Dit protocol maakt gebruik van de longfunctie van de muis en Doppler-echografie als onderzoekstechnieken en biedt een niet-invasieve, eenvoudige en efficiënte methode voor het bestuderen van longadenocarcinoom.
Methodenartikel
Dit protocol maakt gebruik van de longfunctie van de muis en Doppler-echografie als onderzoekstechnieken en biedt een niet-invasieve, eenvoudige en efficiënte methode voor het bestuderen van longadenocarcinoom.
Longadenocarcinoom (LUAD) is een veel voorkomende kwaadaardige longtumor en de progressie ervan leidt tot veranderingen in ventilatie en bloedstroom, waardoor de verschillende functionele kenmerken van de long onder pathologische omstandigheden worden benadrukt. Het niet-invasieve plethysmografiesysteem voor het hele lichaam (WBP) maakt real-time monitoring van de longfunctie en luchtwegresponsiviteit bij wakkere muizen mogelijk, waardoor interferentie door tracheotomie en anesthesie wordt vermeden. Doppler-echografie (DU) bij kleine dieren, met behulp van hoogfrequente beeldvormingstechnologie, legt op niet-invasieve wijze microvasculaire structuren en veranderingen in de pulmonale bloedstroomsnelheid vast en biedt cruciale ondersteuning voor het onderzoeken van ventilatie- en perfusieafwijkingen geassocieerd met LUAD. In deze studie werd een LUAD-model opgesteld bij A/J-muizen met behulp van 100 mg/kg 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon (NNK). WBP in combinatie met DU werd gebruikt om de longfunctie en hemodynamische parameters bij muizen te controleren. De resultaten toonden een significante afname (p < 0,05) in belangrijke statistieken, waaronder 50% expiratoire stroom (EF50), minuutventilatie (MV), piek expiratoire stroom (PEF), piek inspiratoire stroom (PIF), verbeterde pauze (Penh) en ademvolume (TV), evenals een duidelijke vermindering van de pulmonale arteriële bloedstroomsnelheid (p < 0,05) in de modelgroep tijdens tumorprogressie. Deze gecombineerde aanpak legt effectief de functionele verstoringen vast die optreden tijdens de pathologische ontwikkeling van LUAD bij muizen en biedt een niet-invasieve en efficiënte methode voor het bevorderen van onderzoek naar luchtwegaandoeningen.
Longadenocarcinoom (LUAD) is het meest voorkomende subtype van niet-kleincellige longkanker1. Met toenemende milieuvervuiling, tabaksgebruik en vergrijzing is de wereldwijde prevalentie van LUAD jaarlijks gestegen 2,3,4. Huidige studies geven aan dat patiënten progressieve achteruitgang van de longfunctie en hemodynamische stoornissen ervaren naarmate LUAD vordert 5,6,7,8. Het ontwikkelen van niet-invasieve, efficiënte en kosteneffectieve methoden om de longfunctie en fluctuaties in de bloedstroom van de longslagader te volgen en te evalueren, kan cruciaal bewijs leveren voor klinisch LUAD-beheer.
Bestaand onderzoek toont aan dat LUAD-tumorgroei geleidelijk de luchtwegen blokkeert, de longcapaciteit en ventilatie vermindert9, en inflammatoire cytokinesecretie veroorzaakt die luchtwegstenose verergert door gelokaliseerde chronische ontsteking10. Bijgevolg leidt een verminderde longfunctie tot verergerde hypoxie en afwijkingen in de bloedstroom11,12. Deze pathologische veranderingen manifesteren zich vaak klinisch als progressieve kortademigheid en beklemming op de borst. Hoewel CT-beeldvorming er niet in slaagt om real-time longfunctieparameterafwijkingen of hemodynamische veranderingen veroorzaakt door LUAD-progressie vast te leggen, verhogen herhaalde kortdurende CT-scans ook de blootstelling aan straling13. Daarentegen dienen plethysmografie van het hele lichaam (WBP) en Doppler-echografie als niet-invasieve, gebruiksvriendelijke en reproduceerbare complementaire benaderingen voor dynamische monitoring. Het integreren van deze technieken om de longfunctie en hemodynamica te monitoren, zou de beoordeling van de ziekteprogressie en de therapeutische besluitvorming kunnen verbeteren.
