신생아 마우스 폐에서 폐 유체 볼륨의 실시간 X 선 영상
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
출생시, 폐 독립적으로 호흡에 적응을 가능하게 흡수 분비에서 깊은 표현형 스위치를 겪는다. 추진이 표현형을 유지하는 것은 생활 전반에 걸쳐 정상 폐포 성장과 가스 교환에 매우 중요하다. 시험 관내 연구에서 여러 폐 유체 간극의 속도에 영향을 미칠 수있는 중요한 조절 단백질, 신호 전달 분자, 및 스테로이드 호르몬의 역할을 특징으로하고있다. 그러나 생체 내 시험에서 이러한 규제 요인 산기 폐 액체 흡수를 조절하는 중요한 생리 학적 역할을 여부를 평가하기 위해 수행해야합니다. 이와 같이, 실시간 X 선 영상의 활용이 산기 폐 유체 간극 또는 폐부종을 결정하기 위해, 필드에서의 기술적 진보를 나타낸다. 여기서, 우리는 설명하고 산후 10 일 우리에 C57BL / 6 마우스에서 폐포 폐 유체 통관 및 폐포 홍수의 비율을 평가하는 방법을 설명X 선 촬영 분석을 보내고. 이 프로토콜의 성공적인 구현은 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC), 생체 작은 동물 X 선 영상 시스템 및 호환 분자 이미징 소프트웨어의 사전 승인이 필요합니다.
Introduction
출생시, 신생아 폐 충분히 환기 및 신체의 산소를 확립 유체 재 흡수 기관에 유체 분비로 전환해야합니다. 촉진 메커니즘 (또는 방해합니다) 출생시의 폐 유체의 유효 간극이 불분명. C57BL / 6 신생아 마우스 새끼에서 폐포 유체 통관 속도를 모델링하는 것은 강화하거나 유체의 흡수 속도를 감쇄 할 수 있습니다 규제 요인의 더 나은 이해로 이어질 것입니다. 또한 급성 폐 손상이나 감염의 다른 신생아 모델에 적용 할 수 있고, 호흡 곤란과 신생아에 대한 새로운 치료 전략으로 이어질 수 있습니다.
신생아 폐는 성인의 폐에 비해 소문자 때문에, 세척 또는 gravimetrical 측정에 의존 폐포 유체 통관 종래의 조치를 정확하게 신생아 폐 모델에서 폐 유체 허가를 연구하기에 적합하지 않을 수 있습니다. 이 프로토콜에서는, 우리는 허용하는 분석을 보여작은 동물 이미 저를 사용하여 출생 후 10 일 C57BL / 6 마우스 새끼에서 폐포 유체 통관 속도의 정확한 결정. 형광 투시 방법을 사용하는 주요 장점 중 하나는 동물 생체 내 이미징된다는 것이다. 그들은 자유롭게 호흡하고 미래의 관찰과 연구를위한이 최소 침습 분석을 복구 할 수 있습니다. 이 방법의 전반적인 목표는 신생아 폐에 폐 부종 모델, 신생아 폐의 폐포 유체 간극의 속도를 평가하는 것입니다. 감소 전략 필요한 동물의 수를 감소하면서도 실험 출력을 최대화하도록이 기술은 부분적으로 개발되었다. 이 기술은 X 선 촬영을 이용하여 폐 유체 볼륨의 우수한 검출 가능 염기성 동물의 억제 능력에 1을 취급해야; 작은 동물 수술 기관 내 점적이 작은 동물 이미 저 및 기본 이미지 분석 소프트웨어. 생체 내에서 폐 유체 볼륨을 평가하고자하는 연구자들은 (자유 BREathing는 애플리케이션에 적합한이 절차를 찾을 수 있습니다) 동물 모델을 마취. 마지막으로,이 프로토콜은 폐 염증 (3)의 고농도 산소에 의한 폐 손상, 기계 환기 및 모델을 포함 기관지 폐 이형성증의 역학적 연구에 사용 된 신생아 폐 손상의 기존의 다른 모델을 확대 할 수있다.
Protocol
Representative Results
Discussion
X 선 촬영을하여, 신생아 폐의 선명한 영상은 폐 유체 볼륨에 대해 분석 할 수있다. 우리 7,3,11 등 (10)은 성공적으로 자유롭게 마취 호흡 동물 모델에서 폐 유체 체적의 동적 변화를 결정하는 X 선 촬영을 이용했으며,이 기술은 신생아 폐 손상의 연구 발전에 큰 가능성을 보유하고있다. (예를 들어 X 선 상 constrast 10 대조적으로) 폐 유체 량을 평가하기 위해 방법을 사용하여 ?…
Declarações
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 |
Referências
- 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).
