Поколение модели хронической обструктивной болезни легких у мышей, воздействие неоднократные озона

Summary

Это исследование описывает успешное поколения новой модели животных хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), постоянно подвергая мышей в высоких концентрациях озона.

Abstract

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) характеризуется стойким воздуха ограничение и легких Паренхиматозный уничтожения. Она имеет очень высокую распространенность в стареющего населения. Текущий обычной терапии для ХОБЛ сосредоточиться главным образом на симптом изменение наркотиков; Таким образом срочно необходима разработка новых методов лечения. Квалифицированных Животные модели ХОБЛ может помочь охарактеризовать основные механизмы и может быть использован для скрининга новых наркотиков. Текущие модели ХОБЛ, таких как липополисахарида (LPS) или свинину Панкреатическая эластаза (СИЗ)-индуцированного эмфиземы модель, генерировать ХОБЛ как поражения в легких и дыхательных путях, но не иначе напоминают патогенеза человека ХОБЛ. Сигаретный дым (CS)-индуцированной модели остается одним из самых популярных, потому что он не только имитирует ХОБЛ как поражения дыхательной системы, но он также основан на одной из главных опасных материалов, которые вызывает ХОБЛ в организме человека. Однако длительным и трудоемким аспекты модели CS-индуцированной резко ограничивают его применение в новых наркотиков скрининг. В этом исследовании мы успешно создала новую модель ХОБЛ, подвергая мышей высокие уровни озона. Эта модель продемонстрировал следующее: 1) уменьшилась принудительного выдоха объем 25, 50 и 75/принудительном жизненной емкости (ОФВ₂₅/FVC, ОФВ₅₀/FVC и FEV₇₅/FVC), указывающее ухудшением функции легких; 2) расширенного легких альвеолы, с легкого Паренхиматозный уничтожения; 3) сокращено время усталость и расстояния; и 4) увеличилась воспаление. Вместе взятые, эти данные показывают, что озонового воздействия (OE) модель является моделью надежный животных, которая похожа на людей, потому что длительное воздействие озона является одним из этиологических факторов ХОБЛ. Кроме того он только взял 6-8 недель, основанный на нашей предыдущей работы, для создания модели OE, в то время как она требует 3-12 месяцев, чтобы побудить модель сигаретный дым, указав, что OE модель может быть хорошим выбором для ХОБЛ исследований.

Introduction

Было подсчитано, что ХОБЛ, включая хронический бронхит и эмфизема может быть третьей ведущей причиной смерти в мире в 2020 году^1,2. 12,7% мужчин и 8,3% в женщин в течение следующих 40 лет³оценивается потенциальных случаев ХОБЛ в популяции старше 40 лет. В настоящее время нет лекарства доступны вспять прогрессивного ухудшения больных ХОБЛ⁴. Надежные животных модели ХОБЛ не только требуют имитация болезнь патологического процесса, но также требуют период коротких поколения. Текущие модели ХОБЛ, включая ЛПС или PPE-индуцированной модели, может вызвать симптомы эмфиземы^5,6. Единой администрации или недельной вызов ПЛАСТИНОК или СИЗ мышей или крыс результаты в отмеченные нейтрофилия Бронхоальвеолярный лаваж жидкости (BALF), увеличение провоспалительных медиаторов (например, ФНО α и IL-1β) в BALF или сыворотки, производит легких Паренхиматозный уничтожения расширенных воздушные пространства и ограничения потока воздуха^5,6,,78,9,10. Однако ПЛАСТИНОК или СИЗ не являются причинами человеческого ХОБЛ и таким образом не имитировать патологического процесса¹¹. Модель CS-индуцированной производится постоянный поток воздуха ограничение, Паренхиматозный уничтожение легких и снижение функциональной дееспособности. Однако традиционные CS протокол требует по крайней мере 3 месяца для создания ХОБЛ модель^12,13,14,15. Таким образом важно генерировать новые, более эффективные животных модель, которая отвечает двум требованиям.

Недавно в дополнение к курить сигареты, загрязнения воздуха и подверженностью стали более распространенными причинами ХОБЛ^16,17,18. Озон, как один из основных загрязнителей (хотя не основных компонентов загрязнения воздуха), можно непосредственно реагируют с дыхательных путей и повреждение легочной ткани как детей, так и молодые взрослые^{19,20,21 ,}–^22,–^23,–^24,–²⁵. Озона, а также других стимуляторов, включая LPS, СИЗ и CS, участвуют в серьезной биохимических путей легких оксидативного стресса и повреждение ДНК и связаны с инициирование и поощрение ХОБЛ^26,27. Еще одним фактором является, что симптомы некоторых больных ХОБЛ ухудшаться после воздействия озона, указав, что озон может нарушить легких функции^18,,2829. Таким образом мы создали новую модель ХОБЛ, постоянно подвергая мышей в высоких концентрациях озона за 7 недель; Это привело к воздуха дефекты и повреждения легких Паренхиматозный аналогичны предыдущих расследований^30,,3132. Мы расширенный протокол OE для самок мышей в этом исследовании и успешно воспроизведен эмфизема, наблюдается у мышей-самцов в наших предыдущих исследований^30,31,32. Потому что ХОБЛ смертность снизилась в мужчин, но увеличение женщин во многих странах³³, ХОБЛ модель в женщин необходима для изучения механизмов и разработки терапевтических методов для женщин больных ХОБЛ. Применимость модели OE для всех полов одалживает дальнейшей поддержки его использования в качестве модели ХОБЛ.