In deze studie gebruikten we 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon (NNK) in A/J-muizen om LUAD-initiatie en -progressie te modelleren. Longfunctie en hemodynamische veranderingen werden longitudinaal gecontroleerd via WBP en Doppler-echografie (DU) in week 4, 10 en 20. Deze benadering heeft tot doel nieuwe inzichten te verschaffen in de pathofysiologie en therapeutische strategieën van LUAD.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle dierproeven die in deze studie worden beschreven, zijn goedgekeurd door de Ethische Commissie voor Dierenwelzijn van de Chengdu University of Traditional Chinese Medicine en zijn uitgevoerd in overeenstemming met de relevante wetten en normen voor ethiek van dieronderzoek (20240616IV). Vrouwelijke ingeteelde A/JGpt-muizen (7-8 weken oud) werden gehouden op 20-24 °C en een relatieve vochtigheid van 40%-70%. Gedurende de 12 uur licht-donkercyclus kregen de muizen standaard diervoeder en gezuiverd water. De dieren werden 7 dagen voor aanvang van de experimenten aan deze omgeving gewend.
1. Creatie en voorbereiding van het diermodel
2. Niet-invasief longfunctieonderzoek
OPMERKING: Het WBP-systeem meet de ademhalingsfunctie bij wakkere, vrij bewegende dieren met behulp van een speciaal ontworpen meetkamer. De kamer is voorzien van pneumotachschermen, waardoor lucht in en uit de kamer kan stromen. De luchtweerstand die door de pneumotachschermen wordt gecreëerd, veroorzaakt kleine drukveranderingen in de kamer ten opzichte van de omgevingslucht. Een gevoelige drukopnemer is aangesloten om deze drukveranderingen in de kamer te meten, waaruit de stroming kan worden afgeleid (de zogenaamde boxflow). De software biedt ademhalingsparameters zoals debiet en volume, samen met realtime rapportage.
3. Meting van de pulmonale arteriële bloedstroomsnelheid
4. Gegevensanalyse
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Om de haalbaarheid, nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van de methodologie voor de beoordeling van de longfunctie en de pulmonale arteriële bloedstroom te valideren, hebben we de minuut-tot-minuut gemiddelde curven van PIF, PEF en expiratoire stroom uitgezet op 50% van de vitale capaciteit (EF50, 10x vergroot) tijdens de monitoringperiode van de 4e week in de lege groep (Figuur 1A). Zoals in dit paneel te zien is, vertonen de drie corresponderende ronding...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
In deze studie werd NNK in combinatie met A/J-muizen geselecteerd om een longadenocarcinoommodel te maken volgens eerdere rapporten. Relevante studies hebben aangetoond dat NNK in combinatie met A/J-muizen in de 10eweek minimale tumorvorming kan krijgen en in de 16etot 20eweek een stabiele tumorvorming18,19. Daarom selecteerden we de test in de4e week na injectie om de veranderingen in ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
We danken professor Cong Huang van de School of Basic Medical Sciences, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, voor hun steun. Dit onderzoek werd ondersteund door het Sichuan Science and Technology Program (projectgoedkeuringsnummer: 2024YFFK0173)
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| A/J muizen | GemPharmatech LLC. | N000018 | |
| 0,5ml EDTA buizen | Labshark | 130201070 | |
| 1-Butanon,4-(methylnitrosoamino)-1-(3-pyridinyl) | Gu Shi Gong Yuan Medical Equipment Co. | N589770 | |
| 75% ethanol | ChengDu Chron Chemicals Co,.Ltd | 2023052901 | |
| Anesthesie-inductiekamer | Shanghai Tawans Intelligent Technology Co., Ltd. | MZ-MR | |
| Ontharingscrème | Shanghai Yuyan Instruments Co., Ltd. | 20230623 | |
| Ontharingsapparaat | Shanghai Yuyan Instruments Co., Ltd. | 3180 | |
| Isofluraan | Shanghai Duma Biotechnology Co., Ltd. | DM-M9462 | |
| Medische tape | Beijing Lanbokangs Technology Co., Ltd. | 19-5023 | |
| medische tricorder | MedChemexpress | 69652 | |
| PBS-bufferoplossing | Shanghai Fusheng Co., Ltd. | A-RY5256 | |
| Zoutoplossing (geneeskunde) | Beijing Biolabs Technology Co. | GL1736 | |
| Ultrasone koppelmiddel | Qisheng (Shanghai) Medical Equipment Co., Ltd. | 20212060273 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen