Een zilveren Nanoparticle methode voor verbetering van biliaire atresie syndroom in muizen
Summary
Dit artikel beschrijft in detail een methode gebaseerd op zilveren nanodeeltjes voor verbetering van biliaire atresie syndroom in een experimentele biliaire atresie muismodel. Een solide begrip van het voorbereidingsproces reagens en de injectietechniek neonatale muis zal helpen onderzoekers vertrouwd met de methode gebruikt bij neonatale muis model studies.
Abstract
Biliaire atresie (BA) is een ernstige vorm van Acute cholangitis met hoge mortaliteit bij kinderen waarvan de etiologie is nog steeds niet volledig begrepen. Virale infecties kunnen een mogelijke oorzaak zijn. De typische diermodel gebruikt voor het bestuderen van BA is opgericht door het enten van een neonatale muis met een rhesus-rotavirus. Zilveren nanodeeltjes hebben aangetoond dat de antibacteriële en antivirale werking; hun functie in de BA-muismodel wordt geëvalueerd in deze studie. Momenteel zijn de methoden die worden gebruikt ter verbetering van de symptomen van BA muizen in BA dierproeven, meestal symptomatische behandelingen gegeven via voedsel of andere drugs. Het doel van deze studie is om aan te tonen van een nieuwe methode voor de verbetering van BA syndroom in muizen door de intraperitoneale injectie van zilveren nanodeeltjes en om te voorzien in gedetailleerde methoden voor het voorbereiden van de zilveren nanoparticle gel formulering. Deze methode is eenvoudig en breed inzetbaar en kan worden gebruikt voor het onderzoek van het mechanisme van BA, evenals in klinische behandelingen. Gebaseerd op het model van de muis BA, wanneer de muizen geelzucht vertonen, wordt de bereid zilveren nanoparticle gel geïnjecteerd intraperitoneally op het oppervlak van de lagere lever. De status van de overleving is waargenomen, en biochemische indicatoren en lever histopathologisch onderzoek worden onderzocht. Met deze methode kunt een meer intuïtieve inzicht van zowel de inrichting van de BA-model en de roman BA behandelingen.
Introduction
BA is een vorm van cholestase gekenmerkt door aanhoudende geelzucht en heeft hoge mortaliteit bij gebrek aan lever transplantatie. Virale infecties zijn nauw verbonden met de pathogenese van BA. Het cytomegalovirus, reovirus en rotavirus hebben al gesuggereerd als pathogenen in BA1,2,3. In de neonatale periode, de reactie van de onrijpe immuunsysteem op een virale infectie resulteert in immuun disregulatie tegen extra- en Intrahepatische galwegen, wat leidt tot biliaire epitheliale cellen apoptosis, inflammatoire cel infiltratie in de portal gebied, Intrahepatische en extrahepatic gal duct obstructie, en ten slotte leverfibrose4,5,6.
De gebruikte diermodel voor BA studies betreft het enten van een neonatale muis met de rhesus rotavirus (RVV). De muis ontwikkelt meestal geelzucht na 5-6 dagen, met een laag lichaamsgewicht en acholic ontlasting. De rol van de immuunrespons bij het ziekteproces is kritisch zijn, vooral voor natural killer (NK) cellen; de uitputting van deze cellen met anti-NKG2D antistof vermindert sterk schade BA-geïnduceerde7. Bovendien andere cellen, met inbegrip van CD4+ T cellen, CD8+ T cellen, dendritische cellen en regulatoire T-cellen, al is aangetoond dat ze spelen een rol in de ziekte8,9,10,11. Alle gegevens suggereren de onmisbare aard van het immuunsysteem in de loop van BA.
