Name: Evaluatie van Respiratory System Mechanics in Muizen met behulp van de Gedwongen Oscillatie techniek (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-05-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 10 s
Description: Leer de gedwongen oscillatietechniek voor het meten van ademhalingssysteemmechanica bij muizen met de flexiVent. Deze methode maakt nauwkeurige beoordeling van luchtwegreactiviteit op methacholine mogelijk.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

TKMcG wordt ondersteund door een studentship van de Canadese Thoracic Society. BIJDRAGE AUTEURS &#39; Alle auteurs namen deel aan de opvatting van het manuscript. Daarnaast TKMcG gestart van het project, experimentele resultaten verzameld, heeft bijgedragen aan het schrijven van het manuscript en de kritische beoordeling. AR verzameld en geanalyseerd experimentele resultaten, de opstellers van het manuscript en bijgedragen aan de kritische beoordeling. LF verzamelde experimentele resultaten en heeft bijgedragen aan de kritische beoordeling van het manuscript. TFS en JGM bijgedragen aan de kritische beoordeling van het manuscript.

De hieronder beschreven procedures werden door McGill University Institutional Animal Care Comite goedgekeurd in overeenstemming met de richtlijnen van de Canadese Raad over Animal Care (CCAC). 1. Voorbereidende stappen <ol><li> Oplossingen: <ol><li> Methacholine: Bereid een stockoplossing van 50 mg / ml en vul seriële verdunningen (1:01) gebaseerd op de te testen 5 concentraties. Laat de oplossing op kamertemperatuur komen vóór het vernevelen 5. </li><li> Anesthetica: Verschillende schema&#39;s zijn gemeld in de literatuur in verschillende stammen van muizen (tabel 1). Opmerking: Regime 1 werd gebruikt onder het huidige protocol. </li></ol></li><li> Uitrusting: Het huidige protocol is van toepassing op een van de twee flexiVent generaties ondersteund door flexiWare 7 software. De software functies zijn ondergebracht in drie modules: Studie Definitie &amp; Planning, Experimenteren Session en Review &amp; Reporting. <ol><li> Schakel het systeem (alleen flexiVent FX) en / of start de software. </li><li> Bij de eerste experimenten sessie of enige tijd voordat het, open de Studie Definitie &amp; Planning module aan de studie structuur vooraf definiëren. </li><li> Klik op de een nieuwe studie knop Maken en volg de wizard om een studie te maken, schetsen het protocol en definiëren van de experimentele groepen en de te volgen vakken. </li><li> Initiëren van een sessie experimenteren door het openen van de Experimenteren Session module en na de opstart volgorde voor studie en template selectie. </li><li> Wijs een voorwerp aan de meetplaats en bevestigt zijn gewicht. </li><li> Ga verder met de kalibratie van het systeem door de in de besturingssoftware beschreven stappen. U wordt gevraagd op een punt om de canule te gebruiken (stap 1.3.3) hechten aan de Y-buis voor de kalibratie. </li><li> Kritische stap. Repeat stap 1.2.6 indien de kalibratie waarden verkregen zijn buiten het toegestane bereik. (Raadpleeg de flexiVent FX of flexiWare 7 handleiding voor de module specifieke aanvaardbare bereiken van calibratie waarden). </li><li> Annuleren aanwijzingen om ventilatie en data opname te starten, tenzij bereid om het experiment te starten. Deze kunnen worden gestart op een later tijdstip. </li></ol></li><li> Onderwerpen: <ol><li> Verdoven van het onderwerp met behulp van de geschikte doses anesthetica (tabel 1). </li><li> Controleer of het onderwerp een chirurgisch niveau van anesthesie heeft bereikt. Het onderwerp mag geen reacties tonen aan een teen knijpen en haar ademhaling moet regelmatig en niet gewerkt worden. </li><li> Voer een tracheotomie canule en de luchtpijp. <ol><li> Plaats het dier op zijn rug en een warmtebron (bijv. temperatuur geregelde verwarming deken of een lamp met een 60 watt lamp op ongeveer 45 cm van de muis overmatige oververhitting te voorkomen). </li><li> Schoon the keel gebied met alcohol en bloot de luchtpijp door het maken van een incisie in de huid en zachtjes het scheiden van de onderkaak klier en de spierlaag te bedekken. </li><li> Til de luchtpijp met behulp van een paar micro-pincet en doorgeven hechtdraad eronder. </li><li> Snijd twee ringen van kraakbeen dichtst bij de larynx een kleine incisie in de trachea zonder te snijden. </li><li> Steek de eerder gekalibreerde canule in de incisie en vooruit het voorzichtig in de luchtpijp van de lengte van ongeveer 5 ringen. Opmerking: De huidige experimenten werden uitgevoerd met behulp van een 1,2 cm lange metalen 18 gauge canule. </li><li> Kritische stap. Maak de canule op zijn plaats met behulp van de hechtdraad. De bevestiging moet een luchtdichte afsluiting rond de canule te vormen. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. Mechanische ventilatie <ol><li> Breng het dier dicht bij de ventilator. </li><li> Begin mechanische ventilatie door het selecteren van een vooraf gedefinieerdeof een aangepaste ventilatie profiel in de ventilatie havenarbeider. </li><li> Sluit het dier naar de ventilator via de Y-buis. </li><li> Kritische stap. Lijn het dier naar de ventilator en dat de tracheale canule op hetzelfde niveau als de ventilator een mogelijke canule of tracheale occlusie twist te vermijden. </li><li> Kritische stap. Uitvoeren van een Deep Inflatie verstoring door dubbel te klikken op de naam van storing van de canule inbrengen en bevestiging controleren. Bij afwezigheid van een lek, moet het systeem in staat zijn tot een druk van 30 cmH 2 O gedurende een 3 tweede periode te houden zonder te hoge volume verplaatsing (figuur 1). De opgenomen volume en druk sporen ook glad zijn zonder tekenen van verspringing of vervorming als deze kunnen wijzen op een canule obstructie aan draden. </li><li> Indien nodig, sluit levensteken transducers voor hartslag en lichaamstemperatuur controle. Gegevensregistratie kan eithe worden gestartr handmatig of automatisch via een script. </li></ol> 3. Metingen van de longfunctie Metingen of bedieningselementen (bijv. vernevelaar activatie event markers) kunnen worden geautomatiseerd met vooraf gedefinieerde of aangepaste scripts voor een hoog gecontroleerde en reproduceerbare experimentele werkwijze (figuur 2). Zes families van storingen waardoor een aantal parameters kan worden gebruikt om een onderwerp ademhalingswegen mechanica bij basislijn beschrijven en na een bepaalde uitdaging (Tabel 2). <ol><li> Kritische stap. Als u klaar bent om te beginnen met het uitvoeren van metingen, lopen een diepe inflatie tot gesloten longgebieden werven en te standaardiseren longvolume geschiedenis. </li><li> Kritische stap. Controleer de afwezigheid van spontane inspiratoire inspanningen door het uitvoeren van een test meet (bijv. PV-P of PV-V). Let op de druk-signaal sporen in de Selected Dataset uitzicht. Met stapsgewijze PV curves,druk plateaus moeten goed worden gedefinieerd, zonder naar beneden te verleggen. Een neerwaartse schommeling in druk zou wijzen op een inspiratoire inspanning van het dier (Figuur 3). </li><li> Start de gekozen script door te dubbelklikken op de titel. Scripts die in de onderhavige studie algemeen opgenomen voor metingen: <ul><li> Een opeenvolging van nulmetingen in drievoud. </li><li> Activering van de vernevelaar voor de beoordeling van de luchtwegen voor geïnhaleerde methacholine. Opmerking: Wanneer op het systeem, plaatst ongeveer 100 pi zoutoplossing of een oplossing van methacholine in de vernevelaar. Verneveling start en stopt automatisch. </li><li> Een reeks kleine afstand metingen (elke 10-15 sec) gedurende een periode van ongeveer 3 min na de activering van de vernevelaar. </li><li> Een prompt om een andere uitdaging te voeren en herhaal een reeks metingen. Opmerking: Het drogen van de binnenkant van de vernevelaar mount met een wattenstaafje in de bussen uitdagingen kan helpen druppels of condens uit bouw-up voorkomen in de inspiratoire lijn. </li></ul></li><li> Aan het einde van het experiment, stop ventilatie en los het onderwerp. </li><li> Schakel over naar het volgende onderwerp in de besturingssoftware en bevestigt zijn gewicht. </li><li> Kritische stap. Spoel en droog vernevelaar, adapter, Y-slangen, en canule tussen onderwerpen. </li><li> Herhaal de stappen 1.2.6 tot 3.6. </li><li> Aan het eind van de dag, sluit de experimentele sessie. Vergeet niet te spoelen en te drogen vernevelaar, adapter, Y-slangen, en canule en het systeem uitademingsklep schoon achter te laten het laboratorium door het volgen van instructies van de fabrikant. </li></ol> 4. Data Analysis De software berekent automatisch en toont de parameters in verband met een storing. Het biedt ook een determinatiecoëfficiënt (COD) die de pasvorm van het wiskundige model van de data weerspiegelt. Elke dataset met een isolatiefficient COD wordt aangeduid als uitgesloten door de software. Beoordeling van de experimentele sessies, zijn gegevens opnieuw te analyseren en creëren van export scenario&#39;s gebeurt in de Review &amp; Reporting module van de software. <ol><li> Open het Review &amp; Reporting module en maak een export-scenario, de zorg om alleen datasets een voldoende COD. </li><li> Exporteren als nodig parameters, druk-of flow-volume curve, ruwe dataset signalen of vakinformatie naar een spreadsheetprogramma (zie tabel 3). </li><li> Gemiddelde nulmetingen voor elke parameter en plot alle metingen als functie van de tijd (zie figuur 4). U kunt dan kiezen om het gebied onder de curve te berekenen, analyseren het algemeen profiel van de bochten of het uitvoeren van een statistische analyse. </li><li> Om luchtwegreactiviteit resultaten als een functie van de concentratie van methacholine drukken, bepalen voor elk onderwerp, parameter en experimentele conditie of een bepaaldpunt (bv. piek) of een bepaalde tijd na elke methacholine uitdaging. Bereken groep gemiddelden en verslag of plot resultaten voor elke experimentele conditie (Tabel 4, Figuur 5). </li><li> U kunt ook overwegen het berekenen van de concentratie produceren van een verdubbeling van een bepaalde parameter basiswaarde (PC 200; figuur 5C), het aanbrengen van een normalisering (bv% uitgangswaarde) of het uitvoeren van een statistische analyse. </li></ol>

