Fenotiplendirme Fare Solunum Fonksiyon<em> İn Vivo</em> Akciğer Yayıcı Kapasite
Summary
We describe a means to quickly and simply measure the lung diffusing capacity in mice and show that it is sufficiently sensitive to phenotype changes in multiple common lung pathologies. This metric thus brings direct translational relevance to the mouse models, since diffusing capacity is also easily measured in humans.
Abstract
Fare hemen akciğer hastalıklarının çeşitli modellemek için kullanılan birincil bir hayvandır. Bu tür patolojiler altında yatan mekanizmaları incelemek için, fenotipik yöntemler patolojik değişiklikler ölçmek ki ihtiyaç vardır. Bundan başka, fare modelleri ile translasyon uygunluğu sağlamak için, bu ölçümlerin kolaylıkla hem insanlarda hem farelerde yapılabilir testler olmalıdır. Ne yazık ki, bu literatürde akciğer fonksiyonunun birkaç fenotipik ölçümleri insanlara doğrudan uygulama var. Tek istisna rutin insanlarda yapılan bir ölçüm olan karbon monoksit için difüzyon kapasitesi. Bu yazıda, hızlı ve basit farelerde bu difüzyon kapasitesini ölçmek için bir araç açıklar. Prosedür 1 dk gazı analizi zaman izlediği bir anestezi fare izleyici gazları ile kısa akciğer enflasyon, içerir. Bu amfizem, fibroz, akut akciğer yaralanması ve influenza da dahil olmak üzere pek çok akciğer hastalıkları, tespit etmek için bu yöntem yeteneğini test ettikmantar enfeksiyonları akciğer, yanı sıra genç yavrular izleme akciğer olgunlaşmasının. Sonuçlar önemli tüm akciğer patolojileri düşüşler yanı sıra, akciğer olgunlaşması ile difüzyon kapasitesinde bir artış göstermektedir. Akciğer difüzyon kapasitesi Bu ölçüm, böylece mevcut patolojik akciğer modellerinin çoğu ile fenotipik yapısal değişiklikleri tespit yeteneği ile geniş bir uygulama olan solunum fonksiyon testi sağlar.
Introduction
Fare hemen akciğer hastalıklarının çeşitli modellemek için kullanılan birincil bir hayvandır. Bu tür patolojiler altında yatan mekanizmaları incelemek için, fenotipik yöntemler bunu patolojik değişiklikler ölçmek ki ihtiyaç vardır. Havalandırma mekaniği ölçülür birçok fare çalışma olmasına rağmen, bu ölçümlerin genelde normal insanlarda yapılan akciğer fonksiyonunun standart değerlendirmelere ilgisiz. Bu insan hastalığı için fare modellerinde sonuçların çeviri kolaylaştırabilir fareler ve insan deneklerde eşdeğer ölçümleri gerçekleştirmek için yeteneği beri, talihsiz bir durumdur.
Insan deneklerde en yaygın ve en kolay yapılan ölçümlerin bir karbon monoksit (DLCO) 1,2 difüzyon kapasitesi olduğunu, ancak bu ölçüm sadece nadiren fare modellerinde yapılmıştır. Prosedürler genellikle hantal veya req olabilir çünkü 3-7 bildirilmiştir bu çalışmalarda, kısmen, hiçbir izlem çalışmaları olmuşturkarmaşık bir ekipmana uire. Başka bir yaklaşım bilinçli farelerde CO difüzyon ölçümü mümkün olmanın avantajına sahip bir sabit devlet sisteminde, bir CO, yeniden soluk yöntemi kullanmaktır. Ancak bu yöntem çok hantal ve sonuçları farenin havalandırma düzeyi yanı sıra O 2 ve CO 2 konsantrasyonları 8,9 ile değişebilir. Bu zorluklar onun çeşitli avantajlara rağmen, farelerde akciğer patolojileri tespit etmek difüzyon kapasitesi rutin kullanımını engellemiştir gibi görünüyor.
Farelerde difüzyon kapasitesi ölçümü ile ilgili sorunları aşmak için, basit araçlarla ayrıntıları farelerde ölçmek için son 10 bildirilmiştir. prosedür hızlı bir şekilde tüm ilham gaza eşit bir hacim örnekleyerek kirlenmemiş alveol gaz örnekleme zor sorunu ortadan kaldırır. Bir çok tekrarlanabilir ölçüm Bu prosedür sonuçları, pa bir dizi duyarlı karbon monoksit (DFCO), difüzyon faktörü olarak adlandırılanAkciğer fenotipinde thologic değişir. (CO 9 / CO c) / (Ne 9 / Ne c), c ve 9 indisler enjekte kalibrasyon gazların yoğunlaşması ve 9 sn nefes tutma süresinden sonra kaldırıldı gazlara bakın – DFCO böylece 1 olarak hesaplanır sırasıyla. DFCO 1 tüm CO tam alımını yansıtan ve 0 CO hiçbir alımını yansıtan, 0 ve 1 arasında değişen bir boyutsuz değişken vardır.
