הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

מודל תפליט פלאורלי בחולדות על ידי החדרה Intratracheal של Polyacrylate/Nanosilica

6.9K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/58560

⸱

12 באפריל 2019

 ,  ,  , 
1Department of Ultrasound Medicine, Beijing Chaoyang Hospital, Capital Medical University, 2Department of Occupational Medicine & Clinical Toxicology, Beijing Chaoyang Hospital, Capital Medical University, 3Department of Emergency, Beijing Chaoyang Hospital, Capital Medical University

במאמר זה

סיכום

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לבנות מודל תפליט פלאורלי בחולדות על ידי החדרה intratracheal של polyacrylate/nanosilica.

תקציר

תפליט פלאורלי הוא ממצא קליני שכיחה של מחלות רבות. יש מודל שימושי תפליט פלאורלי בעלי חיים חשוב מאוד ללמוד אלה מחלות ריאות. דגמים קודמים של תפליט פלאורלי יותר לשים לב הגורמים הביולוגיים, ולא חלקיקים בסביבה כאן, אנחנו מציגים מודל תפליט פלאורלי בחולדות על ידי החדרה intratracheal של polyacrylate/nanosilica, ואם שיטה של ננו-חלקיק בידוד ב תפליט פלאורלי. על ידי intratracheal החדרה של polyacrylate/nanosilica עם ריכוזים של 3.125, 6.25 ו- 12.5 מ ג/kg∙mL, תפליט פלאורלי בחולדות הציג ביום 3, הגיעה לשיאה ב- 7-10 ימים 6.25 ו- 12.5 מ ג/kg∙mL קבוצות, ואז לאט לאט ירד ונעלם ביום 14 כאשר הריכוז של polyacrylate/nanosilica גדל, תפליט פלאורלי הוא מיוצר יותר ויותר מהר. נוזל פלאורלי זה זוהה על-ידי בדיקת אולטראסאונד או CT חזה סריקה של אושר על ידי ניתוח של חולדות. חלקיקי סיליקה נצפו ב תפליט פלאורלי של החולדות באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים. התוצאות הראו כי החשיפה polyacrylate/nanosilica מוביל אינדוקציה של תפליט פלאורלי, אשר היה עקבי עם הדו ח. הקודמים שלנו בבני אדם. בנוסף, המודל הזה הוא מועיל עבור מחקר נוסף של ננו טוקסיקולוגיה והמחלות תפליט פלאורלי.

מבוא

תפליט פלאורלי הוא ביטוי קליני נפוצה מאוד של מחלות ריאות עם מגוון של סיבות. יש מודל שימושי תפליט פלאורלי בעלי חיים חשוב מאוד ללמוד אלה מחלות ריאות, התפקידים של שתי השכבות ממברנה פלאורלי במנגנונים של תפליט פלאורלי, הטיפול בה. עם זאת, חלק דיווח תפליט פלאורלי מודלים מתמקדים בעיקר על תפליט פלאורלי ממאיר או הגורמים הביולוגיים במקום על חלקיקים הסביבה1,2. כאן, אנחנו מציגים מודל חדש של תפליט פלאורלי, זה פשוט, בטוח ויעיל.

עם ההתפתחות של ננו-טכנולוגיה, שימוש נרחב nanoproducts, יש דאגה לגבי הסיכונים הפוטנציאליים של ננו כדי על הסביבה ועל בריאות האדם3,4. ננו להציג את גורמי הסיכון, שעשויה להוביל מפגעים הרומן בתוך מקום העבודה או דרך זיהום סביבתי. מחקרים במבחנה, ויוו מראים כי ננו יכול לגרום נזק רב איבר ל הריאות, הלב, הכבד, הכליות, מערכת העצבים, וכן את הרבייה ומערכת החיסוןs5,6. בנוסף, מחקרים דיווחו כי רעילות ספציפיים של ננו-חומרים עקב שלהם מאפיינים ייחודיים physicochemical3,4,7.

