결정질 실리카 분진을 반복적으로 흡입하여 확립된 규폐증 마우스 모델
Summary
이 프로토콜은 비강 점적을 통해 실리카 현탁액에 반복적으로 노출되어 규폐증의 마우스 모델을 확립하는 방법을 설명합니다. 이 모델은 높은 반복성과 경제성으로 인간 규폐증의 병리학적 과정을 효율적이고 편리하며 유연하게 모방할 수 있습니다.
Abstract
규폐증은 산업 환경에서 호흡기 결정질 실리카 분진(CSD)에 노출되어 발생할 수 있습니다. 인간의 규폐증의 병태생리학, 스크리닝 및 치료는 모두 마우스 규폐증 모델을 사용하여 광범위하게 연구되었습니다. 쥐가 CSD를 폐로 반복적으로 흡입하게 함으로써 쥐는 인간 규폐증의 임상 증상을 모방할 수 있습니다. 이 방법론은 시간과 출력 측면에서 실용적이고 효율적이며 수술로 인해 상부 호흡기에 기계적 손상을 일으키지 않습니다. 또한, 이 모델은 규폐증의 급성/만성 변형 과정을 성공적으로 모방할 수 있습니다. 주요 절차는 다음과 같습니다. 멸균된 1-5μm CSD 분말을 완전히 분쇄하고, 식염수에 현탁시키고, 초음파 수조에 30분 동안 분산시켰다. 이소플루란 유도 마취 하에 있는 마우스는 약 2초 동안 얕은 빠른 호흡에서 깊고 느린 흡인으로 전환했습니다. 쥐를 손바닥에 놓고 엄지손가락 끝이 쥐 턱의 입술 가장자리에 부드럽게 닿아 기도를 곧게 펴도록 했습니다. 숨을 내쉴 때마다 생쥐는 한쪽 콧구멍을 통해 실리카 현탁액을 한 방울씩 들이마시고 4-8초 이내에 이 과정을 완료했습니다. 생쥐의 호흡이 안정된 후, 흡입된 CSD가 기침을 하지 않도록 가슴을 쓰다듬고 애무했습니다. 그런 다음 쥐를 케이지로 되돌려 보냈습니다. 결론적으로, 이 모델은 상부 호흡기에서 말단 세기관지 및 폐포에 이르기까지 폐로 들어가는 작은 입자의 전형적인 생리학적 통로를 따라 CSD를 정량화할 수 있습니다. 또한 업무로 인한 직원의 반복적인 노출을 복제할 수 있습니다. 이 모델은 한 사람이 수행할 수 있으며 고가의 장비가 필요하지 않습니다. 높은 반복성으로 인간 규폐증의 질병 특징을 편리하고 효과적으로 시뮬레이션합니다.
Introduction
작업자는 필연적으로 불규칙한 결정질 실리카 분진(CSD)에 노출되며, 이는 흡입될 수 있으며 광업, 도자기, 유리, 석영 가공 및 콘크리트를 포함한 다양한 직업 환경에서 더 독성이 있습니다 1,2. 규폐증으로 알려진 만성 분진 흡입 질환은 진행성 폐 섬유증을 유발한다3. 역학 자료에 따르면, 규폐증의 발병률은 지난 수십 년 동안 전 세계적으로 감소해 왔지만, 최근 몇 년 동안 증가하여 젊은 사람들에게 영향을 미치고 있다 4,5,6. 규폐증의 근본적인 메커니즘은 잠복기 시작과 장기간의 잠복기로 인해 과학 연구에 중요한 도전을 제시합니다. 규폐증이 어떻게 발생하는지는 아직 알려져 있지 않습니다. 더욱이, 현재의 어떤 약물도 규폐증의 진행을 막고 폐섬유증을 역전시킬 수 없습니다.
규폐증에 대한 현재 마우스 모델은 CSD의 혼합 현탁액의 기관 섭취를 포함합니다. 예를 들어, 마취 후 자궁경부 기관 외상을 채택하여 폐에 CSD를 투여하는 것은 염료 분진에 대한 반복적인 인체 노출을 준수하지 않는다7. 주변 먼지에 대한 노출이 개인에게 미치는 영향은 이 독성 물질의 환경 농도를 보다 정확하게 반영하는 에어로졸 형태의 CSD에 노출시켜 연구할 수 있습니다8. 그러나 환경적 CSD는 생쥐 코의 독특한 생리학적 구조로 인해 단순히 폐로 직접 흡입될 수 없다9. 더욱이, 이 기술과 관련된 장비는 고가이기 때문에 연구자들은 쥐 규폐증 모델10을 재평가하게 되었습니다. 2주 이내에 비강을 통해 CSD 현탁액을 5회 흡입함으로써 규폐증의 동적 모델을 구축할 수 있었습니다. 이 모델은 사용하기 쉬우면서도 일관되고 안전합니다. 이 연구는 생쥐에서 CSD의 반복적인 흡입을 허용한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이 절차를 통해 생성된 마우스 규폐증 모델은 연구 요구 사항에 더 도움이 될 것으로 예상됩니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
규폐증 마우스 모델은 규폐증의 발병 기전과 치료를 연구하는 데 매우 중요합니다. 이 프로토콜은 반복적인 비강 노출을 통해 마우스에서 규폐증 모델을 제조하는 방법을 설명합니다. 이 방법을 사용하면 다양한 노출 시간에 의해 유도되는 규폐증의 병리학적 특성을 연구할 수 있습니다. 생쥐를 인공호흡기에 마취시키고 호흡수를 모니터링했다. 초기의 짧고 빠른 호흡 속도는 시간이 지남에 따?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 안후이성 대학 시너지 혁신 프로그램(GXXT-2021-077)과 안후이 과학기술 대학 대학원 혁신 기금(2021CX2120)의 지원을 받았습니다.
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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