Generazione di un modello di malattia polmonare ostruttiva cronica nei topi da esposizione ripetuta dell'ozono

Sommario

Questo studio descrive la generazione di successo di un nuovo modello animale di malattia polmonare ostruttiva cronica (COPD) esponendo ripetutamente topi ad alte concentrazioni di ozono.

Abstract

La broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) è caratterizzata da distruzione parenchimale di flusso d'aria persistente limitazione e del polmone. Ha un'incidenza molto alta nelle popolazioni di invecchiamento. Le attuali terapie convenzionali per BPCO concentrarsi principalmente su sintomo-modificanti; Pertanto, è urgente lo sviluppo di nuove terapie. Modelli animali qualificati della BPCO potrebbero contribuire a caratterizzare i meccanismi di fondo e possono essere utilizzati per lo screening di stupefacenti nuovi. Modelli attuali di COPD, come il lipopolisaccaride (LPS) o l'elastasi pancreatica porcina (PPE)-modello di enfisema indotto, generare COPD-come le lesioni nei polmoni e vie respiratorie ma altrimenti non assomigliano alla patogenesi della BPCO umano. Un fumo di sigaretta (CS)-modello indotto rimane uno dei più popolari perché non solo simula la BPCO-come le lesioni dell'apparato respiratorio, ma si basa anche su uno dei principali materiali pericolosi che le cause della BPCO in esseri umani. Tuttavia, gli aspetti molto tempo e laboriosi del modello indotto da CS drammaticamente limitano l'applicazione in screening di nuovi farmaci. In questo studio, abbiamo generato con successo un nuovo modello di BPCO esponendo topi ad alti livelli di ozono. Questo modello ha dimostrato quanto segue: 1) è diminuito di volume espiratorio forzato di 25, 50 e 75/forzata di capacità vitale (FEV₂₅/FVC, FEV₅₀/FVC e FEV₇₅/FVC), che indica il deterioramento della funzione polmonare; 2) gli alveoli del polmone allargata, con distruzione parenchimale del polmone; 3) ridotto affaticamento tempo e distanza; e 4) ha aumentato l'infiammazione. Presi insieme, questi dati dimostrano che il modello di esposizione (OE) l'ozono è un affidabile modello animale che è simile agli esseri umani perché sovraesposizione di ozono è uno dei fattori eziologici della BPCO. Inoltre, ci sono voluti solo 6-8 settimane, basate sul nostro lavoro precedente, per creare un modello di OE, considerando che richiede 3-12 mesi per indurre il modello di fumo di sigaretta, che indica che il modello di OE potrebbe essere una buona scelta per la ricerca di BPCO.

Introduzione

Si prevede infatti che la BPCO, tra cui l'enfisema e la bronchite cronica, potrebbe essere la terza causa di morte nel mondo nel 2020^1,2. L'incidenza potenziale della BPCO in una popolazione di oltre 40 anni di età è stimata essere 12,7% nei maschi e 8,3% in femmine entro i prossimi 40 anni³. No farmaci attualmente disponibili invertire il deterioramento progressivo in COPD pazienti⁴. Affidabili modelli animali della BPCO non solo esigono l'imitazione del processo patologico della malattia ma richiedono anche un generazione di breve periodo. Attuali modelli di BP....

Protocollo

Nota: OE il modello è stato generato e utilizzato nella ricerca precedentemente segnalati ^{30 , 31 , 32}. Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati approvati dal istituzionale Animal Care e uso Committee (IACUC) di Shanghai Jiaotong University.

1. topi

1. casa esenti da patogeni, 7 a 9-week-old femminili topi BALB/c in gabbie individuali ventilate in un animale impianto sotto controllato temperatura (20 ° C) e umidità (40-60%). Fornire una 12 ore di luce e il ciclo scuro 12h nella struttura. Fornire cibo e acqua ad libitum.<....

Risultati

Esempi di immagini 3D µCT di ogni gruppo vengono visualizzati nella Figura 1un. I topi esposti a ozono hanno avuti un volume polmonare totale significativamente più grande (Figura 1un e b) e LAA % (Figura 1c) che ha fatto i topi di controllo aria-esposti. Il volume polmonare e LAA % è rimanere elevati dopo sei settimane di ozono esposizione

Discussione

In questo studio, presentiamo un metodo affidabile per la generazione di un nuovo modello di BPCO. Rispetto ad altri modelli (cioè, LPS o modelli di dpi), questo modello di OE ricapitola il processo patologico di pazienti con BPCO. Poiché il fumo di sigaretta è il principale materiale pericoloso che le cause della BPCO in pazienti umani⁴⁰, il modello CS rimane il più popolare BPCO modello^41,42. Tuttavia, il modello CS richiede un .......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Topi BALB/c	Slac Laboratory Animal, Shanghai, Cina	In	questo studio sono stati utilizzati topi BALB/c femmine di 7-9 settimane di età.
Gabbie ventilate individuali	Suhang, Shanghai, Cina	Numero di modello: MU64S7	Le gabbie sono state utilizzate per ospitare i topi nella struttura per animali.
Scatola di perspex sigillante	Suhang, Shanghai, Cina	N/A	La scatola è stata utilizzata per contenere il generatore di ozono. I topi sono stati esposti all'ozono all'interno della scatola.
Generatore elettrico	Sander Ozoniser, Uetze-Eltze, Germania	Modello 500	Il dispositivo è stato utilizzato per generare ozono.
Sonda per ozono	ATi Technologies, Ashton-U-Lyne, Greater Manchester, Regno Unito	Ozono 300	Il dispositivo è stato utilizzato per il monitoraggio e il controllo della generazione di ozono.
Pelltobarbitalum natricum	Sigma, St. Louis, MO, USA	P3761	I topi sono stati anestetizzati mediante iniezione intraperitoneale di pelltobarbitalum natricum.
Tomografia micro-computerizzata	GE Healthcare, Londra, ON, Canada	RS0800639-0075	Questo dispositivo è stato utilizzato per l'acquisizione di immagini del polmone.
Micro-view 2.01 ABA software	GE Healthcare, Londra, ON, Canada	Micro-view 2.01	Questo dispositivo è stato utilizzato per ricostruire il polmone e analizzare il volume, LAA del polmone.
Tapis roulant	Duanshi, Hangzhou, Zhejiang, Cina	DSPT-208	Questa macchina è stata utilizzata per la prova di fatica.
Pletismografo per carrozzeria	eSpira™ Sistema di manovre forzate, EMMS, Edimburgo, Regno Unito	Sistema di manovre forzate	Questo dispositivo è stato utilizzato per testare la funzione polmonare della spirometria.
Ventilatore	eSpira™ Sistema di manovre forzate, EMMS, Edimburgo, Regno Unito	Sistema di manovre forzate	Questo dispositivo è stato utilizzato per testare la funzione polmonare della spirometria.
Centrifuga per vetrini	Denville Scientific, Holliston, MA, USA	C1183	È stato utilizzato per far girare le cellule BALF su vetrini.
Wright Staining	Hanhong, Shanghai, Cina	RE04000054	È stato utilizzato per colorare i macrofagi e i neutrofili nel BALF sospeso.
Emocitometro	Hausser Scientific, Horsham, PA, USA	4000	Veniva utilizzato per contare le cellule.
IL-1β	Abcam, Cambridge, MA, USA	ab100704	Sono stati utilizzati per testare i rispettivi fattori nel siero.
IL-10	Abcam, Cambridge, MA, USA	ab46103	Sono stati utilizzati per testare i rispettivi fattori nel siero.
TNF-&alfa;	Abcam, Cambridge, MA, USA	ab100747	Sono stati utilizzati per testare i rispettivi fattori nel siero.
Paraformaldeide	Sigma, St. Louis, MO, USA	P6148	Il polmone è stato gonfiato con paraformaldeide al 4%.
Paraffina	Hualing, Shanghai, Cina	56#	È stato utilizzato per incorporare il polmone.
Microtomo rotativo	Leica, Wetzlar,  Assia, Germania	RM2255	È stato utilizzato per il sezionamento del polmone.
Hgaematossilina ed eosina (H& E) soluzione colorante	Solarbio, Pechino, Cina	G1120	H& La colorazione E è stata eseguita per l'analisi morfometrica.
Microscopio verticale a campo chiaro	Olympus, Center Valley, PA, USA	CX41	È stato utilizzato per visualizzare l'H& E vetrini coloranti.
Adobe Photoshop 12	Adobe, San Jose, CA, Stati Uniti	Adobe Photoshop 12	È stato utilizzato per contare il numero di alveoli sul H & E immagini colorate.
Prisma GraphPad 5	Graphpad Software Inc., San Diego, CA	Prisma GraphPad 5	È stato utilizzato per l'analisi dei dati e la produzione di figure.