אנחנו דיווחו כי קבוצה של עובדים עם חשיפה תעסוקתית ננו הציג קלינית עם תפליט פלאורלי, סביב הלב, פיברוזיס של הריאה, גרנולומה8,9. חלקיקי סיליקה היו מבודדים אותם חולים תפליט פלאורלי9. על מנת לשחזר ולאמת את תפליט פלאורלי המושרה על ידי חלקיקים בשאיפה של האדם, אנחנו ערכו את הניסוי על-ידי החדרת polyacrylate/nanosilica (הרשות/NPSi) דרך מערכת הנשימה אצל חולדות, אשר חיקה נשימה אנושיים אמיתיים הסביבה, מצא את intratracheal החדרה של הרשות/NPSi יכול לגרום תפליט פלאורלי בחולדות. כאן, אנו מציגים כיצד להפוך תפליט פלאורלי בחולדות מאת intratracheal החדרה של הרשות/NPSi, ואיך לבודד חלקיקים ב תפליט פלאורלי. מודל זה עשוי להיות שימושי עבור מחקר נוסף של ננו טוקסיקולוגיה ומחלות תפליט פלאורלי.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

המחקר עקב אחר ההנחיות של האוניברסיטה לרפואה הון (בייג'ינג, סין p. R) עבור טיפול והשתמש של חיות ניסוי. כל ההליכים אושרו על-ידי חיה אתי הוועדה של הבירה רפואי האוניברסיטה בסין.

1. ההכנות ניסיוני

הערה: להתאקלם הנשי ספציפי פתוגן ללא Wistar העכברושים (משקל: 200 ± 10 גרם) את סביבות ניסיוני במשך שבוע לפני המינהל (תנאים סביבתיים: אור / כהה: 12h / 12h, הטמפרטורה 22 ± 2 ° C, לחות 50 ± 10%).

  1. השתמש טריים 10 מ"ל של המתלים הרשות/NPSi (nanosilica Ø:20 ± 5 ננומטר על ידי אמולסיה באתרו הפילמור) מעורבבת עם תמיסת מלח בריכוזים של 3.125, 6.25 12.5 מ"ג/מ"ל, בהתאמה10. בעבר מינהל, sonicate את המתלים למשך 20-30 דקות, מערבולת 10 דקות כדי למנוע צבירת חלקיקים.
  2. במידה שווה לחלק את סכום כולל של 20 חולדות ארבע קבוצות: קבוצה אחת עבור כל ריכוז של הרשות/NPSi (0, 3.125, 6.25 ו 12.5 מ"ג/מ"ל).
  3. כדי עזים ומתנגד אותם, להציב את החולדות במיכל סגור עם 1.5 מ של האתר (99.5%) או כל IACUC אושרו פרוטוקולים אחרים. לאחר 60-90 s של הרדמה, בדוק חוסר תגובה לדווש רפלקס. ודא כי החולדות נושמים.
  4. העכברוש anesthetized ותצברו ולתקן את השיניים הקדמיות שלה עם חוטי ניילון על הלוח סטיריליים מדי.
  5. פותח את פיו ולחשוף שלה פיסורה של glottis בעזרת מלקחיים כירורגיים ולעדשה חזיתית.
  6. להקנות העכברושים 0.5 מ של הרשות/NPSi השעיה לריאה של חולדה כל עבור סכום כולל של 1 מ"ל באמצעות צינור בסדר עם מחט בוטה סטיריליים לתוך סמפון הדו-צדדיים.
  7. מניחים את החולדות על לוח פלסטיק מיקום פרקדן ולתת שהחולדות לשחזר לאט בעוד 5-10 דקות.

2. אולטרסאונד הבדיקה עבור תפליט פלאורלי

  1. השתמש מערכת סאונד עם מתמר מערך ליניארי (תדר: 8 מגה-הרץ) לבחון חולדות בימים 1, 3, 7 ו- 1410.
  2. לתת הרדמה (10% קלוראל-הידרייט, 0.35 גרם/100 גרם, i.p.) לעכברושים ולבדוק העדר רפלקסים פדלים.
  3. להסיר את השיער החזה הבטן של חולדות העליונה באמצעות מכונת גילוח חשמלית. ואז מניחים את החולדה על צלחת הרכבה במצב פרקדן.
  4. לכסות את העור עם הג'ל מצופה ולאחר מכן הצב את המתמר לחלל הבין-צלעי ואזור subcostal כדי לזהות נוזל פלאורלי.
    הערה: על מנת לזהות שהאולטרסאונד במדויק, השמאל ואת העמדות הימנית נבחרו כדי לבצע בדיקת אולטרסאונד.
  5. לשים את החולדה על לוח פלסטיק במצב פרקדן לאחר בדיקת אולטרסאונד ולתת שהחולדות להתאושש באיטיות תוך עשר דקות.

3. החזה סריקת CT של תפליט פלאורלי

  1. על ניהול שלאחר ימים 7 ו-14, עזים ומתנגד החולדות עם 10% כלורין (מקומות). שקול זה מספיק עומק ההרדמה כאשר העכברוש אינו מגיב לדווש רפלקסים.
    הערה: המינהל שלאחר יום 7 הוא הזמן המתאים ביותר להתבונן תפליט פלאורלי על-ידי סריקת CT.
  2. במקום העכבר על משטח מפלסטיק במצב של שכיבה ולאחר מכן סרוק את החזה שלה כדי לחקור תפליט פלאורלי באמצעות שימוש טי 64 ערוצים בהגדרות הבאות: תצורת גלאי 64 מ"מ x 0.625 מ"מ, 120 kV (פיק), ו- 350 mAs.

4. אוסף של תפליט פלאורלי ובידוד של חלקיקים ב תפליט פלאורלי

  1. אחרי החזה CT סריקה של חולדות, תחת הרדמה של קלוראל-הידרייט, לבדוק את רפלקס פדלים של החולדות, לגלח את שיער מהבטן לחזה ו מכן לחטא את העור על-ידי יוד.
  2. להביא את החולדות האזור הכירורגי.
  3. תחת הרדמה, נחתך במהירות 1-1.5 ס מ של העור ואת שרירי הבטן מצאתי לאורך הקו האמצעי עם הסרעפת ללא פגע.
  4. בזהירות פתח את התיבה ולבדוק הדו-צדדיים פלאורלי חללים בעזרת פינצטה, במיוחד דו צדדיים costal הסרעפת הזוויות. לאסוף מ ל 1-2 של תפליט פלאורלי אור צהוב עם מזרק סטרילי 2 מ"ל.
  5. פעם עשיתי, להקריב את העכברים עם פרוטוקול IACUC אושרה.
  6. Centrifuge של תפליט פלאורלי צינור 2 מ"ל למשך 15 דקות ב x 300 גר' על מנת לבודד את חלקיקי.
  7. השתמש טיפה של השכבה העליונה אשר הוא נוזל בהיר, להתבונן תחת microscope(TEM,) אלקטרון תמסורת במתח מאיץ של 60-80 kV.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

באמצעות אולטרסאונד של בית החזה, מצאנו אין מקרום ביום 1 בכל קבוצות. עם זאת, ביום 3, תפליט פלאורלי הופיעו הקבוצות 6.25 ו- 12.5 מ ג/kg∙mL. שהאולטרסאונד היה בעיקר הזווית הסרעפת costal נכון, תוך שהאולטרסאונד סביב הלב הציג רק בקבוצה 12.5 מ"ג/kg∙mL. יתר על כן, ביום 7, תפליט פלאורלי (Video 1) והן סביב הלב אפוזיה (סרטון 2) התגלו בקבוצה mg/kg∙mL 6.25 (איור 1). תפליט פלאורלי גדל לאט במידה הרבה ביותר ב- 7-10 ימים, לאחר מכן ירד בהדרגה. בי...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

Sonography הוא הכלי הנוח ביותר לקביעת מחלות ריאות, עקב רגישות מצוינת שלה נוזל חופשי חלל הצדר11. זה בגלל sonography יכולים לזהות מיד את הניגוד ב עכבה אקוסטית של נוזלים בחלל הריאות12והאוויר. חוץ מזה, sonography היא גמישה יותר במודל של חיה קטנה מטי ובכל זאת, את האוויר בריאה משתקפת גל הקול ואת המניע מהתבוננות השינויים intrapulmonary לאחר החדרה חלקיקים. לכן, אנו משלבים בדיקת ct חזה, ריאות sonography לחקור את השינויים intrapulmonary, נוזל פלאורלי.

לאחר...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים אין לחשוף.

תודות

המחקר הנוכחי וייצור למאמר זה במימון של הלאומי מדעי הטבע קרן של סין (גרנט 81773373, 81172614 ו- 81441089 גרנט). אנו מודים ד ר יאן ג'ין ואת ד ר פאן Yujie, מחלקת חירום, בייג'ינג צ'אויאנג בית החולים, ד ר פנג Qu של מחלקת אולטראסאונד לרפואה, ביה ח בייג'ינג צ'אויאנג שעזרת עם הפקת הסרטון.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מערכת אולטרסאונד דופלר צבעונית Acuson S2000סימנס פתרונות רפואיים, Mountain View, CA
  פוליאקרילט / ננו-סיליקהאוניברסיטת פודן, שנחאי, סיןתוצרת הזמנה עם ננו-סיליקה (20 ± 5) ננומטר
10% כלורל הידרטבייג'ינג עבודות כימיות302-17-0
מהירות אור 16 טומוגרפיה ממוחשבת ספירליתGE Healthcare, ארה"ב
ספציפי ללא פתוגן Wistarמרכז בעלי חיים של Lianhelihua (בייג'ינג, סין)חולדות Wistar

מקורות

  1. Stathopoulos, G. T., et al. Nuclear factor-kappaB affects tumor progression in a mouse model of malignant pleural effusion. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 34 (2), 142-150 (2006).
  2. Shen, J., et al. The dosage-toxicity-efficacy relationship of kansui and licorice in malignant pleural effusion rats based on factor analysis. Journal of Ethnopharmacology. 186, 251-256 (2016).
  3. Nel, A., Xia, T., Mädler, L., Li, N. Toxic potential of materials at the nanolevel. Science. 311 (5761), 622-627 (2006).
  4. Maynard, A. D., et al. Safe handling of nanotechnology. Nature. 444 (7117), 267-269 (2006).
  5. Duan, J., et al. Toxic effects of silica nanoparticles on zebrafish embryos and larvae. PLoS One. 8 (9), 74606(2013).
  6. Skuland, T., Ovrevik, J., Låg, M., Schwarze, P., Refsnes, M. Silica nanoparticles induce cytokine responses in lung epithelial cells through activation of a p38/TACE/TGF-α/EGFR-pathway and NF-κΒ signaling. Toxicology and Applied Pharmacology. 279 (1), 76-86 (2014).
  7. Oberdörster, G., Oberdörster, E., Oberdörster, J. Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles. Environmental Health Perspectives. 113 (7), 823-839 (2005).
  8. Song, Y., Li, X., Du, X. Exposure to nanoparticles is related to pleural effusion, pulmonary fibrosis and granuloma. European Respiratory Journal. 34 (3), 559-567 (2009).
  9. Song, Y., et al. Nanomaterials in humans: identification, characteristics, and potential damage. Toxicologic Pathology. 39 (5), 841-849 (2011).
  10. Zhu, X., et al. Polyacrylate/nanosilica causes pleural and pericardial effusion, and pulmonary fibrosis and granuloma in rats similar to those observed in exposed workers. International Journal of Nanomedicine. 11, 1593-1605 (2016).
  11. Havelock, T., et al. Pleural procedures and thoracic ultrasound: British Thoracic Society Pleural Disease Guideline 2010. Thorax. 65, Suppl 2 61-76 (2010).
  12. Jha, A., Ullah, E., Gupta, P., Gupta, G., Saud, M. Sonography of multifocal hydatidosis involving lung and liver in a female child. Journal of Medical Ultrasound. 40 (4), 471-474 (2013).
  13. Hikaru, N., et al. Histological analysis of 70-nm silica particles-induced chronic toxicity in rats. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 72, 626-629 (2009).
  14. Sun, L., et al. Cytotoxicity and mitochondrial damage caused by silica nanoparticles. Toxicology in Vitro. 25, 1619-1629 (2011).
  15. Hikaru, N., et al. Silica nanoparticles as hepatotoxicants. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 72, 496-501 (2009).
  16. Liu, T. I., et al. Single and repeated dose toxicity of mesoporous hollow silica nanoparticles in intravenously exposed mice. Biomaterials. 32, 1657-1668 (2011).
  17. Ding, M., et al. Diseases caused by silica: Mechanisms of injury and disease development. International Immunopharmacology. 2, 173-182 (2002).
  18. Shen, J., et al. The dosage-toxicity-efficacy relationship of kansui and licorice in malignant pleural effusion rats based on factor analysis. Journal of Ethnopharmacology. 186, 251-256 (2016).
  19. Ji, J. H., et al. Twenty-eight-day inhalation toxicity study of silver nanoparticles in Sprague-Dawley rats. Inhalation Toxicology. 19 (10), 857-871 (2007).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

CT
מודל תפליט פלאורלי בחולדות על ידי החדרה Intratracheal של Polyacrylate/Nanosilica
צור קשר
המלצה לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.