هنا، نقدم بروتوكولا لنمذجة التليف الرئوي في الفئران باستخدام البليوميسين المنبعث من الرذاذ عبر القصبة الهوائية. تتيح هذه الطريقة المحسنة الولادة بشكل منتظم وكمي ودقيق دون شق جراحي، مما يعزز قابلية تكرار وموثوقية التليف الناتج عن البليومايسين.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
هنا، نقدم بروتوكولا لنمذجة التليف الرئوي في الفئران باستخدام البليوميسين المنبعث من الرذاذ عبر القصبة الهوائية. تتيح هذه الطريقة المحسنة الولادة بشكل منتظم وكمي ودقيق دون شق جراحي، مما يعزز قابلية تكرار وموثوقية التليف الناتج عن البليومايسين.
يتميز التليف الرئوي بترسيب تدريجي للأنسجة الندبية الليفية داخل نسيج النسيج الداخلي للرئة، مما يؤدي إلى ضعف شديد في تبادل الغازات. تكمن وراء طيف من أمراض الرئة الخلالية المزمنة، لا سيما التليف الرئوي مجهول السبب، وهي حالة مرتبطة بتوقعات سيئة للغاية. نظرا لنقص العلاجات الفعالة، تعد نماذج الفئران القوية ضرورية لتوضيح الآليات المرضية الأساسية وتقييم تدخلات مضادة للتليف الجديدة. يظل التليف الرئوي الناتج عن البليومايسين هو النموذج التجريبي الأكثر استخداما. تشمل طرق الإعطاء الشائعة في الفئران الحقن الوريدي وداخل الصفاق، وغرس القصبة الهوائية المفتوح الغازي، والتنقيط غير الجراحي في القصبة الهوائية. ومع ذلك، غالبا ما تسبب الطرق الجراحية الغازية إصابات نسيجية ثانوية، مما قد يؤثر على قابلية تكرار النماذج واستقرارها. وعلى العكس، يؤدي التنقيط غير الجراحي في القصبة الهوائية عادة إلى توزيع غير متساو للبليوميسين عبر فص الرئة ويشكل خطر الاختناق، مما يقلل من قابلية التكرار ويزيد من التحديات التقنية. لمعالجة هذه القيود، تم تطوير طريقة مكررة لتوصيل داخل القصبة الهوائية تعتمد على الهباء الجوي وهي أبسط تشغيليا، وأقل توغلا، وقابلة للتكرار عالية، ومتفوقة أخلاقيا من خلال تقليل ضيق بشكل كبير. باستخدام منظار حنجري حيواني صغير لرؤية حلق الريما المزهر مباشرة، يتم إدخال إبرة متخصصة في القصبة الهوائية، وهي أضيق بكثير من قطر القصبة الهوائية للفأر. يتم توصيل محلول البليوميسين تحت ضغط دقيق ومضبوط، مما يولد رذاذا ناعما. وهذا يضمن توزيعا موحدا وفعالا للعامل في جميع أنحاء نسيج الرئة. علاوة على ذلك، يمكن استهداف الرئة اليسرى أو اليمنى بشكل انتقائي عن طريق توجيه الإبرة إلى القصبة الهوائية المناسبة. يتميز هذا النموذج المحسن بعلاقة الجرعة-الاستجابة بشكل واسع من خلال مراقبة منهجية للتغيرات في وظيفة الرئة، والمظاهر النسيجية، ومحتوى هيدروكسي برولين الرئة. من المتوقع أن يسهل هذا البروتوكول التجريبي المحسن توحيد التوحيد في المختبرات، مما يسرع في النهاية تطوير والتحقق قبل السريري للعلاجات المضادة للتليف الجديدة.
التليف الرئوي (PF) هو مجموعة من الأمراض القاتلة التي تتميز بتلف التليج الرئوي المجهول السبب (IPF) بنسبة 30٪-40٪، مع متوسط عمر تشخيص المرضى 65 عاما، وأكثر من 80٪ منهم تزيد أعمارهم عن 60 عاما ويزيدعمرهم عن 60 عاما. 2. مع تصاعد الشيخوخة العالمية، يزداد معدل الإصابة بالتهاب الجلد الداخلي العام عاما بعد عام، حيث يبلغ معدل الإصابة العالمي بين 3-9 من 100,000 سنويا، ووفقا لدراسة أجريت في الولايات المتحدة الأمريكية بين الأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 65 عاما، ارتفع معدل الإصابة في هذه المجموعة إلى 93.7 لكل 100,000 في السنة 3,4.
