Verwendung von Nikotin in einem Kieselsäure-exponierten Mausmodell zur Förderung des Übergangs von Lungenepithel zu mesenchym

Haoming Chen; Bing Li; Hangbing Cao; Yehong Zhao; Yuanjie Zou; Wenyang Wang; Min Mu; Xinrong Tao

doi:10.3791/65127

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Methodenartikel

Verwendung von Nikotin in einem Kieselsäure-exponierten Mausmodell zur Förderung des Übergangs von Lungenepithel zu mesenchym

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DOI:

10.3791/65127

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3. März 2023

Haoming Chen^*¹^,²^,³^,⁴ , Bing Li^*¹^,²^,³^,⁴ , Hangbing Cao¹^,²^,³^,⁴ , Yehong Zhao¹^,²^,³^,⁴ , Yuanjie Zou¹^,²^,³^,⁴ , Wenyang Wang¹^,²^,³^,⁴ , Min Mu¹^,²^,³^,⁴ , Xinrong Tao¹^,²^,³^,⁴

¹Key Laboratory of Industrial Dust Control and Occupational Health of the Ministry of Education, Anhui University of Science and Technology, ²Key Laboratory of Industrial Dust Deep Reduction and Occupational Health and Safety of Anhui Higher Education Institutes, Anhui University of Science and Technology, ³Anhui Province Engineering Laboratory of Occupational Health and Safety, ⁴School of Medicine, Department of Medical Frontier Experimental Center, Anhui University of Science and Technology

^* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Diese Studie beschreibt ein Mausmodell, um die synergistische Wirkung von Nikotin auf das Fortschreiten der Lungenfibrose bei experimentellen Silikose-Mäusen zu untersuchen. Das Dual-Expositions-Mausmodell simuliert das pathologische Fortschreiten in der Lunge nach gleichzeitiger Exposition gegenüber Nikotin und Kieselsäure. Die beschriebenen Methoden sind einfach und hochgradig reproduzierbar.

Zusammenfassung

Rauchen und die Exposition gegenüber Kieselsäure sind bei Berufstätigen weit verbreitet, und Kieselsäure schädigt die Lunge von Rauchern eher als von Nichtrauchern. Die Rolle von Nikotin, dem primären süchtig machenden Inhaltsstoff von Zigaretten, bei der Entwicklung von Silikose ist unklar. Das in dieser Studie verwendete Mausmodell war einfach und leicht zu kontrollieren und simulierte effektiv die Auswirkungen der chronischen Nikotinaufnahme und der wiederholten Exposition gegenüber Kieselsäure auf die Lungenfibrose durch epithelial-mesenchymalen Übergang beim Menschen. Darüber hinaus kann dieses Modell bei der direkten Untersuchung der Auswirkungen von Nikotin auf Silikose helfen und gleichzeitig die Auswirkungen anderer Komponenten im Zigarettenrauch vermeiden.

Nach der Anpassung an die Umwelt wurden den Mäusen über 40 Tage morgens und abends im Abstand von 12 h 0,25 mg/kg Nikotinlösung subkutan in die lose Haut über dem Hals injiziert. Zusätzlich wurde kristallines Siliciumdioxidpulver (1-5 μm) in normaler Kochsalzlösung suspendiert, auf eine Suspension von 20 mg/ml verdünnt und unter Verwendung eines Ultraschallwasserbades gleichmäßig dispergiert. Die mit Isofluran betäubten Mäuse atmeten 50 μl dieser Quarzstaubsuspension durch die Nase ein und wurden durch eine Brustmassage geweckt. Die Kieselsäure-Exposition wurde täglich an den Tagen 5-19 verabreicht.

Das doppelt exponierte Mausmodell wurde Nikotin und dann Kieselsäure ausgesetzt, was mit der Expositionsgeschichte von Arbeitern übereinstimmt, die beiden schädlichen Faktoren ausgesetzt waren. Darüber hinaus förderte Nikotin die Lungenfibrose durch epithelial-mesenchymale Transformation (EMT) bei Mäusen. Dieses Tiermodell kann verwendet werden, um die Auswirkungen mehrerer Faktoren auf die Entwicklung von Silikose zu untersuchen.

Einleitung

Die Exposition von Arbeitnehmern gegenüber Kieselsäure ist in einigen beruflichen Umgebungen unvermeidlich, und sobald sie Kieselsäure ausgesetzt sind, schreitet die Verschlechterung auch nach der Entfernung aus der Umwelt voran. Darüber hinaus rauchen die meisten dieser Arbeiter, und herkömmliche Zigaretten enthalten Tausende von Chemikalien, wobei die wichtigste süchtig machende Komponente Nikotin¹ ist. E-Zigaretten werden in jüngeren Altersgruppen immer beliebter²; Diese E-Zigaretten fungieren als Nikotinabgabesystem und erhöhen den Nikotinzugang, wodurch die Lungenanfälligkeit und Lungenentzündung erhöht