Protocol

Примечание: OE модель создается и используется в сообщалось ранее исследований 30 , , 31 32. Все эксперименты на животных были утверждены институциональный уход животных и использование Комитет (IACUC) из Шанхайского университета Цзяотун.</p…

Representative Results

Примеры изображений 3D µCT каждой группы отображаются на рисунке 1. Воздействию озона мышей были значительно больший объем всего легкого (рис. 1и b) и LAA % (рис. 1c) чем воздействию воздуха управления…

Discussion

В этом исследовании мы представляем надежный метод для создания новой модели ХОБЛ. По сравнению с другими моделями (т.е., ПЛАСТИНОК или СИЗ модели), эта модель OE резюмирует патологического процесса больных ХОБЛ. Потому что сигаретного дыма является основным опасных материалов, что ?…

Materials

BALB/c mice	Slac Laboratory Animal,Shanghai, China	N/A	7-to-9-week-old female BALB/c mice were used in this study.
Individual ventilated cages	Suhang, Shanghai, China	Model Number: MU64S7	The cages were used for housing mice in the animal facility.
Sealing perspex-box	Suhang, Shanghai, China	N/A	The box was used  to contain the ozone generator. Mice were exposed to ozone within the box.
Electric generator	Sander Ozoniser, Uetze-Eltze, Germany	Model 500	The device was used for generating ozone.
Ozone probe	ATi Technologies, Ashton-U-Lyne, Greater Manchester, UK	Ozone 300	The device was used for monitoring and controlling the generation of ozone.
Pelltobarbitalum natricum	Sigma, St. Louis, MO, USA	P3761	Mice were anesthetized by intraperitoneal injection of pelltobarbitalum natricum.
Micro-Computed Tomography	GE Healthcare, London, ON, Canada	RS0800639-0075	This device was used for acquiring images of the lung.
Micro-view 2.01 ABA software	GE Healthcare, London, ON, Canada	Micro-view 2.01	This device was used for reconstruct the lung and analyze volume, LAA of the lung.
Treadmill machine	Duanshi, Hangzhou, Zhejiang, China	DSPT-208	This machine was usd for fatigue test.
Body plethysmograph	eSpira™ Forced Manoeuvres System, EMMS, Edinburgh, UK	Forced Manoeuvres System	This device was used to test spirometry pulmonary function.
Ventilator	eSpira™ Forced Manoeuvres System, EMMS, Edinburgh, UK	Forced Manoeuvres System	This device was used to test spirometry pulmonary function.
Slide spinner centrifuge	Denville Scientific, Holliston, MA, USA	C1183	It was used to spin BALF cells onto slides.
Wright Staining	Hanhong, Shanghai, China	RE04000054	It was used to staining macrophages, neutrophils in the suspended BALF.
Hemocytometer	Hausser Scientific, Horsham, PA, USA	4000	It was used to count cells.
IL-1β	Abcam, Cambridge, MA, USA	ab100704	They were used to test the respective factors in serum.
IL-10	Abcam, Cambridge, MA, USA	ab46103	They were used to test the respective factors in serum.
TNF-α	Abcam, Cambridge, MA, USA	ab100747	They were used to test the respective factors in serum.
Paraformaldehyde	Sigma, St. Louis, MO, USA	P6148	The lung was inflated by 4% paraformaldehyde.
Paraffin	Hualing, Shanghai, China	56#	It was used to embed the lung.
Rotary Microtome	Leica, Wetzlar,  Hesse, Germany	RM2255	It was used for sectioning the lung.
Hgaematoxylin and Eosin (H&E) staining solution	Solarbio, Beijing, China	G1120	H&E staining was done for morphometric analysis.
Upright bright field microscope	Olympus, Center Valley, PA, USA	CX41	It was used to image the H&E staining slides.
Adobe Photoshop 12	Adobe, San Jose, CA, USA	Adobe Photoshop 12	It was used to count the number of alveoli on the H&E stained images.
GraphPad prism 5	Graphpad Software Inc., San Diego, CA	GraphPad prism 5	It was used for data analysis and production of figures.