פרוטוקול זה מתאר שיטה לביסוס מודל עכברי של סיליקוזיס באמצעות חשיפה חוזרת ונשנית לתרחיפים של סיליקה באמצעות טפטוף אף. מודל זה יכול לחקות ביעילות, בנוחות ובגמישות את התהליך הפתולוגי של סיליקוזיס אנושי עם חזרתיות וחיסכון גבוהים.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה מתאר שיטה לביסוס מודל עכברי של סיליקוזיס באמצעות חשיפה חוזרת ונשנית לתרחיפים של סיליקה באמצעות טפטוף אף. מודל זה יכול לחקות ביעילות, בנוחות ובגמישות את התהליך הפתולוגי של סיליקוזיס אנושי עם חזרתיות וחיסכון גבוהים.
סיליקוזיס יכול להיגרם על ידי חשיפה לאבק סיליקה גבישי נשימתי (CSD) בסביבה תעשייתית. הפתופיזיולוגיה, הסינון והטיפול בסיליקוזיס בבני אדם נחקרו כולם בהרחבה באמצעות מודל הסיליקוזיס של העכבר. על-ידי גרימת עכברים לשאוף CSD שוב ושוב לריאותיהם, העכברים יכולים לחקות את הסימפטומים הקליניים של סיליקוזיס אנושי. מתודולוגיה זו מעשית ויעילה מבחינת זמן ותפוקה, ואינה גורמת לפגיעה מכנית בדרכי הנשימה העליונות עקב ניתוח. יתר על כן, מודל זה יכול לחקות בהצלחה תהליך טרנספורמציה חריפה/כרונית של סיליקוזיס. הנהלים העיקריים היו כדלקמן. אבקת CSD מעוקרת של 1-5 מיקרומטר נטחנה במלואה, מרחפת במי מלח ופוזרה באמבט מים על-קולי למשך 30 דקות. עכברים תחת הרדמה הנגרמת על ידי איזופלורן עברו מנשימה רדודה ומהירה לשאיפה עמוקה ואיטית במשך כ -2 שניות. העכבר הונח בכף יד, וקצה האגודל נגע בעדינות בקצה השפה של לסת העכבר כדי ליישר את נתיב האוויר. לאחר כל נשיפה, העכברים נשמו את תרחיף הסיליקה טיפה אחר טיפה דרך נחיר אחד, והשלימו את התהליך תוך 4-8 שניות. לאחר שנשימתם של העכברים התייצבה, ליטפו וליטפו את החזה שלהם כדי למנוע את שיעול ה-CSD בשאיפה. לאחר מכן הוחזרו העכברים לכלוב. לסיכום, מודל זה יכול לכמת CSD לאורך המעבר הפיזיולוגי הטיפוסי של חלקיקים זעירים לתוך הריאה, מדרכי הנשימה העליונות אל הסימפונות הסופניים ונאדיות. זה יכול גם לשכפל את החשיפה החוזרת ונשנית של עובדים עקב עבודה. המודל יכול להתבצע על ידי אדם אחד ואינו זקוק לציוד יקר. זה בנוחות וביעילות מדמה את תכונות המחלה של סיליקוזיס אנושי עם חזרתיות גבוהה.
עובדים נחשפים באופן בלתי נמנע לאבק סיליקה גבישי לא סדיר (CSD), שניתן לשאוף והוא רעיל יותר בהקשרים תעסוקתיים רבים, כולל כרייה, כלי חרס, זכוכית, עיבוד קוורץ ובטון 1,2. מצב שאיפת אבק כרוני המכונה סיליקוזיס גורם לפיברוזיס ריאתי מתקדם3. על פי נתונים אפידמיולוגיים, שכיחות הסיליקוזיס נמצאת בירידה עולמית בעשורים האחרונים, אך בשנים האחרונות היא עולה ומשפיעה על צעירים 4,5,6. המנגנון הבסיסי של סיליקוזיס מהווה אתגר משמעותי למחקר המדעי בשל תחילתו החתרנית ותקופת הדגירה הממושכת. עדיין לא ידוע כיצד מתפתחת סיליקוזיס. יתר על כן, אין תרופות הנוכחיות יכול לעצור את התקדמות סיליקוזיס ופיברוזיס ריאתי הפוך.
