Name: Zigarettenrauchexposition bei Mäusen mit einem Ganzkörper-Inhalationssystem (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-10-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 7 s
Description: Erfahren Sie die Ganzkörper-Inhalationsmethode zur Untersuchung von Zigarettenraucheffekten auf Lungenemphysem und Hämatopoese bei Mäusen. Dieses kostengünstige System ermöglicht kontrollierte Expositionen für Atemwegsforschung.

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AR, XH und PE wurden durch den NIH-Zuschuss R01HL140398 und ein Gilson Longenbaugh Foundation-Stipendium unterstützt. DEMM und KK wurden durch die NIH-Stipendien R01HL136333 und R01HL134880 (KYK) sowie ein Stipendium der Helis Medical Research Foundation unterstützt. DEMM wird auch vom Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Gilliam Fellowship for Advanced Study unterstützt. PE wird auch durch Training in Precision Environmental Health Sciences NIEHS T32 ES027801 Fellowship Program unterstützt. JC und MF werden von Tobacco Research Funds vom Department of Epigenetics and Molecular Carcinogenesis und vom Center for Epigenetics (Scholar Award to MF) bei MD Anderson unterstützt. FK und YZ werden durch die NIH-Zuschüsse R01 ES029442-01 und R01 AI135803-01 sowie das VA Merit-Stipendium CX000104 unterstützt. Dieses Projekt wurde vom Cytometry and Cell Sorting Core am Baylor College of Medicine mit Mitteln des CPRIT Core Facility Support Award (CPRIT-RP180672), des NIH (CA125123 und RR024574) und der Unterstützung von Joel M. Sederstrom unterstützt.

Alle an den Experimenten und der Entwicklung dieser Technik beteiligten Tiere wurden unter unser Tieranwendungsprotokoll gestellt, das vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) und unter den Institutionen Baylor College of Medicine und MD Anderson genehmigt wurde, die von der Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care (AAALAC) akkreditiert sind.
1. Bau des Geräts
<ol><li>Montage des Luftkompressors mit dem Ventilsystem.
	<ol>
<li>Schließen Sie die Durchflussmesser (zwei 15 L/min mit Y-Bar und 2 Power-Starts) mit einem 1/8 Zoll Gewinde-Stecker-Nippel-Fitting an den Miniatur-Druckregler an. Stellen Sie sicher, dass Sie das Gewindedichtungsband in allen Gewindeenden verwenden.</li>
		<li>Schließen Sie den montierten Druckregler mit dem Durchflussmesser mit dem medizinischen Luftkompressorinstrument an: eine 1/8 Zoll Hex-Nippel am Kompressor-Luftauslass, eine 1/8 Zoll Gewindekupplung simpere und eine 1/8 Zoll Gewinde-Stecker-Adapter-Nippel-Fitting, die mit dem Druckregler verbunden ist.</li>
		<li>Installieren Sie den Sauerstoffschwenk-Barbeinanschluss an jedem (4) Durchflussmesser.</li>
		<li>Installieren Sie einen steckerigen Adapter am oberen Luftauslass des Luftkompressors (Teil im Lieferumfang des medizinischen Luftkompressors).</li>
	</ol></li>
	<li>Montage von Belichtungskammern (ca. 4 Einheiten)
	<ol>
<li>Schneiden Sie ein 3/4 Zoll chloriertes Polyvinylchlorid (CPVC) Rohr in acht 4-Zoll-Segmente.</li>
		<li>Legen Sie jedes Segment auf eine 3/4 Zoll 90° Ellenbogen CPVC-Befestigung und befestigen Sie die passende Seite des Ellenbogens an einem 3/4 Zoll Durchmesser CPVC Stecker Adapter. Es sollten acht CPVC-Segmente vorhanden sein, die jeweils an einem CPVC-Ellbogenarmatur und einem CPVC-Steckeradapter befestigt sind.</li>
		<li>Bohren Sie zwei Löcher (1 1/4 Zoll Durchmesser) auf gegenüberliegenden Seiten, die am weitesten voneinander entfernt sind, eines luftdichten 8,5-L-Behälters (11,25 x 7,75 x 6 Zoll) mit deckel (siehe Abbildung 1 Belichtungskammer). Die Positionierung der Löcher ist von oben nach unten und von links nach rechts zu zentrieren.</li>
		<li>Legen Sie die Gewindeseiten des zuvor montierten CPVC-Steckeradapters in jedes Loch in den Behältern ein.</li>
		<li>Befestigen Sie von der Innenseite des Behälters eine 3/4 Zoll CPVC-Kappe auf der anderen Seite (Kammerraucheingang) und einen 3/4 Zoll CPVC-Drip-Drip-Buchsenadapter auf einer Seite (Kammerrauchausgang).</li>
		<li>Bohren Sie fünf 3 mm Löcher auf der Oberseite der CPVC-Kappe der Kammerrauchausgabe in einem quincunx (Duschenkopf) Muster. Dadurch kann der Zigarettenrauch mit höherer Geschwindigkeit in die Kammer gelangen und sorgt dafür, dass er sich gleichmäßig in die Kammer in alle Richtungen ausbreitet.</li>
	</ol></li>
	<li>Montage von Zigarettenkammern (macht bis zu 4 murine Belichtungseinheiten)
	<ol>
<li>Nehmen Sie einen Ein-Loch-Gummistopfen (Herstellergröße 8,5) und legen Sie einen 1/4 Zoll Barbett Y-Stecker auf der breiteren Seite und eine gerade Stachelbefestigung (8 mm Öffnung) auf der schmaleren Seite ein. Die Zigarette wird hier während des Rauchens platziert (Zigarettensockel).</li>
		<li>Schließen Sie ein Ende eines 12 Zoll langen medizinischen Vinylrohrs an einen der Stachelverbinder am Y-Stecker an, der am Gummistopfen befestigt ist, und das andere Ende an eine 1/4 Zoll-Befestigung und legen Sie die gegenüberliegende Seite dieses Fittings auf einen Ein-Loch-Gummistopfen (Herstellergröße 1) ein.</li>
		<li>Legen Sie auf einem anderen Gummistopfen (Herstellergröße 8,5) einen 1/4 Zoll geraden Schlauchstecker an der breiteren Seite des Stopfens ein und verbinden Sie das äußere Ende des Fittings mit einem 7 ft medizinischen Vinylrohr.</li>
		<li>Verbinden Sie die beiden zuvor in den Schritten 1.3.1–1.3.3 montierten Gummistopfenstrukturen mit einem 8-Zoll x 1,75-Zoll-Glaszylinder aus einem Laborglas-Abflussrohr.</li>
	</ol></li>
	<li>Ventilsteuerung
	<ol>
<li>Das System wird durch ein rhythmisches Öffnen und Schließen von Magnetventilen gesteuert, die das Einatmen (Puffen) von Zigarettenrauch und sauberer Luft simulieren. Das System, das die Magnetventile steuert, wurde kommerziell entwickelt (siehe Materialtabelle).</li>
	</ol></li>
	<li>Zusammensetzen aller Komponenten (siehe Abbildung 1)
	<ol>
<li>Montieren Sie vier Magnetventile an den Seiten der Ventilsteuerung mit 1-Zoll-Befestigungen.</li>
		<li>Schließen Sie die Magnetventile gemäß den Anweisungen des Herstellers an die Ventilsteuerung an.</li>
		<li>Befestigen Sie einen 10–32 (M) Gewindeanschluss am Auspuffanschluss ("EXH") am Magnetventil und einen Gewindeanschlussadapter an den Anschlüssen "IN" und "OUT" desselben Magnetventils.</li>
		<li>Schließen Sie das am Kompressor angeschlossene Durchflussmessgerät über den "OUT"-Anschluss über einen 7 ft medizinischen Vinylschlauch an das Magnetventil an.</li>
		<li>Verbinden Sie das 7 ft Vinylrohr, das mit dem Gummistopfen in Schritt 1.3.3 montiert ist. am "IN"-Stecker am Magnetventil.</li>
		<li>Setzen Sie den kleinen Gummistopfen der Zigarettenkammer auf den Kammerraucheingang.</li>
		<li>Schließen Sie das Magnetventil an den zweiten Anschluss des Barbett-Y-Steckers an dem in Schritt 1.3.1 montierten Zigarettensockel an.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61793/61793fig01.jpg"> Abbildung 1: Schemadier der Verbindungen unseres WBIS zur Exposition gegenüber CS. Diese Abbildung zeigt, wie alle Komponenten zu einem Arbeitsgerät zusammengesetzt werden. Die Abbildung zeigt nur eine montierte Rauchkammer der vier, die die Maschine betriebsfähig ist. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61793/61793fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
2. Zigarettenrauchexposition
VORSICHT: Vermeiden Sie die Exposition aus zweiter und dritter Hand gegenüber Zigarettenrauch. Zigaretten- und Expositionskammern sollten innerhalb eines Typ S.II Laminar Flow Biological Safety Cabinets verwendet werden. Bei der Durchführung der Rauchexpositionsexperimente (z. B. Masken, Handschuhe, Haarnetz, Kleid) sollte die richtige PSA getragen werden.
<ol><li>
Einstellen von Druck und Luftstrom
	<ol>
<li>Sobald alle Komponenten montiert sind, wie in Abbildung 1dargestellt, schalten Sie den Luftkompressor ein und warten Sie, bis sich der Sicherheitsalarm selbst ausschaltet.</li>
		<li>Stellen Sie den Druck des Luftkompressors auf 40–50 psi ein, indem Sie den Knopf am Druckregler drehen.</li>
		<li>Stellen Sie den Luftstrom vom Luftkompressor mit dem Durchflussmesser auf 5 L ein.</li>
		<li>Schalten Sie den Ventilregler ein.</li>
		<li>Stellen Sie den digitalen Timer am Ventilregler an den PULS-C (im Display als "Pu-c") Betriebsmodus angezeigt, indem Sie die SET/LOCK-Taste drücken, während Sie die UP-Taste an der ersten Ziffer des Timers gedrückt halten. Drücken Sie dann die UP-Taste, bis der Pu-c-Modus erreicht ist. Drücken Sie die RESET-Taste, um den angezeigten Betriebsmodus (d. h. Pu-C) als Arbeitsmodus festzulegen.</li>
		<li>Drücken Sie den SET/LOCK, um den Timer 1 zu ändern (im Display als "T1" angezeigt).</li>
		<li>Drücken Sie die UP- oder DOWN-Tasten, um T1 auf 20 s einzustellen.</li>
		<li>Drücken Sie den SET/LOCK, um den Timer 2 zu ändern (im Display als "T2" angezeigt).</li>
		<li>Drücken Sie die UP- oder DOWN-Tasten, um T2 auf 3 s einzustellen. HINWEIS: Die Schritte 2.1.5 bis 2.1.9 sind auf die Verwendung mit dem jeweiligen Timer zugeschnitten (siehe Materialtabelle). Weitere Anweisungen zu anderen Verwendungszwecken für dieses Produkt finden Sie in der entsprechenden Bedienungsanleitung.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Zigarettenrauchbehandlung HINWEIS: Dieses System ermöglicht die gleichzeitige Verwendung von 1–4 murinen Expositionskammern.<ol>
<li>Schalten Sie den Luftkompressor ein und warten Sie, bis sich der Sicherheitsalarm selbst ausschaltet.</li>
		<li>Schalten Sie den Ventilregler ein.</li>
		<li>Übertragen Sie 5 Mäuse in jede der vier Belichtungskammern mit luftdichten abnehmbaren Deckeln mit einem Volumen von 8,5 l. Platzieren Sie die vier Belichtungskammern mit Mäusen in einem Laminar Flow Biological Safety Cabinets der Klasse II Typ B2.</li>
		<li>Im inneren des laminaren Strömungbiologischen Sicherheitsschranks, zünden Sie eine Zigarette an und legen Sie die Zigarette in die Zigarettenkammer ein. Verwenden Sie handelsübliche Zigaretten, die 15 mg/Cig-Teer und 1,1 mg/Cig-Nikotin8 im Vergleich zu Kentucky 3RF4-Forschungszigaretten (9,5 mg/Cig-Teer und 0,73 mg/Cig-Nikotin)enthalten 9.</li>
		<li>Schalten Sie die Ventile am Ventilregler ein, die den derzeit in Gebrauch befindlichen Kammern entsprechen. Die Belichtung ist in 2 Phasen unterteilt: (T1) saubere Luft wird für 20 s in die Belichtungskammer gepumpt und (T2) Luftstrom bewirkt, dass die Zigarette brennt und Rauch aus der Zigarettenkammer für 3 s in die Belichtungskammer gepumpt wird. Lassen Sie die Zigarette vollständig ausbrennen, bis sie den Filter erreicht.<ol>
<li>Passen Sie die Timereinstellungen an, um über einen Zeitraum von 4 Min. durchschnittlich 10 Puffs/Zigarette auszuführen. Beachten Sie, dass der Timer und das System leicht anpassbar sind, um die CS-Dosiertherapie entsprechend den Forschungsbedürfnissen der Forscher zu verbessern oder zu senken.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Entfernen Sie den Zigarettenfilter und entsorgen Sie ihn, indem Sie den Zigarettenstummel in einen Glasbecher mit Wasser legen, um die Flamme zu löschen und den Geruch zu dämpfen.</li>
