Maus Pneumonektomie Modell der Ausgleichs Lung Wachstum

Zusammenfassung

Die Maus-Pneumonektomie ist ein häufig verwendetes Modell des kompensatorischen Lungenwachstums. Dieses Verfahren kann in Verbindung mit der Abstammungsverfolgung oder transgenen Mausmodellen verwendet werden, um die zugrundeliegenden Mechanismen aufzuklären.

Zusammenfassung

Beim Menschen trägt eine gestörte Reparatur und Umbau der verletzten Lunge zu einer Vielzahl von akuten und chronischen Lungenerkrankungen bei, die letztendlich zu Behinderung oder Tod führen können. Verletzungsbasierte Tiermodelle der Lungenreparatur und -regeneration sind durch verletzungsspezifische Reaktionen begrenzt, was es schwierig macht, Veränderungen im Zusammenhang mit der Verletzungsreaktion und der Verletzungsauflösung von Veränderungen im Zusammenhang mit der Lungenreparatur und Lungenregeneration zu unterscheiden. Die Verwendung von Tiermodellen zur Identifizierung dieser Reparatur- und Regenerationssignalwege ist jedoch entscheidend für die Entwicklung neuer Therapien zur Verbesserung der Lungenfunktion nach Lungenverletzungen. Das Maus-Pneumonektomie-Modell nutzt das kompensatorische Lungenwachstum, um diese Reparatur- und Regenerationssignale zu isolieren und die Mechanismen der alveolären Reseptation klarer zu definieren. Hier beschreiben wir unsere Technik zur Durchführung der Mauspneumonektomie und der Scheinpneumonektomie. Diese Technik kann in Verbindung mit der Abstammungsverfolgung oder anderen transgenen Mausmodellen verwendet werden, um den molekularen und zellulären Mechanismus der Lungenreparatur und -regeneration zu definieren.

Einleitung

Die Hauptfunktion der Lunge ist für Sauerstoff und Kohlendioxid Austausch zwischen einem Organismus und der Atmosphäre bereitzustellen. Beim Menschen eine Vielzahl von angeborenen und erworbenen Bedingungen führen zu verminderter Lungenfläche, die zu einer Beeinträchtigung der Lungenfunktion führt. Dh Lungen - Obwohl eine Vielzahl von Therapien wie inhalativen Kortikosteroiden, Bronchodilatatoren, zusätzlichen Sauerstoff und chronische mechanische Belüftung verwendet werden, um die Folgen der Beeinträchtigung der Lungenfunktion ^1-3 abzuschwächen, wäre die ideale Therapie für diesen Bedingungen Nachwachsen der funktionellen Lungengewebe zu fördern Regeneration.

Säugetiergeweberegeneration ist gut dokumentiert worden. Die Afrikanische Stachelmaus können große Bereiche der Haut ohne Narbenbildung ⁴ zu regenerieren. Die Phalanx beim Menschen nach einer Verletzung oder Amputation ^5-7 regenerieren. Nach Pneumonektomie (PNX) tritt Ausgleichslungenwachstum bei Mäusen, ^{8, 9} Ratten, zu tungs ¹⁰ und ¹¹ Menschen. Per Definition beinhaltet Ausgleichslungenwachstum nicht nur Ausbau der bestehenden Lufträume, aber erneut Septierung dieser vergrößerten Lufträume mit der Expansion des zugehörigen Mikrozirkulation ^12. Genexpressionsanalyse hat gezeigt, dass dieses Modell rekapituliert viele der Signalwege der Lungenentwicklung ^13. Vier Wochen nach der Maus PNX ist Alveolaroberfläche äquivalent zu der scheinoperierten Tieren ^14. In diesem Manuskript beschreiben wir die Maus PNX und Schein PNX Verfahren.

