Visualisierung von lungenzellulären Anpassungen während kombinierter Ozon- und LPS-induzierter akuter Lungenverletzungen bei Der Maus

Jessica Andrea Brocos Duda; Manpreet Kaur; Gurpreet  K. Aulakh

doi:10.3791/62097

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Methodenartikel

Visualisierung von lungenzellulären Anpassungen während kombinierter Ozon- und LPS-induzierter akuter Lungenverletzungen bei Der Maus

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DOI:

10.3791/62097

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21. März 2021

Jessica Andrea Brocos Duda¹ , Manpreet Kaur¹ , Gurpreet K. Aulakh¹

¹Small Animal Clinical Sciences, Western College of Veterinary Medicine, University of Saskatchewan

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Kombinierte Ozon- und bakterielle Endotoxin-exponierte Mäuse zeigen einen weit verbreiteten Zelltod, einschließlich des von Neutrophilen. Wir beobachteten zelluläre Anpassungen wie die Störung der zytoskelettalen Lamellipodie, eine erhöhte zelluläre Expression der komplexen V-ATP-Synthase-Untereinheit β und Angiostatin in der broncho-alveolären Lavage, die Unterdrückung der Lungenimmunantwort und eine verzögerte Neutrophilenrekrutierung.

Zusammenfassung

Die Lunge ist ständig mit direkten und indirekten Beleidigungen in Form von sterilen (Partikeln oder reaktiven Toxinen) und infektiösen (bakteriellen, viralen oder pilzlichen) Entzündlichenzuständen konfrontiert. Eine überwältigende Wirtsreaktion kann zu einer beeinträchtigten Atmung und einer akuten Lungenverletzung führen, die durch lungenneutrophile Rekrutierung als Folge der pathologischen Immun-, Koagulativ- und Gewebeumbaureaktion des Wirts gekennzeichnet ist. Empfindliche mikroskopische Methoden zur Visualisierung und Quantifizierung von zellulären Anpassungen der Mauslunge als Reaktion auf niedrig dosiertes (0,05 ppm) Ozon, einen starken Umweltschadstoff in Kombination mit bakteriellem Lipopolysaccharid, einem TLR4-Agonisten, sind entscheidend, um die Entzündungs- und Reparaturmechanismen des Wirts zu verstehen. Wir beschreiben eine umfassende fluoreszierende mikroskopische Analyse verschiedener Lungen- und systemischer Körperkompartimente, nämlich der broncho-alveolären Lavageflüssigkeit, des Lungengefäßperfusats, der kryosektionen linken Lunge und des sternalen Knochenmarkperfusatsats. Wir zeigen Schäden an alveolären Makrophagen, Neutrophilen, Lungenparenchymgewebe sowie Knochenmarkzellen in Korrelation mit einer verzögerten (bis zu 36-72 h) Immunantwort, die durch diskrete Chemokingradienten in den analysierten Kompartimenten gekennzeichnet ist. Darüber hinaus präsentieren wir lungenextrazelluläre Matrix und zelluläre zytoskelettale Interaktionen (Aktin, Tubulin), mitochondriale und reaktive Sauerstoffspezies, antikoagulatives Plasminogen, sein antiangiogenes Peptidfragment Angiostatin, die mitochondrialen ATP-Synthase-Komplex-V-Untereinheiten, α und β. Diese Surrogatmarker können, wenn sie mit adäquaten zellbasierten In-vitro-Assays und In-vivo-Tierbildgebungsverfahren wie intravitaler Mikroskopie ergänzt werden, wichtige Informationen zum Verständnis der Lungenreaktion auf neuartige immunmodulatorische Wirkstoffe liefern.

Einleitung

Akute Lungenverletzung (ALI) ist eine entscheidende pathologische Reaktion der Lunge auf infektiöse oder andere schädliche Reize, die durch die gleichzeitige Aktivierung des koagulativen, fibrinolytischen und angeborenen Immunsystems gekennzeichnet ist¹. Neutrophile erkennen sofort mikrobielle sowie intrazelluläre Schädigungsmuster durch die Toll-like-Rezeptor (TLR) Familie²^,³^,⁴. Neutrophile setzen vorgeformte Zytokine und zytotoxische Granulatinhalte frei, die dann Kollateralgewebeschäden verursachen können. Die daraus resultierende Alveolarschädigung....