أول نموذج تم تطويره تاريخيا للتليف الرئوي كان النموذج المحفز بالبليومايسين، والذي يستخدم غالبا في الأوساط الأكاديمية، مع أفضل توصيف وأكثر نموذج حيواني استخداما حاليا5، حيث يلخص العديد من خصائص IPF وأنواع ILD الليفية الأخرى، بما في ذلك التهاب الرئة، وإصابة الظهارة، وتكاثر الأرومات الليفية، والترسيب المفرط في المصفوفة خارج الخلايا (ECM)6. بالإضافة إلى ذلك، يمكن نمذجة كل من التليف الرئوي الحاد والمزمن اعتمادا على جرعة وتكرار إعطاء البليومايسين. تم الإبلاغ عن أن الرئتين تدخل مرحلة التهابية حادة خلال 5-7 أيام من التعرض للبليومايسين، تليها مرحلة ليفية تبدأ حوالي اليوم السابع. بحلول اليوم 21، يلاحظ عادة إعادة تشكيل ليفية واضحة، مما يسمح للنموذج بإعادة تلخيص كل من الاستجابة الالتهابية المبكرة والمرض الليفي في المرحلة المتأخرة بطريقة زمنية محددة7 (الشكل 1A). يتيح ذلك دراسة العملية المرضية كاملة من الإصابة الأولية إلى المرحلة الليفية، وهو أمر مهم جدا لتطوير الأدوية ودراسات الآليات في جميع المراحل8،9.
مسارات نمذجة البليومايسين متنوعة ويمكن أن توصل محليا أو جهازيا، بما في ذلك الطرق الداخلية، الأنفية، الوريدية، وداخل الصفاق. الأكثر استخداما هو حقن القصبة الهوائية. العيب هو أنه يخلق شقوقا في الفئران، مما يؤثر على معدل بقاء الفئران النموذجية10. تم إجراء تحسينات لاحقا للسماح باستخدام إبرة ساكنة للتنبيب في القصبة الهوائية وحقن التنقيط في الفئران11. ومع ذلك، يمكن توزيع الدواء الذي تدفعه المحقنة فقط في الرئتين ككتلة رسمية، مما قد يؤدي إلى توزيع غير متساو للبليوميسين في كل فص رئة، مما يؤدي إلى زيادة الكثافة المحلية وتأثير استقرار نموذج الفأر. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام خراطيش النيبومايك الحجرة لتوصيل البليوميسين، لكن كمية رذاذ البلومايسين المستنشق في كل فأر لا يمكن قياسها بدقة، ومدة الحث الواحد طويلة12. لذلك، تم تطوير طريقة مكررة تعتمد على الرذاذ الهوائي لتوصيل البليوميسين داخل القصبة الهوائية لنماذج الفئران القابلة للتكرار وقليلة التوغل للتليف الرئوي. يتحول البليوميسين إلى رذاذ، مما يتيح انتشارا وترسبا منتظما في الرئتين، وبالتالي يعكس بشكل أفضل أمراض أمراض الرئة. يأمل أن يسرع ظهور هذه الطريقة الأبحاث في الأدوية التي يمكنها علاج التليف الرئوي بشكل كامل.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم إجراء جميع إجراءات وفقا لإرشادات مؤسسية معتمدة من لجنة رعاية واستخدام المؤسسية (IACUC). تم تنفيذ تدابير مناسبة لرعاية طوال فترة التجربة. تم اختيار الفئران الذكور C57BL/6 تتراوح أعمارهم بين 6-8 أسابيع، ووزنه حوالي 25 جراما، للتجربة. يسرد جدول المواد جميع والكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة ومصادرها التجارية.
1. اختيار وتكييفه
2. تحضير محلول البليوميسين
تحذير: البليوميسين هو عامل مضاد للأورام سام للخلايا. قم بجميع الخطوات في خزانة سلامة حيوية معتمدة وارتداء معدات الحماية الشخصية المناسبة.
3. توصيل البليوميسين داخل القصبة الهوائية المعتمد على الرذاذ
4. التعافي بعد الإجراء
5. قياس وظائف الرئة النهائية وجمع الأنسجة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذه الدراسة، اقترحنا طريقة توصيل عبر الشعب الهوائية لتحفيز التليف الرئوي في الفئران باستخدام البليومايسين. في التجارب الأولية، تم تحويل صبغة خضراء إلى رئة فئران مختلفة. أظهرت الصبغة نمط توزيع متبقع في جميع أنحاء الرئتين، مما يشير إلى أن الإعطاء الهوائي داخل الشعب الهوائية سمح بتشتت منتظم للعامل عبر جميع فص الرئة (الشكل 1F). تم إجراء توصيل الحبر الأخضر الموضح في الشكل 1F باستخدام نفس الإجراء المستخدم في إعطاء البليوميسين اللاح...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
اقترحت هذه الدراسة نموذج استنساخ القصبة الهوائية غير الجراحي المحسن لعلاج التليف الرئوي الناتج عن البليومايسين في الفئران. تم استخدام منظار حنجرة حيواني صغير لتحديد موقع الحنجرة، وتم إدخال إبرة رذاذ صغيرة في مجرى الهواء للفأر. تم تطبيق ضغط يدوي لإدخال الدواء إلى الرئتين، مما قلل من الانزعاج والاختناق المرتبطين بإبرة الاحتجاز المستخدمة في الحقن غير الجراحي13،14. بالإضافة إلى ذلك، يمكن توزيع هذه الهباء الجوي بشكل موحد في نمط منقط ع...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لا يوجد تضارب مصالح لدى المؤلفين.
