L'obiettivo di questo protocollo è fornire metodi automatizzati per quantificare le patologie polmonari croniche in un modello murino di BPCO. Il protocollo include l'esposizione dei topi al fumo di sigaretta (CS), la misurazione della funzione polmonare, il gonfiaggio dei polmoni e l'utilizzo di metodi morfometrici per misurare l'enfisema e il rimodellamento delle piccole vie aeree nei topi.
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Articolo metodologico
Misurazione automatica di enfisema polmonare e piccole vie aeree ritocca in sigaretta Mice-fumo esposti
In questo articolo
Sommario
Abstract
>jove_content(1). I modelli animali di BPCO vengono utilizzati per identificare le molecole che contribuiscono al processo patologico e per testare l'efficacia di nuove terapie per la BPCO. I ricercatori utilizzano una serie di modelli di BPCO che impiegano diverse specie tra cui roditori, porcellini d'India, conigli e cani. Tuttavia, il modello più utilizzato è quello in cui i topi sono esposti al fumo di sigaretta. I topi sono una specie particolarmente utile in cui modellare la BPCO perché il loro genoma può essere facilmente manipolato per generare animali che sono carenti o sovraesprimono singole proteine. Studi su topi geneticamente mirati che sono stati esposti al fumo di sigaretta hanno fornito preziose informazioni sui contributi delle singole molecole a diverse patologie polmonari nella BPCO (3-5). La maggior parte degli studi si è concentrata sulle vie coinvolte nello sviluppo dell'enfisema che contribuisce all'ostruzione del flusso d'aria caratteristica della BPCO. Tuttavia, anche la fibrosi delle piccole vie aeree contribuisce in modo significativo all'ostruzione del flusso aereo nei pazienti umani con BPCO(6), ma si sa molto meno sulla patogenesi di questa lesione negli animali esposti al fumo. Per colmare questa lacuna di conoscenza, questo protocollo quantifica sia lo sviluppo di enfisema che la fibrosi delle piccole vie aeree nei topi esposti al fumo. Questo protocollo espone i topi alla CS utilizzando una tecnica di esposizione di tutto il corpo, quindi misura la meccanica respiratoria nei topi, gonfia i polmoni dei topi a una pressione standard e fissa i polmoni in formalina. Il ricercatore colora quindi le sezioni polmonari con la colorazione di Gill per misurare la lunghezza media della corda alveolare (come lettura della gravità dell'enfisema) o la colorazione tricromica di Masson per misurare la deposizione di proteine della matrice extracellulare (ECM) attorno alle piccole vie aeree (come lettura della fibrosi delle piccole vie aeree). Gli studi sugli effetti delle vie molecolari su entrambe queste patologie polmonari porteranno a una migliore comprensione della patogenesi della BPCO.
Introduzione
L'uso di modelli animali per lo studio BPCO è impegnativo, perché nessun modello può riprodurre perfettamente tutte le caratteristiche della malattia umana (2). La maggior parte dei ricercatori utilizzano topi per modellare la BPCO a causa delle somiglianze tra i topi e gli esseri umani nella loro polmonari fisiologia, patologia, genetica, e metaboliti. Inoltre, i topi sono relativamente poco costoso per studiare, e sia l'enfisema e la piccola rimodellamento delle vie aeree si sviluppano entro 6 mesi di esposizione CS (5,7-9).
Il fumo di sigaretta indotta BPCO: Diversi metodi possono indurre ....
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Protocollo
Il protocollo prende ~ 25 settimane per completare. Il protocollo topi nell'aria o fumare esposto per 24 settimane. Al termine delle esposizioni fumo, le misure di protocollo funzione polmonare nei topi, e polmoni sono gonfiati ad una pressione fissa, fissi, e rimossi lo stesso giorno. È necessario più tempo per il ricercatore di incorporare, tagliare, e macchiare sezioni polmonari (2-3 giorni), e la cattura e analizzare le immagini (2-4 giorni a seconda del numero di animali studiati). Questo protocollo può anche essere usato per misurare senile allargamento dello spazio aereo nei topi.
Tutte le procedure descritte in questo protocollo sono stati approvati dalla cura degli a....
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Risultati
Questo protocollo inizia con l'esposizione del corpo intero di topi per CS. Un'adeguata sorveglianza e la manutenzione del dispositivo e monitoraggio dei TPM conta garantire esposizioni fumo costanti (Figura 1). È importante che il ricercatore pratica la tecnica di gonfiaggio polmonare utilizzando il dispositivo di gonfiaggio
Questo protocollo inizia con l'esposizione del corpo intero di topi per CS. Un'adeguata sorveglianza e la manutenzione del dispositivo e monitoraggio d.......
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Discussione
La maggior parte dei ricercatori utilizza i topi per modellare le principali patologie polmonari croniche e la fisiologia polmonare anormale nella BPCO (allargamento dello spazio aereo, SAR e aumento della compliance polmonare) presenti nella malattia umana. È necessario un approccio completo per valutare l'effetto delle molecole di interesse sia sullo sviluppo dell'enfisema che sul SAR nei topi, al fine di valutare in modo completo le attività delle molecole di interesse in questi processi di malattia cronica.
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Dichiarazioni
Non abbiamo conflitti di interesse da divulgare.
Ringraziamenti
Ringraziamo Francesca Polverino MD, Research Fellow presso il Brigham and Women Hospital per il suo contributo a questo articolo, e anche Monica Yao, BS, e Kate Rydell, BS per la loro assistenza con allevamento murina ed esponendo i topi al fumo di sigaretta.
Questo lavoro è stato sostenuto dal servizio Public Health, National Heart, Lung, and Blood Institute Grants HL111835, HL105339, HL114501, assistenti di volo Medical Research Institute di Grant # CIA123046, il Brigham and Institute Consorzio Ospedale-Lovelace Respiratory Research delle donne, e la Cambridge NIHR biomedica Centro di Ricerca.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Dispositivo per l'esposizione al fumo di tutto il corpo | Teague Enterprise | TE-10z | Esposizioni croniche al fumo per indurre malattie polmonari croniche nei topi |
| Ricerca Sigaretta | Università del Kentucky | 3R4F sigarette | |
| Pallflex® Filtri per il monitoraggio dell'aria, filtri Emfab TX40HI20WW, 25 mm | Pall Corporation | 7219 | Per la misurazione di TPM |
| Portafiltro da 25 mm | Pall Corporation | ||
| Campionatore di filtri | Intermatic | Metal T100 | |
| Contatore di gas | AEM | Contatori di gas G1.6; G2.5; | |
| per topo calibro 18 | Labinvention | Analisi della funzione polmonare | |
| Ventilatore meccanico | di Gill Scireq | FlexiVent | |
| Sigma-Aldrich | GSH316 | Per la colorazione delle branchie, lavorare sotto una cappa aspirante | |
| Soluzione di ematossilina, Harris modificato | Sigma-Aldrich | HHS16 | |
| Cytoseal-60 | Thermo Scientific | 8310-16 | |
| Micro-Slide-Field-Finder | Andwin Scientific INC | 50-949-582 | Per l'analisi dell'enfisema |
| Scion Image Program | Scion Corporation | ||
| Colorazione tricromica di Mason | Sigma-Aldrich | HT15 | Per l'analisi della fibrosi delle piccole vie aeree |
| MetaMorp Offline versione 7.0 | Molecullar Devices LLC | 31032 |
Riferimenti
- Murray, C. J., Lopez, A. D. Measuring the global burden of disease. N. Engl. J Med. 369, 448-457 (2013).
- Wright, J. L., Cosio, M., Churg, A. Animal models of chronic obstructive pulmonary disease. Am. J Physiol Lung Cell Mol. Physiol. 295, 1-15 (2008).
- Hautama....
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Ristampe e permessi
