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방법 논문

무제한 전신 혈량 측정법을 사용하여 마우스의 호흡 기능을 측정

30.3K 조회수

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DOI:

10.3791/51755

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2014년 8월 12일

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이 논문에서

요약

호흡 생리학의 평가는 전통적으로 동물의 억제 또는 진정을 요구 기술에 의존하고있다. 무제한 전신 혈량 측정법은, 그러나, 동물 모델에서 호흡 생리의 정확하고 비 침습적 정량 분석​​을 제공합니다. 또한, 기술은 종 연구를 허용 마우스의 호흡 평가를 반복 할 수 있습니다.

초록

호흡기 장애는 최고의 세계에서 이환율과 사망률의 원인과 사망의 비율이 계속 증가 중 하나입니다. 설치류 모델에서 폐 기능의 정량 평가는 미래의 치료법의 개발에 중요한 수단이다. 일반적 침습적 혈량 측정법 및 강제 진동 포함 호흡 기능을 평가하는 기술을 사용했다. 이러한 기술은 가치있는 정보를 제공하지만, 데이터 수집 인해 마취 및 / 또는 동물의 침습 계측 필요성 인공물과 실험 가변성을 내포 할 수있다. 반면, 무제한 전신 혈량 측정법 (UWBP)은 호흡기 매개 변수를 분석하는 기준에 정확하고 비 침습적 정량 방법을 제공합니다. 이 기술은 기존의 기술 혈량 측정법에 공통 마취와 감금의 사용을 피한다. 이 동영상은 기기 설정, 교정 및 폐 기능의 기록을 포함하여 UWBP 절차를 시연 할 예정이다. 그것은수집 된 데이터를 분석하고,뿐만 아니라 동물의 이동으로 인한 실험적 인공물과 특이점을 식별하는 방법을 설명 할 것이다. 이 기술을 사용하여 수득 호흡 파라미터 호흡량, 체적 분, 흡기 듀티 사이클, 흡기 유량과 만료 시간에 흡기 시간의 비율을 포함한다. UWBP는 전문 기술에 의존 수행 저렴하지 않습니다. 잠재적 인 사용자에게 가장 매력적인 UWBP 키의 기능과 동일한 동물에 폐 기능의 반복 된 측정을 수행 할 수있는 능력이다.

서론

폐 기능 장애는 세계에서 이환율과 사망률의 주요 원인 중 하나입니다. 조건은 기침, 가슴 통증 및 호흡 곤란과 동의어 함 산소 교환이 특징입니다. 사망률 세계 1 ~ 10 %에 대한 호흡기 질환 차지한다. 세계 보건기구 (WHO)에 따르면, 사망률은 지속적으로 흡연, 환경 오염 및 직업 자극에 의​​한 상승으로 설정됩니다. UWBP 강하게 전통적인 생화학 칭찬 조직 학적는이 분석 폐 생리학을 공부하는 데 유용한 추가이다. 폐 평가를 위해 사용 된 다른 절차 UWBP와 동일한 장점을 제공하지 않는다. 침략 혈량 측정법은 동물이 3,4 anesthetised 할 수있어, 그 결과 호흡 측정이 반드시 자연 상태를 반영하지 않습니다 필요로하는 일반적으로 사용되는 기술이다. 또한, 기계 환기 및 화학 문제에 대한 요구 사항은 향후 측정 3,4 배제.호흡 데이터를 수집하는 또 다른 방법은 UWBP 5에 비해 호흡 파라미터의 변화를보다 세밀한 더 민감 강제 진동에 의해서이다. 강제 진동 그러나 침습적 인 기술이며, 데이터 수집을위한 동물 5-7 종료를 요구한다.

UWBP는 전문 챔버 내부에 동물을 배치하는 것을 포함한다. 영감 동안 조....

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프로토콜

참고 : 다음 실험 절차는 모나 쉬 대학의 동물 윤리위원회의 승인을 과학적 목적을위한 동물의 관리 및 사용 (2006)에 대한 연습의 호주 코드에 따라 수행된다. 대표적인 결과를 생성하는 데 사용 성인 여성의 C57BL / 6 마​​우스는 모나 동물 서비스로부터 수득 하였다. 마우스는 12 시간 명암주기에 특정 병원균 무료, 온도 및 습도 조절 실에 보관 하였다. 이 마우스는 음식과 물을 무료로 이용할 수 있었다.

1 초기 설정

  1. USB 케이블을 통해 기록하기위한 데이터 수집 시스템으로 노트북 / 데스크탑을 연결합니다.
  2. BNC 케이블을 통해 데이터 수집 시스템의 '입력 한'에서 '출력 1'에서 브리지 앰프를 연결합니다.
  3. 진수 브리지 앰프의 '채널 1'에 압력 변환기를 삽입합니다. 에 대한 데이터 수집 시스템의 전원을 켜고 분석 소프트웨어를 엽니 다. 소프트웨어 자동해야자동적 (재료 및 장비 표 참조) 장비 설치를 감지합니다.
  4. 소프트웨어의 설치 도구 모음에있는 오픈 채널 설정. 변경 채널의 수는 (1)에 기록된다.
  5. 실내 압력과 브리지 증폭기를 보정 물기둥 장치를 측정하는 기압계를 설정. 물 열 장치는 플라스틱 튜브로 연결이 5 ㎖의 혈청 학적 주사....

