Waiting
Elaborazione accesso...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

تثبيت الرئة تحت الضغط المستمر لتقييم انتفاخ الرئة في الفئران

Published: September 26, 2019 doi: 10.3791/58197

Summary

يقدم هنا هو بروتوكول مفيد لتثبيت الرئة التي تخلق حالة مستقرة لتقييم النسيج ية من عينات الرئة من نموذج الماوس من انتفاخ الرئة. الميزة الرئيسية لهذا النموذج هو أنه يمكن إصلاح العديد من الرئتين مع نفس الضغط المستمر دون انهيار الرئة أو الانكماش.

Abstract

انتفاخ الرئة هو سمة هامة من أمراض الانسداد الرئوي المزمن (COPD). تتطلب الدراسات التي تنطوي على نموذج الماوس انتفاخ الرئة تثبيت الرئة الأمثل لإنتاج عينات النسيج ية موثوق بها من الرئة. بسبب طبيعة التركيب الهيكلي للرئة، والتي تتكون إلى حد كبير من الهواء والأنسجة، هناك خطر أن ينهار أو ينكمش خلال عملية التثبيت. توجد طرق مختلفة لتثبيت الرئة، ولكل منها مزاياه وعيوبه الخاصة. طريقة تثبيت الرئة المعروضة هنا تستخدم الضغط المستمر لتمكين التقييم الأمثل للأنسجة للدراسات باستخدام نموذج الرئة الماوس انتفاخ الرئة. الميزة الرئيسية هي أنه يمكن إصلاح العديد من الرئتين مع نفس الحالة في وقت واحد. يتم الحصول على عينات الرئة من الفئران المزمنة المعرضة لدخان السجائر. يتم تنفيذ تثبيت الرئة باستخدام المعدات المتخصصة التي تمكن من إنتاج الضغط المستمر. ويحافظ هذا الضغط المستمر على الرئة في حالة تضخم معقولة. وهكذا، يولد هذا الأسلوب عينة نسيجية من الرئة التي هي مناسبة لتقييم السجائر الناجمة عن دخان انتفاخ الرئة خفيفة.

Introduction

مرض الانسداد الرئوي المزمن هو واحد من الأسباب الرائدة في جميع أنحاء العالم للوفاة1. دخان السجائر هو أهم سبب للانسداد الرئوي المزمن، ولكن آليات مسببات الأمراض لا تزال محددة بشكل غير كامل. يُظهر مرض الانسداد الرئوي المزمن خاصتين رئيسيتين، بما في ذلك الحد التدريجي لتدفق الهواء والاستجابة الالتهابية غير الطبيعية للرئة. اضطراب انتفاخ الرئة يحدث في كثير من الأحيان في الرئتين من مرضى الانسداد الرئوي المزمن2. النتائج المرضية للانتفاخ الرئوي تتميز بتدمير جدارالسنخي3. وقد استخدمت العديد من الأنواع الحيوانية لتوليد نماذج مرض الانسداد الرئوي المزمن في الجسم الحي (أي الكلاب والخنازير غينيا والخنازير والقوارض)4. ومع ذلك، أصبح الماوس الأكثر استخداماً في بناء نماذج الانسداد الرئوي المزمن. هذا له العديد من المزايا، بما في ذلك انخفاض تكلفته، والقدرة على أن تكون معدلة وراثيا، وتوافر معلومات الجينوم واسعة النطاق، وتوافر الأجسام المضادة، والقدرة على استخدام مجموعة متنوعة من سلالات الماوس5. في الوقت الحاضر، لا يوجد نموذج الماوس التي يمكن أن تحاكي الميزات الكاملة للبكاد البشرية. وبالتالي، يجب على الباحثين الفردية اختيار النموذج الذي هو الأكثر ملاءمة للبحوث مرض الانسداد الرئوي المزمن محددة6. نموذج الماوس انتفاخ الرئة هو واحد من العديد من نماذج الماوس COPD المتوفرة حاليا. وتشمل النماذج الإضافية نموذج الماوس تفاقم, نموذج الأمراض المشتركة النظامية, وCOPD نموذج قابلية الحمل7.