		<li>Stellen Sie sicher, dass die Zigarettenkammer wieder geschlossen ist und ohne Zigarette. Lassen Sie die Maschine saubere Luft für 10 min. Es ist von größter Bedeutung, die Wirbeltiere, die CS ausgesetzt sind, ständig zu überwachen. Dieses Belichtungsschema ist für 5 weibliche Mäuse optimiert, die über 9 Wochen alt sind, pro Expositionskammer.</li>
		<li>Wiederholen Sie die Schritte 2.3.4 bis 2.3.7 dreimal für insgesamt 4 Zigaretten pro Kammer pro Tag. Dieses Verfahren wird 5 Tage die Woche so lange wiederholt, wie der Forscher für seine Experimente benötigt.</li>
		<li>Entfernen Sie die Mäuse aus den Belichtungskammern zurück in ihre entsprechenden Käfige.</li>
		<li>Schalten Sie den Ventilregler und den Luftkompressor aus.</li>
		<li>Entfernen Sie die Belichtungs- und Zigarettenkammern und waschen Sie sie mit Wasser und Seife, um eventuelle Teerrückstände zu entfernen.</li>
		<li>Lassen Sie die Kammern vollständig trocknen, bevor Sie sie wieder verwenden.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Current Cigarette Smoking Among Adults in the United States. Center for Disease Control and Prevention. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.cdc.gov/tobacco/data_statistics/fact_sheets/adult_data/cig_smoking/index.htm">https://www.cdc.gov/tobacco/data_statistics/fact_sheets/adult_data/cig_smoking/index.htm</a> (2018).</li>
<li>Salvi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tobacco+smoking+and+evironmental+risk+factors+for+chronic+obstructive+pulmonary+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Clinics+in+Chest+Medicine%22%5BJournal%5D)">Tobacco smoking and evironmental risk factors for chronic obstructive pulmonary disease.</a> Clinics in Chest Medicine. 35, 17-27 (2014).</li>
<li>Sunyer, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Longitudinal+relation+between+smoking+and+white+blood+cells%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Epidemiology%22%5BJournal%5D)">Longitudinal relation between smoking and white blood cells.</a> American Journal of Epidemiology. 144, 734-741 (1996).</li>
<li>Freedman, D. S., Flanders, D., Barboriak, J. J., Malarcher, A. M., Gates, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoking+and+leukocyte+subpopulations+in+men%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Epidemiology%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoking and leukocyte subpopulations in men.</a> Annals of Epidemiology. 6, 299-306 (1996).</li>
<li>Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD). Center for Disease Control and Prevention. , Available from: 
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<li>Genovese, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clonal+hematopoiesis+and+blood-cancer+risk+inferred+from+blood+DNA+sequence%5BTitle%5D)+AND+%22New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Clonal hematopoiesis and blood-cancer risk inferred from blood DNA sequence.</a> New England Journal of Medicine. , (2014).</li>
<li>Steensma, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+implications+of+clonal+hematopoiesis%5BTitle%5D)+AND+%22Mayo+Clinic+Proceedings%22%5BJournal%5D)">Clinical implications of clonal hematopoiesis.</a> Mayo Clinic Proceedings. 93, 1122-1130 (2018).</li>
<li>Tobacco. Federal Trade Comission. , Available at: . Accessed: 4th (2020).</li>
<li>3R4F Cigarettes. University of Kentucky - College of Agriculture Food and Environment. , Available from: 
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<li>Shan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+induction+of+osteopontin+%28SPP1%29+mediates+T+H+17+inflammation+in+human+and+experimental+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke induction of osteopontin (SPP1) mediates T H 17 inflammation in human and experimental emphysema.</a> Science Translational Medicine. 4, 1-10 (2012).</li>
<li>Yuan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+C3a+receptor+is+required+in+cigarette+smoke-mediated+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Mucosal+Immunology%22%5BJournal%5D)">Activation of C3a receptor is required in cigarette smoke-mediated emphysema.</a> Nature Mucosal Immunology. 8, 874-885 (2014).</li>
<li>Yuan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+-+induced+reduction+of+C1q+promotes+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22JCI+Insight%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke - induced reduction of C1q promotes emphysema.</a> JCI Insight. 4, 1-17 (2019).</li>
<li>Shan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Agonistic+induction+of+PPAR+g+reverses+cigarette+smoke+-+induced+emphysema+Find+the+latest+version%3A+Agonistic+induction+of+PPAR+%CE%B3+reverses+cigarette+smoke+-+induced+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Agonistic induction of PPAR g reverses cigarette smoke - induced emphysema Find the latest version: Agonistic induction of PPAR γ reverses cigarette smoke - induced emphysema.</a> Journal of Clinical Investigation. 124, 1371-1381 (2014).</li>
<li>Hong, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protective+role+of+gd+T+cells+in+cigarette+smoke+and+influenza+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Mucosal+Immunology%22%5BJournal%5D)">Protective role of gd T cells in cigarette smoke and influenza infection.</a> Nature Mucosal Immunology. 11, 834-908 (2018).</li>
<li>Kim, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+induces+intestinal+inflammation+via+a+Th17+cell-neutrophil+axis%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Immunology%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke induces intestinal inflammation via a Th17 cell-neutrophil axis.</a> Frontiers in Immunology. 10, 1-11 (2019).</li>
<li>Lu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+microRNA+miR-22+inhibits+the+histone+deacetylase+HDAC4+to+promote+T+H+17+cell+-+dependent+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Immunology%22%5BJournal%5D)">The microRNA miR-22 inhibits the histone deacetylase HDAC4 to promote T H 17 cell - dependent emphysema.</a> Nature Immunology. 16, 1185-1194 (2015).</li>
<li>Hendrix, A. Y., Kheradmand, F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHendrix%2C+AY+%22The+Role+of+Matrix+Metalloproteinases+in+Development%2C+Repair%2C+and+Destruction+of+the+Lungs.+Progress+in+Molecular+Biology+and+Translational+Science%22">The Role of Matrix Metalloproteinases in Development, Repair, and Destruction of the Lungs. Progress in Molecular Biology and Translational Science</a>. 148, Elsevier Inc. (2017).</li>
<li>Siggins, R. W., Hossain, F., Rehman, T., Melvan, J. N., Welsh, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+alters+the+hematopoietic+stem+cell+niche%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Sci%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke alters the hematopoietic stem cell niche.</a> Med Sci. 2, 37-50 (2014).</li>
<li>Kheradmand, F., You, R., Gu, B. H., Corry, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+and+DNA+cleavage+promote+lung+inflammation+and+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+the+American+Clinical+and+Climatological+Association%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke and DNA cleavage promote lung inflammation and emphysema.</a> Transactions of the American Clinical and Climatological Association. 128, 222-233 (2017).</li>
<li>Ha, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Menthol+attenuates+respiratory+irritation+and+elevates+blood+cotinine+in+cigarette+smoke+exposed+mice%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Menthol attenuates respiratory irritation and elevates blood cotinine in cigarette smoke exposed mice.</a> PLoS ONE. , 1-16 (2015).</li>
<li>Moreno-Gonzalez, I., Estrada, L. D., Sanchez-Mejias, E., Soto, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Smoking+exacerbates+amyloid+pathology+in+a+mouse+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Smoking exacerbates amyloid pathology in a mouse model of Alzheimer's disease.</a> Nature Communications. 4, 1-10 (2013).</li>
<li>Madison, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronic+cigarettes+disrupt+lung+lipid+homeostasis+and+innate+immunity+independent+of+nicotine%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Electronic cigarettes disrupt lung lipid homeostasis and innate immunity independent of nicotine.</a> Journal of Clinical Investigation. 129, 4290-4304 (2019).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Hier stellen wir CS die für den Bau eines WBIS-Geräts erforderlichen Informationen zur Verfügung. Nach der Installation des Systems ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Prüfer das System auf der Grundlage der gelieferten Dosis von Nikotin oder Cotinin bei Tieren kalibrieren. Das Gerät enthält einen Timer und Druckmessgeräte, die verwendet werden können, um Das Volumen der Zigarettenpuffe, die Pufffrequenz, die kombinierte Rauchexpositionsdauer und die Ruheintervalle anzupassen, die Tiere zwischen jeder Zigarette...

