Name: Esposizione al fumo di sigaretta nei topi con un sistema di inalazione per tutto il corpo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-10-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 7 s
Description: Impara a esporre i topi al fumo di sigaretta con un sistema di inalazione per tutto il corpo. Questo metodo consente di studiare gli effetti fisiopatologici sul polmone e sullo sviluppo delle cellule immunitarie del midollo osseo.

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AR, XH e PE sono stati sostenuti da una sovvenzione NIH R01HL140398 e da una sovvenzione della Gilson Longenbaugh Foundation. DEMM e KK sono stati sostenuti dalle sovvenzioni NIH R01HL136333 e R01HL134880 (KYK), e da una sovvenzione della Helis Medical Research Foundation. Demm è anche supportato dalla Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Gilliam Fellowship for Advanced Study. PE è anche supportato da Training in Precision Environmental Health Sciences NIEHS T32 ES027801 Fellowship Program. JC e MF sono supportati da Fondi di ricerca sul tabacco del Dipartimento di Epigenetica e Carcinogenesi Molecolare e dal Center for Epigenetics (Scholar Award to MF) di MD Anderson. FK e YZ sono supportati da sovvenzioni NIH R01 ES029442-01 e R01 AI135803-01 e dalla sovvenzione VA Merit CX000104. Questo progetto è stato sostenuto dal Nucleo di citometria e smistamento cellulare del Baylor College of Medicine con il finanziamento del CPRIT Core Facility Support Award (CPRIT-RP180672), del NIH (CA125123 e RR024574) e dell'assistenza di Joel M. Sederstrom.