يمكن توليد نموذج الماوس انتفاخ الرئة من قبل عدة أنواع من العوامل الخارجية، بما في ذلك العوامل الكيميائية والتعرض لدخان السجائر4. التعرض للمواد الكيميائية (على سبيل المثال، إلى elastase) تنتج نوعا خطيرا من انتفاخ الرئة، في حين أن دخان السجائر يؤدي إلى انتفاخ الرئة خفيفة9. ويعتقد أن دخان السجائر هو السبب الرئيسي لمسببات الأمراض من مرض الانسداد الرئوي المزمن. لذلك، فإن اختيار دخان السجائر كوسيلة لإنشاء نموذج الماوس COPD معقول10. وقد استخدمت العديد من الدراسات دخان السجائر لخلق انتفاخ الرئة في الماوس. على سبيل المثال، نجح Nikula وآخرون في إنشاء نموذج فأر انتفاخ الرئة من الفئران الإناث B6C3F1 من خلال تعريضها لدخان السجائر لمدة 7 أو 13 شهرا11. لقد أنشأنا أيضا نموذج الماوس انتفاخ الرئة عن طريق البروتين علامة الحساسية / SMP-30 KO الفئران12. من المهم للغاية إجراء طريقة تثبيت الرئة التي يمكن تصور بشكل صحيح هذا النموذج انتفاخ الرئة خفيفة عن طريق التعرض لدخان السجائر.

وقد وضعت طرق مختلفة لتثبيت الرئة13. ومع ذلك، لا توجد طريقة معيار الذهب لتثبيت أنسجة الرئة لتقييم انتفاخ الرئة14. وقد أظهرت العديد من الدراسات من هذا المختبر أن نظام التثبيت المعروض هنا مفيد من خلال خلق حالة مستقرة لتقييم انتفاخ الرئة12،15،16،17،18. الميزة الرئيسية للنظام الحالي هو أنه يمكن إصلاح العديد من الرئتين مع نفس الحالة في وقت واحد دون انهيار الرئة أو الانكماش. يستخدم نظام تثبيت الرئة الحالي بعض المعدات الخاصة التي تسمح بتضخيم عينات الرئة في ضغط ثابت مناسب لفترة معينة. تتكون هذه المعدات الخاصة من ثلاثة أجزاء، بما في ذلك حاوية سفلية، وحاوية علوية، ومضخة. يتم وضع عينات الرئة في الحاوية السفلى التي ترتبط بعوامل التثبيت المضغوط، مما يؤدي إلى 25 cmH2O الفرق في الضغط في مستوى العوامل بين الحاويات العليا والسفلى19.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وقد تمت الموافقة على الأساليب التالية من قبل لجان رعاية الحيوانات واستخدامها في كلية الطب بجامعة جونتيندو. تم اتباع المبادئ التوجيهية للوتجري السليم للتجارب الحيوانية، المجلس العلمي الياباني، 1 يونيو 2006. هناك ثلاث خطوات رئيسية في هذه الطريقة: 1) تشريح الماوس، 2) exsanguination الرئة، و 3) تثبيت أنسجة الرئة بمساعدة المعدات المتخصصة. عادة، تتم معالجة عينات الرئة لتضمين بعد 48 ساعة من التثبيت12،15،16،17،18.