<ol><li>Bates, J. H. T., Irvin, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+lung+function+in+mice%3A+the+phenotyping+uncertainty+principle%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Measuring lung function in mice: the phenotyping uncertainty principle.</a> J. Appl. Physiol. 94, 1297-1306 (2003).</li>
<li>Bates, J. H. T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBates%2C+JHT+%22Lung+mechanics.+An+inverse+modeling+approach%22">Lung mechanics. An inverse modeling approach</a>. , Cambridge University Press. New York. (2009).</li>
<li>Hantos, Z., Daroczy, B., Suki, B., Nagy, S., Fredberg, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Input+impedance+and+peripheral+inhomogeneity+in+dog+lungs%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Input impedance and peripheral inhomogeneity in dog lungs.</a> J. Appl. Physiol. 72, 168-178 (1992).</li>
<li>McGovern, T. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dimethylthiourea+protects+against+chlorine+induced+changes+in+airway+function+in+a+murine+model+of+irritant+induced+asthma%5BTitle%5D)+AND+%22Respir.+Res%22%5BJournal%5D)">Dimethylthiourea protects against chlorine induced changes in airway function in a murine model of irritant induced asthma.</a> Respir. Res. 11, 138(2010).</li>
<li>Hayes, R. D., Beach, J. R., Rutherford, D. M., Sim, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stability+of+methacholine+chloride+solutions+under+different+storage+conditions+over+a+9+month+period%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Respir.+J%22%5BJournal%5D)">Stability of methacholine chloride solutions under different storage conditions over a 9 month period.</a> Eur. Respir. J. 11, 946-948 (1998).</li>
<li>North, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Augmentation+of+arginase+1+expression+by+exposure+to+air+pollution+exacerbates+the+airways+hyperresponsiveness+in+murine+models+of+asthma%5BTitle%5D)+AND+%22Respir.+Res%22%5BJournal%5D)">Augmentation of arginase 1 expression by exposure to air pollution exacerbates the airways hyperresponsiveness in murine models of asthma.</a> Respir. Res. 12, (2011).</li>
<li>Siddiqui, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Site+of+allergic+airway+narrowing+and+the+influence+of+exogenous+surfactant+in+the+brown+norway+rat%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Site of allergic airway narrowing and the influence of exogenous surfactant in the brown norway rat.</a> PloS ONE. 7, e29381(2012).</li>
<li>Cohen, J. C., Lundblad, L. K. A., Bates, J. H. T., Levitzky, M., Larson, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+%22Goldilocks+Effect%22+in+cystic+fibrosis%3A+identification+of+a+lung+phenotype+in+the+cftr+knockout+and+heterozygous+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Genetics%22%5BJournal%5D)">The "Goldilocks Effect" in cystic fibrosis: identification of a lung phenotype in the cftr knockout and heterozygous mouse.</a> BMC Genetics. 5, 21(2004).</li>
<li>Shalaby, K. H., Gold, L. G., Schuessler, T. F., Martin, J. G., Robichaud, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+forced+oscillation+and+forced+expiration+measurements+in+mice+for+the+assessment+of+airway+hyperresponsiveness%5BTitle%5D)+AND+%22Respir+Res%22%5BJournal%5D)">Combined forced oscillation and forced expiration measurements in mice for the assessment of airway hyperresponsiveness.</a> Respir Res. 11, 82(2010).</li>
<li>Thiesse, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lung+structure+phenotype+variation+in+inbred+mouse+strains+revealed+through+in+vivo+micro-CT+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Lung structure phenotype variation in inbred mouse strains revealed through in vivo micro-CT imaging.</a> J. Appl. Physiol. 109, 1960-1968 (2010).</li>
<li>Amatullah, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+cardiopulmonary+effects+of+size-fractionated+airborne+particulate+matter%5BTitle%5D)+AND+%22Inhalation+Toxicology%22%5BJournal%5D)">Comparative cardiopulmonary effects of size-fractionated airborne particulate matter.</a> Inhalation Toxicology. 24, 161-171 (2012).</li>
<li>Salazar, E., Knowles, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+analysis+of+pressure-volume+characteristics+of+the+lungs%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">An analysis of pressure-volume characteristics of the lungs.</a> J. Appl. Physiol. 19, 97-104 (1963).</li>
<li>Balakrishna, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmentally+persistent+free+radicals+induce+airway+hyperresponsiveness+in+neonatal+rat+lungs%5BTitle%5D)+AND+%22Particle+Fibre+Tox%22%5BJournal%5D)">Environmentally persistent free radicals induce airway hyperresponsiveness in neonatal rat lungs.</a> Particle Fibre Tox. 8, 11(2011).</li>
<li>Fahmy, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+and+in+vivo+assessment+of+pulmonary+risk+associated+with+exposure+to+combustion+generated+fine+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Toxicol.+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">In vitro and in vivo assessment of pulmonary risk associated with exposure to combustion generated fine particles.</a> Environ. Toxicol. Pharmacol. 29, 173(2010).</li>
<li>Duguet, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bronchial+responsiveness+among+inbred+mouse+strains.+Role+of+airway+smooth-muscle+shortening+velocity%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Respir.+Crit.+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Bronchial responsiveness among inbred mouse strains. Role of airway smooth-muscle shortening velocity.</a> Am. J. Respir. Crit. Care Med. 161, 839-848 (2000).</li>
<li>Bozanich, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+changes+in+airway+and+tissue+mechanics+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Developmental changes in airway and tissue mechanics in mice.</a> J. Appl. Physiol. 99, 108-113 (2005).</li>
<li>Schwartz, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+central+airway+shunting+on+the+mechanical+impedance+of+the+mouse+lung%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Effects of central airway shunting on the mechanical impedance of the mouse lung.</a> Ann. Biomed. Eng. 39, 497-507 (2011).</li>
<li>De Vleeschauwer, S. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repeated+invasive+lung+function+measurements+in+intubated+mice%3A+an+approach+for+longitudinal+lung+research%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Anim%22%5BJournal%5D)">Repeated invasive lung function measurements in intubated mice: an approach for longitudinal lung research.</a> Lab Anim. 45, 81-89 (2011).</li>
<li>Takubo, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%CE%B11-Antitrypsin+determines+the+pattern+of+emphysema+and+function+in+tobacco+smoke-exposed+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Respir.+Crit.+Care+Med%22%5BJournal%5D)">α1-Antitrypsin determines the pattern of emphysema and function in tobacco smoke-exposed mice.</a> Am. J. Respir. Crit. Care Med. 166, 1596-1603 (2002).</li>
<li>Salerno, F. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+PEEP+on+induced+constriction+is+enhanced+in+decorin-deficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Lung+Cell+Mol.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of PEEP on induced constriction is enhanced in decorin-deficient mice.</a> Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 293, L1111-L1117 (2007).</li>
<li>Therien, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adenovirus+IL-13-induced+airway+disease+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Respir.+Cell.+Mol.+Biol%22%5BJournal%5D)">Adenovirus IL-13-induced airway disease in mice.</a> Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 39, 26-35 (2008).</li>
<li>Bates, J. H. T., Cojocaru, A., Lundblad, L. K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bronchodilatory+effect+of+deep+inspiration+on+the+dynamics+of+bronchoconstriction+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Bronchodilatory effect of deep inspiration on the dynamics of bronchoconstriction in mice.</a> J. Appl. Physiol. 103, 1696-1705 (2007).</li>
<li>Wagers, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrinsic+and+antigen-induced+airway+hyperresponsiveness+are+the+result+of+diverse+physiological+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Intrinsic and antigen-induced airway hyperresponsiveness are the result of diverse physiological mechanisms.</a> J. Appl. Physiol. 102, 221-230 (2007).</li>
<li>Collins, R. A., Sly, P. D., Turner, D. J., Herbert, C., Kumar, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Site+of+inflammation+influences+site+of+hyperresponsiveness+in+experimental+asthma%5BTitle%5D)+AND+%22Respir.+Physiol.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Site of inflammation influences site of hyperresponsiveness in experimental asthma.</a> Respir. Physiol. Neurobiol. 139, 51-61 (2003).</li>
<li>Bishai, J. M., Mitzner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+severe+calorie+restriction+on+the+lung+in+two+strains+of+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Lung+Cell+Mol.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effect of severe calorie restriction on the lung in two strains of mice.</a> Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 295, L356-L362 (2008).</li>
<li>Song, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postexposure+administration+of+%CE%B22-agonist+decreases+chlorine-induced+airway+hyperreactivity+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Respir.+Crit.+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Postexposure administration of β2-agonist decreases chlorine-induced airway hyperreactivity in mice.</a> Am. J. Respir. Crit. Care Med. 45, 88-94 (2011).</li>
<li>Hirota, J. A., Ellis, R., Inman, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+differences+in+the+pattern+of+airway+remodeling+following+chronic+allergen+exposure+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Respir.+Res%22%5BJournal%5D)">Regional differences in the pattern of airway remodeling following chronic allergen exposure in mice.</a> Respir. Res. 7, 120(2006).</li>
<li>Llop-Guevara, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo-to-in+silico+iterations+to+investigate+aeroallergen-host+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">In vivo-to-in silico iterations to investigate aeroallergen-host interactions.</a> PloS ONE. 3, e2426(2008).</li>
</ol>

AR, LF, worden TFS dienst van SCIREQ Scientific Respiratory Equipment Inc TFS ook eigenaar voorraad. Gratis toegang tot dit artikel wordt gesponsord door SCIREQ Wetenschappelijk Respiratory Equipment, Inc

De voortdurende studie van de luchtwegen disfunctie in relatie tot astma en andere longaandoeningen blijft cruciaal belang voor het begrijpen van de onderliggende mechanismen van ziekten en de ontwikkeling van behandelingen. Het gebruik van muizen om model luchtwegaandoeningen is van essentieel belang bij het verkrijgen van inzicht in deze ziektemechanismen geweest. Bij het overwegen evaluatie luchtwegen disfunctie bij een patiënt zo klein als een muis, met betrouwbare en nauwkeurige middelen waarmee aan longfunctie meten is essentieel. Overigens vormt gereedschap staat om inzichten over de locatie van de luchtwegen disfunctie of therapeutisch effect onschatbaar. De FOT techniek combineert al deze eigenschappen en biedt een krachtige, integratieve en translationele benadering van fysiologische veranderingen te evalueren. Om te slagen met dit soort meting in muizen, moet speciale aandacht worden besteed aan een paar stappen, namelijk de kalibratie van het systeem, de weerstand van de endotracheale cannula, het soort vernevelaar (evenals de werkstanden) het positioneren van het dier en de standaardisering van longvolume geschiedenis. Bovendien is het noodzakelijk om geldige datasets verkrijgen dat luchtwegen van de patiënt passief blijft tijdens de meting. Dit kan worden bereikt door de toediening van een spier verlammende middel, werkzaam bij een diepe vlak van anesthesie of door hyperventileren het onderworpen aan apneu (zie tabel 1) te induceren. Onderzoekers kunnen beginnen met het beheersen van het systeem en de besturingssoftware, indien gewenst, met testwaarden, terwijl het verwerven van de nodige vaardigheden voor metingen bij muizen. Het zou dan logisch zijn om reproduceerbare resultaten in naïeve dieren te genereren voordat hij naar de ziekte van modellen of behandelde muizen. Omdat een belangrijk deel van ziektemodellen in respiratoire betreft onderzoek bloot dieren middelen zoals allergenen, toxinen, verontreinigende, sigarettenrook of gassen, variabiliteit van de resultaten verkregen met de METINGt techniek beschreven in dit artikel kan derhalve worden beïnvloed door de procedure belichting gebruikt. Standaardisatie van de belangrijkste experimentele processen (bijv. met behulp van computergestuurde belichting en meetsystemen 6, 13, 14) zou kunnen hebben een aanzienlijke invloed op het verminderen van variabiliteit. Voorbeelden in dit artikel zijn een selectie van typische resultaten van naïeve en chloor-blootgestelde muizen experimenten terwijl het benadrukken van de sterke punten, alsmede de beperkingen van de techniek. Zoals bijvoorbeeld in figuur 6, de techniek kan genereren reproduceerbare metingen van de longfunctie. Terwijl vergelijkbare baselineweerstand waarden gerapporteerd tussen muizenstammen, werden verschillen in elasticiteit echter waargenomen 15. Substantiële wijzigingen zijn ook te verwachten tussen kind en volwassen muizen 16. Zoals voor andere in vivo fysiologische beoordeling hoge precisie resultaten, zoals those gegenereerd door de FOT, komen met een concessie met betrekking tot de natuurlijke staat van de proefpersonen. Dit principe, dat wordt aangeduid als de fenotypering onzekerheidsprincipe 1, is van toepassing op het huidige protocol in de zin dat de metingen moeten worden gemaakt in verdoofde, tracheotomised (of oraal geïntubeerd) en mechanisch geventileerde onderwerpen. Een andere beperking van de techniek is waarneembaar in figuur 5D-5F waar gegevens zijn bij de hoogste concentraties van de chloor-blootgestelde groep niet beschikbaar omdat de pasvorm van de Constant fase model om de gegevens slecht is boven de gematigde niveaus van bronchoconstrictie. Echter aanzienlijk kunnen bronchoconstrictie dieren worden beoordeeld door het analyseren Zrs direct 15 of door derden na analyse software past meer complexe wiskundige modellen, bijvoorbeeld rekening houdend met de heterogeniteit van mechanische functie 17. Uitgesloten datasets kunnen ook worden waargenomen wanneer de luchtwegen van de dieren zijn niet voldoende passive of als de weerstand van de canule te hoog. Als vuistregel geldt, moet de weerstand van de canule niet bij aanvang hoger zijn dan de weerstand van het dier. Werken met een canule van grotere binnendiameter en / of kortere lengte zal helpen de canule weerstand. Tenslotte kan de onderhavige aangetoond FOT metingen in muizen worden gezien als een tijdrovende en dus minder efficiënte methode of minder voor longitudinale studies vergeleken met minder invasieve technieken. Maar de laatste worden geassocieerd met een grote mate van onzekerheid over de basis van hun resultaten en worden door velen gezien als zijnde gebrekkig 1. Herhaalde invasieve metingen zijn mogelijk in oraal geïntubeerd dieren, hoewel technisch meer uitdagende 17. Uit de voorbeelden, resultaten toonden de equivalentie van de twee generaties van de flexiVent systeem produceert metingen van respiratoire mechanica, alsmede luchtwegen hyperreacteit en overgevoeligheid voor geïnhaleerde methacholine na chloor-blootstelling bij muizen. Bij gebruik te karakteriseren of te begrijpen fysiologische wijzigingen of ziektemodellen, de gedetailleerde meting verbonden aspecten van de techniek kan bijdragen tot de huidige kennis verlengen.

Afdoende karakterisering van de mechanische eigenschappen van de longen in kleine dieren is sinds de ontluikende van muismodellen in respiratoire wetenschap essentieel geworden. Wanneer deze wordt uitgevoerd met behulp van de geforceerde oscillatie techniek (FOT), een techniek die ook wordt gebruikt bij menselijke proefpersonen, deze metingen geven een krachtige, integratieve en translationele benadering om zinvolle fysiologische veranderingen te bestuderen. FOT metingen worden meestal verkregen door analyse van druk en volume signalen verworven in reactie op een vooraf bepaalde, kleine amplitude, oscillerende luchtstroom golfvorm (ook wel storing of ingangssignaal) toegepast op het onderwerp luchtwegopening 1. In zijn eenvoudigste vorm, zou een FOT verstoring een sinusvormige golfvorm op een welbepaalde frequentie. Meer complexe verstoringen bestaan ​​meestal uit een superpositie van een selectie van specifieke (onderling prime) frequentie golfvormen die een breed spectrum. De ontleding van de multifrequentieen uitgangssignalen in hun bestanddelen, met gebruik van de Fourier transformatie kan de berekening van de ademhalingsorganen ingangsimpedantie (Zrs), dwz de overdrachtsfunctie tussen de ingangs-en uitgangssignalen, bij elke frequentie in de verstoring 2. Daarom FOT maakt de gelijktijdige beoordeling van ademhalingsmechanica over een bereik van frequenties in een manoeuvre 2. Fitting geavanceerde wiskundige modellen (bv. het Constant Fase Model 3) om de impedantie gegevens mogelijk dan een opdeling van de reactie in de luchtwegen (centrale en perifere) en parenchymaal longweefsel afhankelijke parameters 1, 3. Omdat veel factoren die de fysiologische respons (bijv. ademhaling frequentie, ademvolume, longvolume, bovenste luchtwegen, spontane ademhaling inspanningen, de timing van de metingen) worden gecontroleerd en geijkt door het meetsysteem en experimentele procedures, 1 is de techniek dopstaat van het genereren van nauwkeurige en reproduceerbare metingen op voorwaarde dat het correct wordt uitgevoerd. Het doel van dit artikel is een gedetailleerd, chronologische beschrijving van de procedure nodig om dergelijke metingen uit te voeren bij muizen verschaffen. Het protocol bestaat uit vier delen: voorbereidende stappen (reagentia, apparatuur en onderwerpen), mechanische ventilatie, longfunctie metingen, en de data-analyse. Voorbeelden van representatieve resultaten van de ademhalingswegen monteurs gegenereerd met behulp van een computergestuurde zuiger ventilator (flexiVent, SCIREQ Inc, Montreal, Qc, Canada) zijn aanwezig. Deze werden verkregen van naïeve muizen als van een oxidatieve spanning gedreven model van de luchtwegen schade gekenmerkt door luchtwegontsteking, epitheelcel-beschadiging en hogere luchtwegen voor geïnhaleerde aerosol methacholine 4. Hoewel dit protocol wordt vaak gebruikt om de luchtwegen voor geïnhaleerde methacholine beoordelen, het strekt zich uit tot andere uitkomsten en various ziekten waaronder astma, chronische obstructieve longziekte (COPD), emfyseem, longfibrose, longbeschadiging alsmede transgene muismodellen van ziekten die lijkt op humane ziekte. Onderzoeksresultaten met behulp van deze tool kan bijdragen aan een beter karakterisering en begrip van fysiologische veranderingen of ziekte modellen evenals aan expansie in nieuwe onderzoeksgebieden.

<table><tbody><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;REAGENTIA&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Acetyl-&amp;#946;-methylcholine chloride </td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A-2251</td><td>Methacholine</td></tr><tr><td>Micro-Adson pincet, gekarteld 12 cm</td><td>Fine Science Tools</td><td>11018-12</td><td></td></tr><tr><td>Moria MC31 pincet, gekarteld-gebogen</td><td>Fine Science Tools</td><td>11370-31</td><td></td></tr><tr><td>Iris schaar-heavy duty, recht 11,5 cm</td><td>Fine Science Tools</td><td>14058-11</td><td></td></tr><tr><td>Veerscharen-2,5 mm bladen, recht</td><td>Fine Science Tools</td><td>15000-08</td><td></td></tr><tr><td>Niet-steriele stompe naald (18g x &amp;frac12;")</td><td>Brico Medical Supplies Inc.</td><td>BN1805</td><td>Endotracheale canule</td></tr><tr><td>Niet-steriele 5-0 zijden hechtdraad</td><td>Seraflex</td><td>IDI58000</td><td></td></tr><tr><td>Fosfaatgebufferde zoutoplossing</td><td>Gibco</td><td>14190-144</td><td></td></tr><tr><td>15 ml conische buizen</td><td>Starstedt</td><td>SS-4001</td><td></td></tr><tr><td>1 ml TB spuiten</td><td>Becton Dickinson</td><td>309626</td><td></td></tr><tr><td>200 &amp;mu;l filtertips</td><td>Biosphere</td><td>70.760.211</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;APPARATUUR&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;flexiVent&lt;/em&gt; FX</td><td><a href="http://www.scireq.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> SCIREQ Inc.</a></td><td>sales@scireq.com</td><td>&lt;a href="http://www.scireq.com/" target="_blank"&gt;www.scireq.com&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>Aerogen Aeroneb vernevelaar</td><td><a href="http://www.scireq.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> SCIREQ Inc.</a></td><td>sales@scireq.com</td><td>&lt;a href="http://www.scireq.com/" target="_blank"&gt;www.scireq.com&lt;/a&gt;</td></tr></tbody></table>

evaluatie van respiratory system mechanics in muizen met behulp van de gedwongen oscillatie techniek

Evaluation of Respiratory System Mechanics in Mice using the Forced Oscillation Technique

De geforceerde oscillatie techniek (FOT) is een krachtige, integratieve en translationeel instrument toelaat de experimentele beoordeling van de longfunctie bij muizen in een uitgebreide, gedetailleerde, nauwkeurige en reproduceerbare wijze. Het biedt metingen van ademhalingswegen monteurs van de analyse van druk en volume signalen verworven in reactie op vooraf bepaalde, kleine amplitude, oscillerende luchtstroom golfvormen, die typisch worden toegepast bij luchtwegopening het onderwerp. Het huidige protocol beschrijft de stappen die nodig zijn om adequaat te voeren gedwongen oscillatie metingen in muizen met behulp van een computer-gestuurde zuiger ventilator (flexiVent; SCIREQ Inc, Montreal, Qc, Canada). De omschrijving is verdeeld in vier delen: voorbereidende stappen, mechanische ventilatie, longfunctie metingen, en de data-analyse. Het bevat ook informatie over hoe u luchtwegreactiviteit beoordelen geïnhaleerde methacholine in verdoofde muizen, een veel voorkomende toepassing van deze technique, die zich ook uitstrekt tot andere uitkomsten en diverse long pathologieën. Meetresultaten naïeve muizen en van een oxidatieve spanning gedreven model van luchtweg schade worden te illustreren hoe dit instrument kan bijdragen tot een beter begrip van de karakterisering en bestudeerde fysiologische veranderingen of ziektemodellen en voor toepassingen in nieuwe onderzoeksgebieden.

Ademhalingswegen mechanica metingen. Tabel 4 toont typische resultaten van naïeve A / J muizen verkregen bij aanvang en volgende methacholine bronchoconstrictie (12,5 mg / ml) met behulp van een van de twee flexiVent generaties ondersteund door flexiWare 7 software. Mechanica van de luchtwegen, dat wil zeggen onder gesloten borst voorwaarden, werden beoordeeld door afwisselende verstoringen van de interne en breedband frequentie gedwongen oscillatie gezinnen in een dicht op elkaar staande wijze (Snapshot-150, Quick Prime-3, respectievelijk). Aangezien ventilatie wordt gepauzeerd metingen de Quick Prime-3, die een soortgelijke frequentiebereik covers Prime-8 maar een kortere (3 vs 8 sec), werd gekozen om de apneu te verkorten, het minimaliseren van het effect van de storing op bloedgassen en zorgen voor een betere resolutie van de respons. Parameters die bij elke storing werden berekend automatically door de besturingssoftware. Resultaten illustreren dat beide generaties van de flexiVent systeem geproduceerde equivalente metingen van de respiratoire mechanica. Site van long respons. Onderscheid de plaats van long response kan de onderzoeker verder lokaliseren getroffen gebieden alsmede mogelijke punten van farmacologische interventie 6 identificeren. Zo naïef A / J muizen laten een toename van de uitgangswaarde weerstand bij het ​​uitademingsdruk tegen waarbij metingen worden verricht wordt verhoogd van 3 tot 9 cmH 2 O (figuur 6A, SnapShot-150). In het onderhavige voorbeeld, het gebruik van breedband FOT metingen (Quick Prime-3) ontvangen gegevens de basis voor de weerstandsverandering verduidelijkt: De gewijzigde uitademingsdruk resulteerde in een afname van de luchtwegweerstand (RN) in overeenstemming met de bronchiënverwijdende effecten van hogere longvolume en de grotere inflatie drukure (Figuur 6D) en een toename in weefsel demping (G, fig. 6E), een parameter nauw verwant aan weefselweerstand dat weefsel visco-elasticiteit en mogelijk de weerstand van de kleine luchtwegen 7 reflecteert. Deze bekend te nemen met toenemende longvolume. Luchtweghyperresponsiviteit. Naar aanleiding van chloorgas blootstelling, de luchtwegen voor geïnhaleerde methacholine stijgt in vergelijking met blootstelling aan lucht in Balb / c muizen als gevolg van luchtweg schade 4 (Figuur 2). Chloor is bekend dat oxidatieve stress veroorzaken, wat leidt tot vernietiging van structurele cellen in de luchtwegen, in het bijzonder epitheliale cellen en induceren rekrutering van ontstekingscellen. Zoals weergegeven in figuur 5, kunnen alle veranderingen in parameters die ademhalingswegen mechanica zichtbaar voor de groeiende methacholine uitdagingen. In vergelijking met de lucht-blootgestelde muizen, muizen die zijn blootgesteld aan chloorhoudendene gas weergegeven grotere maximale respons op alle parameters FOT (figuur 5A, 5B, 5D-5F) en een statistisch significante verschuiving naar links van de concentratie-respons curve geïllustreerd door een verlaging van de concentratie van methacholine vereist een verdubbeling in weerstand veroorzaken en elastantie (PC 200; figuur 5C). Deze resultaten illustreren, respectievelijk luchtroutehyperresponsiveness en overgevoeligheid voor geïnhaleerde methacholine na blootstelling aan chloorgas. Andere metingen. Naast FOT, kan het flexiVent systeem ook worden gebruikt om andere soorten longfunctie 8-10 of 11 cardiovasculaire metingen te verzamelen. Figuur 7 toont een representatief stapsgewijze drukgedreven druk-volume curve in naïve A / J muizen onder basislijnomstandigheden . Het bovenste gedeelte van de deflatie onderdeel van de curve geschikt is voor het Salazar-Knowles vergelijking 12 </<html> sup&gt; en parameters worden automatisch berekend door de software. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172table1.jpg" alt="Tabel 1" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172table1highres.jpg" fo:content-width="6in" /> Tabel 1. Voorbeelden van verdoving behandelingen gebruikt bij muizen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172table1large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere tafel te bekijken</a> . <img src="/files/ftp_upload/50172/50172table2.jpg" alt="Tabel 2" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172table2highres.jpg" fo:content-width="5in" /> Tabel 2. Verstoringen voor longfunctie metingen in muizen. * Extension nodig om het systeem. Het onderwerp moet ook in een gesloten ruimte plethysmograaf tijdens de metingen.lank &quot;&gt; Klik hier om een grotere tafel te bekijken. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172table3.jpg" alt="Tabel 3" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172table3highres.jpg" fo:content-width="6in" /> Tabel 3. Voorbeeld van uitgevoerde parameters uit de enkele en breedband frequentie gedwongen oscillatie verstoring families. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172table3large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere tafel te bekijken</a> . <img src="/files/ftp_upload/50172/50172table4.jpg" alt="Tabel 4" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172table4highres.jpg" fo:content-width="6in" /> Tabel 4. Systeem Vergelijking. Vergelijking van longmechanica parameters verzameld met behulp van de twee generaties van de flexiVent systeem bediend door flexiWare 7 software. Resultaten werden gegenereerd in naïeve A / J muizen (n = 5 /<html> groep) bij aanvang en volgende methacholine bronchoconstrictie (Mch 12,5 mg / ml). * Groepen werden vergeleken met behulp van een twee-weg ANOVA voor herhaalde metingen en de log 10 van de individuele antwoorden van homogeniteit van variantie (GraphPad Prism, versie 5.03, GraphPad Software, San Diego, USA). <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig1.jpg" alt="Figuur 1" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig1highres.jpg"/> Figuur 1. Schermafbeelding van een diepe long inflatie. Het bovenste paneel toont het volume gevormd door de zuiger van de ventilator (rode spoor) en de geleverde hoeveelheid van het onderwerp (grijze spoor). Het onderste paneel toont de cilinder druk verhogen om een ingestelde druk van 30 cmH 2 O over een periode van 3 seconden en constant gehouden voor de zelfde periode. 172/50172fig2.jpg &quot;alt =&quot; Figuur 2 &quot;/&gt; Figuur 2. Voorbeeld van een typische script gebruikt voor de ademhalingswegen monteurs beoordelen op baseline. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig3.jpg" alt="Figuur 3" /> Figuur 3. Spontane inspiratoire inspanningen tijdens de uitvoering van een stapsgewijze druk-volume curve. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig4.jpg" alt="Figuur 4" fo:content-width="2.6in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig4highres.jpg"/> Figuur 4. Time-gangen respons volgende verhoging van de geïnhaleerde methacholine uitdagingen. Resultaten worden uitgedrukt als het gemiddelde (± standaarddeviatie) van een groep van 5 naïeve spontaan hyperresponsive A / J muizen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172fig4large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken</a> . &lt;p class = &quot;jove_content&quot; fo: keep-together.within-page = &quot;altijd&quot;&gt; <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig5.jpg" alt="Figuur 5" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig5highres.jpg"/> Figuur 5. Veranderingen in de luchtwegen mechanica na toenemende metacholine uitdagingen in chloor-en air-blootgestelde Balb / c muizen. Piekwaarde werd geïdentificeerd voor elke parameter in elk onderwerp en experimentele conditie. Gemiddelden groep werden vervolgens berekend (gemiddelde ± standaarddeviatie; n = 4-6). Verschillen tussen groepen werden beoordeeld door variantie-analyse met behulp van de log 10 van de individuele antwoorden van homogeniteit van variantie. De concentratie van methacholine produceren van een verdubbeling van de baseline (PC 200) werd verkregen door het aanbrengen van een tweede orde polynoom om individuele dosis-respons curves en interpolatie van de gepaste curve. Gegevenspunten ontbreken in D, E en F in de chloor-blootgestelde muizenbij de twee hoogste metacholine concentraties als gevolg van onvoldoende hoge coëfficiënten van de bepaling als gevolg van een slechte pasvorm van het wiskundig model om de gegevens. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172fig5large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken</a> . <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig6.jpg" alt="Figuur 6" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig6highres.jpg"/> Figuur 6. Partitioneren van de respiratoire respons in luchtwegen en longweefsel mechanica. Experimentele trace van een naïeve A / J muizen illustreren enkele (2.5 Hz) en breedband (1-20.5Hz) frequentie gedwongen oscillatie metingen van respiratoire mechanica in drievoud op twee verschillende eindexpiratoire drukken (3 &amp; 9 cmH 2 O). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50172/50172fig6large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere afbeelding te bekijken</a> </a&gt;. <img src="/files/ftp_upload/50172/50172fig7.jpg" alt="Figuur 7" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/50172/50172fig7highres.jpg"/> Figuur 7. Druk-volume curve in naïve A / J muizen onder basislijnomstandigheden. Druk-volume curven werden gegenereerd met behulp van een stapsgewijze drukgestuurde perturbatie (PV-P), zodat elke muis longen opgepompt tot dezelfde druk, ongeacht hun toestand. Salazar-Knowles vergelijking parameters geëxtraheerd uit individuele druk-volume curves werden gemiddeld en gerapporteerd in een tabelvorm. De resultaten worden uitgedrukt als het gemiddelde ± standaardafwijking (n = 6).

Het huidige protocol bevat een gedetailleerde stap-voor-stap beschrijving van de vereiste om metingen van de ademhalingswegen mechanica, alsmede de beoordeling van de luchtwegen voor geïnhaleerde methacholine in muizen met behulp van de geforceerde oscillatie techniek (flexiVent voeren procedures; SCIREQ Inc, Montreal, Qc , Canada).

Evaluatie van Respiratory System Mechanics in Muizen met behulp van de Gedwongen Oscillatie techniek

The  forced oscillation technique (FOT) is a powerful, integrative and translational  tool permitting the experimental assessment of lung function in mice ...

Het algemene doel van deze procedure is om metingen van geforceerde oscillatie van de respiratoire mechanica bij muizen te demonstreren met behulp van de flex event, een commerciële, computergestuurde zuigerventilator. Dit gebeurt via de beoordeling van de responsiviteit van de luchtwegen op geïnhaleerde methylcholine. De eerste stap is het voorbereiden van de benodigde reagentia, de apparatuur en het proefdier.Vervolgens wordt het subject aangesloten op de ventilator voor mechanische ventilatie en metingen van de respiratoire mechanica. Met behulp van een vooraf gedefinieerd script wordt een reeks strikt gecontroleerde automatische metingen uitgevoerd bij de baseline en na een methylcholine-provocatietest. Analyse van de resultaten kan luchtweghyperreactiviteit aantonen, gekenmerkt door grotere maximale responsen van de weerstand en elastine bij met chloor blootgestelde muizen in vergelijking met controlesubjects.Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden is dat het een nauwkeurig instrument biedt om de longfunctie op een uitgebreide, gedetailleerde en translationele wijze te meten. Dit wordt bereikt door de analyse van druk- en volumesignalen die worden verkregen als reactie op vooraf gedefinieerde oscillatoire luchtstroomgolven die worden aangelegd bij de luchtwegopening van het subject. Daarnaast kunnen veel factoren die de fysiologische respons beïnvloeden, worden gecontroleerd en gestandaardiseerd.Schakel bij deze methode het Flex event FX-systeem in en start de software. Het huidige protocol is van toepassing op beide flex event-generaties die worden ondersteund door flexi. Wear seven software tijdens de eerste experimentele sessie of op enig moment daarvóór. Open de module voor studiedefinitie en planning om de studiestructuur vooraf te definiëren.Klik op de knop om een nieuwe studie aan te maken en volg de wizard om een studie te creëren. Schets het protocol en definieer de experimentele groepen en de te bestuderen proefpersonen. Start een experimentele sessie door de module voor experimentele sessies te openen en de opstartsequentie te volgen.Voor de selectie van de studie en het template. Wijs een proefpersoon toe aan de meetlocatie en bevestig het gewicht. Ga verder met de kalibratie van het systeem door de stappen te volgen die in de besturingssoftware worden beschreven.Er verschijnt een prompt om de te gebruiken canule aan de Y-slang te bevestigen voor kalibratie. Ga verder met de kalibratie van de canule door de stappen in de kalibratiewizard te volgen en controleer of de verkregen kalibratiewaarden binnen het opgegeven bereik liggen. Herhaal indien nodig het kalibratieproces; zodra u klaar bent, annuleert u de prompts om de ventilatie en gegevensregistratie te starten.Deze kunnen op een later tijdstip worden gestart. Anestheseer het proefdier met passende doses anesthetica. Verifieer dat het proefdier een chirurgisch niveau van anesthesie heeft bereikt.Het proefdier mag geen reactie vertonen op een knijpreflex in de teen en de ademhaling moet regelmatig zijn en geen tekenen van inspanning vertonen. Positioneer het dier in rugligging met een warmtebron om de juiste lichaamstemperatuur te handhaven. Een lamp van 60 watt, geplaatst op 45 centimeter van de muis, is hiervoor voldoende.Reinig vervolgens het keelgebied met alcohol om de trachea bloot te leggen. Maak een incisie en scheid voorzichtig de gland submaxillaris en de spierlaag die deze bedekt. Til de trachea voorzichtig op met een micro-pincet.Haal vervolgens een hechtdraad eronderdoor. Maak een snede tussen de twee kraakbeenringen die het dichtst bij het strottenhoofd liggen. Hiermee wordt een kleine incisie in de trachea gemaakt zonder deze volledig door te snijden.Voer de gekalibreerde canule in de incisie in en breng deze voorzichtig door vijf tracheale ringen voort. In dit voorbeeld wordt een metalen canule van 1,2 centimeter met een maat van 18 gauge gebruikt. Het is essentieel om de canule met de hechtdraad te fixeren.De bevestiging moet een luchtdichte afsluiting rond de canule vormen. Breng het gecannuleerde dier dicht bij de ventilator. Start de mechanische ventilatie door een vooraf gedefinieerd of aangepast ventilatieprofiel in het ventilatiedocker te selecteren.Sluit het dier nu aan op de ventilator via de Y-buis. Lijn het dier zorgvuldig uit met de ventilator en zorg ervoor dat de tracheale canule zich op dezelfde hoogte als de ventilator bevindt. Hiermee wordt een mogelijke occlusie van de canule of een draaiing van de trachea in de software voorkomen.Voer een diepe inflatieperturbatie uit door dubbel te klikken op de naam van de perturbatie om de inbreng en bevestiging van de canule te verifiëren. Tenzij er een lek aanwezig is, zal het systeem gedurende een periode van drie seconden een druk van 30 centimeters water vasthouden zonder overmatige volumeverplaatsing. De geregistreerde volume- en drukcurves moeten vloeiend zijn, zonder tekenen van offset of deformatie.Anders kan er op dit punt sprake zijn van een canule, een obstructie of een onjuiste plaatsing. Indien nodig kunnen transducers voor vitale functies voor het monitoren van de hartslag en lichaamstemperatuur worden aangesloten. De gegevensregistratie van deze signalen kan op elk gewenst moment worden gestart, handmatig of automatisch via een script.Metingen of commando's voor de activering van de nebulisator, gebeurtenismarkeringen en dergelijke kunnen worden geautomatiseerd met behulp van vooraf gedefinieerde of aangepaste scripts voor een zeer gecontroleerd en reproduceerbaar experimenteel proces. Zes families van perturbaties, die leiden tot een aantal parameters, kunnen worden gebruikt om de mechanica van het respiratoire systeem van het subject bij de baseline en na een specifieke uitdaging te beschrijven. Wanneer men klaar is om met de metingen te beginnen, is het belangrijk om eerst de deep inflation-perturbatie uit te voeren om gesloten longgebieden te rekruteren en de geschiedenis van het longvolume te standaardiseren.Verifieer vervolgens de afwezigheid van spontane inspiratoire pogingen door een testmeting uit te voeren. Observeer de druk-signaalsporen in de geselecteerde weergave van de dataset. Met stapsgewijze PV-curves.Drukplateaus moeten goed gedefinieerd zijn zonder neerwaartse afbuigingen. Een daling in de druk zou wijzen op een inspiratiepoging van het dier. Start nu het script voor de beoordeling van de reactiviteit van de luchtwegen op geïnhaleerde methylcholine door dubbel te klikken op de titel.In dit voorbeeld voert het script een reeks nulmetingen uit in triplo. Vervolgens verschijnt er een opdracht om de nebulisator te vullen met zoutoplossing. Of in dit voorbeeld: een methylcholine-oplossing; laad ongeveer 100 µL oplossing in de nebulisator.De verneveling start automatisch zodra de informatie in de software is ingevoerd. Kort na het einde van de verneveling wordt een reeks opeenvolgende metingen gestart voor ongeveer drie minuten. Vervolgens verschijnt er een melding om uit te voeren.Er wordt een andere uitdaging aangeboden en de reeks metingen kan tussen de uitdagingen door worden herhaald. Het drogen van de binnenzijde van de houder van de vernevelaar met een wattenstaafje kan helpen voorkomen dat er druppels of condensvorming ontstaan in de inspiratielijn. Terwijl de gegevens worden verzameld, berekent de software parameters die geassocieerd zijn met perturbatie en geeft deze een determinatiecoëfficiënt op basis van de fit van de gegevens aan het model.Later kan het experiment worden benaderd via de review- en rapportagemodule van de software om gegevens te exporteren of verder te analyseren. Stop aan het einde van het experiment de ventilatie en koppel het subject los. Euthanaseer het dier direct na het loskoppelen met een overdosis natriumpentobarbital; vervolgens kan een bronchoalveolaire lavage worden uitgevoerd of kunnen de longen worden geïsoleerd voor verdere analyse.Voordat u overschakelt naar het volgende subject, spoelt u de y-slang van de vernevelaaradapter en de canule af en droogt u deze. Schakel in de besturingssoftware over naar het volgende subject en bevestig het gewicht ervan. Voer vervolgens de voorgestelde kalibratiestappen uit voordat u verdergaat met het experiment.Spoel de apparatuur aan het einde van de dag af en droog deze. Denk eraan om voor het beëindigen van de experimentsessie ook het uitademingsventiel van het systeem te reinigen volgens de instructies van de fabrikant om de prestaties van uw systeem te behouden. De volgende voorbeelden vormen een selectie van typische resultaten uit experimenten met naïeve en aan chloor blootgestelde muizen, met gelijkwaardige resultaten van naïeve aj.Muizen werden gemeten bij baseline en na door methylcholine geïnduceerde bronchoconstrictie met behulp van een van de twee FlexEvent-generaties ondersteund door FlexiWear 7. Omdat breedbandige FOT-metingen een onderverdeling van de longrespons in parameters van de luchtweg en het parenchymweefsel mogelijk maken, bieden ze een middel om aangedane longregio's te identificeren. Zo vertoonden naïve AJ-muizen een toename van de baselineweerstand wanneer de end-expiratoire druk werd verhoogd van 3 naar 9 cm H₂O.De verandering in de end-expiratoire druk leidde tot een afname van de luchtwegweerstand, in overeenstemming met de bronchodilaterende effecten van een hoger longvolume en de hogere inflatiedruk, en een toename van de weefstompingsfactor, een parameter die nauw verbonden is met de weefselweerstand en de visco-elasticiteit van het weefsel en mogelijk de weerstand van de kleine luchtwegen weerspiegelt. Van dit laatste is bekend dat het toeneemt bij een stijgend longvolume. Dit protocol wordt vaak gebruikt om de reactiviteit van de luchtwegen op geïnhaleerde methylcholine te beoordelen na blootstelling aan chloorgas.B.SEA-muizen vertoonden een hyperreactiviteit van de luchtwegen in vergelijking met de controles die aan lucht waren blootgesteld. In het huidige voorbeeld vertoonden muizen die aan chloorgas waren blootgesteld grotere maximale reacties bij alle FOT-parameters. Deze muizen vertoonden daarnaast een statistisch significante verschuiving naar links van de concentratie-respons-curve, oftewel een overgevoeligheid voor geïnhaleerde methylcholine, wat wordt geïllustreerd door een verlaging van de concentratie methylcholine die nodig is om een verdubbeling van de resistentie en elastine te veroorzaken.Naast FOT kan het flex-eventsysteem andere metingen registreren, zoals druk-volumecurves. Het bovenste gedeelte van de deflatiecurve wordt gefit aan de Salazar Knolls-vergelijking, waarna de bijbehorende parameters door de software worden berekend. Voor een succesvolle uitvoering van deze techniek is het belangrijk om aandacht te besteden aan elke stap; van bijzonder belang zijn de kalibratie van het systeem, de weerstand van de endotracheale canule, de positionering van het dier en de standaardisatie van de longvolumes.Wanneer deze stappen nauwkeurig worden gevolgd, biedt deze methode een accurate karakterisering van de mechanische eigenschappen van de muizenlong.

