Farelerde Trakea hızlı intübasyon için geliştirilmiş bir yöntem
Summary
Bu makalede, entübasyon yoluyla fare trakea içine doğrudan bleomisin yönetmek için hızlı ve basit bir yöntem sunar. Bu yöntemin en önemli avantajları usta son derece tekrarlanabilir kolay ve özel ekipman ya da uzun iyileşme süreleri gerektirmez vardır.
Abstract
Despite some anatomical and physiological differences, mouse models continue to be an essential tool for studying human lung disease. Bleomycin toxicity is a commonly used model to study both acute lung injury and fibrosis, and multiple methods have been developed for administering bleomycin (and other toxic agents) into the lungs. However, many of these approaches, such as transtracheal instillation, have inherent drawbacks, including the need for strong anesthetics and survival surgery. This paper reports a quick, reproducible method of intratracheal intubation that involves mild inhaled anesthesia, visualization of the trachea, and the use of a surrogate spirometer to confirm exposure. As a proof of concept, 8-12 week old C57BL/6 mice were administered either 2.0 U/kg of bleomycin or an equivalent volume of PBS, and both damage and fibrotic endpoints were measured post-exposure. This procedure allows researchers to treat a large cohort of mice in a relatively short period with little expense and minimal post-procedure care.
Introduction
Bazı anatomik ve fizyolojik farklılıklar olmasına rağmen, 1 fare modelleri hayvancılık açısından bakıldığında, insan biyolojisi ve hastalık patogenezi. 2 modelleme için çok değerli, fareler, kullanımı kolay olan, düşük üreme zamanı, hızlandırılmış ömrü var ve nispeten ucuzdur devam eve. Farklı genetik suşları ve stratejiler (örn., Koşullu knock-out raportör fareler, soy izleme yaklaşımlar, vs.), ve bunun yanı sıra reaktifler geniş (örn., Antikorlar, rekombinant proteinler, inhibitörlerin geliştirilmesi ile, vb), fareler, insan homeostasis ve hastalık süreçlerini ortaya çıkarmak için önemli bir örnek omurgalı organizma haline gelmiştir. 3
Fareler insanlarda 4 ALİ travma, yaralanma veya sepsis neden olabilir. Akut akciğer hasarı (ALI) ve pulmoner fibrozis dahil olmak üzere akciğer koşulları, çalışmak için özellikle değerli olmuştur ve epitel ile karakterizedir veendotel sızıntı (yani., ödem), enflamasyon ve oluşmakta olan fibroz. Birçok hastada, ALI genellikle solunum yetmezliği nedeni ile fibroz ve ölümle sonuçlanan onun ağır formu, akut solunum sıkıntısı sendromu (ARDS), ilerler. 5,6 pulmoner fibrozis ekstraselüler matriksin aşırı birikmesi ile karakterize ilerleyici, ölümcül patolojidir en önemlisi. Ben engelli akciğer fonksiyonu yol açan kolajen bleomisin (BLM) 7,8 Yönetim yazın deney hayvanlarında ALI ve fibroz uyarmak için en yaygın kullanılan ve en iyi karakterize modeldir. 9 kemirgenlerde pulmoner fibrozis BLM kaynaklı olsa da yapar tamamen insan fibrotik fenotipleri, bu model ile 10 fare çalışmaları başlangıcı ve hastalığın ilerlemesini etkileyen birçok önemli faktörlerden keşfine yol açmıştır özetlemek değil. 11
BLM kaynaklı fibrogenezisin arkasında kesin mekanizması (ler) bilinmemekle birlikte, başlangıç hasarınıniletken hava yolları ve alveolleri ve özellikle de tip 1 pnömositler döşeyen epitel hücrelerinde kontak bağımlı DNA zincir kırıkları kaynaklandığı düşünülmektedir. 12 BLM ve pulmoner epitel arasında doğrudan temas ihtiyacı sağlam bir dağıtım yolunun önemini vurgulamaktadır ve bu endişeleri de rekombinant proteinlerin, antikorların, siRNA, virüs, bakteri, partikül, ve daha fazlasını içeren distal hava hedeflenen tedavilerin geniş bir yelpazede, germane vardır. Orofaringeal aspirasyon (OPA), yaygın olarak, bu amaçla 13 kullanılmaktadır, ancak OPA önemli bir eksiklik teslim maddenin bir bölümü bu şekilde uygulanan dozun belirginsizlik yol mide bağırsak Yutulan edilebilir olmasıdır. Yaygın olarak kullanılan bir yaklaşım, doğrudan solunum yollarına bir ajanın trakea ve damlatma maruz güçlü anestezi altında trakeostomi gerektirir transtrakeal damlatma vardır. 14 Ancak, sadece bu tür olabilirBir prosedür nedeniyle invaziv olması istenmeyen olabilir, ama o da zaman tüketen bir eğitim adil biraz gerektirir ve içine ajanlar direkt uygulanmasını içerir. 15,16 Çeşitli protokoller geliştirilmiştir solunum yolu güçlü bir yaralanmaya neden cerrahi müdahaleye gerek kalmadan trakea, 16,17,18,19,20 ancak bu yöntemler geniş bir alanını içermektedir kurtarma süreleri güçlü anestezik neden, pahalı ekipman kullanımı (yani., otoskop / laringoskop, ticari olarak mevcut prosedür panoları, fiber-optik doz ile ilgili olarak tel ve benzeri), ağız boşluğu içinde manipülasyon aşırı ve belirsizlik.
Bu çalışma, bir araştırmacının hızla ucuz ve güvenilir bir şekilde çevre dokulara bakiye hasar sınırlı risk ile murin akciğer içine bir reaktif aşılamak sağlar entübasyon yoluyla uygulama nispeten kolay bir yöntem tarif etmektedir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aerosol haline getirme sınırlı olması nedeniyle reaktif temin edilebilirliği, emniyeti ve maliyet için pratik örneklerde, doğrudan nefes borusu idaresi akciğerlere dışsal ajanların uygulanması için üstün bir yöntemdir 16 Transtrakeal instilasyon yaygın Bunu gerçekleştirmek için kullanılmaktadır.; Ancak, tüm cerrahi müdahale ile olduğu gibi, o da onunla prosedürün kendisinden kaynaklanan komplikasyonlar için potansiyel taşır ve mutlaka ajan telkin ediliyor. 13 …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar trikrom boyama ve analizi ile yardım için Washington Üniversitesi Histoloji Brian Johnson ve Görüntüleme Çekirdek teşekkür ederiz. Bu çalışma NIH hibe HL098067 ve HL089455 tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Bleomycin For Injection, 30 units/vial | APP Pharmaceuticals, LLC | 103720 | For best results, BLM should be suspended in PBS, aliquoted, and stored as single use lyophilzed aliquots |
| Blunt End Forceps | N/A | N/A | |
| Tongue Depressor (i.e. bent Valleylab Blade Electrode, 2.4") | Covidien | E1551G | Before use, create a 45 degree bend 1.5 cm from the blade tip. A suitable depressor can also be created from any metal implement of similar dimensions. |
| Exel Safelet Catheter 22G X 1" | Exel International | 26746 | |
| 1 mL Slip-tip Disposable Tuberculin Syringe (200/sp, 1600/ca) | BD | 309659 | |
| 0.2ml Pipettor and Filter Tips | N/A | N/A | |
| Fiber-Lite Illuminator. Model 181-1: Model 180 mated with Standard Dual Gooseneck illuminator | Dolan Jenner Industries, Inc. | 181-1 | Lower output LED illuminators are not recommended as they fail to suficiently illuminate the trachea. |
| Intubation Board | N/A | N/A | See Diagram 1. |
| Colored Label Tape: 0.5 in. Wide | Fisherbrand | 15-901-15A | |
| Oxygen | N/A | N/A | |
| Phosphate-Buffered Saline, 1X | Corning | 21-040-CV | Product should be sterile |
| Non-Sterile Silk Black Braided Suture Spool, 91.4 m, Size 4-0 | Harvard Apparatus | 517698 | |
| Table Top Anesthesia Machine Isoflurane | Highland Medical Equipment | N/A | http://www.highlandmedical.net/ |
| Slide Top Induction Mouse Isoflurane Chamber | MIP / Anesthesia Technologies | AS-01-0530-SM | |
| FORANE (isoflurane, USP) Liquid For Inhalation 100 mL | Baxter | 1001936040 | |
| Nanozoomer Digital Pathology system | Hamamatsu | ||
| IgM ELISA Quantification Kit | Bethyl Laboratories | E90-101 |
References
- Hyde, D. M., Hamid, Q., Irvin, C. G. Anatomy, pathology, and physiology of the tracheobronchial tree: emphasis on the distal airways. J Allergy Clin Immunol. 124, S72-S77 (2009).
- Rosenthal, N., Brown, S. The mouse ascending: perspectives for human-disease models. Nat Cell Biol. 9, 993-999 (2007).
- Peters, L. L., et al. The mouse as a model for human biology: a resource guide for complex trait analysis. Nat Rev Genet. 8, 58-69 (2007).
- Baron, R. M., Choi, A. J., Owen, C. A., Choi, A. M. Genetically manipulated mouse models of lung disease: potential and pitfalls. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 302, 485-497 (2012).
- Sharma, S. Acute respiratory distress syndrome. BMJ Clin Evid. 2010, (2010).
- Saguil, A., Fargo, M. Acute respiratory distress syndrome: diagnosis and management. Am Fam Physician. 85, 352-358 (2012).
- Wilson, M. S., Wynn, T. A. Pulmonary fibrosis: pathogenesis, etiology and regulation. Mucosal Immunol. 2, 103-121 (2009).
- Wuyts, W. A., et al. The pathogenesis of pulmonary fibrosis: a moving target. Eur Respir J. 41, 1207-1218 (2013).
- Mouratis, M. A., Aidinis, V. Modeling pulmonary fibrosis with bleomycin. Curr Opin Pulm Med. 17, 355-361 (2011).
- Moeller, A., Ask, K., Warburton, D., Gauldie, J., Kolb, M. The bleomycin animal model: a useful tool to investigate treatment options for idiopathic pulmonary fibrosis?. Int J Biochem Cell Biol. 40, 362-382 (2008).
- Myllärniemi, M., Kaarteenaho, R. Pharmacological treatment of idiopathic pulmonary fibrosis – preclinical and clinical studies of pirfenidone, nintedanib, and N-acetylcysteine. European Clinical Respiratory Journal. 2, (2015).
- Reinert, T., Baldotto, C. S. d. R., Nunes, F. A. P., Scheliga, A. A. d. S. Bleomycin-Induced Lung Injury. Journal of Cancer Research. 2013, 1-9 (2013).
- Lakatos, H. F., et al. Oropharyngeal aspiration of a silica suspension produces a superior model of silicosis in the mouse when compared to intratracheal instillation. Exp Lung Res. 32, 181-199 (2006).
- Helms, M. N., Torres-Gonzalez, E., Goodson, P., Rojas, M. Direct tracheal instillation of solutes into mouse lung. J Vis Exp. , (2010).
- Osier, M., Oberdorster, G. Intratracheal inhalation vs intratracheal instillation: differences in particle effects. Fundam Appl Toxicol. 40, 220-227 (1997).
- Driscoll, K. E., et al. Intratracheal instillation as an exposure technique for the evaluation of respiratory tract toxicity: Uses and Limitations. Toxicol Sci. 55, 24-35 (2000).
- MacDonald, K. D., Chang, H. Y., Mitzner, W. An improved simple method of mouse lung intubation. J Appl Physiol (1985). 106, 984-987 (1985).
- Spoelstra, E. N., et al. A novel and simple method for endotracheal intubation of mice. Lab Anim. 41, 128-135 (2007).
- Cai, Y., Kimura, S. Noninvasive intratracheal intubation to study the pathology and physiology of mouse lung. J Vis Exp. , e50601 (2013).
- Starcher, B., WIlliams, I. A method for intratracheal instillation of endotoxin into the lungs of mice. Lab Anim. 23, 234-240 (1989).
- Daubeuf, F., Frossard, N. Performing bronchoalveolar lavage in the mouse. Curr Protoc Mouse Biol. 2, 167-175 (2012).
- Li, Y., et al. Severe lung fibrosis requires an invasive fibroblast phenotype regulated by hyaluronan and CD44. J Exp Med. 208, 1459-1471 (2011).
- Grazioli, S., et al. CYR61 (CCN1) overexpression induces lung injury in mice. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 308, L759-L765 (2015).
- Redente, E. F., et al. Tumor necrosis factor-alpha accelerates the resolution of established pulmonary fibrosis in mice by targeting profibrotic lung macrophages. Am J Respir Cell Mol Biol. 50, 825-837 (2014).
- Lawrenz, M. B., Fodah, R. A., Gutierrez, M. G., Warawa, J. Intubation-mediated intratracheal (IMIT) instillation: a noninvasive, lung-specific delivery system. J Vis Exp. , e52261 (2014).
