생체 외에서 교양된 폐 포 상피 세포에서 할로겐화 가스의 농도 제어 하는 방법

Summary

우리 소설을 테스트 하 고 상피 폐 상해에 관련 된 메커니즘에 대 한 우리의 이해를 향상 sevoflurane 또는 isoflurane에서 생체 외에서 의 농도 정확 하 고 제어를 도달 하도록 특별히 설계 된 쉬운 프로토콜 설명 급성 호흡 곤란 증후군에 대 한 요법입니다.

Abstract

급성 호흡 곤란 증후군 (아즈)은 장애인된 치경 유체 허가와 심한 염증 확산 치경 상해의 증후군. 환자 실 (ICU) 환자의 진정 sevoflurane 등 isoflurane, 할로겐화 대리인의 사용은 가스 교환을 향상, 치경 부 종 감소 고 아즈 동안 염증 감소 수 있습니다. 그러나, 폐 손상을 방지 하거나 치료 중 환자 실에서 지속적인 진정에 대 한 흡입 제의 사용에 대 한 데이터 부족입니다. “생리” 조건 하에서 폐 포 상피 세포에 할로겐화 대리인의 효과 연구, 우리는 공기 액체 인터페이스에 문화 세포에 쉽게 시스템을 설명 하 고 정확한 제어 “공기” 분수를 제공 하는 할로겐화 요원에 게 노출 하 고 이러한 에이전트의 “매체” 농도 우리는 인간의 폐 포 상피 불멸 하 게 셀 접시 sevoflurane 또는 isoflurane 마 취 기계 회로 의해 제공 지속적인 가스 교류를 사용 하 여 정확한, 제어 부분에 노출 될 수 밀봉된 밀폐 챔버 개발. 세포는 24 시간 동안 sevoflurane의 4%와 isoflurane의 1%에 노출 되었다. 가스 질량 분석은 매체에 녹아 할로겐화 대리인의 농도 결정 하기 위해 수행 되었다. 후 첫 번째 시간, sevoflurane 및 매체에서 isoflurane 농도 했다 251 mg/L 및 25 mg/L, 각각. Sevoflurane와 isoflurane의 농도 나타내는 곡선 고원 노출 후 1 시간에 도달와 함께 시간이 지남에, 유사한 과정을 보여 중간에 녹아.

이 프로토콜은 sevoflurane 또는 isoflurane에서 생체 외에서 아즈 중 상피 폐 상해에 관련 된 메커니즘에 대 한 우리의 이해를 개선 하 고 테스트에 대 한 새로운 치료의 농도 정확 하 고 제어를 도달 하도록 특별히 설계 된는 증후군입니다.

Introduction

급성 호흡 곤란 증후군 (아즈) 확산 치경 부상, 폐 부 종, 그리고 hypoxemic 호흡기 장애를 특징으로하는 임상 증후군 이다. 아즈 환자 실 (ICU) 입원의 10% 이상 및 기계 환기를 필요로 하는 중 환자 실 환자의 약 25%를 나타냅니다, 하지만 그것은 여전히 35-45¹의 병원 사망률과 임상에 대 한 인식 아래 도전. 강렬한 연구에도 불구 하 고 날짜는 효과적인 아즈 약리학 적인 치료 또는 예방의 식별 하지 못했습니다. 아즈에 있는 사망에 기여 하는 두 가지 주요 기능: 장애인 치경 유체 클리어런스 (AFC) (즉, 말 초 폐 일에서 치경 부 종 액체의 바꾸 인된 재흡수) 및 심한 염증². 이후 아즈 사망률 높은 유지, 현재 사업 또한 기본 예방;를 포함 해야 한다 그러나, 핵심 과제 아즈 개발 것입니다 누구에 아즈 했다 방해 하는 경우 도움이 될 것 이라고 누가 위험 환자를 식별 하는.

Sevoflurane 등 isoflurane, 휘발성 할로겐화 마 취약 수술 실에서 전신 마 취를 제공 하기 위해 널리 사용 됩니다. 세계 전반, 주요 수술 시 매년 230 백만 이상 환자 전신 마 취와 기계 환기³, 필요 하 고 수술 후 폐 합병증 저하 임상 결과 의료 이용⁴ . Propofol 대신 sevoflurane 사용 하 여 향상 된 폐 염증 환자의 흉부 수술 및 수술 후 폐 합병증⁵아즈 등 부작용에 상당한 감소와 연관 되었다. 마찬가지로, 전처리와 isoflurane 아즈^6,7의 실험 동물 모델에서 호흡 역학, 산소, 그리고 hemodynamics 보호 효과 했다. 폐 합병증에 유사한 감소는 흡입 마 취 에이전트 보여주는 메타-분석, 최근 관찰 되었습니다 더 연구는 흡입 제의 noncardiac 수술에서 결과에 영향을 해결 하기 위해 보증 하 고, 비록-로 정 맥 마 취에 반대-심장 수술⁸에 대 한 사망률 감소와 크게 관련 있다.

중 환자 실 환자를 방지 하거나 치료 폐 손상의 진정에 대 한 휘발성 에이전트의 사용에 대 한 특정 예비 데이터 부족. 그러나, 여러 시련은 이제 흡입된 sevoflurane의 안전과 효능 중 환자 실 환자의 진정에 대 한 지원과 전 임상 연구 흡입된 sevoflurane 및 isoflurane^7,9 감소, 가스 교환 개선 치경 부 종, 그리고 아즈의 실험 모델에서 약하게 염증. 또한, sevoflurane isoflurane 꽉 접합 단백질¹¹의 변조를 통해 치경 모 세관 방 벽의 무결성을 유지 하는 반면 유형 II 상피 세포 손상¹⁰을 완화 합니다. 그러나, 더 연구는 어느 정도 흡입된 sevoflurane와 isoflurane 장기 보호의 실험적인 증거는 인 간에 게 번역 될 수 있는 확인 필요 합니다. 첫 번째 단일 센터 무작위로 제어-재판 (RCT) 우리 그룹에서 발견 아즈 환자에서 흡입된 sevoflurane의 초기 사용 향상 된 산소, 일부 프로-염증 성 마커 및 감소 된 폐 상피의 감소 된 수준에 연관 손상, 플라즈마와 치경 유체¹²고급 glycation 엔드 제품 (sRAGE)에 대 한 수용 체의 수용 성 형태의 레벨에 의해 평가.

함께 찍은, 폐 상해에 sevoflurane 및 isoflurane의 유익한 효과 여러 생물 학적 경로 또는 업무 프로세스 분노 경로에 종속 된 즉 치경 유체 클리어런스 (AFC), 상피 부상, 가리킬 수 있습니다. 핵 요인 (NF)의 전-κB, 및 대 식 세포 활성화. 또한, sevoflurane 분노 단백질 자체의 식 영향을 미칠 수 있습니다. 우리의 연구 팀과 다른 사람에 의해 이전 연구 아즈 동안 치조 염증과 폐 상피 부상/수리에 분노에 대 한 중추적인 역할을 지원, 하기 때문에 우리는 변환 메커니즘의 이해를 제공 하는 실험 모델 설계 폐 상해 및 복구^13,,1415sevoflurane. Sevoflurane 및 isoflurane의 생체 외에서 효과 주변 폐, hAELVi (인간 폐 포 상피 LentiVirus의 공기-혈액 장벽 공부 하도록 특별히 설계 된 새로운 인간의 폐 포 상피 1 차 셀 라인에 조사 했다 불후의 명작), 치경 유형-같은 특성 기능 단단한 접속점¹⁶를 포함 하 여.

