Summary

マウス肺内の選択的剤沈着を改善するための直接気管支内投与

Published: May 20, 2019
doi:

Summary

マウスにおける実験剤の気管内(IT)投与は、しばしば遠位肺への非対称的な送達をもたらす。 本報告では、生きているマウスの各肺を非手術的にカニューレする直接気管支内(IB)アプローチについて述べた。 このアプローチは、1つの肺に薬剤を選択的に投与するために使用することができ、または両方の肺への対称剤送達を改善するために適合されてもよい。

Abstract

実験剤の気管内(IT)投与は、ブレオマイシン誘発肺線維症などの拡散性肺疾患のマウスモデルにおいて不可欠な技術である。 しかし、遠位マウス肺への気管内投与剤の分布はしばしば非対称であり、マウスの左肺の小さい(しかし同様にアクセス可能な)肺の無分別濃度が増加した。 この報告に記載されているのは、生きているマウスの左および/または右の肺を非手術的にカニューレする新しい気管支内(IB)アプローチである。 また、このアプローチを使用して、1つの肺に薬剤を選択的に投与するか、または(用量調整されたIB送達を介して)実験剤の肺送達の左右対称性を改善し、それによって拡散のモデルを改善するためにどのように使用できるかも実証されている。ブレオマイシン誘発肺線維症などの肺疾患。

Introduction

マウスにおける実験剤の直接肺投与は、肺免疫応答、急性肺損傷、および肺線維症の研究を可能にする。直接肺投与は、典型的には、前述の1、2、3に記載されているように、気管内(IT)インスティレーションを介して行われる。しかし、このアプローチは非選択的であり、非標的およびしばしば非対称的な方法で両方の肺に影響を与える。 肺損傷の実験的モデリングは、1つの特定の肺を選択的に標的化する能力から利益を得ることができ、対照として反対索肺を使用することを可能にする。逆に、ヒト拡散性肺疾患の正確なモデリングは、両側肺無益に対称的な実験剤の分布から利益を得る。

このレポートの全体的な目標は、マウスの左右の肺に実験剤を選択的に送達する方法を記述することです(図1)。この気管支内(IB)投与アプローチは、マウス肺の一方的な治療を可能にし、両側の主体気管支への薬剤の均等な送達を確実にするために容易に適合させることができる。IB投与を使用して、より大きな右肺に大きな用量の実験剤を、より小さな左肺(すなわち、用量調整IB投与)に少量を提供することにより、この報告書で実証された肺の均質性の改善である。実験剤の送達は、マウスにおける拡散性肺損傷のモデルを最適化する。したがって、この報告書は、マウスに実験剤を一方的に投与するか、両肺における薬物沈着の対称性を改善しようとする研究者にとって価値を保持する可能性がある。

Protocol

すべての動物プロトコルは、コロラド大学デンバー大学機関動物ケアおよび使用委員会(IACUC)によって承認されています。以下に説明するすべての手順(セクション4-7)は、雄および雌のC57BL/6マウスの両方を使用して最適化されている。このアプローチは、体重19~40gのマウスを用いて検証された。 1. IB管理のためのプラットフォームの構築 基底翼と立翼の間の元の 90…

Representative Results

選択的IB挿管は、特定の葉(右肺)またはバジラーセグメント(左肺)を標的とする。 右肺へのEBDのIB投与は、セクション5.1に記載されているように行われた。実験終了後、マウスに皮腔内ケタミン/キシラジンの致死量を投与し、EBD分布のデモンストレーションのために肺を採取した(図4A、右…

Discussion

肺損傷は、BLM6などの有害な薬剤のIT投与を用いてげっ歯類で古典的にモデル化されている。しかし、このようなIT投与は、このアプローチ7を用いて肺送達の非標的性を反映した斑状の傷害を引き起こしうる。肺損傷のモデリングのこれらの制限は、薬物、siRNA、細胞療法などの有害でない実験薬のIT提供を試みる際に直面する有益な課題です。

<p class="jov…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この研究は、NHLBI助成金HL125371からE.P.S.に、DOD(CDMRP)助成金W81XWH-17-1-0051によってY.Y.Y.に資金提供されました。

Materials

22 G shielded IV Catheter BD 381423
Bleomycin Enzo life sciences BML-AP302-0010
Compact Mini rodent anesthesia machine  DRE Veterinary 9280
Evans blue dye Sigma-Aldrich E2129
FITC-dextran Sigma-Aldrich FD150
Isoflurane Piramal Critical Care NDC 
LED-30W Fiber Optic Dual Gooseneck Lights Microscope Illuminator AmScope LED-30W
Low temperature cautery with fine tip  Bovie AA02
Precisionglide needle, 18G x 1" BD 305195 Beveled tip, 12 mm in length 
Xylazine AKORN NDC 59399-110-20
Zatamine VetOne NDC 13985-702-10  Ketamine

References

  1. MacDonald, K. D., Chang, H. Y., Mitzner, W. An improved simple method of mouse lung intubation. Journal of Applied Physiology. 106 (3), 984-987 (2009).
  2. Thomas, J. L., et al. Endotracheal intubation in mice via direct laryngoscopy using an otoscope. Journal of Visualized Experiments. (86), (2014).
  3. Vandivort, T. C., An, D., Parks, W. C. An Improved Method for Rapid Intubation of the Trachea in Mice. Journal of Visualized Experiments. (108), 53771 (2016).
  4. McGovern, T. K., Robichaud, A., Fereydoonzad, L., Schuessler, T. F., Martin, J. G. Evaluation of respiratory system mechanics in mice using the forced oscillation technique. Journal of Visualized Experiments. (75), e50172 (2013).
  5. Halbower, A. C., Mason, R. J., Abman, S. H., Tuder, R. M. Agarose infiltration improves morphology of cryostat sections of lung. Laboratory Investigation. 71 (1), 149-153 (1994).
  6. Thrall, R. S., McCormick, J. R., Jack, R. M., McReynolds, R. A., Ward, P. A. Bleomycin-induced pulmonary fibrosis in the rat: inhibition by indomethacin. American Journal of Pathology. 95 (1), 117-130 (1979).
  7. Matute-Bello, G., Frevert, C. W., Martin, T. R. Animal models of acute lung injury. American Journal of Physiology Lung Cellular and Molecular Physiology. 295 (3), L379-L399 (2008).
  8. Del Sorbo, L., et al. Intratracheal Administration of Small Interfering RNA Targeting Fas Reduces Lung Ischemia-Reperfusion Injury. Criticial Care Medicine. 44 (8), e604-e613 (2016).
  9. McLemore, T. L., et al. Novel intrapulmonary model for orthotopic propagation of human lung cancers in athymic nude mice. 암 연구학. 47 (19), 5132-5140 (1987).
  10. Vertrees, R. A., et al. Development of a human to murine orthotopic xenotransplanted lung cancer model. Journal of Investigative Surgery. 13 (6), 349-358 (2000).
check_url/kr/59450?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Liao, S., Eickelberg, O., Schmidt, E. P., Yang, Y. Direct Intrabronchial Administration to Improve the Selective Agent Deposition Within the Mouse Lung. J. Vis. Exp. (147), e59450, doi:10.3791/59450 (2019).

View Video