Protokoll

HINWEIS: Tier Verwendung Aussage: Alle Verfahren in dieser Studie wurden mit Genehmigung und nach den Richtlinien der Institutional Animal Benutzung und Pflege Committee (IACUC) in Cincinnati Kinderklinik durchgeführt. Acht Wochen alte C57BL / 6J männliche Mäuse wurden von Jackson Laboratories (Bar Harbor, ME) erhalten und man ließ sie für eine Woche vor dem Gebrauch akklimatisieren. Bis der Operation wurden die Tiere in einem pathogenfreien Barriere Anlage untergebracht und zur Verfügung gestellt autoklaviert Chow und gefiltertes Wasser ad libdium. Jede Maus Käfig wurde mit einer dedizierten Luft und Wasser versorgt, und die Zimmer wurden auf einem 12 Stunden Tag-Nacht-Zyklus gehalten. Nach Erholung von der Operation wurden die Mäuse in Käfigen mit gefiltertem Spitzen aufrechterhalten, sofern autoklaviert Futter ad libidum und sofern aus einer Wasserflasche gefiltertes Wasser.

1. Herstellung des Instruments

1. Stellen Sie 6 Haut Wundhaken mit Büroklammern und Pins. Twist bogene Büroklammern auf den Schäften der Papier-Pins, lTraufe eine 5 cm gerader Stahldraht an einem Ende und machen eine einzige 0,5 cm "U" förmigen Haken am Ende des Drahtes.
2. Stellen ca. 15 x 15 cm im Quadrat-OP-Abdeckungen mit Plastikfolie. Bereiten Sie eine Umkleide pro Maus. Setzen Sie ein Papierturm zwischen den einzelnen Wickel.
3. Sterilisieren Sie alle chirurgische Instrumente zusammen mit einem Stapel von 12 x 12 Zoll Korkplatten, Gaze, und Wattestäbchen.

2. Maus Vorbereitung

1. Induzieren Anästhesie mit 2% Isofluran. Wiegen Tier.
2. In einem speziellen Operationsvorbereitungsbereich rasieren linken Brust und Nackenbereich mit elektrischen Rasierer.
3. Geben Sie einen Tropfen der künstliche Tränen Salbe die Augen die Maus.
4. Dekontaminieren Hals und linken Brust mit Chlorhexidin und Isopropylalkohol. Wiederholen Sie zweimal.

3. Maus-Oro-Intubation und Beatmung

1. Haben Sie ein nicht-sterilen OP-Techniker statt mit der Maus auf dem Rücken in der vorgewärmten OP-Bereich.
2. Narkosetiefe Bestätigen Dokumentation Fehlen einer Reaktion auf die Pfote Prise.
3. Nach dem Waschen der Hände und das Anziehen OP-Kleidung, Maske und Hut, don sterile Handschuhe.
4. Nach Drapierungen und unter aseptischen Bedingungen, machen Sie einen 1 cm vertikale Inzision über der vorderen Mitte Nacken, den Kehlkopf freizulegen. Leicht einfahren Halsmuskulatur mit gebogenen, gezackten 10 cm Pinzette und setzen den Kehlkopf und Luftröhre durch die Streuung der Halsmuskulatur mit der Spitze einer geraden Schere.
5. Oral legen Sie eine 22 G stumpfen Spitze Angiokatheter in die Mitte der Luftröhre (1A) und optisch Platzierung (1B) zu bestätigen. Pflegen Anästhesie und belüften mit 1-3% Isofluran durch Nagetierventilator (225 ul pro Hub; 200 Stokes pro min). Verwenden Sie ein Druckgrenze von 15 cm H ₂ O

