Pseudomonas aeruginosa מושרה ריאות פגיעה דגם
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
על מנת ללמוד פציעת אדם חריפה ריאות ודלקת ריאות, זה חשוב לפתח מודלים של בעלי חיים כדי לחקות את התכונות פתולוגיים שונות של מחלה זו. כאן יש לנו פיתחנו מודל פציעת ריאות עכבר על ידי הזרקה תוך קנה הנשימה של חיידקי Pseudomonas aeruginosa (פ aeruginosa או הרשות הפלסטינית). שימוש במודל זה, שהיינו מסוגל להראות דלקת ריאות בשלב המוקדם של פציעה. בנוסף, דליפות מחסום האפיתל נֹאדִי נצפו על ידי ניתוח שטיפה ברונכואלוואולרית (BAL); והמוות של תאי נֹאדִי נצפה על ידי assay Tunel באמצעות רקמה הוכנה מריאות נפגעו. בשלב מאוחר בעקבות פציעה, שצפינו התפשטות תאים הנדרשת לתהליך התיקון. הפציעה הוחלט 7 ימים מהייזום של פ הזרקת aeruginosa. מודל זה מחקה כמובן רציף של דלקת ריאות, פגיעה ותיקון בדלקת ריאות. מודל חיה רלוונטי מבחינה קלינית זה מתאים ללימוד פתולוגיה, מנגנון של תיקון, וollowing פציעת ריאות חריפה, והוא יכול גם לשמש לבדיקת סוכנים טיפוליים פוטנציאליים למחלה זו.
Introduction
ריאות נחשפות לפתוגנים סביבתיים ורגישות לדלקת והפגיעה 1-3. במהלך מצבים פתולוגיים כגון דלקת ריאות או מצוקה נשימתית מבוגר תסמונת (ARDS), פתוגנים כמו גם גורמים דלקתיים שפורסמו על ידי כדוריות דם לבנות לגרום לפציעה ולמוות של תאי שומן 1-3. חשוב לפתח מודלים של בעלי חיים לפגיעה ריאות חריפות כדי להקל על המחקר של הפתולוגיה של פגיעה, כמו גם מנגנון של תיקון.
נכון לעכשיו, רוב האנשים משתמשים במודלי פציעת ריאות hyperoxia ועכבר מושרה בליאומיצין 4. עם זאת, המנגנונים של hyperoxia גרמו לפציעה היא לא אותו הדבר כמו רוב פציעות ריאות שכיחות המתרחשות במהלך דלקת ריאות או ARDS 5. פציעה אקוטית נגרמת בליאומיצין היא נדירה בהקשר קליני 4. כאן אנו מדווחים מודל פציעת ריאות עכבר באמצעות זריקה תוך קנה הנשימה של פ aeruginosa 6,7. מודל זה הוא רלוונטי מבחינה קלינית, ומחקה את processes שיקרה בעקבות דלקת ריאות 8.
כפתוגן אופורטוניסטי, nosocomial של אנשים מדוכאי חיסון, פ aeruginosa בדרך כלל מדביק את מערכת הריאות, בדרכי שתן, כוויות, פצעים, וגם גורם לזיהומים בדם אחרים 6. החיידקים לשחרר exotoxin גורם ארסיות, להתרבות ולגרום לתגובה חיסונית 6. ממשל Intra-trachael של פ aeruginosa משקף את המצב בחשיפה של בני אדם לחיידק שגורם לדלקת ריאות ופתולוגיה עשויה להיות שונה מהמודל שדיווח לאחרונה H1N1 וירוס שפעת הריאות הנגרמות פציעת 9. מאז פ aeruginosa הוא פתוגן אופורטוניסטי, זה בטוח יחסית לטיפול, בהשוואה לחלק מגורמי המחלה האלימה יותר. כאן השתמשנו בהזרקה תוך קנה הנשימה לנהל את החיידקים כי אנחנו ציינו כי שיטה זו הציגה יותר חיידקים לאזור alveoli הדיסטלי של הריאה בהשוואה לכמה נהלים אחרים כגון שימוש בצנתר דרך פה.
