माउस न्यूमोनोटीमामी और प्रोस्थेशिस इम्प्लांटेशन के माध्यम से आंतरिक फेफड़े की सतह के क्षेत्र को मापने के लिए एक मानकीकृत विधि
Summary
फेफड़े की बीमारियों और चोट से प्रेरित एल्वोलोर पुनर्जनन में फेफड़े के आकारिकी और शरीर विज्ञान के मूल्यांकन के लिए आंतरिक फेफड़े की सतह क्षेत्र (आईएसए) एक महत्वपूर्ण मानदंड है। हम यहां एक मानकीकृत विधि का वर्णन करते हैं जो फेफड़े की न्यूमोनोटीमी और प्रोस्थेसिस आरोपण माउस मॉडल दोनों में आईएसए के लिए माप पूर्वाग्रह को कम कर सकता है।
Abstract
Pulmonary morphology, physiology, and respiratory functions change in both physiological and pathological conditions. Internal lung surface area (ISA), representing the gas-exchange capacity of the lung, is a critical criterion to assess respiratory function. However, observer bias can significantly influence measured values for lung morphological parameters. The protocol that we describe here minimizes variations during measurements of two morphological parameters used for ISA calculation: internal lung volume (ILV) and mean linear intercept (MLI). Using ISA as a morphometric and functional parameter to determine the outcome of alveolar regeneration in both pneumonectomy (PNX) and prosthesis implantation mouse models, we found that the increased ISA following PNX treatment was significantly blocked by implantation of a prosthesis into the thoracic cavity1. The ability to accurately quantify ISA is not only expected to improve the reliability and reproducibility of lung function studies in injured-induced alveolar regeneration models, but also to promote mechanistic discoveries of multiple pulmonary diseases.
Introduction
फेफड़े का मूलभूत कार्य रक्त वाहिकाओं और वातावरण के बीच ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का आदान-प्रदान है। ब्रोंकोपोल्मोनरी डिस्प्लाशिया (बीपीडी), क्रोनिक ऑब्स्ट्रक्टिव फेलमोनरी डिजीज (सीओपीडी) और तीव्र श्वसन संक्रमण के रूप में फेफड़े के रोग, परिणामस्वरूप आईएसए 2 में कमी आई है फेफड़े की बीमारी के अध्ययन के शोधकर्ताओं ने फेफड़े के रूप में एमएलआई, आईएलवी, संख्या की संख्या, आईएसए, और फेफड़े के ऊतक अनुपालन 2 , 3 सहित फेफड़ों के आकार के मूल्यांकन के लिए कई मात्रात्मक तरीकों का विकास किया है। वीबेल एट अल द्वारा अग्रणी अध्ययन 4 और डुगुइड एट अल 5 ने एक साथ स्थापित किया कि आईएसए को मानव फेफड़ों में फेफड़े के गैस-आदान-प्रदान क्षमता के प्रत्यक्ष उपाय के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है और इसका उपयोग वातस्फीति तीव्रता को निर्धारित करने के लिए एक मानदंड के रूप में किया जा सकता है। पिछले पांच सालों में प्रकाशित कई अध्ययनों ने फेफड़े के आकारिकी मापदंडों ( जैसे, </eएम> आईएसए और एमएलआई) विकास के दौरान चूहों के फेफड़ों में आकृतिगत और कार्यात्मक परिवर्तनों का आकलन करने के लिए 6 और चोट पीएनएक्स 1 , 7 से पुनर्प्राप्ति के दौरान। आईएसए का आकलन 1 8 , 9 का उपयोग करके किया जाता है:
, जहां आईएलवी आंतरिक फेफड़े की मात्रा है और एमएलआई एक मध्यस्थ पैरामीटर है जो फुफ्फुसीय परिधीय हवाई क्षेत्र आकार 10 का प्रतिनिधित्व करता है।
पीएनएक्स, एक या अधिक फेफड़े के शल्यचिकित्सा को हटाने के लिए, कई प्रजातियों में मनुष्यों 11 , 1 चूहों, 12 कुत्तों, 13 चूहों, और खरगोश 14 , 15 सहित कई प्रजातियों में एल्वोलोर पुनर्जनन के लिए व्यापक रूप से सूचित किया गया है। घुड़सालचौदह दिनों के बाद पीएनएक्स के चूहों के फेफड़ों में वाई ने दिखाया कि पूर्व-विद्यमान एलविओली का विस्तार और एलिवोलि के डी नोवो का निर्माण ईएसए, आईएलवी की बहाली और शेष फेफड़े के ऊतकों 1 में एलविओली की संख्या में योगदान देता है। हम और दूसरों ने दिखाया है कि पीएनएक्स ( यानी , प्रोस्टेसिस