最大急性非致死肺損傷における急性肺損傷の結果のオープン気管切開胃酸吸引マウスモデル
Summary
This protocol induces acute lung injury in a mouse that has close fidelity to the pathogenesis of acid pneumonitis observed in humans. We generate a maximal acute nonlethal low pH lung injury and account for differences in rodent-human anatomic respiratory structure using an open tracheostomy coupled with circumferential pressure release.
Abstract
酸性肺炎、ヒトにおける無菌の急性肺損傷（ALI）の主要な原因です。酸性肺炎は、好中球肺胞炎を特徴とする急性呼吸窮迫症候群（ARDS）、無症候性、および損傷からの肺胞上皮と血管内皮の両方に臨床スペクトルに及びます。臨床的には、ARDSは低酸素血症の急性発症、二国間の斑状肺浸潤と非心原性肺水腫によって定義されます。ヒトでの研究は、下っ端のメカニズムについて様々な仮説につながっているARDSによって引き起こされる肺の生理学的および炎症性変化、についての貴重な情報をご提供しています。残念ながら、ARDSの病因、ならびに病態生理の広い範囲を決定する難しさは、治療戦略を開発するのに有用である可能性があり、重要な情報の不足をもたらしています。
ときに、その病因と病態生理を正確にreproduc翻訳動物モデルは価値がありますEAのコンセプトは、in vitroおよび臨床設定の両方で証明します。人間の気管・気管支樹の解剖学の大動物モデル（ 例えば 、羊）共有特性が、マウスモデルは、以下を含む他の利点のホスト提供：低コストを。より大きなデータ収集に自分自身を貸し短い生殖サイクル;よく理解免疫学的システム。そして十分に特徴付けゲノムは遺伝子欠失およびトランスジェニック株の様々な利用可能性につながります。低pH誘発されるARDSの堅牢なモデルは、主に肺胞上皮、二次血管内皮、ならびに肺胞につながる小さな気道を標的とネズミALIが必要です。また、別の有害および非有害侮辱の間に大きな違いが再現可能な損傷が重要です。
塩酸を用いて、ここで提示したマウス胃酸吸引モデルはオープン気管切開を採用し、低pH pneumonを再現病原シナリオを再現しますヒトでのITISけが。さらに、このモデルは、他の肺傷害（ 例えば 、食物粒子、病原性細菌）エンティティと低pH傷害の相互作用を調べるために使用することができます。
Introduction
ARDSは、広範囲の肺の炎症を特徴とし、臨床的に低酸素血症との息の急性息切れとして見られています。これらの症状は、多くの場合、このような外傷、敗血症、輸血関連反応または吸引などの扇動イベント後24時間未満が起こります。これは、肺胞上皮およびタンパク質漏出し、その後硝子膜形成につながる血管内皮に局在好中球肺胞炎（ すなわち 、広範囲の炎症）によって組織病理学的特徴としています。吸い込んで化学性肺炎や誤嚥性肺炎に分類されます。 1胃吸引の酸性成分は、二次的細菌性肺炎を発症する肺炎と偏愛の両方に貢献しています。誤嚥性肺炎はALIとARDSのその後の発展のための主要な危険因子の一つです。 2
胃吸引がトンからの物質の吸入のように定義された急性事象であります彼は声帯を越えて気道に口腔咽頭細菌叢の有無にかかわらず胃。吸引内容は低pH胃液、細菌、血液、または食物粒子を含んでいてもよいです。胃の吸引は、多くの場合、絶食状態で典型的に集中治療室（ICU）の患者に発生し、このようにして酸性化し、胃内容物の吸引を制限するために、プロトンポンプ阻害剤上に置きました。一般の患者集団に比べて5倍高い – 米国のICU集団におけるALIの発生率は2.5です。胃の吸引は、二次細菌性肺炎（SBP）の開発のための独立した危険因子であるとして3残念ながら、これらの素因の条件は、多くの場合、吸引イベント後の肺においてより深刻な後遺症につながる可能性が胃の中で細菌異常増殖の状態につながります、ALIとARDS。
塩酸および胃内容物、または細菌を含んでも含まなくてもよい：胃の吸引は、2つの主要コンポーネントがありますまたは食品粒子。げっ歯類モデルにおいて単独で胃吸引の酸成分は、気道上皮上の低pHの直接苛性損傷の結果として、初期の炎症反応を生成します。 6時間 – これは、好中球浸潤および4での炎症反応が続いています。 4これらの2つの要因が、最終的にこのように肺胞および気道への流体およびタンパク質の血管外漏出につながる肺微小血管の完全性の破壊につながります。この病態生理を理解するために、さらに可能な治療介入を調査するために、関係する基礎となるメカニズムを解明する動物モデルを開発し、特徴づけることが重要です。単独の酸性吸引は膨大または呼吸樹の緩衝能力をバイパスし、肺胞に到達するのに十分な低pHである必要があります。これが発生しない場合は、唯一の一過性の上部、誘導気道損傷はARDSの重症後遺症につながるしにくい起こります。 5 </ SUP>
負傷した肺胞上皮で正確に吸引イベントをエミュレートするためには、動物の自然な防御を迂回することが重要です。ヒトで見られる胃酸傷害を模倣ALIを生成するために、マウスの吸引モデルを使用して、1は、気管、気管支樹の違いを考慮する必要があります。この方法は利用オープン気管切開技術は両方の生理学的および組織学的にALIを再現する方法で、マウスおよびヒトの呼吸器木とモデルの違いけがをバイパスします。気管内挿管は、ALIを生成するために使用された歴史的に、しかし喉頭損傷することなく、マウスで行うことは困難と考えられています。したがって、この方法は、複数の研究者を横断し、最小限の手順起因する死亡率との一貫性のある結果が得られた潜在的な代替手段を提供しています。
Protocol
Representative Results
Discussion
目的は密接酸肺炎とその後のARDSの開発中に、ヒトに起こる病態生理学に似ている胃酸吸引を使用して、ALIの動物モデルを開発することでした。モデルの開発では、我々は、その低コスト、短生殖サイクル、および調査ツール（ すなわち 、モノクローナル抗体、トランスジェニック株）の豊富な、よく理解免疫系に高スループットのデータ収集を提供しています動物種を選択しま?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ravi Alluri and Hilliard L. Kutscher are supported by Ruth L. Kirschstein National Research Service Award (NRSA) Institutional Research Training Grant 1T32GM099607.
Materials
| syringe, 1cc | Becton Dickinson | 309628 | |
| syringe, 5cc | Becton Dickinson | 309646 | |
| needle, 22 ga x 1 1/2" | Becton Dickinson | 305159 | |
| needle, 26 ga x 1 1/2" | Becton Dickinson | 305111 | |
| 1-O Braided Silk Suture | Harvard Apparatus | 517730 | |
| 3" Curved tissue serrated forceps | Fine Science Tools | 11065-07 | |
| 3" Curved tissue "toothed" forceps, 1×2 teeth | Fine Science Tools | 11067-07 | |
| 4" curved micro dissecting scissors | Fine Science Tools | 14061-10 | |
| bone cutting spring scissors | Fine Science Tools | 16144-13 | |
| 3 1/2" curved locking hemostat | Fine Science Tools | 13021-12 | |
| Disposable Skin Stapler | 3M | DS-25 | |
| tracheal cannula (20 ga x 1/2" stainless steal tubing adapter) | Becton Dickinson | 408210 | |
| 60-degree Incline Dissection Board | |||
| 0.5% Bupivacaine | |||
| Isoflurane | |||
| Betadine and "Q-tip" cotton applicator |
References
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