Lunge fiksering under konstant tryk for evaluering af emfysem i mus

Summary

Præsenteret her er en nyttig protokol for lunge fiksering, der skaber en stabil tilstand for histologisk evaluering af lunge prøver fra en musemodel af emfysem. Den største fordel ved denne model er, at det kan fastsætte mange lunger med samme konstante tryk uden lungekollaps eller deflation.

Abstract

Emfysem er et signifikant træk ved kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL). Undersøgelser, der involverer en emphysematous musemodel, kræver optimal lunge fiksering for at producere pålidelige histologiske prøver af lungerne. På grund af arten af Lundens strukturelle sammensætning, som hovedsagelig består af luft og væv, der er en risiko for, at det kollapser eller presses under fikserings processen. Forskellige lunge fikserings metoder findes, som hver har sine egne fordele og ulemper. Den lunge fikserings metode præsenteret her udnytter konstant tryk for at muliggøre optimal vævs evaluering for undersøgelser ved hjælp af en emphysematous mus lunge model. Den største fordel er, at det kan fastsætte mange lunger med samme tilstand på én gang. Lunge prøver er fremstillet af kroniske cigaretrøg-udsatte mus. Lunge fiksering udføres ved hjælp af specialiseret udstyr, der muliggør produktion af konstant tryk. Dette konstante tryk opretholder lungerne i en forholdsvis oppustet tilstand. Således, denne metode genererer en histologisk prøve af lungerne, der er egnet til at evaluere cigaretrøg-induceret mild emfysem.

Introduction

COPD er en af de førende verdensomspændende dødsårsager¹. Cigaretrøg er den vigtigste årsag til KOL, men mekanismerne i patogenesen forbliver ufuldstændigt defineret. COPD udviser to hovedkarakteristika, herunder progressiv begrænsning af luftstrømmen og en unormal inflammatorisk reaktion i lungerne. Emphysematous lidelse forekommer hyppigt i lungerne hos KOL-patienter². De patologiske fund af emfysem er karakteriseret ved alveolær væg ødelæggelse³. Flere dyrearter er blevet anvendt til at frembringe COPD-modeller in vivo (dvs. hunde, marsvin, aber og gnavere)⁴. Men, musen er blevet den mest almindeligt anvendte i opbygningen af COPD modeller. Dette har mange fordele, herunder dens lave omkostninger, evne til at blive genetisk modificeret, omfattende genomisk information tilgængelighed, tilgængelighed af antistoffer, og evnen til at bruge en række muse stammer⁵. I øjeblikket er der ingen musemodel, der kan efterligne de fulde funktioner i human COPD; således skal de enkelte forskere vælge, hvilken model der er mest egnet til den specifikke KOL forskning⁶. Den emphysematous musemodel er en af mange COPD musemodeller, der i øjeblikket er tilgængelige. Yderligere modeller omfatter eksacerbations musemodel, systemisk Co-morbiditeter model, og COPD følsomhed model⁷.

Den emphysematous musemodel kan genereres af flere typer af eksogene agenter, herunder kemiske agenser og cigaretrøg eksponering⁴. Kemisk eksponering (f. eks. til elastase) producerer en alvorlig type emfysem, mens cigaretrøg resulterer i mild emfysem^8,9. Cigaretrøg menes at være den vigtigste årsag til patogenesen af KOL; Derfor er valget af cigaretrøg som et middel til at skabe en COPD musemodel er rimelig¹⁰. Mange undersøgelser har brugt cigaretrøg til at skabe emfysem i musen. For eksempel, Nikula et al. held skabt en emphysematous musemodel fra B6C3F1 hunmus ved at udsætte dem for cigaretrøg i 7 eller 13 måneder¹¹. Vi har også etableret en emphysematous musemodel via senescens markør protein/SMP-30 KO-mus¹². Det er afgørende at udføre en lunge fiksering metode, der kan korrekt visualisere denne milde emfysem model ved cigaretrøg eksponering.

