Summary

Pseudomonas aeruginosa induzierte Lungenschädigung-Modell

Published: October 29, 2014
doi:

Summary

We have developed a mouse lung injury model by intra-tracheal injection of bacteria Pseudomonas aeruginosa. This model mimics lung injury during pneumonia and is clinically relevant.

Abstract

Um die menschliche akute Lungenschädigung oder Lungenentzündung zu untersuchen, ist es wichtig, Tiermodelle zu entwickeln, um verschiedene pathologische Merkmale dieser Krankheit zu imitieren. Hier haben wir eine Maus Lungenverletzung Modell durch intratracheale Injektion von Bakterien Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa oder PA) entwickelt. Mit diesem Modell konnten wir Lungenentzündung in der frühen Phase der Verletzung zeigen. Zusätzlich wurde Alveolarepithel- Sperr Undichtigkeit durch Analysieren bronchoalveoläre Lavage (BAL) beobachtet; und alveoläre Zelltod wurde durch TUNEL-Assay mit Gewebe aus verletzten Lunge vorbereitet beobachtet. Zu einem späteren Phase nach der Verletzung, beobachteten wir die Zellproliferation für den Reparaturvorgang erforderlich. Die Verletzung wurde von 7 Tagen ab der Einleitung des P. gelöst aeruginosa Injektion. Dieses Modell imitiert die sequentielle Verlauf Lungenentzündung, Verletzungen und Reparatur während einer Lungenentzündung. Diese klinisch relevanten Tiermodell eignet sich für das Studium der Pathologie, Mechanismus der Reparatur, fach akuter Lungenverletzung, und kann auch verwendet werden, um potentielle therapeutische Mittel für diese Krankheit zu testen.

Introduction

Lungen Umweltkrankheitserreger ausgesetzt und sind anfällig für Entzündungen und Verletzungen 1-3. Während pathologischen Zuständen, wie Lungenentzündung oder Adult Respiratory Distress Syndrome (ARDS), Krankheitserreger sowie Entzündungsfaktoren von Leukozyten freigesetzt induzieren Verletzungen und Tod von Alveolarzellen 1-3. Es ist wichtig zu Tiermodellen von akutem Lungenversagen entwickeln, um die Untersuchung der Pathologie von Verletzungen sowie Mechanismus der Reparatur zu erleichtern.

Gegenwärtig sind die meisten Leute benutzen Hyperoxie und Bleomycin induzierten Mauslungenverletzung Modelle 4. Jedoch sind die Mechanismen der Hyperoxie Schädigung verursacht sind nicht die gleichen wie die häufigste Lungenverletzungen, die bei Lungenentzündung oder ARDS 5 auftreten. Bleomycin induzierte akute Verletzung ist selten im klinischen Kontext 4. Eine Maus Lungenverletzung Modell mit intratracheale Injektion von P. Hier berichten wir aeruginosa 6,7. Dieses Modell ist klinisch relevant, und ahmt die prozesse, die folgende Lungenentzündung 8 geschehen.

Als opportunistische, nosokomiale Erreger der immungeschwächten Personen, P. aeruginosa infiziert in der Regel die Lungenwege, der Harnwege, Verbrennungen, Wunden, und verursacht auch andere Blutinfektionen 6. Die Bakterien setzen Virulenzfaktor Exotoxin A, multiplizieren und lösen Immunreaktionen 6. Intra-trachael Verabreichung von P. aeruginosa spiegelt die Situation in der menschlichen Exposition gegenüber den Bakterien, die Lungenentzündung verursachen und die Pathologie ist wahrscheinlich anders als die vor kurzem berichtet, Influenza-Virus H1N1 induzierten Lungenschädigung Modell 9 zu sein. Da P. aeruginosa ist ein opportunistisches Pathogen, das relativ sicher im Vergleich zu einigen der virulenten Pathogenen handhaben ist. Hier verwendeten wir intratracheale Injektion, um die Bakterien zu verabreichen, weil wir festgestellt, dass dieses Verfahren eingeführt mehr Bakterien in den distalen Bereich der Alveolen der Lunge im Vergleich mitEinige andere Verfahren wie die Verwendung eines Katheters über den Mund.

Verglichen mit anderen akuten Lungenverletzung Modelle, die P. hier beschriebenen aeruginosa Modell eignet sich für das Studium Lungenschädigung durch Bakterien und durch übermäßige Entzündung induziert. Im Gegensatz zu anderen Tiermodellen, die P. verwenden aeruginosa Sepsis 10,11 induzieren, hier verwenden wir intratracheale Injektion dieser Bakterien, um lokalisierte akute Lungenschädigung zu induzieren.

Protocol

Die Tierversuche wurden von der Tierpflege Ausschuss und Institutional Biosafety Ausschüsse der Universität von Illinois in Chicago genehmigt. HINWEIS: Maske, Augenschutz, Kleid oder Overall und Doppelhandschuhe: Alle Verfahren, die Pseudomonas sollte mit biologischen Sicherheitsstufe 2 (BSL2) Praktiken, die umfassen, sind aber nicht beschränkt durchgeführt werden. Arbeiten Sie in zertifizierten Sicherheitswerkbank. Gönnen Instrumente in Kontakt mit Bakterien mit Bleichmittel oder Chlor…

Representative Results

Ab 24 bis 72 Stunden nach P. aeruginosa Injektion erhöhte Zellularität wurde in Lungenschnitten beobachtet (1A-D). Die Lunge begonnen, von 96 Stunden nach der Verletzung (1E) erholen. 7 Tage nach P. aeruginosa, normalen Alveolen Morphologie wurde weitgehend wiederhergestellt (1F). Tunnel Färbung mit Lungenabschnitte bei 24 h nach P. vorbereitet aeruginosa zeigte Zelltod in Alveolen Zellen (1G-I). Um den Reparaturpr…

Discussion

Die Pseudomonas-Maus Lungenverletzung Modell, das wir beschreiben imitiert den gesamten Prozess der Entzündung, Lungenverletzung, Reparatur und Auflösung, die nach einer akuten Lungenschädigung oder Lungenentzündung auftreten. Es hat einzigartige Vorteile im Vergleich mit einigen anderen Verletzungen Modelle, dass es klinisch relevanten und relativ sicher und einfach zu handhaben.

Der kritische Schritt in dem Verfahren ist, dass die Injektion von Bakterienlösung muss sehr langsam. Wenn …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This work was supported by National Institutes of Health grants HL105947-01 (YL), HL07829-16 (AM), HL090152 (AM).

Materials

Name Company Catalog number  Comments
Anesthetic: Ketamin, xylazine, lidocaine, buprenorphine pharmaceutical grade
27g needle Fisher 1482648
syringe Fisher 14823434 1 ml
scissors Fine Science tools
forceps Fine Science tools
suture  Fisher NC0147607
Eye gauge, glove, gown
Biosafety Cabinet
chlorine dioxide based sterilant  Clidox
sheep blood agar plates  Medex supply HL-1160

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Cite This Article
Suresh Kumar, V., Sadikot, R. T., Purcell, J. E., Malik, A. B., Liu, Y. Pseudomonas aeruginosa Induced Lung Injury Model. J. Vis. Exp. (92), e52044, doi:10.3791/52044 (2014).

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