마우스 폐의 압력 볼륨 곡선의 측정

요약

여기에서는 마우스의 폐압-부피 곡선을 간단하고 안정적으로 측정할 수 있는 프로토콜을 제시하며, 두 가지 일반적인 폐 병리학인 폐 섬유증과 폐기종에서 표현형 실질 변화를 감지할 수 있을 만큼 충분히 민감하다는 것을 보여줍니다. 이 지표는 병리학의 발달에 따른 폐의 구조적 변화를 정량화할 수 있는 수단을 제공합니다.

초록

최근 수십 년 동안 마우스가 폐 질환의 다양한 차 동물 모델이되고있다. 폐기종 또는 섬유증의 모델에서, 필수적인 표현형 변화는 가장 폐 탄성 변화의 측정에 의해 평가된다. 마우스에서 가장 이러한 병리를 특정 기본 메커니즘을 이해하기 위해서는 병리 현상을 반영 할 수있는 기능을 측정하는 데 필수적이다. 탄성을 측정하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 전형적인 방법은 전체 폐 용적의 압력 (PV)는 폐 곡선 볼륨의 전체 범위에 걸쳐 수행한다는 것이다. 이 측정은 거의 백년 거슬러 거의 모든 포유 동물 종으로부터 성인 폐에서 이루어진 것으로, 이러한 PV 곡선은 태아 폐 개발 폐 계면 활성제의 기능의 발견 및 이해에 중요한 역할을했다. 불행히도, 이러한 전체 PV 곡선들이 널리 macrosc에 유용한 정보를 제공 할 수 있다는 사실에도 불구하고, 마우스에서보고되지 않은폐의 구조적인 변화의 OPIC 효과. 폐 용적의 단지 부분적인 변화를 측정 PV 곡선 때때로보고되어 있지만, 절대 체적의 측정치없이 전체 PV 곡선의 비선형 특성을 해석하는 이러한 부분들 매우 어렵게 만든다. 본 연구에서는 총 PV 곡선을 측정하는 표준화 된 방법을 설명합니다. 우리는 다음 두 가지 일반적인 폐 병변, 폐기종 및 섬유증 마우스 폐 구조의 변화를 감지하는이 곡선의 능력을 시험 하였다. 결과는 이러한 병리와 예상 구조적 변화와 일치하는 여러 변수에 큰 변화를 보였다. 마우스에서 폐 PV 곡선이 측정은 시간이 지남에 따라서, 병태 생리 학적 변화 및 ​​치료 방법의 효과 전위의 진행을 모니터링하는 간단한 수단을 제공한다.

서론

이제 마우스 폐 질환의 다양한 일차 동물 모델이다. 폐기종 또는 섬유증의 모델에서, 필수적인 표현형 변화는 가장 폐 탄성의 변화를 측정함으로써 평가된다. 탄성을 측정하는 방법은 여러 가지가 있겠지만, 고전적인 방법은 그 총 폐 용량 (TLC)에 잔여 볼륨 (RV)에서 측정 된 전체 압력 - 볼륨 (PV) 곡선. 이 측정은 거의 백년 ^1-3 거슬러 올라가는 거의 모든 포유류에서 성인 폐에 만들어졌다. 이러한 PV 곡선 태아 폐 개발 ^4-7 폐 계면 활성제의 기능의 발견 및 이해에 중요한 역할을했다. 폐의 표현형의 측정치로 PV 곡선의 중요성에도 불구하고,이 측정을 수행 할 수있는 표준화 된 방법이 없었다. 그것은 팽창 및 이산 단계와 폐 (각 후 평형에 대한 변수 대기 시간)을 배출하기 또는 펌프를 간단하게 수행되었음을지속적으로 팽창하고 폐를 수축 할 수 있습니다. PV 곡선들은 제로 및 일부 사용자 정의 폐활량 사이의 체적 범위에서 수행되지만 다른 실험실에 의해보고 된 각 압력 볼륨 루프의 지속 시간은 5.6 시간 ^(2)에 몇 초 ^(8)로부터 변화, 매우 변수였다. 일부 연구자들은 정적 또는 quasistatic 등이 총 폐 PV 곡선을 참조하지만, 이러한 작은 통찰력을 제공 질적이며, 그들은 여기에 사용되지 않....

프로토콜

존스 홉킨스 대학 동물 관리 및 사용위원회는 모든 동물 프로토콜을 승인했다.

