עכבר דגם ריאה של פיצוי ריאות צמיחה
Summary
Mouse pneumonectomy is a commonly employed model of compensatory lung growth. This procedure can be used in conjunction with lineage tracing or transgenic mouse models to elucidate underlying mechanisms.
Abstract
In humans, disrupted repair and remodeling of injured lung contributes to a host of acute and chronic lung disorders which may ultimately lead to disability or death. Injury-based animal models of lung repair and regeneration are limited by injury-specific responses making it difficult to differentiate changes related to the injury response and injury resolution from changes related to lung repair and lung regeneration. However, use of animal models to identify these repair and regeneration signaling pathways is critical to the development of new therapies aimed at improving pulmonary function following lung injury. The mouse pneumonectomy model utilizes compensatory lung growth to isolate those repair and regeneration signals in order to more clearly define mechanisms of alveolar re-septation. Here, we describe our technique for performing mouse pneumonectomy and sham pneumonectomy. This technique may be utilized in conjunction with lineage tracing or other transgenic mouse models to define molecular and cellular mechanism of lung repair and regeneration.
Introduction
תפקידו העיקרי של הריאות הוא לספק לחמצן ופחמן דו-חמצני חילופי בין האורגניזם והאווירה. בבני אדם, שורה של תנאים מולדים ונרכשים להוביל לשטח ריאות מופחת וכתוצאה מכך תפקוד ריאות לקוי. למרות שורה של טיפולים כגון סטרואידים בשאיפה, מרחיבי סימפונות, חמצן, אוויר ואוורור מכאני כרוני משמשות כדי למתן את ההשלכות של תפקוד ריאות לקוי 1-3, הטיפול האידיאלי לתנאים אלה יקדם צמיחה מחודשת של רקמה תפקודית ריאות – כלומר, ריאות התחדשות.
התחדשות רקמות של יונקים תועדה היטב. קוצני העכבר האפריקאי יכול להתחדש שטחים גדולים של עור ללא היווצרות צלקת 4. גדוד דיסטלי בבני אדם יכול להתחדש בעקבות פציעה או קטיעה 5-7. הריאה הבאה (PNX), צמיחת ריאות מפצה מתרחשת בעכברים 8, 9 חולדות, לעשותGS 10, ובני האדם 11. על פי הגדרה, צמיחת ריאות פיצוי כרוכה הרחבה לא רק של airspaces הקיים, אך מחדש septation של airspaces המוגדל אלה עם הרחבת זרימת הדם קשור 12. ניתוח ביטוי גנים הוכיח כי מודל זה משחזר רב של אירועי האיתות של התפתחות ריאות 13. ארבעה שבועות לאחר העכבר PNX, שטח פן alveolar הוא שווה ערך לזה של בעלי חיים דמה מופעלים 14. בכתב היד הזה, אנו מתארים את PNX העכבר ונהלי PNX דמה.
Protocol
Representative Results
Discussion
סיפקנו תיאור מפורט ביותר של נהלי PNX PNX העכבר ועכבר דמה שדווחו עד כה. אנחנו עשינו את הקורא מודע לכמה מהמכשולים הנפוצים שחוקרים לומדים ההליך נפוץ להיתקל, ויש לנו התווינו כמה טכניקות שפותחו על ידי המעבדה שלנו כדי להקטין נגד המלכודות הללו. מעבדות אחרות ניצול מודל זה עשויו?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge the Cincinnati Children’s Hospital Division of Veterinary Services for their assistance. This manuscript was supported by the National Institutes of Health K12 HD028827. Anna Perl PhD taught the authors this surgical procedure.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| 6-inch Vascular Clip Applicator | Teleflex Medical (WECK) | 137062 | |
| Horizon Small Titanium Red Clip | Teleflex Medical (WECK) | 1201 | |
| Narrow Pattern 12cm Curved Forceps | Fine Science Tools | 11003-12 | |
| Curved Serated 10 cm Graefe Forceps | Fine Science Tools | 11052-10 | |
| Castroviejo Needle Holder | Fine Science Tools | 12565-14 | |
| Straight 9 cm Strabismus Scissors (Blunt Tip) | Fine Science Tools | 14075-09 | |
| Straight 8.5 cm Hardened Fine Scissors | Fine Science Tools | 14090-09 | |
| Straight, Blunt Tip Cohan-Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-12 | |
| Skin Glue | Gluture | 32046 | |
| 22 ga angiocatheter | |||
| 24 ga angiocatheter | |||
| 3 mL luer lock syringe | |||
| 4 short retractors | |||
| 2 long retractors | |||
| 5-0 Prolene on curved cutting needle | Ethicon | 8698G | |
| 0.5 mL syringe on 27 ga needle | |||
| Normal Saline | |||
| Buprenorphine | |||
| Press-n-Seal Wrap | Glad Products Company | ||
| 12 inch X 12 inch cork board stack | Office Depot | ||
| 70% Ethanol | |||
| Betadine | |||
| Mouse Ventilator | Hugo Sachs Elektronnik | Minivent Type 845 | |
| Isoflurane Vaporizer | OHMEDA | Excel 210 SE | |
| artificial tear ointment | puralube | NDC: 17033-211-38 |
References
- Strueby, L., Thebaud, B. Advances in bronchopulmonary dysplasia. Expert review of respiratory medicine. , (2014).