1. تشريح الماوس

  1. قياس وزن الجسم من الماوس، ثم تحديد كمية البنتوباربيتال لإدارة.
  2. حقن البنتوباربيتال داخل اقابي عند جرعة من 70 ملغ / كغ من وزن الجسم وتأكيد التخدير من خلال عدم وجود رد فعل لقرصة اصبع القدم.
  3. حقن الإبرة في زاوية 45 درجة حتى تخترق الجلد والعضلات. رسم الغطاس وتأكيد فراغ الهواء، ثم حقن pentobarbital.
  4. تأكيد التخدير من خلال عدم وجود حركة منعكسة.
    ملاحظة: ينصح باستخدام الماوس التخدير بدلاً من الماوس القتل الرحيم لexsanguination الرئة بالكامل.
  5. قطع جلد الماوس وعضلات البطن على خط الوسيطة، وتهدف إلى منطقة الرأس.
  6. قطع أفقيا لتوفير مساحة عمل أوسع.

2. الرئة exsanguination

  1. فضح طبقة الحجاب الحاجز وثقب مع ملقط.
  2. فتح الفضاء الصدري وقطع منطقة صارمة، مما يسمح للرئتين والقلب أن ينظر إليها بوضوح.
  3. قطع القلب في الأذين الأيسر والبطين الأيمن.
  4. أدخل قنية (24 غ) في منطقة البطين اليمنى ووجّهها إلى منطقة الرأس حتى تصل إلى الشريان الرئوي، كما هو مبين في الشكل 1.
  5. قم بتشغيل المضخة والسماح للملح 1x الفوسفات المخزنة (PBS) لتعميم (حوالي 200 مل / ساعة) حتى تتغير جميع أنسجة الرئة إلى اللون الأبيض.

3. تثبيت أنسجة الرئة

  1. إزالة القصبة الهوائية والرئتين والقلب.
  2. حرر جميع الأعضاء الثلاثة عن طريق قطع الأنسجة الضامة المحيطة.
  3. ربط الشعب الهوائية الرئيسية اليمنى مع خيط خياطة وقطع جميع فصوص الرئة اليمنى.
  4. (اختياري): الفصوص من الرئة اليمنى تتكون من أربعة أجزاء. قطع هذه الأجزاء من الشعب الهوائية الرئيسية الحق وتقسيم أجزاء للمعالجة كعينات الأنسجة المجمدة.
  5. أدخل القلب والفصوص في الرئة اليسرى في عوامل التثبيت، الموجودة داخل حقنة 10 مل.
    تحذير: عوامل التثبيت خطرة. ارتداء معدات الحماية المناسبة (على سبيل المثال، قفازات مطاطية طويلة) والعمل في غرفة جيدة التهوية.
  6. إنشاء حالة فراغ باستخدام حقنة 10 مل لتضخيم الرئة، كما هو مبين في الشكل 2.
  7. تُدرج قنية (20 غ) في القصبة الهوائية وتربط عقدة.
  8. تضخيم الرئة مع عوامل تحديد للتحقق من وجود تسرب، وذلك باستخدام حقنة 1 مل.
  9. نقل إلى معدات ضغط تثبيت الرئة، كما هو موضح في الشكل 3.
  10. بعد تحديد الفترات، قم بإزالة عينة الرئة التي تربط القصبة الهوائية بعقدة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

وكما هو موضح سابقا، يمكن تقسيم المعدات المتخصصة، التي تولد ضغطا مستمرا ممتدا، إلى ثلاثة أجزاء(الشكل 3ألف). الجزء السفلي هو النقطة التي لإدراج عينة الرئة(الشكل 4A). يتم توصيل الرئة عن طريق قنية (20 G) إلى غيض من تدفق formalin باستخدام الديك وقف ثلاثية (الشكل 4B). يتم توليد الضغط من مستويات سطح مختلفة من عوامل التثبيت بين الحاويات السفلى والعليا(الشكل 5). الفرق الضغط هو 25 سم2O; ومع ذلك، باستخدام مقبض تعديل الارتفاع، يمكن تعديل الضغط ضمن نطاق 25-30 سم2O(الشكل 5). مضخة يربط الحاويات السفلى والعليا عن طريق أنابيب(الشكل 3A)،والحفاظ على الفرق 25 سم في تحديد ارتفاع سطح عامل. ويرد وصف اتجاه تدفق العامل في الشكل 3باء.

