलभ माउस मॉडल की उपलब्धता है । विकिरण क्षति, अदह और सिलिका, प्रशासन के fibrinogenic साइटोकिंस और ब्लीयामीसिन3,4के व्यवस्थापन: विभिन्न एजेंटों पशु मॉडल में फेफड़े फाइब्रोसिस प्रेरित करने के लिए इस्तेमाल किया गया है; हालांकि ब्लीयामीसिन सबसे चूहों में इस्तेमाल किया है, चूहों, गिनी सूअर, हंसटर, खरगोशों5 या बड़े जानवरों में (गैर मानव रहनुमाओं, घोड़ों, कुत्तों और ruminants)6,7. ब्लीयामीसिन एक एंटीबायोटिक है जीवाणु Streptomyces verticillusद्वारा बनाई गई8 और एक विरोधी कैंसर एजेंट9के रूप में प्रयोग किया जाता है । फुफ्फुसीय फाइब्रोसिस दवा का एक आम पक्ष प्रभाव है और इस कारण के लिए, यह प्रयोगात्मक पशु मॉडलों में प्रयोग किया जाता है फेफड़े की फाइब्रोसिस पैदा करने के लिए ।
ब्लीयामीसिन-प्रेरित फेफड़ों फाइब्रोसिस मॉडल में, fibrotic घावों ब्लीयामीसिन प्रशासन के बाद 14-21 दिन होते हैं । प्रस्तुत काम में, हम डबल ब्लीयामीसिन intratracheal जगाकर द्वारा चूहों में फेफड़ों की फाइब्रोसिस पैदा करने के लिए एक नया प्रोटोकॉल का इस्तेमाल किया । ब्लीयामीसिन माउस मॉडल बहुत समय लगता है क्योंकि नई दवाओं के लिए स्थापित fibrotic घावों पर मूल्यांकन की जरूरत है, और विरोधी भड़काऊ प्रभाव से उनके विरोधी fibrotic प्रभाव भेद करने के लिए परीक्षण किया ।
कोलेजन सामग्री, morphometrical और ऊतकवैज्ञानिक विश्लेषण के जैव रासायनिक निर्धारण पोस्ट मार्टम विश्लेषण पर आधारित थे, संभावना सीमित करने के लिए एक ही जानवर में रोग के रोगजनन का पालन करें । हालांकि इन मापदंडों फाइब्रोसिस मूल्यांकन के लिए एक सोने का मानक माना जाता था, वे किसी भी लौकिक या स्थानिक fibrotic घावों के वितरण प्रदान नहीं किया है और एक तरह से रोग प्रगति की प्रक्रिया की जांच बाधा । 10
हाल ही में, गैर इनवेसिव इमेजिंग प्रौद्योगिकियों airway remodeling, सूजन, और murine मॉडल में फाइब्रोसिस प्रगति की निगरानी करने के लिए लागू किया गया है: चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई), माइक्रो कंप्यूटर टोमोग्राफी (माइक्रो सीटी), प्रतिदीप्ति आणविक टोमोग्राफी (FMT) और Bioluminescent (BLI)11,12,13,14,15,16,17,18,19 ,20,21. हम एक गैर इनवेसिव इमेजिंग दृष्टिकोण FMT और माइक्रो सीटी द्वारा longitudinally फेफड़ों फाइब्रोसिस प्रगति पर नजर रखने के लिए एक ब्लीयामीसिन चुनौती के बाद अलग समय-अंक का प्रस्ताव22।
कई रास्ते फाइब्रोसिस की स्थापना और विकास में शामिल हैं, और बहुत ज्यादा नहीं जाना जाता है । केवल इन प्रक्रियाओं की गहरी समझ और अधिक दवा लक्ष्य है कि क्लिनिक में स्थानांतरित कर सकते है अनुवाद सकता है । माइक्रो-सीटी द्वारा फेफड़े parenchymal परिवर्तन का पता लगाने के लिए युग्मित प्रतिदीप्ति आणविक टोमोग्राफी द्वारा निगरानी एमएमपी सक्रियण longitudinally करने के लिए उपचार के लिए नैदानिक प्रतिक्रिया का उपयोग करने के लिए भविष्य में इस्तेमाल किया जा सकता है की क्षमता.
Protocol
Representative Results
Discussion
कई अनुसंधान के बावजूद नई दवाओं के विकास पर ध्यान केंद्रित समूहों आईपीएफ इलाज के लिए, इस समय केवल दो रोगियों के लिए उपलब्ध हैं । वहां एक तत्काल चिकित्सा के लिए और अधिक प्रभावी उपचार7 क्योंकि केव?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक तकनीकी मदद के लिए डॉ डैनिएला Pompilio और रोबर्टा Ciccimarra का शुक्रिया अदा करना चाहते हैं ।
Materials
| FMT 2500 Fluorescence Tomography System | Perkin Elmer Inc. | Experimental Builder | |
| MMPsense 680 | Perkin Elmer Inc. | NEV10126 | Protect from light, store the probe at 4 °C |
| TrueQuant software | Perkin Elmer Inc. | ||
| Female inbred C57BL/6 | San Pietro NatisoneHorst, The Netherlands (UD), | Prior to use, animals were acclimatized for at least 5 days to the local vivarium conditions | |
| Isoflurane | ESTEVE spa | 571329.8 | Do not inhale |
| Automated cell counter | Dasit XT 1800J | Experimental Builder | |
| Saline Solution, 0.9% Sodium Chloride (NaCl) | Eurospital | 15A2807 | |
| Quantum FX Micro-CT scanner | Perkin Elmer Inc. | ||
| Bleomycin sulphate from Streptomyces Verticillus | Sigma | B2434 | |
| Automatic tissue Processor | ATP700 Histo-Line Laboratories | ATP700 | |
| Embedding system | EG 1160 Leica Biosystems | EG 1160 | |
| Rotary microtome | Slee Cut 6062 | ||
| Digital slide scanner | NanoZoomer S60, Hamamatsu Photonics | ||
| NIS-AR image analysis software | Nikon | ||
| Masson’s Trichrome Staining | Histo-Line Laboratories | ||
| 10% neutral-buffered formalin | Sigma | HT5012-1CS | |
| Penn-century model DP-4M Dry power insufflator | Penn-century | DPM-EXT | |
| PE190 micro medical tubing | 2biological instruments snc | BB31695-PE/8 | |
| Syringe without needle 5 mL | Terumo | SS*05SE1 | Cut the boards of the piston by scissors |
| Hamilton 0.10 mL (model 1710) | Gastight | 81022 | |
| Discofix 3-way Stopcock | Braun | 4095111 | |
| Syringe with needle 1 mL | Pic solution | 3,071,260,300,320 | Use without needle |
| Plastic feeding tubes 18 ga x 50 mm | 2biological instruments snc | FTP-18-50 | Cut obliquely the tip |
References
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