- Donn, S. M., Sinha, S. K. Recent advances in the understanding and management of bronchopulmonary dysplasia. Seminars in fetal & neonatal medicine. 14, 332 (2009).
- Molen, T., Miravitlles, M., Kocks, J. W. COPD management: role of symptom assessment in routine clinical practice. International journal of chronic obstructive pulmonary disease. 8, 461-471 (2013).
- Seifert, A. W., et al. Skin shedding and tissue regeneration in African spiny mice (Acomys). Nature. 489, 561-565 (2012).
- Vidal, P., Dickson, M. G. Regeneration of the distal phalanx. A case report. Journal of hand surgery. 18, 230-233 (1993).
- Potter, P. C., Levine, M. H. Bone Regeneration Following Chronic Suppurative Osteitis of the Distal Phalanx. Annals of surgery. 80, 728-729 (1924).
- McKim, L. H. Regeneration of the Distal Phalanx. Canadian Medical Association journal. 26, 549-550 (1932).
- Brown, L. M., Rannels, S. R., Rannels, D. E. Implications of post-pneumonectomy compensatory lung growth in pulmonary physiology and disease. Respir Res. 2, 340-347 (2001).
- Holder, N. Regeneration and compensatory growth. British medical bulletin. 37, 227-232 (1981).
- Hsia, C. C. Lessons from a canine model of compensatory lung growth. Curr Top Dev Biol. 64, 17-32 (2004).
- Butler, J. P., et al. Evidence for adult lung growth in humans. N Engl J Med. 367, 244-247 (2012).
- Konerding, M. A., et al. Spatial dependence of alveolar angiogenesis in post-pneumonectomy lung growth. Angiogenesis. 15, 23-32 (2012).
- Kho, A. T., Liu, K., Visner, G., Martin, T., Boudreault, F. Identification of dedifferentiation and redevelopment phases during postpneumonectomy lung growth. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 305, 542-554 (2013).
- Wang, W., Nguyen, N. M., Guo, J., Longitudinal Woods, J. C. Noninvasive Monitoring of Compensatory Lung Growth in Mice after Pneumonectomy via (3)He and (1)H Magnetic Resonance Imaging. Am J Respir Cell Mol Biol. 49, 697-703 (2013).
- Gibney, B. C., et al. Detection of murine post-pneumonectomy lung regeneration by 18FDG PET imaging. EJNMMI research. 2, 48 (2012).
- Rawlins, E. L., Perl, A. K. The a’MAZE’ing world of lung-specific transgenic mice. Am J Respir Cell Mol Biol. 46, 269-282 (2012).
- Ochs, M., Muhlfeld, C. Quantitative microscopy of the lung: a problem-based approach. Part 1: basic principles of lung stereology. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 305, L15-22 (2013).
- Ysasi, A. B., et al. Effect of unilateral diaphragmatic paralysis on postpneumonectomy lung growth. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 305, L439-445 (2013).
- Dane, D. M., Yilmaz, C., Estrera, A. S., Hsia, C. C. Separating in vivo mechanical stimuli for postpneumonectomy compensation: physiological assessment. Journal of applied physiology. 114, 99-106 (2013).
- Mortola, J. P., Magnante, D., Saetta, M. Expiratory pattern of newborn mammals. Journal of applied physiology. 58, 528-533 (1985).
- MacDonald, K. D., Chang, H. Y., Mitzner, W. An improved simple method of mouse lung intubation. Journal of applied physiology. 106, 984-987 (2009).