تم تمويل هذه الدراسة من قبل مشروع دعم الصناديق الخاصة لإصلاح التعليم والتدريس في الجامعة المركزية لعام 2024 (عنوان المشروع: OSF-الجهاز التنفسي؛ المشروع رقم 2024bkjg036)، وصندوق الابتكار في العلوم الطبية الأكاديمية الصينية للعلوم الطبية (2021-I2M-1-014)، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (81570077). لم يكن للرعاة أي دور في تصميم الدراسة، أو جمع البيانات وتحليلها، أو قرار النشر، أو إعداد المخطوطات.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 0.22 μ m مرشح حقن البولي إيثير سلفون | السيتوسكي | CSTPE3320 | |
| حقنة ذات مرة واحدة بسعة 1 مل | BD | 300481 | |
| أنبوب طرد مركزي دقيق بسعة 1.5 مل | سيرفيسبيو | EP-150-M | |
| أنبوب تحليل معزز بقطر 2.0 مل | سيرفيسبيو | HT-200-M | |
| 4 & deg; ثلاجة مختبر C | مييلينغ | BCD-402WPCX | |
| أنبوب طرد مركزي مخروطي بقطر 50 مل | سيرفيسبيو | EP-5001-J | |
| -80 & درجة؛ مجمد درجة حرارة منخفضة جدا | هاير الطبية الحيوية | DW-86L828J | |
| الإيثانول المطلق | شركة سينوفارم للكاشف الكيميائي المحدودة | 100092683 | |
| محلول التمايز الحمضي | سيرفيسبيو | G1039 | |
| بخاخ دقيق للرذاذ الصغير للحيوانات الصغيرة | شركة شنغهاي يويان إنسترومنتس المحدودة | يان-30012 | |
| مجموعة الأدوات الجراحية الأساسية | شركة شنغهاي يويان إنسترومنتس المحدودة | YAN-21A3 | |
| محلول هيدروكلوريد البليوميسين | شركة هانهوي للأدوية المحدودة | H20055883 | |
| كاشف البلوينغ | سيرفيسبيو | G1040 | |
| جهاز تنفس ميكانيكي للحيوانات الصغيرة للرئة بتحكم حاسوب | شركة EMKA Biotech بكين المحدودة | FX-2 | |
| شريط العزل الكهربائي | 3M | 1500 | |
| محلول تلوين إيوسين Y | شركة تشوهاي باسو للتكنولوجيا الحيوية المحدودة | BA4022 | |
| حبر العلامات الأخضر | الحلقة التجريبية | شيكو-رين | |
| محلول تلوين الهيماتوكسيلين | سيرفيسبيو | G1004 | |
| مجموعة اختبار قياس كمية الهيدروكسي برولين | أبكام | AB222941 | |
| غطاء التدفق الطبقي | HDL | DL-CJ-1N | |
| منظار الحنجرة لإجراءات الحيوانات الصغيرة | شركة شنزين بيلياد لتقنية الأحياء المحدودة | DXSHJ0 | |
| المجهر الضوئي | نيكون | E100 | |
| محلول إزالة الشمع منخفض السمية | سيرفيسبيو | G1128 | |
| مجموعة التلوين ثلاثية الألوان الخاصة بماسون | شركة تشوهاي باسو للتكنولوجيا الحيوية المحدودة | BA4079B | |
| قارئ الميكروبليت مع كشف الامتصاص | أجيلينت | التآزر H1 | |
| الفورمالين المحايد المخزن | سيرفيسبيو | G1101-3ML | |
| وسط تثبيت محايد | شركة سينوفارم للكاشف الكيميائي المحدودة | 10004160 | |
| الأجسام المضادة المضادة لمضاد COL1A1 أحادي النسيلة في الأرنب المؤتلف. | هوابيو | HA722517 | |
| الطرد المركزي المبرد | إبندورف | 5424R | |
| مياه خالية من RNase | جنرال بيول | TYJC002 | |
| منصة التنبيب في القصبة الهوائية الصغيرة | شركة شنغهاي يويان إنسترومنتس المحدودة | CG-02M | |
| محلول كلوريد الصوديوم المعقم بنسبة 0.9٪ | شركة الصين أوتسوكا للأدوية المحدودة | H12020024 | |
| متجانس الأنسجة | سيرفيسبيو | KZ-III | |
| زيلين | شركة سينوفارم للكاشف الكيميائي المحدودة | 10023418 | |
| خرز طحن الزركونيا | سيرفيسبيو | G0203 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن