Summary

Noninvasive røret Intubering å studere patologi og fysiologi av Mouse Lung

Published: November 08, 2013
doi:

Summary

Anvendelse av en modell som etterligner tilstanden av lungesykdommer hos mennesker er kritisk for å studere den patofysiologi og / eller etiologi til en bestemt sykdom, og for utvikling av terapeutiske inngrep. Her en ikke-invasiv intratrakeal intubasjon metode som kan direkte levere eksogene materialer til muse lungene blir presentert.

Abstract

Anvendelse av en modell som etterligner tilstanden av lungesykdommer hos mennesker er kritisk for å studere den patofysiologi og / eller etiologi til en bestemt sykdom, og for utvikling av terapeutiske inngrep. Med den økende tilgjengeligheten av knockout og transgene derivater, sammen med en enorm mengde av genetisk informasjon, mus gir en av de beste modellene for å studere de molekylære mekanismene bak sykdomslære og fysiologi av lungesykdommer. Inhalering, intranasal innføring, intratrakeal instillasjon, og intratrakeal intubasjon er de mest brukte teknikker med et antall forskere til å administrere materialer av interesse til muselunger. Det er fordeler og ulemper for hver teknikk avhengig av målene i en studie. Her en ikke-invasiv intratrakeal intubasjon metode som kan direkte levere eksogene materialer til muse lungene blir presentert. Denne teknikken ble anvendt for å administrere bleomycin til muselunger som en modell for å studere pulmonal fibrose. </ P>

Introduction

Lung er et organ hvor mange ødeleggende sykdommer blir ofte diagnostisert. Blant dem, er lungekreft den nest mest diagnostisert kreft i både menn og kvinner, og den vanligste årsaken til kreftdød. Kronisk obstruktiv lungesykdom, også kjent som emfysem og kronisk bronkitt, er en meget alvorlig sykdom, og det tredje ledende dødsårsak i USA. I 2011 ble det anslått at 25,9 millioner amerikanere hadde astma, inkludert 7,1 millioner barn under 18 år. Astma er den tredje største årsaken til sykehusinnleggelse blant barn under 15 år (American Lung Association, http://www.lung.org ). For å studere den patofysiologi og / eller etiologi av disse ødeleggende sykdommer og deres underliggende mekanismer, er bruken av nøyaktige modeller kritisk i forbindelse med praktisk og ikke-invasiv administrering av ulike materialer av interesse å lunge. Mus gir en av de beste modeller for åstudere de molekylære mekanismene bak sykdomslære og fysiologi av lungesykdommer på grunn av den økende tilgjengeligheten av knockout og transgene mus og en enorm mengde tilgjengelig genetisk informasjon.

Ulike metoder har blitt brukt av en rekke etterforskere i ulike innstillinger for å levere materialer av interesse for mus lungene, inkludert innånding, intranasal drypping, intratrakeal drypping, og intratrakeal intubasjon 1-4. Den sistnevnte fremgangsmåte er ikke blitt rutinemessig brukt fordi det anses ganske vanskelig å utføre. Intratrakeal intubasjon beskrevet heri er en ikke-invasiv, enkel og rask metode for å levere materiale av interesse til muselunger for å studere effekten av de leverte materialer på genutrykksmønster, patologi og / eller fysiologi lunge 5. Denne teknikken sørger for levering av eksogene materiale til et helt tette og ikke innebærer noen overlevelse kirurgi og dermed vil likely skal godkjennes av noen institusjonelle dyr omsorg og bruke komiteer.

Protocol

Den følgende protokoll beskriver en ikke-invasiv, enkel og rask metode for å levere materiale av interesse for muselunger. Denne prosedyren ble godkjent av National Cancer Institute Animal Care og bruk komité. En. Anestesi Først anesthetize mus ved hjelp av en blanding av ketamin og xylazin (100 mg / kg kroppsvekt og 10 mg / kg kroppsvekt, henholdsvis). Dette er den anbefalte ACUC anestesi og dose. Med dette beløpet, mus er bevisstløs minst for ~ 20 min. Påfør dy…