Tutti gli animali coinvolti negli esperimenti e nello sviluppo di questa tecnica sono stati sotto il nostro protocollo sull'uso animale approvato dall'Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) e dalle istituzioni del Baylor College of Medicine e MD Anderson accreditate dall'Associazione per la valutazione e l'accreditamento della cura degli animali di laboratorio (AAALAC).
1. Costruzione dell'apparecchio
<ol><li>Assemblaggio del compressore d'aria con il sistema di valvole.
	<ol>
<li>Collegare i misuratori di portata (due 15 L/min con barra Y e 2 decolli di potenza) al regolatore di pressione in miniatura utilizzando un raccordo per capezzoli maschi filettato da 1/8 pollice. Assicurarsi di utilizzare il nastro di tenuta del filo in tutte le estremità filettate.</li>
		<li>Collegare il regolatore di pressione assemblato con il flussometro allo strumento del compressore d'aria medicale utilizzando quanto segue: un capezzolo esagonale da 1/8 pollice sulla presa d'aria del compressore, un raccordo di accoppiamento filettato da 1/8 pollice e un raccordo per capezzoli maschi filettato da 1/8 pollice che si collega al regolatore di pressione.</li>
		<li>Installare il connettore spinato girevole ad ossigeno su ogni (4) flussometro.</li>
		<li>Installare un adattatore maschile sulla presa d'aria superiore del compressore d'aria (parte inclusa con lo strumento del compressore d'aria medico).</li>
	</ol></li>
	<li>Assemblare le camere di esposizione (fare 4 unità)
	<ol>
<li>Tagliare un tubo di cloruro di polivinile clorurato da 3/4 pollici (CPVC) in otto segmenti da 4 pollici.</li>
		<li>Inserire ogni segmento in un raccordo CPVC a gomito da 3/4" da 90° e collegare il lato di raccordo del gomito a un adattatore maschio CPVC di 3/4 di diametro. Dovrebbero esserci otto segmenti CPVC, ognuno collegato a un raccordo a gomito CPVC e un adattatore maschio CPVC.</li>
		<li>Praticare due fori (1 1/4 di diametro) sui lati opposti più distanti l'uno dall'altro di un contenitore ermetico da 8,5 L (11,25 x 7,75 x 6 pollici) con coperchio (vedere figura 1 camera di esposizione). Il posizionamento dei fori deve essere centrato dall'alto verso il basso e da sinistra a destra.</li>
		<li>Inserire i lati filettati dell'adattatore maschio CPVC assemblato prima in ogni foro nei contenitori.</li>
		<li>Dall'interno del contenitore, attaccare un cappuccio CPVC da 3/4 pollici sull'altro lato (ingresso fumo camera) e un adattatore femmina di irrigazione CPVC Drip da 3/4 pollici su un lato (uscita fumo camera).</li>
		<li>Praticare cinque fori da 3 mm sulla parte superiore del cappuccio CPVC dell'uscita del fumo della camera in un motivo quincunx (soffione). Ciò consentirà al fumo di sigaretta di entrare nella camera con una velocità maggiore e assicura che si diffonda uniformemente all'interno della camera in tutte le direzioni.</li>
	</ol></li>
	<li>Assemblaggio camere di sigarette (costituisce fino a 4 unità di esposizione murina)
	<ol>
<li>Prendi un tappo in gomma a un foro (formato produttore 8.5) e inserisci un connettore Y spinato da 1/4 di pollice sul lato più largo e un raccordo spinato dritto (apertura di 8 mm) sul lato più stretto. La sigaretta verrà posta qui durante la procedura di fumo (piedistallo di sigaretta).</li>
		<li>Collegare un'estremità di un tubo in vinile di grado medico lungo 12 pollici a uno dei connettori spinati sul connettore Y collegato al tappo di gomma e l'altra estremità a un raccordo da 1/4 di pollice e inserire il lato opposto di questo raccordo su un tappo di gomma a foro unico (dimensione 1 del produttore).</li>
		<li>Su un altro tappo di gomma (dimensione del produttore 8.5), inserire un connettore di tubi dritti da 1/4 di pollice sul lato più largo del tappo e collegare l'estremità esterna del raccordo a un tubo in vinile di grado medico da 7 piedi.</li>
		<li>Collegare le due strutture del tappo in gomma assemblate prima nei passaggi da 1.3.1 a 1.3.3 a un cilindro di vetro da 8 pollici x 1,75 pollici da un tubo di scarico in vetro da laboratorio.</li>
	</ol></li>
	<li>Sistema di controllo valvole
	<ol>
<li>Il sistema è controllato da un'apertura ritmica e chiusura di valvole solenoidi che simulano l'inalazione (sbuffamento) di fumo di sigaretta e aria pulita. Il sistema che controlla le valvole solenoidi è stato progettato commercialmente (vedi Tabella dei materiali).</li>
	</ol></li>
	<li>Assemblaggio di tutti i componenti (vedere figura 1)
	<ol>
<li>Montare quattro valvole solenoidi ai lati del sistema di controllo della valvola utilizzando elementi di fissaggio da 1 pollice.</li>
		<li>Collegare le valvole solenoidi al sistema di controllo della valvola seguendo le istruzioni del produttore.</li>
		<li>Collegare un connettore dritto filettato 10-32 (M) alla connessione di scarico ("EXH") sulla valvola solenoide e un adattatore di porta filettato sulle connessioni "IN" e "OUT" della stessa valvola solenoide.</li>
		<li>Collegare il flussometro collegato al compressore alla valvola solenoide attraverso la connessione "OUT" utilizzando un tubo in vinile di grado medico da 7 piedi.</li>
		<li>Collegare il tubo in vinile da 7 piedi assemblato con il tappo di gomma nel passaggio 1.3.3. sul connettore "IN" sulla valvola solenoide.</li>
		<li>Inserire il piccolo tappo di gomma della camera di sigaretta sull'ingresso di fumo della camera.</li>
		<li>Collegare la valvola solenoide al secondo collegamento del connettore Y spinato sul piedistallo delle sigarette assemblato nel passaggio 1.3.1.</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61793/61793fig01.jpg"> Figura 1: Schema delle connessioni del nostro WBIS per l'esposizione a CS. Questa figura dimostra come tutti i componenti vengono assemblati per formare un apparato funzionante. La figura mostra solo una camera di fumo assemblata dei quattro che la macchina è in grado di funzionare. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61793/61793fig01large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
2. Esposizione al fumo di sigaretta
ATTENZIONE: Evitare l'esposizione di seconda e terza mano al fumo di sigaretta. Le camere di sigarette e di esposizione devono essere utilizzate all'interno di un armadio di sicurezza biologica a flusso laminare di classe II B2. I DPI appropriati devono essere indossati durante lo svolgimento degli esperimenti di esposizione al fumo (ad esempio, maschere, guanti, retine per capelli, abito).