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결과

이 과정이 정확 하였다 되었으면 일관된 발진 트레이스 데이터 분석 소프트웨어에 생성된다. 절차는 간단 컴퓨팅 계산과 설치가. 나와 호흡 매개 변수를 결정 (5) 제어 (건강) 마우스에서 적절한 호흡 추적을 나타내는 그림 후 몇 분 이내에 호흡 추적을 제공합니다. 동물이 적극적으로 움직이지 않을 때 적절한 진동 데이터가 생성된다.

UWBP 제어 및 폐 섬유증 코호트 간의 폐 기능의 매우 유용하고 신뢰성 평가이다. 7 ​​제어 그래프와 비교하여 14 일째에 블레오 마이신 유발 폐 섬유증과 마우스의 폐 기능을 보여주는 도표,도 7은 시각적 인 차이를 나타낸다 블레오 마이신 관리 (7)과 일치. 전술 한 바와 같이, 절차는 호흡기 paramete의 변화를 관찰 할 수 있도록 미국 반복 될 수있다이 두 그룹 사이의 시간에 따른 RS.

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토론

여기에 설명 된 기술은 억제되지 않은 생쥐와 unanesthetized 호흡 파라미터의 평가를위한 비 침습적 방법이다. 이 프로토콜의 장점은 최소한의 인공물 길이 방향으로 폐 기능을 측정하는 단순하고 정밀도를 포함한다. 그러나, 몇 가지 제한 사항이 중요한 단계는 절차에 대해 주목해야한다이 있습니다. 먼저, 가장 중요하게, 마우스 다섯 초 동안 챔버 내에 침착한다. 마우스의 호흡 패턴을 방해하고, 따라서 변수 결과 (도 6a)을 제공 할 것입니다 추가 스트레스. 이러한 단점은 가능성 남아 항상 기대 될 것이다. 그러나 그 집 새장에 마우스를 교체하고 그것을 쉽게 해결됩니다 정착 할 시간을 허용한다. 그것은 적절한 동물 / 유용한 데이터의 5 초 수득 챔버 환경 내 편안한 느낌 것이 중요하다. 또한 대가는 실 환경에 대한 필요합니다. 환경, U호흡 기계에 nrelated 크게 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 평가 증가 챔버 증가 습도 및 온도뿐만 아니라 가능한 산소가 감소하는 기간으로 크게 환기에.......

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공개 사항

저자는 경쟁하는 이해관계가 없음을 선언합니다. 저자는 공개할 갈등이 없습니다.

감사의 글

이 기술 개발에 기술적 조언과 장비를 제공해 주신 David Walker 교수님께 감사드립니다. 이 작업은 빅토리아 주 정부의 운영 인프라 지원 프로그램(Operational Infrastructure Support Program)의 지원을 받습니다. 이 작업은 빅토리아 주 정부의 운영 인프라 지원 프로그램(Operational Infrastructure Support Program)의 일부 지원을 받았습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
LabChart 7 소프트웨어(Macintosh용)프로토콜 단계 4에서 사용되는ADINSTRUMENTSMLU60/7
PowerLab 8/30(모델 ML870)ADINSTRUMENTSPL3508
옥탈 브리지 앰프(모델 ML228)ADINSTRUMENTSFE228
Black BNC-BNC 케이블(1m)ADINSTRUMENTSMLAC01
Macintosh OSApple Inc.Mac OS X 10.4 이상
Surgipack 디지털 직장 온도계Vega TechnologiesMT-918
잔디 체적 압력 변환기 PT5AGrass Instruments Co.모델 번호 PT5A, 일련 번호 L302P4.
1 ml 주사기Becton Dickinson (BD)309628
5 ml 혈청학적 주사기 피펫Greiner Bio One606160플라스틱 튜브를 통해 연결
저울/저울VWR International, Pty LtdSHIMAUW220D0.1g 분해능의 모든 칭량 저울
HM40 습도 및 온도 측정기VaisalaHM40A1AB
기압계Barometer World1586
실험실 튜빙Dow Corning508-101주사기 및 압력 변환기에 물기둥을 연결하는 데 사용
Cylindrical Perspex ChamberDynalab Corp.내부 치수가 50mm(w) x 1,500mm(l)인 맞춤형 원통형 챔버. 각 면에는 80mm(l) x 80mm(w) 크기의 두 개의 뚜껑이 있습니다. 각 뚜껑에는 60mm 너비의 원형 구멍이 있으며 뚜껑 면에는 50mm 깊이로 절단되어 있습니다. 이렇게 하면 챔버가 뚜껑에 들어갈 수 있습니다. 챔버가 들어갈 뚜껑의 각 구멍 주위에 고무 링이 장착되어 있습니다. 주사기 및 압력 트랜스듀서 부착의 경우 개구부의 직경이 5mm입니다. 습도 프로브 부착의 경우 개구부의 직경은 25mm입니다.
80% 에탄올(4L)VWR International, Pty LtdBDH1162-4LP

참고문헌

  1. World Health Organization, World Health Statistics. , WHO, Geneva, Switzerland. (2008).
  2. Jones, C. V., et al. M2 macrophage polarization is associated with alveolar formation during postnatal lung development. Respir. Res. 14 (41), 14-41 (2013).
  3. Campbell, E., et al.

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재인쇄 및 허가

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