4. Maus Pneumonektomie

1. Legen Sie die Maus in die richtige Seitenlage mit der Maus den Rücken vorder Betreiber (links oben). Verwenden Sie einen selbstdichtenden Plastikfolie als sterilen Tuch. Schneiden durch den Faltenwurf, verwenden stumpfer Spitze gebogene Schere, einen 2 cm langen Schnitt parallel zu den Rippen auf der ^4. und ^5. Zwischenrippenraum zu machen. Legen Sie die stumpfe Spitze gebogene Schere und sezieren die Haut von den zugrunde liegenden Rippen und Rippenmuskeln.
2. Ziehen Sie die Haut mit vier Wundhaken, um ein Quadrat aussetzen 1,5 x 1,5 cm Operationsfenster (Abbildung 2A). Sichern Sie die Wundhaken an den Kork Bord.
3. Präparieren Sie auf Rippen mit einer gebogenen Pinzette, und verwenden Sie eine Spitze der gebogenen Pinzette, um die Brusthöhle zu gelangen.
4. Mit Hilfe der stumpfen Spitze Mikroscheren, verwenden Sie die Untermesser, um die Brusthöhle zu gelangen. Machen Sie eine 0,5 cm Einschnitt zwischen den Rippen, und wiederholen Sie in die entgegengesetzte Richtung.
5. Mit den beiden verbleibenden Wundhaken, öffnen Sie den Brustkorb in der Vorwärts-Rückwärts-Achse und die sichere die Retraktoren mit dem Kork Bord (2B).
6. Mit gebogenen stumpfen Pinzette in der linken Hand das linke Lunge und verdrängen den oberen Teil der linken Lunge seitlich und unten durch die Thorakotomie, bis die linke Lungenarterie und Bronchien ausgesetzt sind (3A, B).
7. Halten Sie die geladenen Titan Gefäßmikroclip Applikator in die rechte Hand mit dem Körper des Applikators in der Handfläche und gebogene Spitze nach weg von der Handfläche (3C), schieben Sie die Applikatorspitze in den Brustkorb entlang der Krümmung der hinteren Seite des linken Lunge und Clip der linken Bronchus und Lungenschlagader (3D).
8. Entfernen Sie den Applikator aber halten Sie die linke Lunge eingefahren. Fassen Sie die stumpfe Spitze Mikro-Schere mit der rechten Hand und schneiden Sie die Bronchien und Lungenarterie distal der Clip und entfernen linken Lunge (3E).
9. Entfernen Sie die Rippenspreizer.
10. Mit den gebogenen stumpfen Pinzette zu kneifen bis 1 cm von der Haut schlechter als die incisiauf, sondern über dem Niveau der Membran und setzen Sie eine 24 G Angiokatheter durch die Haut und in die linke Brusthöhle (4A, B).
11. Verwenden Sie 5-0 Prolene Naht zu zwei Knopfnähten auf der ^4. und ^5. Rippen platzieren, um die Brusthöhle zu schließen.
12. Entfernen Sie die Haut Wundhaken. Verwenden Sie zwei Sätze von Pinzette, um die Haut entlang der Länge des Einschnitts nähern und kleben die Haut verschlossen.
13. Schließen Sie einen 3 ml Luer-Lock-Spritze mit dem Angiokatheter und entfernen Restluft durch leichten Ansaugen und Zurückziehen des Angiokatheter.
14. Kleben Sie den Halsschnitt geschlossen mit zwei Sätzen von Zangen wie zuvor.

5. Maus Sham Pneumonektomie

1. Setzen Sie die linke Lunge wie in "Maus Pneumonektomie" Protokoll vermerkt. Heben Sie den Brustkorb mit gebogenen stumpfen Pinzette, um Luft in die linke Brusthöhle zu ermöglichen (5A, B).
2. Legen Sie eine 24 G Angiokatheter in die linke thoRacic Hohlraum wie oben darauf achten, daß die linke Lunge schädigen.
3. Mit 5-0 Prolene Nahtmaterial und darauf achten, daß die Lunge (5C) durchstoßen, indem Sie zwei Längen von Nahtmaterial in der ^3. / 4 und ^5. / ^6. Rippenzwischenräumen (5D). Gebe beide Längen von Nahtmaterial vor den Bund, um die Risiken der linken Lunge Herniation zu verringern. Binden Sie die Nahtmaterial zu zwei unterbrochenen Stichen (5E) zu machen.
4. Kleben Sie die Haut über der Brust-Schnitt, entfernen Sie Restluft mit dem Angiokatheter und kleben Sie den Halsschnitt wie oben.