Zigarettenrauchen ist nach wie vor eine der Hauptursachen für vermeidbare Krankheiten in den USA, trotz des stetigen Rückgangs der Zahl der zigarettenrauchenden Erwachsenen in den letzten 50-60 Jahren1. Es ist allgemein bekannt, dass Rauchen mit mehreren Erkrankungen der Lunge und des Blutes verbunden ist, einschließlich chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), einer Gruppe von Krankheiten, die Emphysem und chronische Bronchitis2,3,4umfasst. Nach Angaben des Center for Disease Control (CDC), im Jahr 2014, COPD war die dritthäufigste Todesursache in den Vereinigten Staaten mit über 15 Millionen Amerikaner n.H.
CS wurde auch vor kurzem mit einem höheren Risiko der Entwicklung klonaler Hämatopoese (CH)6,7verbunden, ein Zustand, in dem eine einzelne hämatopoetische Stammzelle überproportional einen großen Prozentsatz des peripheren Blutes einer Person produziert. Dieser Befund deutet auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Rauchen und Knochenmarkfunktion hin. Angesichts der weitverbreiteten und sehr signifikanten gesundheitlichen Auswirkungen von CS und angesichts der Tatsache, dass murine Modelle von Krankheiten ein Eckpfeiler des Fortschritts in der biomedizinischen Forschung sind, ist es nützlich, effiziente und erschwingliche Systeme zu entwickeln, um CS bei Mäusen zu modellieren.
Hier bieten wir eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für den Aufbau eines erschwinglichen Systems zur Behandlung und Untersuchung der In-vivo-Effekte von CS auf Lungenemphysem und Knochenmarkhomöostase. Die Montage dieser Geräte erfordert nicht, dass der Benutzer spezielle Kenntnisse hat und ermöglicht somit die DIY-Montage.

<table><tbody><tr><td>1 Zoll Befestigungselement</td><td>Lowes</td><td>756990</td><td></td></tr><tr><td>1/4 Zoll Widerhaken Y-Verbinder</td><td>VWR</td><td>89093-282</td><td></td></tr><tr><td>1/4 Zoll gerade Schlauchverbinder</td><td>VWR</td><td>62866-378</td><td></td></tr><tr><td>1/8 Sechskantnippel</td><td>Lowes</td><td>877221</td><td></td></tr><tr><td>1/8 Zoll Gewindekupplung</td><td>Lowes</td><td>877208</td><td></td></tr><tr><td>1/8 Zoll Gewindeadapter Nippelverschraubung</td><td>Lowes</td><td>877243</td><td></td></tr><tr><td>10/32 (M) Gewindeverbinder</td><td>Bimba</td><td>EB60</td><td></td></tr><tr><td>3/4 Zoll 90-Grad-Winkel CPVC-Verschraubung</td><td>Lowes</td><td>22643</td><td></td></tr><tr><td>3/4 Zoll Rohr aus chloriertem Polyvinylchlorid (CPVC)</td><td>Lowes</td><td>23814</td><td></td></tr><tr><td>3/4 Zoll CPVC-Kappe</td><td>Lowes</td><td>23773</td><td></td></tr><tr><td>3/4 Zoll CPVC Tropfbewässerungs-Adapter</td><td>Lowes</td><td>194629</td><td></td></tr><tr><td>3/4 Zoll Durchmesser CPVC Stecker Adapter</td><td>Lowes</td><td>23766</td><td></td></tr><tr><td>8,5 L luftdichter Behälter mit Deckel (11,25 Zoll x 7,75 Zoll x 6 Zoll)</td><td>Komax</td><td>N/A</td><td>Gelistet als "Komax Biokips Großer Brotkasten | (280 Unzen) Großer Vorratsbehälter"</td></tr><tr><td>Glasablaufrohr (1,75 Zoll Durchmesser x 8 Zoll Länge)</td><td>KIMAX</td><td>6500</td><td></td></tr><tr><td>Isonic Magnetventile</td><td>Bimba</td><td>V2A02-AW1</td><td></td></tr><tr><td>Marlboro Red 100's</td><td>Marlboro</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Oxygen Drehbarer Stachelanschluss</td><td>Global Medical Solutions</td><td>RES002</td><td></td></tr><tr><td>Panasonic Timer LT4H-W</td><td>Panasonic</td><td>LT4HW</td><td>Artikel wurde in die Ventilsteuerung von Shepherd Controls & eingebaut Associates</td></tr><tr><td>Druckregler</td><td>Allied Electronics and Automation</td><td>70600552</td><td>Auch gelistet als "Norgren R07-100-RGKA"</td></tr><tr><td>Gummistopfen # 1 (ein Loch)</td><td>VWR</td><td>59581-163</td><td></td></tr><tr><td>Gummistopfen # 8,5 (ein Loch)</td><td>VWR</td><td>59581-389</td><td></td></tr><tr><td>Scireq inExpose-System</td><td>Scireq und Emka Technologies</td><td>N/A</td><td>Handelsübliches System zum Vergleich mit unserem DIY WBIS</td></tr><tr><td>Gerader Widerhaken (8mm Öffnung)</td><td>VWR</td><td>10028-872</td><td></td></tr><tr><td>Gewindedichtband</td><td>Lowes</td><td>1184243</td><td></td></tr><tr><td>Adapter mit Gewindeanschluss</td><td>Bimba</td><td>P1SA1</td><td></td></tr><tr><td>Zeitschaltuhr Aridyne 2000 Medizinischer Luftkompressor</td><td>MFI Medical</td><td>AHC-TE20</td><td></td></tr><tr><td>Zeitmesser Durchflussmesser</td><td>Allied Healthcare Products</td><td>15006-03YP2</td><td>Auch gelistet als "Puritan Air Meter"</td></tr><tr><td>Ventilsteuerungssystem</td><td>Shepherd Controls and Associates</td><td>N/A</td><td>Company hat das Ventilsteuerungssystem speziell für dieses Modell entwickelt.</td></tr><tr><td>Vinyl-Rohre</td><td>Vitality Medical</td><td>RES3007</td><td></td></tr></tbody></table>