המודלים הנוכחיים של עכבר עבור סיליקוזיס כוללים בליעה קנה הנשימה של השעיה מעורבת של CSD. לדוגמה, מתן CSD לריאות על ידי אימוץ טראומת קנה הנשימה הצווארית לאחר הרדמה אינו תואם חשיפה אנושית חוזרת ונשנית לאבק צבע7. ההשפעה של חשיפה לאבק סביבתי על אנשים ניתן ללמוד על ידי חשיפתם CSD בצורה של אירוסולים, אשר משקף בצורה מדויקת יותר את הריכוזים הסביבתיים של חומר רעיל זה8. עם זאת, CSD סביבתי לא יכול פשוט להיות שואף ישירות לתוך הריאות בשל המבנה הפיזיולוגי הייחודי של אף העכבר9. יתר על כן, הציוד הקשור לטכנולוגיה זו הוא יקר, מה שגרם לחוקרים להעריך מחדש את מודל סיליקוזיסעכבר 10. על ידי שאיפת תרחיף CSD דרך טפטוף אף חמש פעמים בתוך שבועיים, ניתן היה לבנות מודל דינמי של סיליקוזיס. דגם זה עקבי ובטוח ובו בזמן קל לשימוש. חשוב לציין כי מחקר זה מאפשר שאיפה חוזרת ונשנית של CSD בעכברים. מודל הסיליקוזיס של העכבר שנוצר באמצעות הליך זה צפוי להיות מועיל יותר לדרישות המחקר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הנהלים פעלו בהתאם להנחיות המדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה של המכונים הלאומיים לבריאות (פרסום NIH מס' 8023, תוקן בשנת 1978) ואושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת אנחווי למדע וטכנולוגיה.
1. ניהול והאכלת עכברים
2. הכנת השעיית CSD
3. מתן טפטופים לאף לעכבר
4. איסוף רקמות הריאה והכנת קטע פרפין
5. ביצוע צביעת המטוקסילין ואוזין (HE)
6. ביצוע צביעת מסון
7. ביצוע צביעה אדומה של סיריוס
8. ביצוע אימונוהיסטוכימיה
9. ביצוע ניתוח כתם מערבי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפתוגנזה הפוטנציאלית של סיליקוזיס בעכברים נחקרה בשיטה המוצעת. מצאנו כי משקל הגוף של העכברים בקבוצת הניסוי ירד משמעותית ביחס לקבוצת הביקורת, וכי משקל הגוף התאושש לאט לאחר הפסקת החשיפה. בשל המינון האופטימלי המשמש כאן, לא נצפתה תמותה בעכברים שנחשפו לסיליקה בניסוי זה. מפת הדרכים הטכנית של טפטוף אף חוזר ונשנה ל-CSD מוצגת באיור 1. ההליכים שתוארו לעיל כללו הכנת מתלה CSD, הרדמה הנגרמת על ידי איזופלורן, טפטוף אף ועיסוי חזה12. הדגמנו שקיעת קולגן והתמיינות מיופיברובלסטים לאחר 4 ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מודלים של עכברי סיליקוזיס חיוניים לחקר הפתוגנזה והטיפול בסיליקוזיס. פרוטוקול זה מתאר שיטה להכנת מודל של סיליקוזיס בעכברים באמצעות חשיפה חוזרת לאף. שיטה זו מאפשרת לחקור את המאפיינים הפתולוגיים של סיליקוזיס המושרה על ידי זמני חשיפה שונים. עכברים הורדמו והונשמו וקצב נשימתם נוטר. קצב הנשימה הראשוני הקצר והמהיר הואט והעמיק בהדרגה עם הזמן. ההרדמה גרמה לשרירי העכברים להירגע, מה שהוביל לנשימה עמוקה ואיפשר להם לשאוף CSD בחלון זמן של נשימה איטית ועמוקה. בתהליך זה, המפעיל מחזיק את לסת העכבר עם האגודל ומיישר את צווארו כדי למנוע מהנו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין ניגודי עניינים.
מחקר זה נתמך על ידי תוכנית החדשנות הסינרגית האוניברסיטאית של מחוז אנחווי (GXXT-2021-077) וקרן החדשנות לבוגרי אוניברסיטת אנחווי למדע וטכנולוגיה (2021CX2120).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צינור 0.5 מ"ל | Biosharp | BS-05-M | |
| 10% פורמלין ניטרלי קיבוע | Nanchang Yulu ציוד ניסיוני ושות'. | ||
| Adobe Illustrator | Adobe | ||
| NA אלכוהול חיטוי | Xintai Kanyuan מוצרי חיטוי ושות' | ||
| CD68 | Abcam | ab125212 | |
| תמיסת אחזור אנטיגן ציטראט | Biosharp מדעי החיים | BL619A | |
| DAB ערכה כרומוגנית | NJJCBio | W026-1-1 | |
| דימתיל בנזן | מערב אסיה טכנולוגיה כימית (שאנדונג) Co | NA | |
| ערכת בדיקת חלבון BCA משופרת | Beyotime Biotechnology | P0009 | |
| המטוקסילין ואאוזין (H& E) | Beyotime Biotechnology | C0105S | |
| HRP Substrate | Millipore Corporation | P90720 | |
| מצומד HRP Affinipure עז אנטי-ארנב IgG (H + L) | Proteintech | Sa00001-2 | |
| חומצה קרח | מערב אסיה טכנולוגיה כימית (שאנדונג) Co | NA | |
| ImageJ | NIH | NA | |
| Isoflurane | RWD Life Science | R510-22 | |
| ערכת כתמי טריכרום של מאסון | Solarbio | G1340 | |
| מתנול | מקלין | NA | |
| Microtubes | Millipore | AXYMCT150CS | |
| NF-κ B p65 | טכנולוגיית איתות תאים | 8242S | |
| אמבט מתכת תרמוסטטי תנודתי Abson | NA | ||
| מכונת הטמעת פרפין | דיוק (צ'אנגג'ואו) ציוד רפואי ושות'. | PBM-A | |
| פורס פרפין | Jinhua Kratai Instruments Co. | מאגר פוספט NA | |
| (PBS) | Biosharp | BL601A | |
| תמיסת מלח פיזיולוגית | בית החולים העממי הראשון של העיר הואינאן | NA | |
| Pipettes | Eppendorf | NA | |
| PMSF | Beyotime Biotechnology | ST505 | |
| מיקרוסקופ אור מקוטב | Olympus | BX51 | |
| איזון מדויק | Acculab | ALC-110.4 | |
| Prism7.0 | GraphPad | גרסה 7.0 | |
| PVDF ממברנות | Millipore | 3010040001 | |
| RIPA מאגר ליזה | Beyotime ביוטכנולוגיה | P0013B | |
| RODI IOT מערכת טיהור מים רב תכליתית חכמה | RSJ | RODI-220BN | |
| Scilogex SK-D1807-E שייקר תלת מימד | Scilogex | NA | |
| SDS-PAGE ערכת הכנת ג'ל | Beyotime ביוטכנולוגיה | P0012A | |
| סיליקון דיוקסיד | סיגמא | #BCBV6865 | |
| סיריוס מכתים אדום | נאנג'ינג SenBeiJia טכנולוגיה ביולוגית ושות', בע"מ | ||
| מכונת הרדמה לבעלי חיים קטנים | Anhui Yaokun Biotech Co., Ltd. | ZL-04A | |
| קצות פיפטה אוניברסליים (0.1– 10 ומיקרו; L) | KIRGEN | KG1011 | |
| קצות פיפטה אוניברסליים (100– 1000 ומיקרו; L) | KIRGEN | KG1313 | |
| קצות פיפטה אוניברסליים (1– 200 ומיקרו; L) | KIRGEN | KG1212 | |
| מערבולת מיקסר | VWR | NA | |
| ZEISS GeminiSEM 500 | Zeiss גרמניה | SEM 500 | |
| β-actin | Bioss | bs-0061R |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה