Generación de un modelo de enfermedad pulmonar obstructiva crónica en ratones por la exposición repetida del ozono

Resumen

Este estudio describe la generación exitosa de un nuevo modelo animal de enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) exponiendo repetidamente a ratones con altas concentraciones de ozono.

Resumen

La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) se caracteriza por flujo de aire persistente limitación y pulmón parenquimatosa la destrucción. Tiene una incidencia muy elevada en las poblaciones que envejecen. Las actuales terapias convencionales para EPOC foco principalmente en síntomas medicamentos; por lo tanto, es urgente el desarrollo de nuevas terapias. Modelos animales calificados de EPOC podrían contribuir a caracterizar los mecanismos subyacentes y pueden ser utilizados para detección de drogas nuevas. Modelos actuales de la EPOC, como el lipopolisacárido (LPS) o la elastasa pancreática porcina (PPE)-modelo de enfisema inducido, generar EPOC-como lesiones en los pulmones y vías respiratorias pero no de lo contrario se asemejan a la patogenia de la EPOC humana. Un humo de cigarrillo (CS)-modelo inducido sigue siendo uno de los más populares ya que no sólo simula EPOC-como lesiones en el sistema respiratorio, pero también se basa en uno de los principales materiales peligrosos que causa EPOC en los seres humanos. Sin embargo, los aspectos desperdiciador de tiempo y mano de obra intensiva del modelo CS-inducida dramáticamente limitan su aplicación en la detección de drogas de nuevo. En este estudio, hemos generado con éxito un nuevo modelo de EPOC mediante la exposición de ratones con altos niveles de ozono. Este modelo demostró lo siguiente: 1) disminuido volumen expiratorio forzado 25, 50 y 75/forzado capacidad vital (FEV₂₅/FVC, FEV₅₀/FVC y VEF₇₅/FVC), indicando el deterioro de la función pulmonar; 2) alvéolos del pulmón ampliada, con destrucción parenquimatosa pulmonar; 3) reduce el tiempo de fatiga y la distancia; y 4) aumenta la inflamación. Tomados en conjunto, estos datos demuestran que el modelo de exposición (OE) de ozono es un modelo confiable que es similar a los seres humanos debido a la sobreexposición de ozono es uno de los factores etiológicos de la EPOC. Además, sólo tomó 6-8 semanas, basados en nuestro trabajo anterior, para crear un modelo de OE, mientras que se requiere de 3 a 12 meses para inducir el modelo de humo de cigarrillo, lo que indica que el modelo de OE puede ser una buena opción para la investigación de la EPOC.

Introducción

Se ha estimado que la EPOC, incluyendo bronquitis crónica y enfisema podría ser la tercera causa de muerte en el mundo en el 2020^1,2. Se estima la potencial incidencia de EPOC en una población de más de 40 años 12.7% en los hombres y 8,3% en las mujeres dentro de los próximos 40 años³. No hay medicamentos están disponibles para revertir el deterioro progresivo en la EPOC pacientes⁴. Modelos animales confiables de la EPOC no sólo demandan la imitación del proceso patológico de la enfermedad pero también requieren un período de generación corto. Modelos actuales de....

Protocolo

Nota: OE el modelo ha sido generado y utilizado en la investigación previamente divulgados ^{30 , 31 , 32}. Todos los experimentos en animales fueron aprobados por el institucional cuidado Animal y el Comité uso (IACUC) de la Universidad de Jiaotong de Shanghai.

1. ratones

centro

1. casa libre de patógeno, de 7 a 9 semanas de edad hembra ratones BALB/c en jaulas individuales ventiladas en un animal bajo control temperatura (20 ° C) y humedad (40-60%). Proporcionar un ciclo oscuro 12 h en el centro y 12 h de luz. Proporcionar alimento y agu....

Resultados

Ejemplos de imágenes 3D µCT de cada grupo se muestran en la figura 1un. Los ratones expuestos al ozono tenían un volumen pulmonar total significativamente mayor (figura 1a y b) y LAA % (figura 1c) de los ratones de control expuestos al aire. La capacidad pulmonar y LAA % seguían elevadas después de seis semanas de la exposición de ozono

Discusión

En este estudio, presentamos un método confiable para la generación de un nuevo modelo de EPOC. En comparación con otros modelos (es decir, LPS o modelos de EPI), este modelo de OE recapitula el proceso patológico de pacientes con EPOC. Porque el humo del cigarrillo es el principal material peligroso que causa EPOC en pacientes humanos con⁴⁰, el modelo CS sigue siendo el más popular EPOC modelo^41,42. Sin embargo, el modelo CS requ.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
ratones BALB/c	Slac Laboratory Animal,Shanghai, China	N/A	BALB/c hembra de 7 a 9 semanas de edad.
Jaulas ventiladas individuales	Suhang, Shanghai, China	Número de modelo: MU64S7	Las jaulas se utilizaron para alojar ratones en el animalario.
Sellado de la caja de metacrilato	Suhang, Shanghai, China	N/A	La caja se utilizó" para contener el generador de ozono. Los ratones fueron expuestos al ozono dentro de la caja.
Generador eléctrico	Sander Ozonizador, Uetze-Eltze, Alemania	Modelo 500	El dispositivo se utilizaba para generar ozono.
Sonda de ozono	ATi Technologies, Ashton-U-Lyne, Gran Manchester, Reino Unido	Ozono 300	El dispositivo se utilizó para monitorear y controlar la generación de ozono.
Pelltobarbitalum natricum	Sigma, St. Louis, MO, EE.UU.	P3761	Los ratones fueron anestesiados mediante inyección intraperitoneal de pelltobarbitalum natricum.
Micro-Tomografía Computarizada	GE Healthcare, Londres, ON, Canadá	RS0800639-0075	Este dispositivo se utilizó para adquirir imágenes del pulmón.
Micro-view 2.01 ABA software GE	Healthcare, Londres, ON, Canadá	Micro-view 2.01	Este dispositivo se utilizó para reconstruir el pulmón y analizar el volumen de la OAI del pulmón.
Máquina de cinta de correr	Duanshi, Hangzhou, Zhejiang, China	DSPT-208	Esta máquina fue utilizada para la prueba de fatiga.
Pletismógrafo corporal	eSpira™ Sistema de Maniobras Forzadas, EMMS, Edimburgo, Reino Unido	Sistema de Maniobras Forzadas	Este dispositivo se utilizó para evaluar la función pulmonar de la espirometría.
Ventilador	eSpira™ Sistema de Maniobras Forzadas, EMMS, Edimburgo, Reino Unido	Sistema de Maniobras Forzadas	Este dispositivo se utilizó para evaluar la función pulmonar de la espirometría.
Centrífuga giratoria deslizante	Denville Scientific, Holliston, MA, EE. UU	. C1183	Se utilizaba para hacer girar las células BALF en portaobjetos.
Tinción de Wright	Hanhong, Shanghái, China	RE04000054	Se utilizó para teñir macrófagos y neutrófilos en el BALF suspendido.
Hemocitómetro	Hausser Scientific, Horsham, PA, EE.UU	. 4000	Se utilizaba para contar células.
IL-1 y beta;	Abcam, Cambridge, MA, EE. UU	AB100704	Se utilizaron para probar los factores respectivos en suero.
IL-10	Abcam, Cambridge, MA, USA	ab46103	Se utilizaron para probar los factores respectivos en el suero.
TNF-y alfa;	Abcam, Cambridge, MA, EE. UU	. ab100747	Se utilizaron para probar los factores respectivos en suero.
Paraformaldehído	Sigma, St. Louis, MO, EE.UU	P6148	El pulmón fue inflado con un 4% de paraformaldehído.
Parafina	Hualing, Shanghái, China	56#	Se utilizaba para incrustar el pulmón.
Microtomo rotatorio	Leica, Wetzlar,  Hesse, Alemania	RM2255	Se utilizaba para seccionar el pulmón.
Hgaematoxilina y eosina (H& E) solución de tinción	Solarbio, Pekín, China	G1120	H& Para el análisis morfométrico se realizó tinción E.
Microscopio vertical de campo claro	Olympus, Center Valley, PA, EE. UU	CX41	Se utilizó para obtener imágenes de la H& E portaobjetos de tinción.
Adobe Photoshop 12	Adobe, San José, CA, EE. UU	Adobe Photoshop 12	Se utilizó para contar el número de alvéolos en el H& E Imágenes manchadas.
Prisma GraphPad 5	Graphpad Software Inc., San Diego, CA	Prisma GraphPad 5	Se utilizó para el análisis de datos y la producción de figuras.

En este estudio se utilizaron ratones . . . .