قدم المقبل هو نتيجة تمثيلية للنتائج النسيجية في الرئة، بعد 48 ساعة من التثبيت. تعرضت فئران SMP30-KO الذكور البالغة من العمر ستة أشهر لدخان السجائر أو الهواء النقي (كتحكم) لمدة 8 أسابيع. كانت كل من عينات الأنسجة ملطخة بالهيماتوإكسلين ويوسين. الشكل 6 يظهر A النتائج النسيجية من الفئران المعرضة للهواء، والتي لم تظهر توسيع المجال الجوي ملحوظ. وعلى النقيض من ذلك، يكشف الشكل 6باء عن توسيع كبير للمجال الجوي وتدمير جدار السنخيفي في الفئران التي تعرضت لدخان السجائر المزمن.

تم تحديد متوسط الاعتراضات الخطية (MLI) وفقا للطريقة التي وصفها Thurlbeck وآخرون. 20 للوصول إلى حجم المجال الجوي. تم تصميم المؤشر المدمر (DI) على تقييم تدمير الجدار السنخي وفقا للطريقة التي وصفها Saetta وآخرون. 21.كشفت هذه الفحوص المورفومترية للعينة الرئة أن DI وMLI كانت أكبر بكثير في الفئران SMP30-KO المعرضة للدخان مما كانت عليه في الفئران المعرضة للهواء(الشكل 6C, D).

Figure 1
الشكل 1: استئصال الرئة. تم إدخال قنية في موقع البطين الأيمن وتوجيهها إلى الشريان الرئوي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: تضخم الرئة بحقنة فراغ. حالة فراغ داخل حقنة 10 مل تحتوي على عوامل التثبيت لتضخيم الرئتين. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: معدات تثبيت الرئة. (أ) سمحت معدات الاكريليك 25 cmH2O الفرق الضغط لتضخيم الرئتين باستمرار لمدة 48 ساعة، وذلك باستخدام آلة مضخة. (ب) يشير إلى اتجاه تدفق عامل التثبيت بواسطة الأسهم. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 4
الشكل 4: حاوية سفلية. (أ) تم وضع عينة الرئة الماوس داخل عوامل التثبيت في الحاوية السفلى. (ب) داخل الحاوية السفلى، هناك مربع وضع عينة، في الجزء العلوي الذي يتدفق فورمالين من خلال سدادة ثلاثية ومقصف. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 5
الشكل 5: حاوية علوية ومقبض تعديل الارتفاع. ولدت الحاوية العليا ضغط 25 سم2O. هناك اثنين من أزواج من المقابض تعديل الارتفاع التي يمكن استخدامها لضبط ارتفاع الحاوية العليا. ونتيجة لذلك، يمكن تعيين الضغط الذي يتم إنشاؤه ضمن نطاق 25-30 سم H2O. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 6
الشكل 6: نتائج الأنسجة والمورفومترية للرئة الماوس. صور الأنسجة التمثيلية لأقسام الرئة من فئران SMP30-KO المكشوفة بدخان السجائر لمدة 8 أسابيع أو المعرضة للهواء (6 أشهر من العمر، ذكر)، ملطخة بالهيماتوإكسلين-يوسين. شريط مقياس = 100 درجة مئوية. (ألف) لم تظهر المجموعة المعرضة للهواء توسعا كبيرا أو نتائج أخرى. (ب) أظهرت المجموعة المكشوفة عن دخان السجائر توسعا ً ملحوظاً في المجال الجوي وجداراً من الخيخيلاً. (ج) متوسط الاعتراضات الخطية (MLI). في رئات الفئران المعرضة لدخان السجائر، كان MLI أكبر بكثير من الفئران المعرضة للهواء (*p < 0.001). (د) المؤشر المدمر( DI). في رئات الفئران المعرضة لدخان السجائر، تم زيادة DI بشكل كبير مقارنة برئات الفئران المعرضة للهواء (*p < 0.001). يتم عرض القيم على أنها متوسط ± SD (n = 6 لكل مجموعة). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