Zilveren nanodeeltjes (AgNPs) hebben aangetoond dat hebben gunstige effecten tegen sommige besmettelijke ziekten, waaronder bacteriële infecties12 en virale infecties13,14,15. Echter dan dermatologische gebruik, hebben weinig studies gebruikt AgNPs in een klinische behandeling, vooral vanwege hun mogelijke toxiciteit. In dierproeven, hebben onderzoekers in het algemeen de werkzaamheid van AgNPs toegediend via mondelinge16 of intraveneuze methoden17bestudeerd. Echter hebben geen andere onderzoekers onderzocht de doeltreffendheid van de AgNPs toegediend via een injectie intraperitoneaal (i.p.) in neonatale muis experimenten, die een eenvoudige en snelle methode leidt tot een meer direct effect op de lever en galwegen terwijl vermindering van de toxiciteit voor andere systemen, zoals het immuunsysteem. AgNPs is gebleken dat bij NK cel activiteit18; dus we getest de therapeutische effecten van AgNPs toegediend via i.p. injectie in de BA-muismodel.
Protocol
Representative Results
Discussion
AgNPs Exposeren krachtige breed-spectrum antibacteriële eigenschappen en een sterke permeabiliteit22; Daarnaast worden ze gebruikt voor de productie van een scala van antibacteriële geneesmiddelen23. Echter kan AgNPs lang duren om te wissen zodra ze in organen accumuleren, en deze volharding tot toxische effecten24,25 leiden kan. Een eerdere studie onderzocht de acute toxiciteit en genotoxiciteit van AgNPs na een …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De AgNPs die hier gebruikt waren een geschenk van C. M. Che in het departement chemie, de Universiteit van Hongkong. Dit werk werd gefinancierd door het National Natural Science Foundation of China (nr. 81600399) en de wetenschap en de technologie Project van Guangzhou (No.201707010014).
Materials
| BALB/c mouse | Guangdong Medical Experimental Animal Center | SYXK2017-0174 | Animal experiment |
| Rhesus rotavirus (RRV) | ATCC | ATCC VR-1739 | Establish biliary atresia mouse model |
| MA104 cells | ATCC | ATCC CRL-2378.1 | For laboratory use only |
| DMEM | Thermo Fisher | 10569010 | Mammalian Cell Culture |
| Fetal Bovine Serum | Thermo Fisher | 10099141 | Mammalian Cell Culture |
| collagen Type I | CORNING | 354236 | For research use only |
| PBS buffer | OXOID | BR0014G | For washing |
| NaOH | Sigma | 1310-73-2 | Adjust the PH value |
| AgNP | Antibacterial Note: The AgNps was a gift from Prof CM Che. in the Department of Chemistry, the University of Hong Kong. |
||
| Insulin syringe with integrated needle | BD | 9161635S | For medical use |
| 15-mL Centrifuge Tube | Corning | 430791 | For laboratory use only |
| 1.5-mL Microcentrifuge Tube | GEB | CT0200-B-N | For laboratory use only |
| Microscope | Nikon | ECLIPSE-Ci | For laboratory use |
| Dissecting/Intravital microscope | Nikon | SMZ 1000 | For laboratory use |
| anti-Mouse NKp46 FITC | eBioscience | 11-3351 | For research use only |
| anti-Mouse CD4 PE-Cyanine5 | eBioscience | 15-0041 | For research use only |
| Monoclonal Mouse Anti-Human CD4 | DAKO | 20001673 | For research use only |
| anti-NKG2D | RD | MAB1547 | For research use only |
| BD FACSCanto Flow Cytometer | BD Biosciences | FACS Canto Plus | For laboratory use only |
References
- Szavay, P. O., Leonhardt, J., Czechschmidt, G., Petersen, C. The role of reovirus type 3 infection in an established murine model for biliary atresia. European Journal of Pediatric Surgery. 12 (04), 248-250 (2002).
- Coots, A., et al. Rotavirus infection of human cholangiocytes parallels the murine model of biliary atresia. Journal of Surgical Research. 177 (2), 275-281 (2012).
- Shanmugam, N. P., Jayanthi, V. Biliary atresia with cytomegalovirus. Indian Pediatrics. 49 (2), 157 (2012).
- Mack, C. L., Feldman, A. G., Sokol, R. J. Clues to the Etiology of Bile Duct Injuryin Biliary Atresia. Seminars in Liver Disease. 32, 307-316 (2012).