Bu sunumda bu difüzyon kapasitesi ölçümü yapmak için nasıl göstermek ve neredeyse tüm amfizem, fibrozis, akut akciğer hasarı, ve viral ve mantar enfeksiyonları dahil olmak üzere mevcut fare akciğer hastalığı modellerinin değişiklikleri belgelemek için nasıl kullanılabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışmada, biz fare akciğer gaz alışverişi yeteneğini ölçmek için yeni bir metrik tanımladı. Bu metrik difüzyon kapasitesi, yani, akciğer birincil işlevi ölçen bir genel klinik ölçüm, gaz alışverişi yeteneği benzerdir. difüzyon kapasitesi kolayca ve hızlı bir şekilde fareler ve insanlar hem de yapılabilir ancak akciğer fonksiyonel bir ölçüdür. Farelerde akciğer hastalığı tespiti için önemli bir hedef kontrol ve deney kohort arasında akciğer fonksiyon değişiklikleri ölçme…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by NIH HL-10342
Materials
| Gas Chromatograph | Inficon | Micro GC Model 3000A | Agilent makes a comparable model |
| 18 g Luer stub needle | Becton Dickenson | Several other possible vendors | |
| 3 mL plastic syringe | Becton Dickenson | Several other possible vendors | |
| Polypropylene gas sample bags | SKC | 1 or 2 liter capacity works well | Other gas tight bags will work well |
| Gas tank, 0.3% Ne,0.3% CO, balance air; (size ME) | Airgas, Inc | Z04 NI785ME3012 | This is the standard mixture used for DLCO in humans |
| 25 TCID50/mouse of influenza virus A/PR8 diluted in phosphate buffered saline. | |||
| Porcine pancreatic elastase | Elastin Products, Owensville, MO | 5.4 U | |
| Bleomycin | APP Pharmaceuticals, Schaumburg, IL | 0.25 U | |
| Escherichia coli LPS8 | Sigma L2880 | 3 μg/g body weight; O55:B5 | |
| Aspergillus fumigatus (isolate Af293) conidia were collected from mature colonies grown on potato dextrose agar. |
References
- Ogilvie, C. M., Forster, R. E., Blakemore, W. S., Morton, J. W. A standardized breath holding technique for the clinical measurement of the diffusing capacity of the lung for carbon monoxide. J Clin Invest. 36 (1 Pt 1), 1-17 (1957).
- Miller, A., Warshaw, R., Nezamis, J. Diffusing capacity and forced vital capacity in 5,003 asbestos-exposed workers: Relationships to interstitial fibrosis (ILO profusion score) and pleural thickening. Am J Ind Med. 56 (12), 1383-1393 (2013).
- Enelow, R. I., et al. Structural and functional consequences of alveolar cell recognition by CD8(+) T lymphocytes in experimental lung disease. J Clin Invest. 102 (9), 1653-1661 (1998).
- Hartsfield, C. L., Lipke, D., Lai, Y. L., Cohen, D. A., Gillespie, M. N. Pulmonary mechanical and immunologic dysfunction in a murine model of AIDS. Am J Physiol. 272 (4 Pt 1), 699-706 (1997).
- Wegner, C. D., et al. Intercellular adhesion molecule-1 contributes to pulmonary oxygen toxicity in mice: role of leukocytes revised. Lung. 170 (5), 267-279 (1992).
- Reinhard, C., et al. Inbred strain variation in lung function. Mamm Genome. 13 (8), 429-437 (2002).
- Sabo, J. P., Kimmel, E. C., Diamond, L. Effects of the Clara cell toxin, 4-ipomeanol, on pulmonary function in rats. J Appl Physiol. 54 (2), 337-344 (1983).
- Depledge, M. H. Respiration and lung function in the mouse, Mus musculus (with a note on mass exponents and respiratory variables). Respir Physiol. 60 (1), 83-94 (1985).
- Depledge, M. H., Collis, C. H., Barrett, A. A technique for measuring carbon monoxide uptake in mice. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 7 (4), 485-489 (1981).
- Fallica, J., Das, S., Horton, M. R., Mitzner, W. Application of Carbon Monoxide Diffusing Capacity in the Mouse Lung. J Appl Physiol. 110 (5), 1455-1459 (2011).
- Chaudhary, N., Datta, K., Askin, F. B., Staab, J. F., Marr, K. A. Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator regulates epithelial cell response to Aspergillus and resultant pulmonary inflammation. Am J Respir Crit Care Med. 185 (3), 301-310 (2012).
- Foster, W. M., Walters, D. M., Longphre, M., Macri, K., Miller, L. M. Methodology for the measurement of mucociliary function in the mouse by scintigraphy. J Appl Physiol. 90 (3), 1111-1117 (2001).
- Yildirim, A. O., et al. Palifermin induces alveolar maintenance programs in emphysematous mice. Am J Respir Crit Care Med. 181 (7), 705-717 (2010).
- Collins, S. L., Chan-Li, Y., Hallowell, R. W., Powell, J. D., Horton, M. R. Pulmonary vaccination as a novel treatment for lung fibrosis. PLoS One. 7 (2), e31299 (2012).
- Alessio, F. R., et al. CD4+CD25+Foxp3+ Tregs resolve experimental lung injury in mice and are present in humans with acute lung injury. J Clin Invest. 119 (10), 2898-2913 (2009).
- Martinez, F. J., et al. The clinical course of patients with idiopathic pulmonary fibrosis. Ann Intern Med. 142 (12 Pt 1), 963-967 (2005).
- Zhou, L., et al. Correction of lethal intestinal defect in a mouse model of cystic fibrosis by human CFTR. Science. 266 (5191), 1705-1708 (1994).
