في الوقت الحقيقي الأشعة السينية التصوير من الرئة أحجام السوائل في الأطفال حديثي الولادة الرئة ماوس
Summary
We present a protocol to assess the rate of alveolar fluid clearance or pulmonary edema in neonatal mouse lung using X-ray imaging technology.
Abstract
عند الولادة، يخضع الرئة التحول المظهري عميق من إفراز لامتصاص، والتي تسمح للتكيف مع التنفس بشكل مستقل. تعزيز واستدامة هذا النمط الظاهري هو في غاية الأهمية في نمو والغاز الطبيعي الصرف السنخية في جميع مراحل الحياة. اتسمت عدة في الدراسات المختبرية دور البروتينات الأساسية التنظيمية، والجزيئات يشير، وهرمونات الستيرويد يمكن أن يؤثر على معدل إزالة السوائل في الرئة. ومع ذلك، في الامتحانات الجسم الحي يجب أن يؤديها لتقييم ما إذا كانت هذه العوامل التنظيمية تلعب أدوارا فسيولوجية هامة في تنظيم فترة ما حول الولادة امتصاص السائل الرئة. على هذا النحو، والاستفادة من الوقت الحقيقي التصوير بالأشعة السينية لتحديد ما حول الولادة الرئة إزالة السوائل، أو وذمة رئوية، يمثل التقدم التكنولوجي في هذا المجال. هنا، نحن شرح وتوضيح نهج لتقييم معدل السنخية إزالة السوائل في الرئة والفيضانات السنخية في C57BL / 6 الفئران في آخر يوم الولادة 10 إليناجي التصوير بالأشعة السينية وتحليل. نجاح تنفيذ هذا البروتوكول يتطلب موافقة مسبقة من اللجان المؤسسية رعاية الحيوان واستخدام (IACUC)، وهو في فيفو الحيوانات الصغيرة نظام التصوير بالأشعة السينية، ومتوافق برامج التصوير الجزيئي.
Introduction
عند الولادة، يجب الرئة حديثي الولادة الانتقال من إفراز السائل لجهاز امتصاص ثانية السوائل لإنشاء التهوية الكافية والأوكسجين في الجسم. لا تزال الآليات التي تيسر (أو يعرقل) إزالة فعالية من السائل الرئة في وقت ولادة غير واضحة. والنمذجة من معدل إزالة السوائل السنخية في C57BL / 6 الجراء الماوس حديثي الولادة يؤدي إلى فهم أفضل للعوامل التنظيمية التي يمكن أن تعزز أو تخفف من معدل امتصاص السوائل. ويمكن أيضا أن يتم تطبيقه على نماذج الوليدية الأخرى من إصابة الرئة الحادة أو العدوى، ويمكن أن يؤدي إلى استراتيجيات علاجية جديدة للأطفال الرضع حديثي الولادة مع ضيق في التنفس.
منذ الرئتين حديثي الولادة هي ضئيلة مقارنة الرئتين الكبار، والتدابير التقليدية لإزالة السوائل السنخية التي تعتمد على قياسات غسيل أو gravimetrical قد لا تكون مناسبة لدراسة بدقة إزالة السوائل في الرئة في نماذج الرئة لحديثي الولادة. في هذا البروتوكول، ونحن لشرح مقايسة التي تسمح للتحديد دقيق لمعدلات إزالة السوائل السنخية في ما بعد الولادة الجراء يوم 10 C57BL / 6 الماوس باستخدام جهاز تصوير الحيوانات الصغيرة. واحدة من أهم فوائد استخدام نهج فلووروسكبيك هو أن الحيوانات يتم تصوير في الجسم الحي. تنفسوا بحرية وقد يتعافى من هذا الاختبار الغازية الحد الأدنى للمراقبة ودراسة في المستقبل. ويتمثل الهدف العام من هذه الطريقة هو نموذج وذمة رئوية في الرئة حديثي الولادة، وتقييم معدل إزالة السوائل السنخية في الرئة لحديثي الولادة. وقد تم تطوير هذه التقنية، في جزء منه، واستراتيجية للحد من لتقليل عدد الحيوانات اللازمة، ولكن تعظيم الانتاج التجريبي. هذا الأسلوب يسمح أيضا للكشف متفوقة من كميات السوائل في الرئة باستخدام التصوير بالأشعة السينية ويتطلب الكفاءة في ضبط النفس الحيوانية الأساسية والتعامل مع 1؛ صغير العمليات الجراحية الحيوانية والقصبة الهوائية تقطير 2، جهاز تصوير الحيوانات الصغيرة، وصورة برامج التحليل الأساسي. المحققون الذين يرغبون في تقييم كميات السوائل في الرئة في الجسم الحي (الف بحريةتخدير athing نماذج حيوانية) قد تجد هذا الإجراء المناسب لتطبيقها. وأخيرا، يمكن هذا البروتوكول تزيد النماذج الأخرى الموجودة في إصابة الرئة لحديثي الولادة المستخدمة في الدراسة الميكانيكية للخلل التنسج القصبي الرئوي، بما في ذلك الضرر الناجم عن فرط التأكسج الرئة والتهوية الميكانيكية، ونماذج من التهاب الرئة 3.
