マウスにおける非侵襲的気管内リポ多糖点滴
March 31st, 2023
ここでは、非侵襲的中咽頭気管内挿管 を介した 気管内リポ多糖(LPS)送達のプロトコルを提案します。この方法は、動物の外科的処置の外傷を最小限に抑え、LPSを気管、次に肺に正確に送達します。
私たちのプロトコルは、気管から肺へのLPSの新しい非侵襲的送達方法をより正確に提案します。この方法を初めて試す人は、気管の位置を見つけることに多くの努力を払う必要があります。挿管プラットフォームを準備するには、ひもを2つの穴に通し、その端をライザー上部の小さな突起に結び付けます。
次に、クリップの両端に2本の輪ゴムを取り付け、ライザーの背面にテープで留めます。最後に、ライザーをベースに90度の角度で固定します。カニューレをカニューレペンに組み立て、ペンのライトをオンにします。
次に、70%アルコールを使用して小型外科用鉗子とパスツールピペットを消毒します。試験化合物溶液を調製するには、1ミリリットルのpH 7.2 PBSに3ミリグラムのリポ多糖(LPS)を加えます。次に、10ミリグラムのペントバルビタールナトリウムを1ミリリットルの生理食塩水に溶解し、0.45マイクロメートルのシリンジフィルターを使用して溶液をろ過します。
麻酔をかけたマウスを挿管プラットフォームに置きます。次に、上部の前歯をひもで固定し、2つの前足を輪ゴムで固定します。ピンセットを使用して、舌を引き抜いて保持します。
カニューレを口に沿って下顎喉頭蓋までゆっくりと押します。カニューレペンのライトで気管の位置を確認し、ゆっくりとカニューレを挿入します。次に、挿管ペンを引き出し、カニューレを内側に残します。
パスツールピペットをカニューレジョイントに挿入し、ヘッドを押します。気管内挿管が成功した後、フラットヘッドマイクロシリンジを使用して、調製したLPS溶液をカニューレを通してキログラムあたり3ミリグラムの用量で注入します。終了したら、マイクロシリンジとカニューレを取り出します。
挿管プラットフォームからマウスを取り外し、別のケージに入れて回復します。マウスが回復して意識を取り戻すまで、マウスの呼吸状態を観察します。LPS気管点眼後12時間で、炎症性サイトカイン、TNF-α、および肺乾湿重量比の発現を評価し、他の点眼法と比較した。
非侵襲的中咽頭挿管群の血清TNF-αレベルは、ブランク対照群と比較して有意に増加した。肺乾湿重量比も増加し、外科的気管挿管群と同じレベルに達した。気管の位置を見つける過程で気管を傷つけないことが重要です。
この技術は、非侵襲的な方法で肺に到達する必要がある他の薬物を送達するためにも使用できます。
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概要
この研究は、マウスモデルにおける口腔内気管挿管を使用した非侵襲的気管内リポ多糖（LPS）投与プロトコルを提示します。この技術は、気管と肺にLPSを正確に投与しながら外科的外傷を最小限に抑え、炎症反応の効果的な評価を可能にします。
主要な研究要素
研究分野
- 呼吸器生物学
- 炎症
- 薬物投与法
背景
- 肺炎症の研究の重要性
- 侵襲的挿管技術の課題
- 改良された薬物投与法の必要性
使用された方法
- 非侵襲的方法を用いた気管挿管
- 生物学的モデルシステムとしてのマウス
- LPSの調製と麻酔薬の使用
主要な結果
- このプロトコルにより、肺へのLPSの正確な投与が可能でした。
- 投与後、炎症性サイトカインTNF-アルファレベルの有意な上昇が観察されました。
- 肺の乾燥重量対湿重量比は、侵襲的挿管技術と一致しました。
結論
- この研究は、LPS投与のための効果的な非侵襲的方法を示しています。
- この技術は、肺薬物投与と炎症に関する前臨床研究に関連しています。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Noninvasive oropharyngeal endotracheal LPS instillation in mice enables precise lung targeting for acute lung injury modeling while minimizing procedural trauma and off-target effects. This approach supports robust evaluation of pulmonary inflammation and drug delivery, enhancing predictive confidence in early respiratory disease research. Its adoption streamlines preclinical workflows and reduces biological variability, directly impacting portfolio triage and translational alignment.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of inflammatory pathways in a controlled, lung-specific context.
- Reduces confounding systemic effects, supporting functional target validation.
- Improves predictive confidence for respiratory disease mechanisms and candidate selection.
Screening & Assay Development
- Facilitates preparation of validated acute lung injury models for compound screening.
- Supports reproducible induction of inflammatory endpoints such as TNF-alpha expression.
- Enables quantitative assessment of lung injury via dry-wet weight ratios.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant pulmonary injury models for translational biomarker studies.
- Provides continuity from mechanistic discovery to preclinical validation of anti-inflammatory agents.
- Supports risk-adjusted advancement of respiratory therapeutics.
Pipeline & Workflow Integration
This noninvasive LPS instillation method fits within the early discovery to preclinical continuum for respiratory disease research and drug development.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of lung-specific inflammatory responses and pathway elucidation.
- Screening: Delivers standardized, reproducible models for evaluating anti-inflammatory compounds.
- Analytics: Provides quantitative outputs such as cytokine levels and lung weight ratios for condition comparison.
- Translational Research: Bridges discovery findings to preclinical biomarker validation in disease-relevant systems.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, noninvasive platform for pulmonary drug delivery studies across programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in lung injury models.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and animal survival rates.
- Strategic Value: Enables better go/no-go decisions and capital efficiency in respiratory portfolios.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of respiratory candidates.
Implementation Considerations
- Requires technical expertise in noninvasive intubation and animal handling.
- Needs specialized intubation apparatus and analytical tools for cytokine and lung weight measurement.
- Demands cross-team standardization for reproducibility and data comparability.
- Adaptable to other pulmonary drug delivery studies with appropriate validation.
- Careful technique is essential to avoid tracheal injury and ensure accurate dosing.