1. 장비

, PV 곡선을 측정 할 준비가 설정 한 복합 시스템은 그림 1에 표시됩니다.

1. 볼륨 측정 :
   1. 사용자가 신속하게 압력 한계에 도달 한 후 펌프를 역방향 있도록 스위치 시린지 펌프를 이용하여 팽창과 수축의 일정한 속도를 생성한다. 마우스 PV 곡선의 경우, 공기의 3 ㎖에서 설정 한 초기 볼륨 (이전에 인플레이션)를 매우 가볍게 기름을 바른 5 mL 유리 주사기를 사용합니다. 3 ㎖ 거의 모든 마우스 PV 곡선의 볼륨을 측정 할 수있을만큼 충분히 크다.
   2. 이동 주사기 플런저에 연결된 작은 센서 막대와, 펌프 하우징에 선형 미분 변압기 부착함으로써 펌프에 의해 전달되는 부피를 측정한다.
      주 : 경험적 수단은 시스템의 가스 압축을 보정하기 위해 PV 세제곱에 따라 설명한다RVE 기록부.
2. 압력 측정 :
   1. 0-60cm H ₂ O (0-1 PSI)의 범위와 표준 저렴한 압력 게이지를 사용합니다.
3. 측정 기록 :
   ....

결과

PV 곡선에 대한 절차는 전용 제어 건강한 쥐 비디오에서 입증되었지만, 우리는 두 가지 일반적인 병리, 폐기종 및 섬유증 마우스에서 기능적이고 병리 변화를 검출하기 위해 PV 곡선의 능력을 조사 하였다. 이러한 전통적인 모델의 세부 사항은 다른 곳에서 ^{12, 13} 설명했다. 아주 간단히, 3 % 이소 플루 란 마취 후 폐기종은 기관지에 주입 3 또는 6 U 돼지의 췌장 엘라 스타 제에 의해 발생 된 3 주 후에 공부하고 섬유증은 0.05 U이 기관에 주입 블레오 마이신에 의해 발생하고,이 후 2 주 공부했다 모욕.

도 2는 마우스에서 제어 PV 전형적인 곡선을 나타낸다. 이러한 PV 곡선에서 마우스에 마우스에서 재현, 정량화하기 쉬운 변수 및 폐 질환에서 발생하는 구조적 변화의 대리인을 측정한다. 다음은 표 1에도 2에 그래프로 나타내었다 . 표 1

토론

본 논문에서는 간단한 재현 방법은 마우스의 표현형 폐 탄성, 전체 폐 PV 곡선의 고전적인 방법을 측정하는 기술되었다. 이러한 곡선은 폐 계면 활성제의 발견과 폐 안정성을 제공의 중요성에 쓸모 있었다. 여기가 PV 곡선 성인 마우스 폐에서 폐 탄성 관련된 여러 변수를 측정하는 수단을 제공하기에 유용한 방법을 도시한다. 마우스 폐의 병리학 적 변화를 생성하기 위해 일반적으로 사용되는 두 마우스 모델에서 모든 변수에 매우 큰 변화가 있었다. 다음 절에서는 각 측정 변수의 변화의 중요성에 대해 설명합니다.

TLC는 팽창 사지 평탄화하기 시작 정의 최대 압력에서 최대 폐 용적, 또는 더 정확하게, 양의 척도이다. 이미 언급 한 바와 같이, PV 곡선의 인플레이션 사지는 결코 정말 평평하게, 마우스가이 특히 극단적 인행동 ^(10). TLC는 모든 동물 모델에서, 최대 흡기 자발적인 노력 끝에 볼륨으로 인간에서 정의되지만이 어떤 임의의 사용자 정의 된 압력 볼륨으로 .......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
주사기 펌프	Harvard Apparatus	55-2226	주입/인출 주사기 펌프
펌프 22 역회전 스위치	Harvard 장치	552217	펌프에 포함됨
선형 변위 변압기	Trans-Tek, Inc.	0244-0000
5ml 유리 주사기	Becton Dickenson		기타 여러 공급 업체
디지털 레코더	ADInstruments	PL3504	다른 여러 가능한 공급 업체
브리지 앰프 신호 컨디셔너	ADInstruments	FE221
가스 탱크, 100 %	산소 Airgas, Inc		모든 공급 업체 또는 병원 소스가 작동합니다
.압력 변환기: 0 - 1 psi  mV 출력	Omega Engineering	PX-137	범위 ≈ 0 - 60 cm H2O