Protocol
Representative Results
Discussion
باستخدام التصوير بالأشعة السينية، صور واضحة من الرئتين حديثي الولادة يمكن تحليلها لكميات السوائل في الرئة. نحن 7،3،11، والبعض الآخر 10، وقد استخدمت بنجاح التصوير بالأشعة السينية لتحديد التغيرات الديناميكية في حجم السوائل في الرئة في نماذج حيوانية بحرية ا?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is supported by a grant awarded to MNH by Children’s Healthcare of Atlanta, the APS 2014 Short-Term Research Education Program to Increase Diversity in Health-Related Research (STRIDE) fellowship awarded to PT, and the University of Notre Dame Integrated Imaging Facility.
Materials
| Preclinical Imaging System (In- Vivo MS FX PRO) | Bruker; Billerica, MA | |
| Ketamine | Ketaset; Fort Dodge Animal Health, IA | 26637-411-01 |
| Xylazine | Lloyd Laboratories; Shenandoah, IA | 4821 |
| Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (with Calcium and Magnesium) | Lonza; Walkersville, MD | 17-513F |
| Sodium chloride | Amresco; Solon, OH | 241 |
| Potassuim chloride | Fisher Scientific; Fair Lawn, NJ | P217-3 |
| Calcium chloride | Sigma-Aldrich; St. Loius, MO | C5080 |
| HEPES | Sigma-Aldrich; St. Loius, MO | H3375 |
| 0.3 mL insulin syringe with 31Gx5/16" (8mm) needle | BD Insulin Syringe; Franklin Lakes, NJ | 328438 |
References
- Institute of Laboratory Animal Resources. . Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , (2011).
- Helms, M. N., Torres-Gonzalez, E., Goodson, P., Rojas, M. Direct tracheal instillation of solutes into mouse lung. J Vis Exp. , (2010).
- Hilgendorff, A., Reiss, I., Ehrhardt, H., Eickelberg, O., Alvira, C. M. Chronic lung disease in the preterm infant. Lessons learned from animal models. Am J Respir Cell Mol Biol. 50, 233-245 (2014).
- Goodson, P., et al. Nadph oxidase regulates alveolar epithelial sodium channel activity and lung fluid balance in vivo via O2- signaling. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 302, L410-L419 (2012).
- McNeilly, T. N., Tennant, P., Lujan, L., Perez, M., Harkiss, G. D. Differential infection efficiencies of peripheral lung and tracheal tissues in sheep infected with Visna/maedi virus via the respiratory tract. J Gen Virol. 88, 670-679 (2007).
- Starcher, B., Williams, I. A method for intratracheal instillation of endotoxin into the lungs of mice. Lab Anim. 23, 234-240 (1989).
- Downs, C. A., Kumar, A., Kreiner, L. H., Johnson, N. M., Helms, M. N. H2O2 regulates lung ENaC via ubiquitin-like protein Nedd8. J Biol Chem. 288, 8136-8145 (2013).
- Gammon, S. T., et al. Preclinical anatomical, molecular, and functional imaging of the lung with multiple modalities. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 306, L897-L914 (2014).
- Takemura, Y., et al. Cholinergic regulation of epithelial sodium channels in rat alveolar type 2 epithelial cells. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 304, L428-L437 (2013).
- Lewis, R. A., et al. Dynamic imaging of the lungs using x-ray phase contrast. Phys Med Biol. 50, 5031-5040 (2005).
- Nyren, S., Radell, P., Mure, M., Petersson, J., Jacobsson, H., Lindahl, S. G., Sanchez-Crespo, A. Inhalation anesthesia increases V/Q heterogeneity during spontaneous breathing in healthy subjects. Anesthesiology. 113 (6), 1370-1375 (2010).