إجراء التثبيت للرئتين القوارض المعروضة هنا ليست جديدة; ومع ذلك، هذا النظام له العديد من المزايا. أولا، فإنه يمكن إصلاح العديد من الرئتين (كحد أقصى من 20) مع نفس الحالة في وقت واحد. جمعية علم الأمراض السامة تنص على أن الضغط لغرس الجاذبية تختلف من 22-25 سم2س22. وتجدر الإشارة إلى أن العديد من الدراسات قد أجريت تثبيت الرئة في ضغط 25 سم2O13،19،23،24،25،26،27 ، والتي تم اعتمادها في مختبرنا باستخدام النظام الحالي12،15،16،17،18.

ثانيا، فإنه يمكن إصلاح أنسجة الرئة في ضغط مستمر لفترات مختلفة من الزمن. في مختبرنا، وعادة ما يتم إصلاح عينات الرئة لمدة 48 ساعة. العديد من المحققين استخدام فترة قصيرة نسبيا من الزمن (على سبيل المثال، 5-20 دقيقة)13،28،29،30،31،32،ثم ربط قبالة الرئة تضخم وتزج في رسمي لفترات طويلة حسب الرغبة. لا توجد بيانات أو أبحاث تشير إلى معيار الذهب لطول مدة تثبيت الرئة. ومع ذلك، فإن بيان الجمعية الأمريكية للصدر (ATS) / الجمعية الأوروبية للتنفس (ERS) يصف "المعيار الفضي"، الذي يجب الحفاظ على ضغط تضخم مجرى الهواء لمدة لا تقل عن 24 ساعة14. كما أوصت الجمعية اليابانية لعلم الأمراض أوقات التثبيت لا تزيد عن أسبوع واحد لإنتاج شرائح مناعية كيميائية متسقة. على الرغم من أن توصيتهم تستند إلى التحليل باستخدام العينات البشرية33. وقد لا تنطبق فترات زمنية تحديد قصيرة نسبياً على النظام الحالي، لأن من المفترض أن توضع كل عينة على حدة في الحاوية السفلى. وهذا قيد على النظام الحالي. في الختام، لا يزال طول الوقت المناسب لتثبيت الرئة الماوس غير معروف.

وترتبط الخطوات الحاسمة في هذه الطريقة إلى خطر تسرب النُهمال في الرئة أثناء عملية التثبيت الرسمي. تسرب الرئة رسمياين يمكن أن يسبب انكماش حجم الرئة. ويمكن تقسيم هذا الخطر إلى جزأين. يحدث الجزء الأول أثناء خطوة التضحية. أثناء فتح القفص الصدري، من المهم عدم التسبب في إصابة سطح الرئة. مفتاح الوقاية هو الاقتراب من هذا من الحجاب الحاجز والاستمرار في قطع القفص الصدري الضلع بعد فصل الرئة من الجنبة الجدارية. يتفادى هذا الأسلوب إصابة الرئة الناجمة عن المعدات الجراحية. تحدث خطوة رئيسية أخرى عند ربط الشعب الهوائية الرئيسية اليمنى. من المهم تحديد الفصوص اليمنى للفأر. وضع الرئتين في موقف حيث يمكن رؤيتها من وجهة نظر الظهرية تمكن من تحديد أسهل لموقع الرئتين.

الجزء الثاني هو خلال عملية تثبيت الرئة باستخدام معدات متخصصة. تحدث خطوة حرجة أثناء إدخال عينة الرئة في ميناء الحاويات السفلي ة. وينبغي التأكد من أن الإدراج مؤمن بإحكام لمنع انفصال عينات الرئة من ميناء فورمالين أثناء عملية الضغط المستمرة. جانب آخر لتسليط الضوء هو ربط الأنابيب بين الأجزاء الثلاثة من المعدات المتخصصة (حاوية أقل، حاوية علوية، ومضخة). يجب أن تكون جميع اتصالات الأنبوب متصلة بإحكام. إذا حدث تسرب، فإن حجم formalin في الحاوية العليا سوف ينخفض، وبالتالي تقليل الضغط المستمر.