6. Wiederbelebung, Analgesie und Wiederherstellung

1. Schalten Sie die Isofluran und Verwalten 0,1 mg / kg von Buprenorphin und 0,5 ml physiologischer Kochsalzlösung subkutan.
2. Wenn spontane Atmung wieder aufzunehmen, entfernen Sie den Endotrachealtubus.
3. Beachten Maus, bis es wieder ambulante ist. Wandern in der Regel Resum¯es mehrere Minuten nach der Entfernung des Endotrachealtubus.
4. Platzieren Sie die Maus in einem 27 ° C Inkubator (befeuchteten, Sauerstoff 25%) zu erholen O / N.
   HINWEIS: Legen Sie mehrere Pellets von Chow mit Wasser für die ersten 24 Stunden nach der Operation benetzt auf dem Käfigboden.
5. Verabreichen 0,1 mg / kg Buprenorphin durch intraperitoneale Injektion zweimal täglich für drei Tage nach der Operation. Darauf achten, dass die Operationsstelle beim Umgang mit Tieren zu öffnen.

7. Maus-Überwachung

1. Wiegen Mäusen nach 1, 3, 5 und 7 Tage nach der Operation.

Ergebnisse

. Ein Grundstück von PNX und scheinoperierten Maus Gewichte ist in Abbildung 6 vorgesehen In unseren Händen, ist das Überleben konsequent 95-100% für beide PNX und Schein Pneumonektomie. Eine Beschreibung, wie die rechte Lunge wieder wächst in diesem Modell und dem erwarteten zeitlichen Verlauf, verweisen wir den Leser auf Manuskripte Gibney et al. ¹⁵ und Wang et al. ¹⁴

Einige häufige Fehler zu vermeiden, um die Maus PNX und Maus Schei...

Diskussion

Wir haben die detaillierte Beschreibung der Maus PNX und Maus Schein PNX Verfahren bis heute berichtet vorgesehen. Wir haben die Leser bewusst einige der häufigsten Fallstricke, dass die Ermittler das Erlernen der häufigsten Verfahren stoßen gemacht, und wir haben verschiedene Techniken, die von unserem Labor entwickelt, um gegen diese Gefahren zu mildern skizziert. Andere Labors nutzen dieses Modell können andere Technik Modifikationen entwickelt haben, oder verwenden Sie verschiedene Instrumente. Bei der Bewertung der...

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
6 Zoll Gefäßclip-Applikator	Teleflex Medical (WECK)	137062
Horizon kleiner titanroter Clip	Teleflex Medical (WECK)	1201
Schmales Muster 12 cm gebogene Pinzette	Fine Science Tools	11003-12
Gebogene gezackte 10 cm Graefe Pinzette	Fine Science Tools	11052-10
Castroviejo Nadelhalter	Fine Science Tools	12565-14
Gerade 9 cm Strabismusschere (stumpfe Spitze)	Fine Science Tools	14075-09
Gerade 8,5 cm gehärtete Feinschere	Fine Science Tools	14090-09
Gerade Federschere Cohan-Vannas Federschere	Fine Science Tools	15000-12
Hautkleber	Gluture	32046
22 G Angiokatheter
24 G Angiokatheter
3 ml Luer-Lock-Spritze
4 Kurze Retraktoren
2 Lange Retraktoren
5-0 Prolene auf gebogener Schneidenadel	Ethicon	8698G
0,5 ml Spritze auf 27 G Nadel
Normale Kochsalzlösung
Buprenorphin
Press-n-Seal Wrap	Glad Products Company
12 x 12 Zoll Korkplatte Stapel	Office Depot
70% Ethanol
Betadine
Maus Beatmungsgerät	Hugo Sachs Elektronnik	Minivent Type 845
Isofluran-Verdampfer	OHMEDA	Excel 210 SE
Künstliche Tränensalbe	Puralube	NDC: 17033-211-38