Un modèle murin de silicose établi par inhalation répétée de poussière de silice cristalline
Summary
Ce protocole décrit une méthode permettant d’établir un modèle murin de silicose par exposition répétée à des suspensions de silice par écoulement nasal. Ce modèle peut imiter de manière efficace, pratique et flexible le processus pathologique de la silicose humaine avec une répétabilité et une économie élevées.
Abstract
La silicose peut être causée par l’exposition à des poussières de silice cristalline respiratoire (CSD) dans un environnement industriel. La physiopathologie, le dépistage et le traitement de la silicose chez l’homme ont tous été largement étudiés à l’aide du modèle de silicose chez la souris. En faisant inhaler à plusieurs reprises de la CSD dans les poumons des souris, les souris peuvent imiter les symptômes cliniques de la silicose humaine. Cette méthodologie est pratique et efficace en termes de temps et de rendement et ne provoque pas de lésions mécaniques des voies respiratoires supérieures dues à une intervention chirurgicale. De plus, ce modèle peut imiter avec succès le processus de transformation aiguë/chronique de la silicose. Les principales procédures ont été les suivantes. La poudre de CSD stérilisée de 1 à 5 μm a été entièrement broyée, suspendue dans une solution saline et dispersée dans un bain-marie à ultrasons pendant 30 minutes. Les souris sous anesthésie induite par l’isoflurane sont passées d’une respiration rapide et superficielle à une aspiration profonde et lente pendant environ 2 s. La souris a été placée dans la paume d’une main, et le bout du pouce a doucement touché le bord de la lèvre de la mâchoire de la souris pour redresser les voies respiratoires. Après chaque expiration, les souris ont respiré la suspension de silice goutte à goutte par une narine, complétant le processus en 4 à 8 secondes. Une fois que la respiration des souris s’est stabilisée, leur poitrine a été caressée et caressée pour empêcher le CSD inhalé d’être craché. Les souris ont ensuite été renvoyées dans la cage. En conclusion, ce modèle permet de quantifier la CSD le long du passage physiologique typique de minuscules particules dans le poumon, des voies respiratoires supérieures aux bronchioles terminales et aux alvéoles. Il peut également reproduire l’exposition récurrente des employés en raison du travail. Le modèle peut être réalisé par une seule personne et ne nécessite pas d’équipement coûteux. Il simule de manière pratique et efficace les caractéristiques de la maladie de la silicose humaine avec une grande répétabilité.
Introduction
Les travailleurs sont inévitablement exposés à des poussières de silice cristalline irrégulières, qui peuvent être inhalées et sont plus toxiques dans de nombreux contextes professionnels, notamment dans les mines, la poterie, le verre, le traitement du quartz et le béton 1,2. Une affection chronique d’inhalation de poussière connue sous le nom de silicose provoque une fibrose pulmonaire progressive3. Selon les données épidémiologiques, l’incidence de la silicose a diminué à l’échelle mondiale au cours des dernières décennies, mais ces dernières années, elle a augmenté et touche les personnes plus jeunes 4,5,6. Le mécanisme sous-jacent de la silicose représente un défi important pour la recherche scientifique en raison de son apparition insidieuse et de sa période d’incubation prolongée. On ne sait toujours pas comment la silicose se développe. De plus, aucun médicament actuel ne peut arrêter la progression de la silicose et inverser la fibrose pulmonaire.
Les modèles murins actuels pour la silicose impliquent l’ingestion trachéale d’une suspension mixte de CSD. Par exemple, l’administration de CSD dans les poumons en adoptant le traumatisme de la trachée cervicale après anesthésie n’est pas conforme à l’exposition humaine répétée à la poussière de colorant7. L’impact de l’exposition aux poussières ambiantes sur les individus peut être étudié en les exposant à des CSD sous forme d’aérosols, ce qui reflète plus précisément les concentrations environnementales de cette substance toxique8. Cependant, la CSD environnementale ne peut pas simplement être inhalée directement dans les poumons en raison de la structure physiologique unique du nez de la souris9. De plus, l’équipement associé à cette technologie est coûteux, ce qui a amené les chercheurs à réévaluer le modèle de silicosede souris 10. En inhalant une suspension de CSD par goutte à goutte nasale cinq fois en 2 semaines, il a été possible de construire un modèle dynamique de la silicose. Ce modèle est cohérent et sûr tout en étant facile à utiliser. Il est important de noter que cette étude permet l’inhalation répétée de CSD chez la souris. On s’attend à ce que le modèle de silicose de souris créé par cette procédure soit plus avantageux pour les besoins de la recherche.
