ダブル室容積脈波による意識下マウスにおける呼吸機能の評価

この技術は、呼吸器研究、安全性薬理学、医薬品開発など、さまざまな分野で重要な問題に対処するのに役立ちます。この技術の主な利点は、ベースライン時とチャレンジ中の両方で意識のある動物の呼吸機能を評価するために信頼できる読み出しを提供することです。この技術は、実験プロトコルが動物の正常な生理学的状態からの逸脱をほとんど必要としない場合に特に有用です。

動物は拘束されていますが、それ以外は正常に呼吸するため、呼吸パターンの評価に加えて気道閉塞があります。実験当日は、実験セッションを開始し、適切な設定ファイルを読み込みます。実験と動物の情報を入力します。

完了したら、ウィンドウの下部にある実行ボタンをクリックします。システムのキャリブレーションを続行します。各サイトと入力信号を個別にキャリブレーションします。

ヘッドチャンバーにチューブで接続されたバイアスフロージェネレーターの電源を入れ、流量を調整します。ヘッドチャンバーの上部開口部をキャップで閉じます。胸部チャンバーの背面パネルを取り外してください。

次に、キャリブレーションツールをヘッドとボディチャンバーの間のゴム製の開口部にしっかりと挿入して、密閉シールを作成します。胸部チャンバーの背面パネルを閉じて再度取り付けます。ソフトウェアのツールバーメニューから、[チューニング]、[キャリブレーション]の順に移動します。

[入力 1] に移動し、[キャリブレーション] を選択して、胸部流量信号のキャリブレーション ダイアログ ボックスを起動します。キャリブレーション ダイアログ ウィンドウにリストされているパラメーターに適切な設定が表示されていることを確認します。加えられる物理的ストレスの低値はゼロである必要があります。

高い値に加えられる物理的応力は、毎秒マイナス20ミリリットルであり、サンプルは積分するように設定する必要があります。完了したら、サンプルウィンドウで[low]をクリックします。生成された信号が表示ウィンドウ全体で一定であることを確認し、[閉じる] をクリックします。

チューブ内のプラスチックコネクタを使用して、胸部チャンバーのサイドポートを介して20ミリリットルのシリンジを接続します。サンプルウィンドウで「高」を選択し、できるだけ早く20ミリリットルの空気を2秒間にわたって、できるだけ一定の流量でチャンバーに注入します。生成された信号がディスプレイ ウィンドウ内に完全に表示されていることを確認します。

矢印アイコンを使用して、信号がゼロ線を中心に対称になっているかどうかを確認します。次に、[閉じる]をクリックします。ゼロからオフセットを削除するには、サンプルウィンドウで Remove AC offset をクリックします。

ヘッドチャンバーを胸部チャンバーと同様の方法でキャリブレーションするには、入力番号2を選択します。今回は、最大値をマイナス20ミリリットル/秒ではなくプラス20ミリリットル/秒に設定します。住宅室から離れた静かなエリアで作業します。

実験開始前に、動物を拘束具と手順に順応させます。侵襲性がなく、麻酔を必要としないため、動物が快適で、適応性が高く、落ち着いている条件下で作業することで、チャンバー間の毛漏れの傾向が制限され、データの品質が最大化されます。動物の体重を量ります。

動物に適した拘束具を選択します。背部の開口部から進行する拘束具内に動物を挿入します。デバイスを垂直に保持すると便利です。

動物が所定の位置に入ったら、バックプランジャーを挿入し、過度の力を加えずにゆっくりと所定の位置にロックします。動物が正常に呼吸していることを目視で確認します。必要に応じて、ロック機構を動かして位置を調整します。

動物の鼻がノーズコーンの外側に突き出ており、鼻が拘束具の内壁に当たっていることを確認します。胸部チャンバーの背面パネルを取り外してください。動物が入った拘束具を胸部チャンバーのゴム製の開口部に挿入し、チャンバーを閉じます。

ヘッドチャンバーを取り付け、バイアスフローを提供し、動物が少なくとも5分間リラックスするのを待ちます。動物が落ち着いたら、最初のステップを選択してコマンドのプロトコルを開始し、[実行]をクリックします。コンピューターの画面で、動物の呼吸信号が規則的で滑らかであることを確認してください。

ソフトウェアは、計算されたパラメータを呼吸ごとに自動的に表示します。動物のパラメータが安定していることを確認します。ベースライン条件下で最大10分間呼吸パターンを記録します。

エアロゾルによる試験物質の投与を含むプロトコルの場合、まず、必要に応じてネブライザーを時間とデューティサイクルで調整します。車両チャレンジを実行し、応答を記録します。必要に応じて、ネブライザー内の濃度を変更し、ステップを漸増することにより、動物を試験物質の濃度の増加にさらします。

各投与後の応答を記録します。この例では、1ミリグラム/ミリグラムのメタコリンがテストされます。比気道抵抗のピーク増加は、その後しばらくして記録され、その後、ゆっくりとベースライン値に戻るのが見られます。

実験セッションの終了時に、動物をその部屋とハウジングケージに戻します。セッションの合間に、プレチスモグラフチャンバーを清掃し、ネブライザーを水ですすいでください。テキストプロトコルで説明されているように、データ分析に進みます。

ここに示されているのは、BALB/c マウスの 2 つのグループで 3 日間連続してベースラインで呼吸機能評価を繰り返した結果です。コントロール1と肺アレルギー性炎症のある1つ。ダブルチャンバープレチスモグラフィーによって提供されるパラメーターの選択について、安定した比較可能な値が得られました。

これらの値は、呼吸数、タイトル量、分時換気、吸気終了時休止、タイトル中期呼気量での流量、および比気道抵抗についてプロットされました。呼吸機能の変化と吸入メタコリンの用量の増加に対する反応も連続して行われ、対照マウスとアレルギー性C57BL/6マウスの反応の程度を評価しました。結果は、アレルギーマウスの2日目と3日目に、メタコリンの用量を誇張された反応性で増やすことにより、比気道抵抗の予想される漸進的な増加を示しています。

翌日、ニュートン抵抗を強制振動法で測定しました。このパラメータの変化は、主に大きな導電性気道の抵抗の変動を反映しています。ベースライン時およびメタコリンに応答して測定されたニュートン抵抗は、同じ動物で前日に得られた測定された比気道抵抗とよく相関していました。.

この手法は、一度に多数の動物を評価するため、急性反応の動態を捉えるため、および数日間続いた実験中に繰り返し呼吸機能を測定するのに便利です。この手順に続いて、気道抵抗などの呼吸力学の直接測定で評価を補完するために、強制関連付け技術などの他の方法を実行できます。ダブルチャンバープレチスモグラフィーは、特に実験プロトコルで動物が意識を持つ必要がある場合に、呼吸パターンと気道閉塞の地理を評価するための興味深いアプローチを提供します。