zigarettenrauchexposition bei mäusen mit einem ganzkörper-inhalationssystem

Cigarette Smoke Exposure in Mice using a Whole-Body Inhalation System

Im Jahr 2018 sollen fast 14 % der Erwachsenen in den Vereinigten Staaten Zigaretten geraucht haben. Die Auswirkungen von Zigarettenrauch (CS) auf Lungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen wurden weithin untersucht, jedoch bleiben die Auswirkungen von CS in anderen Geweben und Organen wie Blut und Knochenmark unvollständig definiert. Die Suche nach dem geeigneten System zur Untersuchung der Auswirkungen von CS bei Nagetieren kann unerschwinglich teuer sein und den Kauf kommerziell erhältlicher Systeme erfordern. So haben wir uns vorgenommen, ein erschwingliches, zuverlässiges und vielseitiges System zu entwickeln, um die pathologischen Wirkungen von CS bei Mäusen zu untersuchen. Diese Ganzkörper-Inhalations-Expositions-System (WBIS) Setup imitiert das Atmen und Puffen von Zigaretten durch abwechselnde Exposition gegenüber CS und saubere Luft. Hier zeigen wir, dass dieses Do-it-yourself (DIY) System nach 4 Monaten Zigarettenrauch-Exposition Atemwegsentzündungen und Lungenemphysem bei Mäusen induziert. Die Auswirkungen der Ganzkörperinhalation (WBI) von CS auf hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen (HSPCs) im Knochenmark mit diesem Gerät werden ebenfalls gezeigt.

Eines der Hauptmerkmale der CS-Exposition ist Emphysem, das durch die Beschädigung und Zerstörung von Luftsäcken (Alveolen) in der Lunge gekennzeichnet ist. So konzentrierten sich erste Experimente auf die Fähigkeit des DIY-Systems, emphysematous Veränderungen in der Lunge weiblicher Mäuse bei wiederholter Ganzkörperexposition gegenüber CS zu provozieren. Das CS-Dosierschema wurde auf der Grundlage unserer früheren Veröffentlichungen ausgewählt, in denen wir das hier beschriebene DIY-System nutzten, um Mäuse mit CS zu be...

Dieses Protokoll zeigt die Untersuchung der pathophysiologischen Wirkungen von Zigarettenrauch (CS) mit einem ganzheitigen Inhalationssystem (WBI) im eigenen Haus gebaut. Dieses System kann Tiere UNTER kontrollierten wiederholbaren Bedingungen CS aussetzen, um CS-vermittelte Wirkungen auf Lungenemphysem und Hämatopoese zu erforschen.

Zigarettenrauchexposition bei Mäusen mit einem Ganzkörper-Inhalationssystem

Close to 14% of adults in the United States were reported to smoke cigarettes in 2018. The effects of cigarette smoke (CS) on lungs and cardiovascular ...

Diese Technik kann verwendet werden, um die physiologischen Auswirkungen von Zigarettenrauch bei chronischen Atemwegsentzündungen und Emphysemen sowie die Entwicklung von Immunzellen im Knochenmark bei Mäusen zu untersuchen. Die niedrigen Kosten und das unkomplizierte Bauverfahren dieses Geräts machen es für viele Labore auf der ganzen Welt zugänglich. Nachdem Sie alle Komponenten des Ganzkörper-Inhalations-Expositionssystems zusammengebaut haben, schalten Sie den Luftkompressor ein und warten Sie, bis sich der Sicherheitsalarm von selbst ausschaltet.Stellen Sie den Druck des Luftkompressors auf 40 bis 50 PSI ein, indem Sie den Knopf am Druckregler drehen. Stellen Sie den Luftstrom des Luftkompressors mit dem Durchflussmesser auf fünf Liter ein. Schalten Sie dann die Ventilsteuerung ein.Stellen Sie den digitalen Timer an der Ventilsteuerung auf die Betriebsart pulse C ein, indem Sie die eingestellte Sperrtaste drücken, während Sie die Aufwärtstaste an der ersten Ziffer des Timers gedrückt halten. Drücken Sie dann die Aufwärts-Taste, bis der PU-C-Modus erreicht ist. Drücken Sie die Reset-Taste, um den angezeigten Betriebsmodus als Arbeitsmodus festzulegen.Drücken Sie auf Set Lock, um den Timer eins zu ändern, der auf dem Display als T1 angezeigt wird, und drücken Sie dann die Aufwärts- oder Ab-Tasten, um ihn auf 20 Sekunden einzustellen. Wiederholen Sie diesen Vorgang, um den Timer auf zwei oder T2 auf drei Sekunden einzustellen. Schalten Sie den Kompressor ein und warten Sie, bis sich der Sicherheitsalarm von selbst ausschaltet.Schalten Sie dann die Ventilsteuerung ein. Setzen Sie jeweils fünf Mäuse in die vier 8,5-Liter-Expositionskammern mit luftdicht abnehmbaren Deckeln um. Platzieren Sie die Expositionskammern in einer biologischen Laminar-Flow-Sicherheitswerkbank der Klasse II Typ B2.Zünden Sie sich in der biologischen Sicherheitswerkbank eine Zigarette an und stecken Sie sie in die Zigarettenkammer. Schalten Sie die Ventile an der Ventilsteuerung ein, die den Kammern entsprechen, die gerade verwendet werden. Saubere Luft wird 20 Sekunden lang in die Expositionskammer gepumpt, wodurch die Zigarette verbrennt und der Rauch drei Sekunden lang in die Expositionskammer gepumpt wird.Lassen Sie die Zigarette vollständig ausbrennen, bis sie den Filter erreicht. Passen Sie die Timer-Einstellungen so an, dass über einen Zeitraum von vier Minuten durchschnittlich 10 Züge pro Zigarette durchgeführt werden. Entfernen Sie den Zigarettenfilter und entsorgen Sie ihn, indem Sie den Zigarettenstummel in ein Glasbecherglas mit Wasser legen, um die Flamme zu löschen und den Geruch zu dämpfen.Schließen Sie die Zigarettenkammer und lassen Sie die Maschine 10 Minuten lang saubere Luft pumpen. Wiederholen Sie die Exposition gegenüber Zigarettenrauch für insgesamt vier Zigaretten pro Kammer und Tag. Wenn Sie fertig sind, nehmen Sie die Mäuse aus den Expositionskammern und setzen Sie sie wieder in die entsprechenden Käfige.Schalten Sie die Ventilsteuerung und den Luftkompressor aus. Entfernen Sie die Belichtungs- und Zigarettenkammern und waschen Sie sie mit Wasser und Seife, um Teerreste zu entfernen. Lassen Sie die Kammern vollständig trocknen, bevor Sie sie wieder verwenden.Die Mäuse wurden dem Rauch von vier kommerziellen Zigaretten täglich mit rauchfreien Intervallen von 10 Minuten zwischen jeder Zigarette an fünf Tagen in der Woche für einen Zeitraum von vier Monaten ausgesetzt. Hämatoxylin- und Eosin-gefärbte Lungenhistologie zeigte die Zerstörung der Alveolen bei Mäusen, die Zigarettenrauch ausgesetzt waren. Die verblindete histomorphometrische Analyse von Lungenschnitten bestätigte, dass der mittlere lineare Schnittpunkt bei Mäusen, die Zigarettenrauch ausgesetzt waren, signifikant höher war als bei Luftkontrollen.Wie erwartet führt die Exposition des ganzen Körpers gegenüber Zigarettenrauch zu einer Abnahme des Körpergewichts. Die exponierten Mäuse zeigten auch eine verstärkte Infiltration von Immunzellen in die Atemwege sowie eine Induktion der Genexpression der Matrix-Metalloproteinasen 9 und 12, die für die Gewebeschädigung verantwortlich sind. Cotinin, ein Metabolit von Nikotin, war im Serum von Mäusen, die vier Monate lang Zigarettenrauch ausgesetzt waren, signifikant erhöht, aber bei Mäusen, die der Luft ausgesetzt waren, nicht nachweisbar.Nach der Exposition wurden die Knochenmarkpopulationen mittels Durchflusszytometrie analysiert. Es wurde ein signifikanter Anstieg der hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferpopulationen nach viermonatiger Exposition gegenüber Zigarettenrauch festgestellt. Die Ganzkörperexposition gegenüber Zigarettenrauch von Mäusen, die ein kommerziell erhältliches System verwendeten, zeigte ebenfalls eine Veränderung der HSPC-Populationen.Es ist wichtig sicherzustellen, dass alle Werkzeuge, die Luft oder Zigarettenrauch in die Mäusekammern abgeben, frei von Verstopfungen und Knicken sind, die den Luftstrom stören könnten. Darüber hinaus müssen Mäuse während der Exposition gegenüber Zigarettenrauch jederzeit überwacht werden. Das Verfahren kann auch verwendet werden, um die physiologischen Auswirkungen von Zigarettenrauch auf andere Organsysteme wie das Herz und den Magen-Darm-Trakt zu untersuchen.Mit ein paar Modifikationen kann dieses Gerät auch für eine Ganzkörper-Inhalationsexposition von Mäusen gegenüber elektronischen Zigaretten adaptiv sein. Dies könnte es Forschern ermöglichen, die potenziellen Gefahren, die mit dem Dampfen verbunden sind, in einem Maustiermodell zu untersuchen.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Immunology and Infection

Immunologie und Infektion

Pulmonale Epithelzellen aus den Atemwegen von Mäusen isoliert und kultiviert bei Luft-Flüssigkeit-Grenzfläche als ein Modell der differenzierten respiratorischen Epithels. Ein Protokoll ist für die Isolierung, Kultivierung und Freilegen dieser Zellen zu Mainstream Zigarettenrauch beschrieben, um molekulare Antworten zu diesem Umweltgift zu studieren.

Isolierung von Maus respiratorischen Epithelzellen und der Exposition gegenüber Experimental Zigarettenrauch bei Air Liquid-Interface

Ein Ganzkörper-Nanopartikel Aerosol Inhalation Anlage wurde für die Nano-Titandioxid aufgebaut...

Ganzkörper-Nanopartikel Aerosol Inhalation Exposures

Das Ziel dieses Protokolls ist es, automatisierte Methoden zur Quantifizierung chronischer Lungenpathologien in einem Mausmodell der COPD bereitzustellen. Das Protokoll umfasst die Exposition von Mäusen gegenüber Zigarettenrauch (CS), die Messung der Lungenfunktion, das Aufblasen der Lunge und die Verwendung morphometrischer Methoden zur Messung von Emphysem und Umbau kleiner Atemwege bei Mäusen.

Automatisierte Messung von Lungenemphysem und Klein Airway Remodeling im Zigarettenrauch ausgesetzten Mäuse

Das Ziel dieses Protokolls ist es, menschliche organotypische 3D-Bronchial- und Nasengewebemodelle dem Mainstream-Zigarettenrauch (CS) an der Luft-Flüssig-Grenzfläche auszusetzen. Der Einfluss von CS auf das Gewebe wird dann mit Hilfe eines Cytochrom-P450-Aktivitätsassays, einer Zilienschlagmessung und eines systembiologischen Ansatzes untersucht.

Folgenabschätzung Wiederholte Exposition von organotypischen 3D bronchiale und nasale Zellkulturmodelle zu Whole Zigarettenrauch

Dieses Protokoll beschreibt eine Methode, um Nagetiere elektronischen Zigarettendampf (E-Dampf) und Zigarettenrauch auszusetzen. Die Belichtungskammern werden durch die Modifizierung von Anästhesiekammern mit einem automatisierten Pumpensystem konstruiert, das E-Dampf- oder Zigarettenrauch an Nagetiere liefert. Dieses System kann leicht modifiziert werden, um viele experimentelle Endpunkte unterzubringen.

Vergleich der Effekte von elektronischen Zigarettendampf und Zigarettenrauch in einem Roman<em&gt; In vivo</em&gt; Belichtungssystem

Diese Studie beschreibt die erfolgreiche Generierung von ein neues Tiermodell für die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD), indem man immer wieder Mäuse, um hohe Konzentrationen von Ozon.

Generation von eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung-Modell bei Mäusen durch wiederholte Ozonbelastung

Elektronische Zigarette (e-Cig) Benutzer steigen weltweit. Jedoch ist wenig, über die gesundheitlichen Auswirkungen induziert durch eingeatmete e-Cig Aerosole bekannt. Dieser Artikel beschreibt eine e-Cig Aerosol Generation Technik für tierische Belichtungen und anschließende toxikologische Studien geeignet. Solche Protokolle sind erforderlich, um experimentell reproduzierbar und standardisierte e-Cig Belichtung Systeme zu etablieren.

Generation der elektronischen Zigarette Aerosol durch einen dritten Generation Maschine dampfen: Anwendung auf toxikologische Studien

Hier wird ein nützliches Protokoll zur Lungenfixierung vorgestellt, das einen stabilen Zustand für die histologische Auswertung von Lungenproben aus einem Mausmodell von Emphysem schafft. Der Hauptvorteil dieses Modells ist, dass es viele Lungen mit dem gleichen konstanten Druck ohne Lungenkollaps oder Deflation reparieren kann.

Lungenfixierung unter konstantem Druck zur Beurteilung von Emphysem bei Mäusen

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.

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

Cannabis-Destillat-Vape-Patronen sind batteriebetriebene Geräte, die Extrakte mit hohen Konzentrationen von Cannabinoiden aerosolisieren. Das Fehlen etablierter präklinischer Modelle für diese Produkte stellt eine Herausforderung bei der Untersuchung ihrer physiologischen Wirkungen dar. Um diese Lücke zu schließen, wurde ein standardisiertes präklinisches Inhalations-Mausmodell für verdampfte Cannabisdestillate entwickelt.

Entwicklung eines präklinischen Inhalationsmodells zur Prüfung von verdampften Cannabisdestillaten

Erfahren Sie die Ganzkörper-Inhalationsmethode zur Untersuchung von Zigarettenraucheffekten auf Lungenemphysem und Hämatopoese bei Mäusen. Dieses kostengünstige System ermöglicht kontrollierte Expositionen für Atemwegsforschung.

Zigarettenrauchexposition bei Mäusen mit einem Ganzkörper-Inhalationssystem

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