- Muraji, T., Suskind, D. L., Irie, N. Biliary atresia: a new immunological insight into etiopathogenesis. Expert Review of Gastroenterology & Hepatology. 3 (6), 599-606 (2009).
- Sokol, R. J., Mack, C. Etiopathogenesis of Biliary Artesia. Seminars in Liver Disease. 21, 517-524 (2001).
- Shivakumar, P., Sabla, G. E., Whitington, P., Chougnet, C. A., Bezerra, J. A. Neonatal NK cells target the mouse duct epithelium via Nkg2d and drive tissue-specific injury in experimental biliary atresia. Journal of Clinical Investigation. 119 (8), 2281-2290 (2009).
- Mack, C. L., et al. Oligoclonal expansions of CD4+ and CD8+ T-cells in the target organ of patients with biliary atresia. Gastroenterology. 133 (1), 278-287 (2007).
- Shivakumar, P., et al. Effector Role of Neonatal Hepatic CD8 + Lymphocytes in Epithelial Injury and Autoimmunity in Experimental Biliary Atresia. Gastroenterology. 133 (1), 268-277 (2007).
- Saxena, V., et al. Dendritic Cells Regulate Natural Killer Cell Activation and Epithelial Injury in Experimental Biliary Atresia. Science Translational Medicine. 3 (102), (2011).
- Miethke, A. G., et al. Post-natal paucity of regulatory T cells and control of NK cell activation in experimental biliary atresia. Journal of Hepatology. 52 (5), 718-726 (2010).
- Tian, J., et al. Topical delivery of silver nanoparticles promotes wound healing. ChemMedChem. 2 (1), 129-136 (2010).
- Lu, L., et al. Silver nanoparticles inhibit hepatitis B virus replication. Antiviral Therapy. 13 (2), 253-262 (2008).
- Xiang, D., et al. Inhibition of A/Human/Hubei/3/2005 (H3N2) influenza virus infection by silver nanoparticles in vitro and in vivo. International Journal of Nanomedicine. 8 (Issue 1), 4103-4114 (2013).
- Elechiguerra, J. L., et al. Interaction of silver nanoparticles with HIV-1. Journal of Nanobiotechnology. 3 (1), 1-10 (2005).
- Nallanthighal, S., et al. Differential effects of silver nanoparticles on DNA damage and DNA repair gene expression in Ogg1-deficient and wild type mice. Nanotoxicology. 11 (8), 1-16 (2017).
- Wen, H., et al. Acute toxicity and genotoxicity of silver nanoparticle in rats. PLoS One. 12 (9), e0185554 (2017).
- Zhang, R., et al. Silver nanoparticle treatment ameliorates biliary atresia syndrome in rhesus rotavirus inoculated mice. Nanomedicine. 13 (3), 1041-1050 (2017).
- Arnold, M., Patton, J. T., McDonald, S. M. Culturing, Storage, and Quantification of Rotaviruses. Current Protocols in Microbiology. , (2009).
- Liu, X., et al. Silver nanoparticles mediate differential responses in keratinocytes and fibroblasts during skin wound healing. ChemMedChem. 5 (3), 468-475 (2010).
- Zhang, R., et al. Silver nanoparticles promote osteogenesis of mesenchymal stem cells and improve bone fracture healing in osteogenesis mechanism mouse model. Nanomedicine. 11 (8), 1949-1959 (2015).
- Wu, J., Hou, S., Ren, D., Mather, P. T. Antimicrobial properties of nanostructured hydrogel webs containing silver. Biomacromolecules. 10 (9), 2686-2693 (2009).
- Xu, L. Genotoxicity and molecular response of silver nanoparticle (NP)-based hydrogel. Journal of Nanobiotechnology. 10 (1), 16 (2012).
- Dobrzyńska, M. M., et al. Genotoxicity of silver and titanium dioxide nanoparticles in bone marrow cells of rats in vivo. Toxicology. 315 (1), 86-91 (2014).
- Mohamed, H. R. H. Estimation of TiO 2 nanoparticle-induced genotoxicity persistence and possible chronic gastritis-induction in mice. Food & Chemical Toxicology. 83 (9), 76-83 (2015).