Protocol
Representative Results
Discussion
Les modèles murins de silicose sont cruciaux pour l’étude de la pathogenèse et du traitement de la silicose. Ce protocole décrit une méthode de préparation d’un modèle de silicose chez la souris par exposition nasale répétée. Cette méthode permet d’étudier les caractéristiques pathologiques de la silicose induite par différents temps d’exposition. Les souris ont été anesthésiées sous respirateur et leur fréquence respiratoire a été surveillée. Le rythme respiratoire initial court et rapide a…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette étude a été soutenue par le programme d’innovation en synergie universitaire de la province d’Anhui (GXXT-2021-077) et le Fonds d’innovation pour les diplômés de l’Université des sciences et technologies de l’Anhui (2021CX2120).
Materials
| 0.5 mL tube | Biosharp | BS-05-M | |
| 10% formalin neutral fixative | Nanchang Yulu Experimental Equipment Co. | NA | |
| Adobe Illustrator | Adobe | NA | |
| Alcohol disinfectant | Xintai Kanyuan Disinfection Products Co. | NA | |
| CD68 | Abcam | ab125212 | |
| Citrate antigen retrieval solution | biosharp life science | BL619A | |
| DAB chromogenic kit | NJJCBio | W026-1-1 | |
| Dimethyl benzene | West Asia Chemical Technology (Shandong) Co | NA | |
| Enhanced BCA protein assay kit | Beyotime Biotechnology | P0009 | |
| Hematoxylin and Eosin (H&E) | Beyotime Biotechnology | C0105S | |
| HRP substrate | Millipore Corporation | P90720 | |
| HRP-conjugated Affinipure Goat Anti-Rabbit IgG(H+L) | Proteintech | Sa00001-2 | |
| Iceacetic acid | West Asia Chemical Technology (Shandong) Co | NA | |
| ImageJ | NIH | NA | |
| Isoflurane | RWD Life Science | R510-22 | |
| Masson's Trichrome stain kit | Solarbio | G1340 | |
| Methanol | Macklin | NA | |
| Microtubes | Millipore | AXYMCT150CS | |
| NF-κB p65 | Cell Signaling Technology | 8242S | |
| Oscillatory thermostatic metal bath | Abson | NA | |
| Paraffin embedding machine | Precision (Changzhou) Medical Equipment Co. | PBM-A | |
| Paraffin Slicer | Jinhua Kratai Instruments Co. | NA | |
| Phosphate buffer (PBS) | Biosharp | BL601A | |
| Physiological saline | The First People's Hospital of Huainan City | NA | |
| Pipettes | Eppendorf | NA | |
| PMSF | Beyotime Biotechnological | ST505 | |
| Polarized light microscope | Olympus | BX51 | |
| Precision balance | Acculab | ALC-110.4 | |
| Prism7.0 | GraphPad | Version 7.0 | |
| PVDF membranes | Millipore | 3010040001 | |
| RIPA lysis buffer | Beyotime Biotechnology | P0013B | |
| RODI IOT intelligent multifunctional water purification system | RSJ | RODI-220BN | |
| Scilogex SK-D1807-E 3D Shaker | Scilogex | NA | |
| SDS-PAGE gel preparation kit | Beyotime Biotechnology | P0012A | |
| Silicon dioxid | Sigma | #BCBV6865 | |
| Sirius red staining | Nanjing SenBeiJia Biological Technology Co., Ltd. | 181012 | |
| Small animal anesthesia machine | Anhui Yaokun Biotech Co., Ltd. | ZL-04A | |
| Universal Pipette Tips (0.1–10 µL) | KIRGEN | KG1011 | |
| Universal Pipette Tips (100–1000 µL) | KIRGEN | KG1313 | |
| Universal Pipette Tips (1–200 µL) | KIRGEN | KG1212 | |
| Vortex mixer | VWR | NA | |
| ZEISS GeminiSEM 500 | Zeiss Germany | SEM 500 | |
| β-actin | Bioss | bs-0061R |
Referências
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