Representative Results

I utgangspunktet var grønn-farget løsning som brukes til å intubere mus for praksis. Lungene ble foretatt reseksjon like etter intubering for å undersøke hvordan jevnt fargen ble fordelt i lungen (figur 2). Denne teknikken ble brukt til å studere bleomycin-indusert lungefibrose ved hjelp C57BL / 6 mus. Når musene ble intratrakealt intubert med 1,2 U / kg bleomycin eller saltvann som kontroll og obdusert tre uker senere utviklet musene bleomycin-indusert fibrose gjennom lungene, støttet av histol…

Discussion

Intratrakeal intubasjon beskrevet her er en enkel, men likevel utmerket invasiv metode for å jevnt levere materialer av interesse for mus lunge. Denne metoden tillater studiet av effekten og / eller rolle av materialet administrert i fysiologi og / eller patologi i lungen. De administreres materialene kan være endogene molekyler slik som cytokiner, eller eksogene materialer som xenobiotiske kjemikalier / narkotika, kreftfremkallende, forurensninger, allergener, eller virus som resulterer i forskjellige lungelidelser s…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dette arbeidet ble støttet av egenutført Research Program of National Cancer Institute, Center for Cancer Research.

Materials

KetaVed Vedco Ketamine
AnaSed Injection 20 mg LLOYD Xylazine
BioLite Stand Braintree Scientific RIS100 For mice
BioLite Intubation Illumination System Braintree Scientific BIO MI-KIT For mice
22 G, 1 inch i.v. catheter Terumo SR-OX2225CA For mice below 30 g. Catheter is used only for the case where the Intubation Illumination System is not used.
or
20 G, 1 inch i.v. catheter Terumo SR-OX2025CA For mice over 30 g. Catheter is used only for the case where the Intubation Illumination System is not used.
Catheter is used only for the case where the Intubation Illumination System is not used

References

  1. Das, S., Macdonald, K., Chang, H. Y., Mitzner, W. A simple method of mouse lung intubation. J. Vis. Exp. (73), e50318 (2013).
  2. Miller, M. A., et al. Visualization of murine intranasal dosing efficiency using luminescent Francisella tularensis: effect of instillation volume and form of anesthesia. PLoS One. 7, e31359 (2012).
  3. Rayamajhi, M., Redente, E. F., Condon, T. V., Gonzalez-Juarrero, M., Riches, D. W., Lenz, L. L. Non-surgical intratracheal instillation of mice with analysis of lungs and lung draining lymph nodes by flow cytometry. J. Vis. Exp. (51), e2702 (2011).
  4. Riesenfeld, E. P., et al. Inhaled salmeterol and/or fluticasone alters structure/function in a murine model of allergic airways disease. Respir. Res. 11, 22 (2010).
  5. Rivera, B., Miller, S., Brown, E., Price, R. A novel method for endotracheal intubation of mice and rats used in imaging studies. Contemp. Top. Lab Anim. Sci. 44, 52-55 (2005).
  6. Bonniaud, P., et al. Progressive transforming growth factor beta1-induced lung fibrosis is blocked by an orally active ALK5 kinase inhibitor. Am. J. Res. Crit. Care Med. 171, 889-898 (2005).
  7. Bivas-Benita, M., Zwier, R., Junginger, H. E., Borchard, G. Non-invasive pulmonary aerosol delivery in mice by the endotracheal route. Eur. J. Pharm. Biopharm. 61, 214-218 (2005).
  8. Haegens, A., et al. Myeloperoxidase deficiency attenuates lipopolysaccharide-induced acute lung inflammation and subsequent cytokine and chemokine production. J. Immunol. 182, 7990-7996 (2009).
  9. Jackson, P., et al. Exposure of pregnant mice to carbon black by intratracheal instillation: toxicogenomic effects in dams and offspring. Mutat. Res. 745, 73-83 (2012).
  10. Bodewes, R., et al. Pathogenesis of Influenza A/H5N1 virus infection in ferrets differs between intranasal and intratracheal routes of inoculation. Am. J. Pathol. 179, 30-36 (2011).
  11. Winslow, M. M., et al. Suppression of lung adenocarcinoma progression by Nkx2-1. Nature. 473, 101-104 (2011).

Play Video

Cite This Article
Cai, Y., Kimura, S. Noninvasive Intratracheal Intubation to Study the Pathology and Physiology of Mouse Lung. J. Vis. Exp. (81), e50601, doi:10.3791/50601 (2013).

View Video