इम्प्लांटेशन) के कारण रिक्त वक्ष गुहा में स्पंज, मोम, या कस्टम-आकार वाले कृत्रिम अंग जैसे सामग्री को सम्मिलित करने से एल्वोलर रिजनेरेशन खराब होता है। अब यह दृढ़ता से स्थापित किया गया है कि यांत्रिक बल 1 9 , 16 , 17 के दौरान एल्वोलोर पुनर्जनन के लिए सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक के रूप में कार्य करता है। इस तरह के अध्ययन ने पीएनएक्स-इलाज और प्रॉस्थीसिस-प्रत्यारोपित फेफड़ों से आईएसए मूल्यों का उपयोग करने की प्रभावशीलता को उजागर किया है, ताकि मस्तिष्क के पुनर्निर्माण का मात्रात्मक मूल्यांकन किया जा सके।
ऑब्जर्वर पूर्वाग्रह को मापने के लिए काफी महत्वपूर्ण माना जाता हैफेफड़े के आकारिकी मापदंडों ( जैसे , एमआईएल और आईएलवी) के लिए ल्यूज़ आईएसएलए की गणना में उपयोग किए जाने वाले दो मापदंड हैं जो आईएलवी और एमआईआई दोनों का निर्धारण करने में मानकीकृत प्रोटोकॉल का उपयोग इस पूर्वाग्रह को समाप्त करने के लिए किया जा सकता है। यहां, हम इन फेफड़ों के मापदंडों को मापने के लिए उच्च-विस्तृत, मानकीकृत प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं। महत्वपूर्ण रूप से, आईएसए का सटीक रूप से मापने की क्षमता चोट-प्रेरित एल्वोलोर उत्थान मॉडलों में फेफड़ों के कार्य के अध्ययन की विश्वसनीयता और प्रजनन क्षमता को सुधारने का वादा करती है और कई फेफ्लॉनरी रोगों में तंत्रिकीय खोजों को सुविधाजनक बनाना चाहिए।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस प्रोटोकॉल में, माउस फेफड़ों पीएनएक्स और प्रोस्थेसिस आरोपण के बाद फेफड़े के मापदंडों के माप के बारे में हम विस्तृत विवरण प्रदान करते हैं। ISA को अब कई फेफड़े के रोगों और चोट से प्रेरित एल्वोलोर पुनर्ज?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक सहायता के लिए बीजिंग के नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ बायोलॉजिकल साइंसेज को स्वीकार करना चाहते हैं। यह काम बीजिंग नगर प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (नंबर Z17110200040000) द्वारा समर्थित था।
Materials
| Low cost cautery kit | Fine Science Tools | 18010-00 | |
| Noyes scissors | Fine Science Tools | 15012-12 | |
| Standard pattern forceps | Fine Science Tools | 11000-12 | |
| Castroviejo Micro Needle Holders | Fine Science Tools | 12060-01 | |
| Vessel clips | Fine Science Tools | 18374-44 | |
| I. V. Cannula-20 gauge | Jinhuan Medical Product Co., LTD. | 29P0601 | |
| Surgical suture | Jinhuan Medical Product Co., LTD. | F602 | |
| Mouse intubation platform | Penn-Century, Inc | Model MIP | |
| Small Animal Laryngoscope | Penn-Century, Inc | Model LS-2-M | |
| TOPO Small Animal Ventilator | Kent Scientific | RSP1006-05L | |
| Thermal pad | Stuart equipment | SBH130D | |
| Pentobarbital sodium salt | Sigma | P3761 | |
| Heparin sodium salt | Sigma | H3393 | |
| Hematoxylin Solution | Sigma | GHS132 | |
| Eosin Y solution, alcoholic | Sigma | HT110116 | |
| 10 ml Pipette | Thermo Scientific | 170356 | |
| Paraformaldehyde | Sigma | P6148 | |
| O.C.T Compound | Tissue-Tek | 4583 | |
| cryosection machine | Leica | CM1950 | |
| Disposable Base Molds | Fisher HealthCare | 22-363-553 | |
| 18 gauge needle | Becton Dickinson | 305199 | |
| Povidone iodine | Fisher Scientific | 19-027132 | |
| 70% ethanol | Fisher Scientific | BP82011 | |
| Infusion sets for single use | Weigao | SFDA 2012 3661704 | |
| Phosphate buffered saline | Gibco | 10010023 | |
| Tapes | 3M Scotch | 8915 | |
| Cotton pad | Vinda | Dr.P | |
| Silicone prosthesis | Custom made | ||
| Brightfield microscope | Olympus | VS120 | |
| Ruler tool | Adobe Photoshop |
References
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