우리의 체 외에서 조사 설계를 준비 하는 동안 (예를 들어, “흡입된” sevoflurane 또는 isoflurane 노출 공기 액체 인터페이스에서 폐 포 상피 세포의 문화, 우리가 이해에서 이전에 게시 하는 연구 sevoflurane의 분수는만 “공기” 인터페이스^17,,1819 표준 모니터 (임상 설정에서 사용 되는 유사한)을 사용 하 여 평가 되었습니다. 할로겐화 에이전트 농도 일반적으로 최소 치경 농도 (MAC) 값에 따라 선택 되었다 (예를 들어, 인간, sevoflurane에 대 한 0.5, 1.1, 및 2.2 vol %, 0.25, 0.5, 및 1 맥 대표 isoflurane, 0.6, 0.8, 각각;에 대 한 고 1.3 vol % 각각 0.25, 0.5, 및 1 맥 대표)²⁰. 실제로, sevoflurane 및 isoflurane 농도 문화 매체 자체, 따라서 이전 실험 모델/계기의 타당성을 제한에서 조사 적 있다. 또한, 대부분 실험 후 공기 혼합 포함 sevoflurane 내부 플러시 했다 밀봉 했다 혐 기성 병 사용. 우리의 목표는 “생리” 조건 하에서 폐 포 상피 세포를 공부 하는, 우리는 같은 혐 기성 상태가 최적의 않을 수 있습니다 및 긴 실험 기간와 호환 되지 않을 것 이라고 믿 었 다. 따라서, 우리 공기 액체 인터페이스에 문화 세포에 우리의 자신의 시스템을 개발 하 고 정확한 제어 “공기” 분수 및 이러한 에이전트에 대 한 “중간” 농도 제공의 목표로 할로겐화 대리인 (sevoflurane 및 isoflurane)에 그들을 노출. 우리의 의견에 보고 하지 않은 문학에 날짜,이 실험 단계 이전에 어떤 더 생체 외에서 조사 sevoflurane 및 isoflurane 필수입니다.

Protocol

1. 폐 포 상피 세포 (hAELVi)의 문화 녹고 15 mL 플라스틱 튜브에 재배 준비-사용 인간의 폐 포 상피 (huAEC) 매체의 4 mL를 플라스틱 하 고 신속 하 게 따뜻한 물 목욕 (37 ° C)에 유리병을 녹여. 5 분 동안 200 x g에서 튜브 centrifuging 전에 매체의 4 mL를 포함 하는 15 mL 플라스틱 튜브에 해 동된 세포 현 탁 액을 전송. 상쾌한 발음 하 고 재배 매체의 5 mL와 함께 셀 펠 릿 resuspend. 다음,…

Representative Results

Sevoflurane 시간이 지남에 매체에 녹아, isoflurane의 농도 각각 표 1 과 표 2에 보고 됩니다. 매체에서 sevoflurane 및 isoflurane 농도의 과정 동안 유사 했다. 할로겐화 대리인의 필요한 농도 설정 된 후에 즉시 농도 1 시간 동안 상승 했다. 고원 다음에 도달 했다는 할로겐화 에이전트의 중지 될 때까지 유지. 관리…

Discussion

우리의 프로토콜 sevoflurane isoflurane 등 할로겐화 마 취 에이전트의 정확한 분수를 셀을 노출 하는 쉬운 방법을 설명 합니다. 또한, 우리가 여기에 보고-처음으로-가스 분수와 sevoflurane와 문화 매체 자체 내부 isoflurane의 농도 사이의 엄격한 상관 관계. 지금이 근본적인 단계 안전 하 게 우리의 밀폐 챔버를 사용 하 여 인간의 폐 포 상피 세포의 경작된 단층에 이러한 할로겐화 대리인의 효과 연구 하도?…

Materials

Sevoflurane	Baxter		Performing experiments using sevoflurane or isoflurane while being pregnant should be strongly discouraged
Isoflurane	Virbac		Performing experiments using sevoflurane or isoflurane while being pregnant should be strongly discouraged
Human Alveolar Epithelial cells	InScreenex	INS-CI-1015
huAEC Medium (ready-to-use)	InScreenex	INS-ME-1013-500ml
Anesthetic machine circuit	Drager	Fabius
Gas analyzer	Drageer	Vamos Plus
Anesthetic gas filter	SedanaMedical	FlurAbsord
Heated Humifier	Fisher&Paykel	MR850
Chamber	Curver	00012-416-00
Gas chromatography coupled with mass detection	Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA, USA	Trace 1310 with TSQ 8000evo
Fused-silica column (30 m x 1.4 µm, 0.25 mm ID)	Restek, Lisses, France	Rxi-624Sil MS