בהשוואה לדגמי פציעת ריאות חריפות אחרים, פ מודל aeruginosa שתואר כאן הוא מתאים ללימוד פציעת ריאות הנגרמת על ידי חיידקים ועל ידי דלקת מופרזת. בניגוד למודלים של בעלי חיים אחרים המשתמשים בפ aeruginosa לגרום אלח דם 10,11, כאן אנו משתמשים בהזרקה תוך-קנה הנשימה של חיידקים אלה לגרום לפגיעת ריאות חריפה מקומית.
Protocol
Representative Results
Discussion
מודל פציעת ריאות עכבר Pseudomonas שאנחנו מתארים כאן מחקה את כל התהליך של דלקת, פציעת ריאות, תיקון, ורזולוציה המתרחש בעקבות פציעת ריאות חריפה או דלקת ריאות. יש לו יתרונות ייחודיים השוואה עם מספר מודלים פציעה אחרים בכך שהוא קליני רלוונטי ובטוח יחסית וקל לטפל.
<p class="jove_content" s…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 |
References
- Ware, L. B., Matthay, M. A. The acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 342, 1334-1349 (2000).
- Matthay, M. A., Ware, L. B., Zimmerman, G. A. The acute respiratory distress syndrome. J Clin Invest. 122, 2731-2740 (2012).
- Shimabukuro, D. W., Sawa, T., Gropper, M. A. Injury and repair in lung and airways. Crit Care Med. 31 (8), 524-531 (2003).
- Wansleeben, C., Barkauskas, C. E., Rock, J. R., Hogan, B. L. Stem cells of the adult lung: Their development and role in homeostasis, regeneration, and disease. Wiley Interdiscip Rev Dev Biol. 2, 131-148 (2013).
- Singleton, P. A., et al. Dynamin 2 and c-abl are novel regulators of hyperoxia-mediated nadph oxidase activation and reactive oxygen species production in caveolin-enriched microdomains of the endothelium. J Biol Chem. 284, 34964-34975 (2009).
- Sadikot, R. T., Blackwell, T. S., Christman, J. W., Prince, A. S. Pathogen-host interactions in pseudomonas aeruginosa pneumonia. Am J Respir Crit Care Med. 171, 1209-1223 (2005).
- Liu, Y., et al. Foxm1 mediates the progenitor function of type ii epithelial cells in repairing alveolar injury induced by pseudomonas aeruginosa. J Exp Med. 208, 1473-1484 (2011).
- Kurahashi, K., et al. Pathogenesis of septic shock in pseudomonas aeruginosa pneumonia. J Clin Invest. 104, 743-750 (1999).
- Kumar, P. A., et al. Distal airway stem cells yield alveoli in vitro and during lung regeneration following h1n1 influenza infection. Cell. 147, 525-538 (2011).
- Delano, M. J., et al. Sepsis induces early alterations in innate immunity that impact mortality to secondary infection. J Immunology. 186, 195-202 (2011).
- Lange, M., et al. A murine model of sepsis following smoke inhalation injury. Biochem Biophys Res Commun. 391 (3), 1555-1560 (2010).
- Kobayashi, Y. The role of chemokines in neutrophil biology. Front Biosci. 13, 2400-2407 (2008).
- Matute-Bello, G., et al. Animal models of acute lung injury. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 295, L379-L399 (2008).
- Sadikot, R. T., et al. Targeted immunomodulation of the nf-kappab pathway in airway epithelium impacts host defense against pseudomonas aeruginosa. J Immunol. 176, 4923-4930 (2006).
- Pinto, I. L., et al. Development of an experimental model of neutrophilic pulmonary response induction in mice. J Pneumologia. 29, 213-214 (2003).