<ol><li>
Impostazione della pressione e del flusso d'aria
	<ol>
<li>Una volta assemblati tutti i componenti, come mostrato nella figura 1, accendere il compressore d'aria e attendere che l'allarme di sicurezza si s spenta da solo.</li>
		<li>Regolare la pressione del compressore d'aria a 40-50 psi ruotando la manopola sul regolatore di pressione.</li>
		<li>Regolare il flusso d'aria dal compressore d'aria a 5 L utilizzando il flussometro.</li>
		<li>Accendere il regolatore della valvola.</li>
		<li>Regolare il timer digitale sul controller della valvola sulla modalità operativa PULSE-C (visualizzata nel display come "Pu-c") premendo il tasto SET/LOCK tenendo premuto il tasto UP alla prima cifra del timer. Quindi, premere il tasto UP fino a raggiungere la modalità Pu-c. Premere IL TASTO RESET per impostare la modalità operativa visualizzata (ad esempio Pu-C) come modalità di lavoro.</li>
		<li>Premere IL SET/LOCK per cambiare timer 1 (visualizzato nel display come "T1").</li>
		<li>Premere i tasti SU o GIÙ per impostare T1 su 20 s.</li>
		<li>Premere IL SET/LOCK per cambiare timer 2 (visualizzato nel display come "T2").</li>
		<li>Premere i tasti SU o GIÙ per impostare T2 su 3 s. NOTA: I passaggi da 2.1.5 a 2.1.9 sono personalizzati per essere utilizzati con il timer specifico (vedi Tabella dei materiali). Per ulteriori istruzioni su altri usi per questo prodotto, vedere il relativo manuale d'uso.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Trattamento del fumo di sigaretta NOTA: Questo sistema consente l'uso di 1-4 camere di esposizione murina allo stesso tempo.<ol>
<li>Accendere il compressore d'aria e attendere che l'allarme di sicurezza si sfugni da solo.</li>
		<li>Accendere il regolatore della valvola.</li>
		<li>Trasferire 5 topi in ciascuna delle quattro camere di esposizione con coperchi rimovibili ermetici con un volume di 8,5 L. Posizionare le quattro camere di esposizione con topi all'interno di un armadio di sicurezza biologica a flusso laminare di classe II tipo B2.</li>
		<li>All'interno dell'armadio di sicurezza biologico laminare flow, accendere una sigaretta e inserire la sigaretta all'interno della camera di sigaretta. Utilizzare sigarette disponibili in commercio che contengono 15 mg/catrame cig e 1,1 mg/cig nicotina8 rispetto alle sigarette di ricerca Kentucky 3RF4 (9,5 mg/catrame cig e 0,73 mg/cig nicotina)9.</li>
		<li>Accendere le valvole sul controller della valvola che corrispondono alle camere attualmente in uso. L'esposizione è divisa in 2 fasi: (T1) l'aria pulita viene pompata nella camera di esposizione per 20 s e (T2) il flusso d'aria fa bruciare la sigaretta e il fumo dalla camera di sigaretta viene pompato nella camera di esposizione per 3 s. Lasciare bruciare completamente la sigaretta fino a raggiungere il filtro.<ol>
<li>Regola le impostazioni del timer per eseguire una media di ~ 10 sbuffi / sigaretta in un periodo di ~ 4 minuti. Si noti che il timer e il sistema sono facilmente personalizzabili per migliorare o abbassare il regime di dosamento CS in base alle esigenze di ricerca degli investigatori.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Rimuovere il filtro per sigarette e smaltirlo mettendo il mozzicone di sigaretta in un bicchiere con acqua per spegnere la fiamma e smorzare l'odore.</li>
		<li>Assicurarsi che la camera di sigaretta sia nuovamente chiusa e senza sigaretta. Lasciare pompare aria pulita alla macchina per 10 minuti. È della massima importanza mantenere un monitoraggio costante degli animali vertebrati esposti a CS. Questo regime di esposizione è ottimizzato per 5 topi femmine di età superiore a 9 settimane per camera di esposizione.</li>
		<li>Ripetere i passaggi da 2.3.4 a 2.3.7 tre volte per un totale di 4 sigarette per camera al giorno. Questa procedura viene ripetuta 5 giorni alla settimana per tutto il tempo di cui il ricercatore ha bisogno per i loro esperimenti.</li>
		<li>Rimuovere i topi dalle camere di esposizione nelle gabbie corrispondenti.</li>
		<li>Spegnere il regolatore della valvola e il compressore d'aria.</li>
		<li>Rimuovere l'esposizione e le camere di sigarette e lavare con acqua e sapone per rimuovere eventuali residui di catrame.</li>
		<li>Lasciare asciugare completamente le camere prima di usarle di nuovo.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Current Cigarette Smoking Among Adults in the United States. Center for Disease Control and Prevention. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.cdc.gov/tobacco/data_statistics/fact_sheets/adult_data/cig_smoking/index.htm">https://www.cdc.gov/tobacco/data_statistics/fact_sheets/adult_data/cig_smoking/index.htm</a> (2018).</li>
<li>Salvi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tobacco+smoking+and+evironmental+risk+factors+for+chronic+obstructive+pulmonary+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Clinics+in+Chest+Medicine%22%5BJournal%5D)">Tobacco smoking and evironmental risk factors for chronic obstructive pulmonary disease.</a> Clinics in Chest Medicine. 35, 17-27 (2014).</li>
<li>Sunyer, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Longitudinal+relation+between+smoking+and+white+blood+cells%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Epidemiology%22%5BJournal%5D)">Longitudinal relation between smoking and white blood cells.</a> American Journal of Epidemiology. 144, 734-741 (1996).</li>
<li>Freedman, D. S., Flanders, D., Barboriak, J. J., Malarcher, A. M., Gates, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoking+and+leukocyte+subpopulations+in+men%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Epidemiology%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoking and leukocyte subpopulations in men.</a> Annals of Epidemiology. 6, 299-306 (1996).</li>
<li>Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD). Center for Disease Control and Prevention. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.cdc.gov/copd/basics-about.html">https://www.cdc.gov/copd/basics-about.html</a> (2019).</li>
<li>Genovese, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clonal+hematopoiesis+and+blood-cancer+risk+inferred+from+blood+DNA+sequence%5BTitle%5D)+AND+%22New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Clonal hematopoiesis and blood-cancer risk inferred from blood DNA sequence.</a> New England Journal of Medicine. , (2014).</li>
<li>Steensma, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+implications+of+clonal+hematopoiesis%5BTitle%5D)+AND+%22Mayo+Clinic+Proceedings%22%5BJournal%5D)">Clinical implications of clonal hematopoiesis.</a> Mayo Clinic Proceedings. 93, 1122-1130 (2018).</li>
<li>Tobacco. Federal Trade Comission. , Available at: . Accessed: 4th (2020).</li>
<li>3R4F Cigarettes. University of Kentucky - College of Agriculture Food and Environment. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://ctrp.uky.edu/products/gallery/Reference Cigarettes/detail/936">https://ctrp.uky.edu/products/gallery/Reference Cigarettes/detail/936</a> (2020).</li>
<li>Shan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+induction+of+osteopontin+%28SPP1%29+mediates+T+H+17+inflammation+in+human+and+experimental+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke induction of osteopontin (SPP1) mediates T H 17 inflammation in human and experimental emphysema.</a> Science Translational Medicine. 4, 1-10 (2012).</li>
<li>Yuan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+C3a+receptor+is+required+in+cigarette+smoke-mediated+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Mucosal+Immunology%22%5BJournal%5D)">Activation of C3a receptor is required in cigarette smoke-mediated emphysema.</a> Nature Mucosal Immunology. 8, 874-885 (2014).</li>
<li>Yuan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+-+induced+reduction+of+C1q+promotes+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22JCI+Insight%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke - induced reduction of C1q promotes emphysema.</a> JCI Insight. 4, 1-17 (2019).</li>
<li>Shan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Agonistic+induction+of+PPAR+g+reverses+cigarette+smoke+-+induced+emphysema+Find+the+latest+version%3A+Agonistic+induction+of+PPAR+%CE%B3+reverses+cigarette+smoke+-+induced+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Agonistic induction of PPAR g reverses cigarette smoke - induced emphysema Find the latest version: Agonistic induction of PPAR γ reverses cigarette smoke - induced emphysema.</a> Journal of Clinical Investigation. 124, 1371-1381 (2014).</li>
<li>Hong, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protective+role+of+gd+T+cells+in+cigarette+smoke+and+influenza+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Mucosal+Immunology%22%5BJournal%5D)">Protective role of gd T cells in cigarette smoke and influenza infection.</a> Nature Mucosal Immunology. 11, 834-908 (2018).</li>
<li>Kim, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+induces+intestinal+inflammation+via+a+Th17+cell-neutrophil+axis%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Immunology%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke induces intestinal inflammation via a Th17 cell-neutrophil axis.</a> Frontiers in Immunology. 10, 1-11 (2019).</li>
<li>Lu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+microRNA+miR-22+inhibits+the+histone+deacetylase+HDAC4+to+promote+T+H+17+cell+-+dependent+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Immunology%22%5BJournal%5D)">The microRNA miR-22 inhibits the histone deacetylase HDAC4 to promote T H 17 cell - dependent emphysema.</a> Nature Immunology. 16, 1185-1194 (2015).</li>
<li>Hendrix, A. Y., Kheradmand, F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHendrix%2C+AY+%22The+Role+of+Matrix+Metalloproteinases+in+Development%2C+Repair%2C+and+Destruction+of+the+Lungs.+Progress+in+Molecular+Biology+and+Translational+Science%22">The Role of Matrix Metalloproteinases in Development, Repair, and Destruction of the Lungs. Progress in Molecular Biology and Translational Science</a>. 148, Elsevier Inc. (2017).</li>
<li>Siggins, R. W., Hossain, F., Rehman, T., Melvan, J. N., Welsh, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+alters+the+hematopoietic+stem+cell+niche%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Sci%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke alters the hematopoietic stem cell niche.</a> Med Sci. 2, 37-50 (2014).</li>
<li>Kheradmand, F., You, R., Gu, B. H., Corry, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+and+DNA+cleavage+promote+lung+inflammation+and+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+the+American+Clinical+and+Climatological+Association%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke and DNA cleavage promote lung inflammation and emphysema.</a> Transactions of the American Clinical and Climatological Association. 128, 222-233 (2017).</li>
<li>Ha, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Menthol+attenuates+respiratory+irritation+and+elevates+blood+cotinine+in+cigarette+smoke+exposed+mice%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Menthol attenuates respiratory irritation and elevates blood cotinine in cigarette smoke exposed mice.</a> PLoS ONE. , 1-16 (2015).</li>
<li>Moreno-Gonzalez, I., Estrada, L. D., Sanchez-Mejias, E., Soto, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Smoking+exacerbates+amyloid+pathology+in+a+mouse+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Smoking exacerbates amyloid pathology in a mouse model of Alzheimer's disease.</a> Nature Communications. 4, 1-10 (2013).</li>
<li>Madison, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronic+cigarettes+disrupt+lung+lipid+homeostasis+and+innate+immunity+independent+of+nicotine%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Electronic cigarettes disrupt lung lipid homeostasis and innate immunity independent of nicotine.</a> Journal of Clinical Investigation. 129, 4290-4304 (2019).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Qui forniamo le informazioni necessarie per la costruzione di un apparato per WBIS di topi a CS. Dopo l'installazione del sistema, è di fondamentale importanza che gli investigatori calibrino il sistema in base alla dose erogata di nicotina o cotinina negli animali. L'apparecchio contiene un timer e manometri che possono essere utilizzati per regolare il volume del soffio di sigaretta, la frequenza del puff, il periodo combinato di esposizione al fumo e gli intervalli di riposo che gli animali ricevono tra ogni sigaretta...

Il fumo di sigaretta rimane una delle principali cause di malattie prevenibili negli Stati Uniti, nonostante il costante calo del numero di adulti che fumano sigarette negli ultimi 50-60 anni1. È ampiamente noto che il fumo è collegato a molteplici malattie dei polmoni e del sangue tra cui la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO), un gruppo di malattie che include enfisema e bronchitecronica 2,3,4. Secondo il Center for Disease Control (CDC), nel 2014, la BPCO è stata la terza causa di morte negli Stati Uniti con oltre 15 milioni di americani che soffrono di questa malattia5.
Cs è stato anche recentemente associato a un rischio più elevato di sviluppare ematopoiesi clonale (CH)6,7, una condizione in cui una singola cellula staminale ematopoietica produce in modo sproporzionato una grande percentuale del sangue periferico di una persona. Questa scoperta indica una potenziale connessione tra il fumo e la funzione del midollo osseo. Date le diffuse e altamente significative implicazioni per la salute della CS e dato che i modelli murini di malattie sono una pietra miliare del progresso nella ricerca biomedica, è utile sviluppare sistemi efficienti e convenienti per modellare cs nei topi.
Qui, forniamo una guida passo-passo per la costruzione di un sistema conveniente per il trattamento e lo studio degli effetti in vivo di CS sull'enfisema polmonare e sull'omeostasi del midollo osseo. L'assemblaggio di questa apparecchiatura non richiede all'utente di avere conoscenze specializzate e quindi consente l'assemblaggio fai-da-te.

<table><tbody><tr><td>Dispositivo di fissaggio da 1 pollice</td><td>Lowes</td><td>756990</td><td></td></tr><tr><td>Connettore a Y spinato da 1/4 pollici</td><td>VWR</td><td>89093-282</td><td></td></tr><tr><td>Connettore per tubi diritti da 1/4 pollici</td><td>VWR</td><td>62866-378</td><td></td></tr><tr><td>Nipplo esagonale da 1/8</td><td>Lowes</td><td>877221</td><td></td></tr><tr><td>Raccordo di accoppiamento filettato</td><td>Lowes</td><td>877208</td> Raccordo per nipplo <td></td></tr><tr><td>maschio filettato da 1/8 di pollice</td><td>Lowes</td><td>877243</td><td></td></tr><tr><td>10/32 (M) filettato connettore diritto</td><td>Bimba</td><td>EB60</td><td></td></tr><tr><td>3/4 in gomito a 90 gradi Raccordo CPVC</td><td>Lowes</td><td>22643</td><td></td></tr><tr><td>3/4 in cloruro di polivinile clorurato (CPVC)</td><td>Lowes</td><td>23814</td><td></td></tr><tr><td>3/4 in CPVC tappo</td><td>Lowes</td><td>23773</td><td></td></tr><tr><td>3/4 in CPVC Adattatore femmina per irrigazione a goccia</td><td>Lowes</td><td>194629</td><td></td></tr><tr><td>Adattatore maschio CPVC da 3/4 di pollice di diametro</td><td>Lowes</td><td>23766</td><td></td></tr><tr><td>Contenitore ermetico da 8,5 L con coperchio (11,25 pollici x 7,75 pollici x 6 pollici)</td><td>Komax</td><td>N/A</td><td>Elencato come "Komax Biokips Large Bread Box | (280 once) Grande contenitore di stoccaggio"</td></tr><tr><td>Tubo di scarico in vetro (1,75 pollici di diametro x 8 pollici di lunghezza)</td><td>Elettrovalvole KIMAX</td><td>6500</td><td></td></tr><tr><td>Isonic Bimba</td><td></td><td>V2A02-AW1</td><td></td></tr><tr><td>Marlboro Red 100's</td><td>Marlboro</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Oxygen connettore spinato girevole per ossigeno</td><td>Soluzioni mediche globali</td><td>RES002</td><td></td></tr><tr><td>Panasonic Timer LT4H-W</td><td>Panasonic</td><td>LT4HW</td><td>L'articolo è stato integrato nel controller della valvola da Shepherd Controls & Associates Regolatore di</td></tr><tr><td>pressione</td><td>Allied Electronics and Automation</td><td>70600552</td><td>Indicato anche come "Norgren R07-100-RGKA"</td></tr><tr><td>Tappo in gomma # 1 (un foro)</td><td>VWR</td><td>59581-163</td><td></td></tr><tr><td>Tappo in gomma # 8.5 (un foro)</td><td>VWR</td><td>59581-389</td><td></td></tr><tr><td>Scireq inExpose system</td><td>Scireq and Emka</td><td>Technologies N/A Sistema</td><td>commerciale utilizzato per il confronto con il nostro Raccordo spinato dritto WBIS fai-da-te</td></tr><tr><td>(apertura 8 mm)</td> <td>VWR</td><td>10028-872</td><td></td></tr><tr><td>Nastro sigillante per filettatura</td><td>Lowes</td><td>1184243</td><td></td></tr><tr><td>Adattatore porta filettata</td><td>Bimba</td><td>P1SA1</td><td></td></tr><tr><td>Timetro Aridyne 2000 Compressore d'aria medico</td><td>MFI Medical</td><td>AHC-TE20</td><td></td></tr><tr><td>Misuratore di portata</td><td>Allied Healthcare Products</td><td>15006-03YP2</td><td>Elencato anche come "Puritan Air Meter"</td></tr><tr><td>Sistema di controllo delle valvole</td><td>Shepherd Controls and Associates</td><td>N/A</td><td>Company ha progettato su misura il sistema di controllo delle valvole per questo modello.</td></tr><tr><td>Tubi in vinile</td><td>Vitality Medical</td><td>RES3007</td><td></td></tr></tbody></table>

esposizione al fumo di sigaretta nei topi con un sistema di inalazione per tutto il corpo

Cigarette Smoke Exposure in Mice using a Whole-Body Inhalation System

Quasi il 14% degli adulti negli Stati Uniti è stato segnalato per fumare sigarette nel 2018. Gli effetti del fumo di sigaretta (CS) sui polmoni e sulle malattie cardiovascolari sono stati ampiamente studiati, tuttavia, l'impatto della CS su altri tessuti e organi come sangue e midollo osseo rimane incompleto definito. Trovare il sistema appropriato per studiare gli effetti della CS sui roditori può essere proibitivo e richiedere l'acquisto di sistemi disponibili in commercio. Pertanto, abbiamo deciso di costruire un sistema conveniente, affidabile e versatile per studiare gli effetti patologici della CS nei topi. Questo sistema di esposizione all'inalazione per tutto il corpo (WBIS) imita la respirazione e il sbuffamento delle sigarette alternando l'esposizione a CS e aria pulita. Qui mostriamo che questo sistema fai-da-te (fai-da-te) induce infiammazione delle vie aeree ed enfisema polmonare nei topi dopo 4 mesi di esposizione al fumo di sigaretta. Sono inoltre mostrati gli effetti dell'inalazione di CS su tutto il corpo sulle cellule staminali ematopoietiche e progenitrici (HSPC) nel midollo osseo utilizzando questo apparecchio.

Uno dei principali tratti distintivi dell'esposizione al CS è l'enfisema che è caratterizzato dal danno e dalla distruzione delle sacche d'aria (alveoli) nel polmone. Pertanto, gli esperimenti iniziali si concentrarono sulla capacità del sistema fai-da-te di provocare cambiamenti enfisematosi nei polmoni delle femmine topi dopo ripetute esposizioni di tutto il corpo a CS. Il regime di dosamento CS è stato scelto sulla base delle nostre precedenti pubblicazioni in cui abbiamo utilizzato il sistema fai-da-te qui descritto ...

Questo protocollo dimostra lo studio degli effetti fisiopatologici del fumo di sigaretta (CS) con un sistema di esposizione all'inalazione di tutto il corpo (WBI) (WBIS) costruito internamente. Questo sistema può esporre gli animali a CS in condizioni ripetibili controllate per la ricerca di effetti mediati dalla CS sull'enfisema polmonare e sull'ematopoiesi.

Esposizione al fumo di sigaretta nei topi con un sistema di inalazione per tutto il corpo

Close to 14% of adults in the United States were reported to smoke cigarettes in 2018. The effects of cigarette smoke (CS) on lungs and cardiovascular ...

Questa tecnica può essere utilizzata per studiare gli effetti fisiologici del fumo di sigaretta nell'infiammazione cronica delle vie aeree e nell'enfisema, nonché lo sviluppo delle cellule immunitarie del midollo osseo nei topi. Il basso costo e la semplice procedura di costruzione di questa apparecchiatura la rendono accessibile a molti laboratori in tutto il mondo. Dopo aver assemblato tutti i componenti del sistema di esposizione all'inalazione di tutto il corpo, accendere il compressore d'aria e attendere che l'allarme di sicurezza si spenga da solo.Regolare la pressione del compressore d'aria da 40 a 50 PSI ruotando la manopola sul regolatore di pressione. Regolare il flusso d'aria dal compressore d'aria a cinque litri utilizzando il flussometro. Quindi accendere il controller della valvola.Regolare il timer digitale del controller della valvola sulla modalità di funzionamento a impulsi C premendo il tasto di blocco set mentre si tiene premuto il tasto su alla prima cifra del timer. Quindi premere il tasto su fino a raggiungere la modalità PU-C. Premere il tasto di ripristino per impostare la modalità di funzionamento visualizzata come modalità di lavoro.Premere il blocco impostazioni per modificare il timer uno visualizzato sul display come T1, quindi premere i tasti su o giù per impostarlo su 20 secondi. Ripetere questa procedura per impostare il timer due o T2 su tre secondi. Accendere il compressore d'aria e attendere che l'allarme di sicurezza si disattivi da solo.Quindi accendere il controller della valvola. Trasferisci cinque topi in ciascuna delle quattro camere di esposizione da 8,5 litri con coperchi ermetici rimovibili. Collocare le camere di esposizione all'interno di una cabina di sicurezza biologica a flusso laminare di Classe II di tipo B2.All'interno della cabina di sicurezza biologica, accendi una sigaretta e inseriscila nella camera della sigaretta. Accendere le valvole del controller della valvola che corrispondono alle camere attualmente in uso. L'aria pulita verrà pompata nella camera di esposizione per 20 secondi provocando la combustione della sigaretta e il fumo verrà pompato nella camera di esposizione per tre secondi.Lasciare che la sigaretta si bruci completamente fino a raggiungere il filtro. Regolare le impostazioni del timer per eseguire una media di 10 boccate per sigaretta in un periodo di quattro minuti. Rimuovere il filtro della sigaretta e smaltirlo mettendo il mozzicone di sigaretta in un bicchiere di vetro con acqua per spegnere la fiamma e smorzare l'odore.Chiudere la camera della sigaretta e lasciare che la macchina pompi aria pulita per 10 minuti. Ripetere l'esposizione al fumo di sigaretta per un totale di quattro sigarette per camera al giorno. Al termine, rimuovi i topi dalle camere di esposizione e rimettili nelle gabbie corrispondenti.Spegnere il controller della valvola e il compressore d'aria. Rimuovere l'esposizione e le camere delle sigarette e lavarle con acqua e sapone per rimuovere eventuali residui di catrame. Lasciare asciugare completamente le camere prima di riutilizzarle.I topi sono stati esposti al fumo di quattro sigarette commerciali al giorno con intervalli senza fumo di 10 minuti tra ogni sigaretta cinque giorni alla settimana per una durata di quattro mesi. L'istologia polmonare colorata con ematossilina ed eosina ha mostrato la distruzione degli alveoli nei topi esposti al fumo di sigaretta. L'analisi istomorfometrica in cieco delle sezioni polmonari ha confermato che l'intercettazione lineare media era significativamente più alta nei topi esposti al fumo di sigaretta rispetto ai controlli aerei.Come previsto, l'esposizione di tutto il corpo al fumo di sigaretta provoca una diminuzione del peso corporeo. I topi esposti hanno anche mostrato una maggiore infiltrazione delle cellule immunitarie nelle vie aeree, nonché l'induzione dell'espressione genica delle metalloproteinasi 9 e 12 della matrice, che sono responsabili del danno tissutale. La cotinina, un metabolita della nicotina, era significativamente elevata nel siero dei topi esposti a quattro mesi di fumo di sigaretta, ma non rilevabile nei topi esposti all'aria.Dopo l'esposizione, le popolazioni di midollo osseo sono state analizzate utilizzando la citometria a flusso. È stato rilevato un aumento significativo delle popolazioni ematopoietiche di staminali e progenitori dopo quattro mesi di esposizione al fumo di sigaretta. Anche l'esposizione di tutto il corpo al fumo di sigaretta dei topi che utilizzavano un sistema disponibile in commercio ha mostrato un'alterazione nelle popolazioni di HSPC.È importante assicurarsi che tutti gli strumenti che erogano aria o fumo di sigaretta alle camere dei topi non siano ostruiti e privi di attorcigliamenti che potrebbero interrompere il flusso d'aria. Inoltre, i topi devono essere monitorati in ogni momento durante l'esposizione al fumo di sigaretta. La procedura può essere utilizzata anche per studiare gli effetti fisiologici del fumo di sigaretta su altri sistemi di organi come il cuore e il tratto gastrointestinale.Con alcune modifiche, questa macchina può anche essere adattabile per un'esposizione per inalazione di tutto il corpo dei topi alle sigarette elettroniche. Ciò potrebbe consentire ai ricercatori di studiare i potenziali pericoli associati allo svapo in un modello animale murino.

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Valutazione dell&#39;impatto di esposizione ripetuta di organotipica 3D bronchiali e nasali coltura tissutale modelli di Whole fumo di sigaretta

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Esposizione al fumo di sigaretta nei topi con un sistema di inalazione per tutto il corpo

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