وفقا لتوصيات من جمعية علم الأمراض السامة، وغرس داخل الرغامى من formalin له مزايا لنموذج الرئة القوارض، والتي تسود على عيوبه22. وقد اقترحوا استخدام طريقة التثبيت الرسمي داخل الرغامى عند إجراء دراسات كمية من موربهومتري الرئة السنخية. غرس الرئة داخل الرغامى له ميزتان، بما في ذلك الحفاظ على مجرى الهواء وجدار السنخية، فضلا عن التصور من parenchyma الرئة22. كشفت دراسة واحدة من قبل برابر وآخرون أن طريقة الغرس الرسمي داخل الرغامى متفوقة من حيث الحفاظ على هيكل الرئة بالمقارنة مع التضخم فراغ وطرق التسريب لكامل الجسم13. تستخدم الطريقة الحالية الغرس داخل القصبة الهوائية في نموذج الماوس لتحسين التصور لمنطقة السنخية.

وفيما يتعلق بعوامل التثبيت، يستخدم الفورمالين بنسبة 10٪، والذي يحتوي على الفورمالديهايد، بشكل تقليدي. يستخدم الفورمالديهايد على نطاق واسع كعامل تحديد للتحقيقات المناعية المرضية لأنه لا يدمر تماما مناعة البروتين. ومع ذلك، فإن بيان ATS/ERS لا يوصي التثبيت الرسمي، لأنه لا استقرار هيكل الأنسجة بشكل كاف14. ينصح الجلوتارهايد لغرس مجرى الهواء بدلا من ذلك; ومع ذلك، فإنه يخضع لتدمير مناعة البروتين، مما يؤدي إلى عامل تحديد غير مناسب للكيمياء المناعية. وقد أفادت عدة أدلة بأنه يمكن توفير الرئتين الثابتتين للتقييم المورفومتري (مثل الاعتراضات الخطية المتوسطة، والمساحة السطحية الداخلية، والمؤشر المدمر) بعد التثبيت الشكلي باستخدام نظام التثبيت الحالي12 , 15 , 16 سنة , 17 سنة , 18.بالتأكيد، يمكن اعتماد الجلوتارهايد للنظام الحالي. وبالتالي، يمكن للباحثين اختيار كلا العوامل في النظام الحالي وفقا للاحتياجات التجريبية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

وليس لصاحبي البلاغ أي مصالح متنافسة يعلنان عنها.

Acknowledgments

وقد دعم هذا العمل جزئياً منحة كاكينجي رقم 26461199 (T. Sato) ومعهد الطب البيئي والطب الجنساني، كلية الدراسات العليا في الطب بجامعة جونتيندو، رقم المنحة E2920 (T. Sato). لم يكن للفوّل أي دور في تصميم الأساليب الحالية وفي كتابة المخطوطة.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10% formalin (formalin neutral buffer solution) Wako 060-01667
Bent forceps Hammacher HSC187-11
Cannula, size 20G Terumo SR-FS2032
Cannula, size 22G Terumo SR-OT2225C Cannula to exsanguinate lung
Forceps Hammacher HSC184-10
Kimtowel Nippon Paper Crecia (Kimberly Clark) 61000
Kimwipe Nippon Paper Crecia (Kimberly Clark) 62011
Lower container (acrylic glass material) Tokyo Science Custom-made Pressure equipment component
Roller pump Nissin Scientific Corp NRP-75 Pump machine to exsanguinate lung
Roller pump RP-2000 Eyela (Tokyo Rikakikai Co. Ltd) 160200 Pressure equipment pump
Silicone tube Ø 9 mm Sansyo 94-0479 Pressure equipment component
Somnopentyl (64.8 mg/mL) Kyoritsu Seiyaku SOM02-YA1312 Pentobarbital Sodium
Surgical scissor Hammacher HSB014-11
Suture thread, size 0 Nescosuture GA01SW
Syringe, 1 mL Terumo SS-01T
Syringe, 1 ml with needle Terumo SS-01T2613S
Syringe, 10 mL Terumo SS-10ESZ
Three-way stopcock Terumo TS-TR1K01
Upper container (acrylic glass material) Tokyo Science Custom-made Pressure equipment component

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Vogelmeier, C. F., et al. Global strategy for the diagnosis, management, and prevention of chronic obstructive lung disease 2017 report. GOLD Executive Summary. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 195 (5), 557-582 (2017).
  2. Pauwels, R. A., Rabe, K. F. Burden and clinical features of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Lancet. 364 (9434), 613-620 (2004).
  3. Spurzem, J. R., Rennard, S. I. Pathogenesis of COPD. Seminars in Respiratory and Critical Care Medicine. 26 (2), 142-153 (2005).
  4. Vlahos, R., Bozinovski, S., Gualano, R. C., Ernst, M., Anderson, G. P. Modelling COPD in mice. Pulmonary Pharmacology and Therapeutics. 19 (1), 12-17 (2006).
  5. Vlahos, R., Bozinovski, S. Recent advances in pre-clinical mouse models of COPD. Clinical Science (Lond). 126 (4), 253-265 (2014).
  6. Stevenson, C. S., Belvisi, M. G. Preclinical animal models of asthma and chronic obstructive pulmonary disease. Expert Review of Respiratory Medicine. 2 (5), 631-643 (2008).
  7. Stevenson, C. S., Birrell, M. A. Moving towards a new generation of animal models for asthma and COPD with improved clinical relevance. Pharmacology and Therapeutics. 130 (2), 93-105 (2011).
  8. Vandivier, R. W., Ghosh, M. Understanding the Relevance of the Mouse Cigarette Smoke Model of COPD: Peering through the Smoke. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 57 (1), 3-4 (2017).
  9. Wright, J. L., Cosio, M., Churg, A. Animal models of chronic obstructive pulmonary disease. American Journal of Physiology Lung Cellular and Molecular Physiology. 295 (1), L1-L15 (2008).
  10. Rennard, S. I., Togo, S., Holz, O. Cigarette smoke inhibits alveolar repair: a mechanism for the development of emphysema. Proceedings of the American Thoracic Society. 3 (8), 703-708 (2006).
  11. Nikula, K. J., et al. A mouse model of cigarette smoke-induced emphysema. Chest. 117, 246S-247S (2000).
  12. Sato, T., et al. Senescence marker protein-30 protects mice lungs from oxidative stress, aging, and smoking. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 174 (5), 530-537 (2006).
  13. Braber, S., Verheijden, K. A., Henricks, P. A., Kraneveld, A. D., Folkerts, G. A comparison of fixation methods on lung morphology in a murine model of emphysema. American Journal of Physiology Lung Cellular and Molecular Physiology. 299 (6), L843-L851 (2010).
  14. Hsia, C. C., et al. An official research policy statement of the American Thoracic Society/European Respiratory Society: standards for quantitative assessment of lung structure. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 181 (4), 394-418 (2010).
  15. Kasagi, S., et al. Tomato juice prevents senescence-accelerated mouse P1 strain from developing emphysema induced by chronic exposure to tobacco smoke. American Journal of Physiology Lung Cellular and Molecular Physiology. 290 (2), L396-L404 (2006).
  16. Koike, K., et al. Complete lack of vitamin C intake generates pulmonary emphysema in senescence marker protein-30 knockout mice. American Journal of Physiology Lung Cellular and Molecular Physiology. 298 (6), L784-L792 (2010).
  17. Koike, K., et al. Vitamin C prevents cigarette smoke-induced pulmonary emphysema in mice and provides pulmonary restoration. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 50 (2), 347-357 (2014).
  18. Suzuki, Y., et al. Hydrogen-rich pure water prevents cigarette smoke-induced pulmonary emphysema in SMP30 knockout mice. Biochemical and Biophysical Research Communications. 492 (1), 74-81 (2017).
  19. Saad, M., Ruwanpura, S. M. Tissue Processing for Stereological Analyses of Lung Structure in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Methods in Molecular Biology. 1725, 155-162 (2018).
  20. Thurlbeck, W. M. The internal surface area of nonemphysematous lungs. The American Review of Respiratory Disease. 95 (5), 765-773 (1967).
  21. Saetta, M., et al. Destructive index: a measurement of lung parenchymal destruction in smokers. The American Review of Respiratory Disease. 131 (5), 764-769 (1985).
  22. Renne, R., et al. Recommendation of optimal method for formalin fixation of rodent lungs in routine toxicology studies. Toxicologic Pathology. 29 (5), 587-589 (2001).
  23. Schneider, J. P., Ochs, M. Alterations of mouse lung tissue dimensions during processing for morphometry: a comparison of methods. American Journal of Physiology Lung Cellular and Molecular Physiology. 306 (4), L341-L350 (2014).
  24. Wright, J. L. Relationship of pulmonary arterial pressure and airflow obstruction to emphysema. Journal of Applied Physiology. 74 (3), 1320-1324 (1993).
  25. Wright, J. L., Churg, A. Cigarette smoke causes physiologic and morphologic changes of emphysema in the guinea pig. The American Review of Respiratory Disease. 142 (6 Pt 1), 1422-1428 (1990).
  26. Thurlbeck, W. M. Internal surface area and other measurements in emphysema. Thorax. 22 (6), 483-496 (1967).
  27. Wright, J. L., et al. Airway remodeling in the smoke exposed guinea pig model. Inhalation Toxicology. 19 (11), 915-923 (2007).
  28. Limjunyawong, N., Mock, J., Mitzner, W. Instillation and Fixation Methods Useful in Mouse Lung Cancer Research. Journal of Visualized Experiments. (102), e52964 (2015).
  29. Roos, A. B., Berg, T., Ahlgren, K. M., Grunewald, J., Nord, M. A method for generating pulmonary neutrophilia using aerosolized lipopolysaccharide. Journal of Visualized Experiments. (94), (2014).
  30. Laucho-Contreras, M. E., Taylor, K. L., Mahadeva, R., Boukedes, S. S., Owen, C. A. Automated measurement of pulmonary emphysema and small airway remodeling in cigarette smoke-exposed mice. Journal of Visualized Experiments. (95), 52236 (2015).
  31. Nakanishi, Y., et al. Clarithromycin prevents smoke-induced emphysema in mice. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 179 (4), 271-278 (2009).
  32. Maeno, T., et al. CD8+ T Cells are required for inflammation and destruction in cigarette smoke-induced emphysema in mice. Journal of Immunology. 178 (12), 8090-8096 (2007).
  33. Sato, M., et al. Optimal fixation for total preanalytic phase evaluation in pathology laboratories: a comprehensive study including immunohistochemistry, DNA, and mRNA assays. Pathology International. 64 (5), 209-216 (2014).

Tags

الطب العدد 151 مرض انسداد رئوي مزمن انتفاخ الرئة تثبيت الرئة الضغط المستمر نموذج الماوس انتفاخ الرئة دخان السجائر
تثبيت الرئة تحت الضغط المستمر لتقييم انتفاخ الرئة في الفئران
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Karasutani, K., Baskoro, H., Sato,More

Karasutani, K., Baskoro, H., Sato, T., Arano, N., Suzuki, Y., Mitsui, A., Shimada, N., Kodama, Y., Seyama, K., Fukuchi, Y., Takahashi, K. Lung Fixation under Constant Pressure for Evaluation of Emphysema in Mice. J. Vis. Exp. (151), e58197, doi:10.3791/58197 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter