מחקר זה מתאר טכניקה לביסוס מודל חולדות סיליקוזיס עם שאיפת סיליקה דרך כל הגוף בתא שאיפה. החולדות עם סיליקוזיס יכולות לחקות מקרוב את התהליך הפתולוגי של סיליקוזיס אנושי בצורה קלה, חסכונית עם חזרתיות טובה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מחקר זה מתאר טכניקה לביסוס מודל חולדות סיליקוזיס עם שאיפת סיליקה דרך כל הגוף בתא שאיפה. החולדות עם סיליקוזיס יכולות לחקות מקרוב את התהליך הפתולוגי של סיליקוזיס אנושי בצורה קלה, חסכונית עם חזרתיות טובה.
הגורם העיקרי לסיליקוזיס הוא שאיפת סיליקה בסביבה התעסוקתית. למרות כמה הבדלים אנטומיים ופיזיולוגיים, מודלים של מכרסמים ממשיכים להיות כלי חיוני לחקר סיליקוזיס אנושי. עבור סיליקוזיס, התהליך הפתולוגי הקלאסי צריך להיות מושרה באמצעות שאיפת חלקיקי קוורץ טריים, כלומר גרימת מחלה תעסוקתית אנושית באופן ספציפי. מחקר זה תיאר טכניקה לביסוס וחיקוי יעיל של תהליך האבולוציה הפתולוגית הדינמית של סיליקוזיס. יתר על כן, הטכניקה הייתה בעלת יכולת חזרה טובה ללא ניתוח מעורב. מערכת החשיפה לשאיפה יוצרה, אומתה ושימשה למחקרים טוקסיקולוגיים על שאיפת חלקיקים הניתנים לנשימה. הרכיבים הקריטיים היו כדלקמן: (1) מחולל אבקה SiO2 יבש בתפזורת המותאם לבקר זרימת אוויר; (2) 0.3 מ'3 תא חשיפה לאינהלציה של כל הגוף המכיל עד 3 חולדות בוגרות; (3) מערכת ניטור ובקרה לוויסות ריכוז, טמפרטורה, לחות ולחץ חמצן בזמן אמת; (4) מערכת חסמים וסילוק פסולת להגנה על טכנאי המעבדות ועל הסביבה. לסיכום, הפרוטוקול הנוכחי מדווח על השאיפה דרך כל הגוף, ותא האינהלציה יצר מודל סיליקוטי אמין, סביר וניתן לחזור על עצמו עם תמותה נמוכה, פחות פציעות ויותר הגנה.
סיליקוזיס, הנגרמת על ידי שאיפת סיליקה, היא מחלת המקצוע החמורה ביותר בסין, המהווה יותר מ -80% מכלל הדיווחים על מחלות מקצוע מדי שנה1. האטיולוגיה של סיליקוזיס ברורה, וניתן למנוע אותה ולשלוט בה, אך אין שיטת טיפול יעילה זמינה2. תרופות רבות הוכחו כיעילות במחקרים בסיסיים, אך יש להן השפעות קליניות לא מדויקות 3,4. לכן, המנגנונים הפתולוגיים והפיזיולוגיים של סיליקוזיס עדיין צריכים להיחקר.
מחקרים רבים השתמשו בעירוי חד פעמי של סיליקה לקנה הנשימה של חולדות או עכברים כדי לחקור את הפתוגנזה של סיליקוזיס 5,6. למרות שניתן היה להשיג מודלים סיליקוטיים אלה של מכרסמים בזמן קצר7, לשיטות אלה עדיין היו אתגרים, כגון טראומה של בעלי חיים ותמותה גבוהה. כמה מחקרים כללו החדרת סיליקה מאוחסנת לריאות כדי לגרום לתגובת ריאות לא ספציפית, אך לא הזכירו גושים סיליקוטיים בעכברים8. יתר על כן, הרחק מסיליקוזיס חריף, חשיפה כרונית לסיליקה בסביבות תעסוקתיות גרמה לדלקת ריאות נמוכה משמעותית והעלתה את רמות הסמנים האנטי-אפופטוטיים, ולא סמנים פרו-אפופטוטיים, בריאות9. לכן, יש צורך במודל אמין, סביר וניתן לחזור על עצמו כדי לחקור את הפתוגנזה של סיליקוזיס עוד יותר.
המחקר הנוכחי מתאר שיטה לחיקוי תהליך המחלה של חולי סיליקוזיס באמצעות שאיפת סיליקה דרך כל הגוף, חלקיקים המועברים באוויר בתא שאיפה, שכלל מחולל סיליקה המועבר באוויר, תא גוף שלם ומערכת לסילוק פסולת. שיטה זו פשוטה, קלה לתפעול ומחקה ביעילות את תהליך האבולוציה הפתולוגית הדינמית של סיליקוזיס. כמו כן, מנגנונים אפשריים רבים ואת הפתוגנזה של סיליקוזיס מזוהים באמצעות שיטה זו 10,11,12. הפרוטוקול המוצע צפוי לסייע בחקירות נוספות בתחום הקשור לחקר סיליקוזיס.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים בבעלי חיים נערכו על פי מדריך המכונים הלאומיים לבריאות של ארצות הברית לטיפול ושימוש בחיות מעבדה ואושרו על ידי הוועדה לאתיקה של אוניברסיטת צפון סין למדע וטכנולוגיה (קוד פרוטוקול LX2019033 ואישור 2019-3-3). חולדות וויסטאר זכריות, בנות 3 שבועות, שימשו במחקר הנוכחי. כל החולדות הוחזקו בכלובים סטטיים עם שבבי עץ. בעלי החיים הוחזקו במחזור אור/חושך של 12 שעות/12 שעות, וסופקו להם מזון ומים עד לליביטום. ניסויי מעקב נערכו לאחר שבוע של הזנה אדפטיבית.
1. הכנת בעלי חיים
2. הכנת סיליקה
אזהרה: אבק סיליקה הנשאף על ידי גוף האדם עלול להזיק לריאות. לכן, אנשים חייבים ללבוש סרבל, כפפות רפואיות ומסכות מגן (N95) במהלך המבצעים.
3. חשיפה לסיליקה לחולדות

4. רכישה וקיבוע של רקמות הריאה
5. צביעת המטוקסילין ואאוזין (H&E)
6. צביעה אימונוהיסטוכימית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
באמצעות השיטה המוצעת, כמה מנגנונים פוטנציאליים ואת הפתוגנזה של סיליקוזיס נחקרו בחולדות. הסכימה של תא האינהלציה מוצגת באיור 1. התא כלל מחולל סיליקה המועבר באוויר, תא גוף שלם ומערכת לסילוק פסולת, כפי שתואר קודם לכן17. תפקודי הריאות, רמות הגורמים הדלקתיים בסרום ובריאה, שקיעת קולגן והתמיינות מיופיברובלסט דווחו במחקרים הקודמים 10,18,19. הביטוי הדיפרנציאלי של miRNA, lncRNA ו-mRNA ד...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כגורם המוביל לסיליקוזיס, סיליקה ממלאת תפקיד מכריע בעיצוב. חלקיקי הסיליקה הנשאפים על ידי חולים עם פנאומוקוניוזיס הם חלקיקי סיליקה טריים וחופשיים המיוצרים על ידי חיתוך מכני. סיליקה יכולה לייצר מיני חמצן תגובתיים ישירות על משטחי חלקיקים שזה עתה נבקעו או בעקיפין באמצעות השפעתה על המקרופאגים25. לכן, טחינה של חלקיקי סיליקה הוא בעל חשיבות גבוהה. בפרוטוקול המוצע, סיליקה נטחנה בטיט אגת במשך יותר מ-90 דקות כדי להפוך אותה לעדינה יותר, לא סדירה יותר ולהגדיל את שטח הפנים. כפי שדווח, אסור שהריכוזים באוויר של סי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין ניגוד עניינים.
עבודה זו מומנה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82003406), הקרן למדעי הטבע של מחוז הביי (H2022209073), ופרויקט המדע והטכנולוגיה של מחלקת החינוך של חביי (ZD2022127).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| גלאי אוויר (דגימה אטמוספרית דחיסה) | צ'ינגדאו Xuyu טכנולוגיה להגנת הסביבה ושות 'בע"מ | ||
| טבלה | לא מומלץ מותג ספציפי. | ||
| נוגדן של CD68 | Abcam | ab201340 | |
| DAB | ZSGB-BIO | ZLI-9018 | |
| חימום חשמלי אוויר נושבת מייבש | שנחאי Yiheng Scientific Instrument Co., LTD | ||
| איזון אלקטרוני | OHRUS | ||
| הטמעת מכונת | leica | ||
| מכשיר פריקת גז פליטה | הופ תעשיה ומסחר בע"מ | ||
| מערכות גנרטורים | הופ תעשיה ומסחר בע"מ | ||
| כפפות (כפפות מעבדה דקות) | של secco | ||
| ואאוזין | BaSO Diagnostics Inc. | BA4025 | |
| HOPE MED 8050 מכשיר בקרת חשיפה | HOPE תעשייה ומסחר בע"מ | ||
| תא אינהלציה | הופ תעשיה ומסחר בע"מ | ||
| מזרק | לא מומלץ מותג ספציפי. | ||
| מיקרוסקופ אור | שקופית אובייקט אולימפוס | ||
| shitai | |||
| PV-6000 (HRP מצומד עז אנטי עכבר IgG פולימר) | בייג'ינג Zhongshan Jinqiao ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | s5631 | |
| סיליקון דו חמצני | סיגמא-אולדריץ | ||
| ' מכונת חיתוך | leica | RM2255 | |
| מכשיר לטיפול בגז פסולת | HOPE Industry and Trade Co. Ltd. | ||
| קופסה רטובה | מפעל | ||
| Xylol | טיאנג'ין Yongda מגיב כימי ושות', בע"מ |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.