Der er etableret forskellige metoder til lunge fiksering¹³. Men, der er ingen guld standardmetode til lunge væv fiksering til evaluering af emfysem¹⁴. Flere undersøgelser fra dette laboratorium har vist, at fikserings systemet præsenteret her er nyttigt ved at skabe en stabil tilstand for evaluering af emfysem^{12,15,16,17,18}. Den største fordel ved det nuværende system er, at det kan fastsætte mange lunger med samme tilstand på én gang uden lungekollaps eller deflation. Det nuværende lunge fikseringssystem bruger noget særligt udstyr, der gør det muligt at oppustet lunge prøver ved et passende konstant tryk i en given periode. Dette specialudstyr består af tre dele, herunder en nedre beholder, øvre beholder og pumpe. Lunge prøver anbringes i den nedre beholder, der er forbundet med tryk fastgørings midler, hvilket resulterer i en 25 cmH₂O trykforskel i niveauet af agenter mellem øvre og nedre beholdere¹⁹.

Protocol

Følgende metoder er blevet godkendt af Udvalget for dyrepasning og-brug i Juntendo University School of Medicine. Retningslinjerne for korrekt gennemførelse af dyreforsøg, videnskabelige råd i Japan, juni 1, 2006 blev fulgt. Der er tre vigtigste trin i denne metode: 1) mus dissektion, 2) lunge exsanguination, og 3) fiksering af lungevævet bistået af specialiseret udstyr. Typisk behandles lunge prøver til nedstøbning efter 48 h fiksering12,15,<s…

Representative Results

Som beskrevet tidligere, kan det specialiserede udstyr, som genererer forlænget konstant tryk, opdeles i tre dele (figur 3A). Den nederste del er det punkt, hvor lunge prøven skal indsættes (figur 4A). Lungerne er forbundet via en kanyle (20 G) til spidsen af formalin flow ved hjælp af en trevejs stophane (figur 4B). Der dannes tryk fra de forskellige overflade niveauer af fastg…

Discussion

Fikserings proceduren for gnavere lunger præsenteret her er ikke roman; Dette system har dog flere fordele. For det første kan det løse mange lunger (maksimum på 20) med samme tilstand på én gang. Foreningen af toksikologisk patologi hedder det, at trykket for tyngdekraften instillation varierer fra 22 – 25 cmH₂O²². Flere undersøgelser har især udført lunge fiksering ved et tryk på 25 CMH₂O^{13,19,</sup…}

Materials

10% formalin (formalin neutral buffer solution)	Wako	060-01667
Bent forceps	Hammacher	HSC187-11
Cannula, size 20G	Terumo	SR-FS2032
Cannula, size 22G	Terumo	SR-OT2225C	Cannula to exsanguinate lung
Forceps	Hammacher	HSC184-10
Kimtowel	Nippon Paper Crecia (Kimberly Clark)	61000
Kimwipe	Nippon Paper Crecia (Kimberly Clark)	62011
Lower container (acrylic glass material)	Tokyo Science	Custom-made	Pressure equipment component
Roller pump	Nissin Scientific Corp	NRP-75	Pump machine to exsanguinate lung
Roller pump RP-2000	Eyela (Tokyo Rikakikai Co. Ltd)	160200	Pressure equipment pump
Silicone tube Ø 9 mm	Sansyo	94-0479	Pressure equipment component
Somnopentyl (64.8 mg/mL)	Kyoritsu Seiyaku	SOM02-YA1312	Pentobarbital Sodium
Surgical scissor	Hammacher	HSB014-11
Suture thread, size 0	Nescosuture	GA01SW
Syringe, 1 mL	Terumo	SS-01T
Syringe, 1 ml with needle	Terumo	SS-01T2613S
Syringe, 10 mL	Terumo	SS-10ESZ
Three-way stopcock	Terumo	TS-TR1K01
Upper container (acrylic glass material)	Tokyo Science	Custom-made	Pressure equipment component