evaluation-respiratory-system-mechanics-mice-using-forced-oscillation

Research

JoVE Journal

Biology

Biologie

De beoordeling van respiratoire fysiologie is traditioneel ingeroepen technieken, die beperkingen of sedatie van het dier nodig. Ongebreideld hele lichaam plethysmografie, echter zorgt voor een nauwkeurige, niet-invasieve, kwantitatieve analyse van respiratoire fysiologie in diermodellen. Bovendien kan de techniek herhaalde respiratoire evaluatie van muizen waardoor longitudinale studies.

Meten Functie Respiratory in Muizen met behulp van Ongebreideld Whole-body plethysmografie

Dit artikel beschrijft een werkwijze voor herhaalde metingen van ventilatie en respiratoire spieractiviteit in vrij gedragen amyotrofische laterale sclerose (ALS) muismodel gedurende ziekteprogressie met hele-lichaamsplethysmografie en elektromyografie via een geïmplanteerde apparaat telemetrie.

Herhaalde Meting van Respiratory spieractiviteit en Ventilatie in muismodellen van neuromusculaire aandoening

Het doel van dit artikel is bedoeld als een gedetailleerde beschrijving van de aanbevolen procedures voor het evalueren van de ademhalingsfunctie in bewuste muizen door dubbele-kamer plethysmography.

Beoordeling van de ademhalingsfunctie in bewuste muizen door Double-kamer Plethysmography

Aangezien het gebruik van geforceerde oscillatietechniek (FOT) steeds vaker wordt gebruikt om ademhalingsmechanica te karakteriseren, is er behoefte aan standaardisatiemethoden met betrekking tot ontluikende technische richtlijnen en de aanbevelingen van verschillende fabrikanten. Een gedetailleerd protocol wordt verstrekt, inclusief FOT-beoordeling en -interpretatie voor twee gevallen om de standaardisatie van methoden te vergemakkelijken.

Gebruik van de geforceerde oscillatietechniek voor de beoordeling van ademhalingsmechanica bij volwassenen

We demonstreren een standaard operationeel protocol om respiratoire oscillometrie uit te voeren, waarbij de belangrijkste kwaliteitscontrole- en borgingsprocedures worden benadrukt.

Het uitvoeren van respiratoire oscillometrie in een poliklinische setting

De voorgestelde opstelling maakt gecontroleerde mechanische ventilatie en magnetische resonantiebeeldvorming van 3D-thoraxbewegingen bij muizen en ratten mogelijk. We hebben deze opstelling gebruikt om de pathofysiologie te bestuderen die ten grondslag ligt aan door mechanische ventilatie geïnduceerde ademhalingsspierdisfunctie.

3D Cine magnetische resonantie beeldvorming van ademhalingsbeweging bij mechanisch geventileerde muizen en ratten

Microscopische analyse van γH2AX foei, welke vorm na de fosforylatie van H2AX op Ser-139 in reactie op DNA dubbelstrengs breuken, is uitgegroeid tot een onmisbaar instrument in straling biologie. Hier hebben we gebruik gemaakt van een antilichaam aan mono-gemethyleerde histon H3 op lysine 4 als een epigenetische marker van actief transcriberen euchromatin, om de ruimtelijke verdeling van de straling-geïnduceerde γH2AX formatie binnen de kern te evalueren.

Evaluatie van de ruimtelijke verdeling van γH2AX volgende ioniserende straling

DT40, een model gewerveld genetisch systeem, biedt een krachtig hulpmiddel om eiwit functie te analyseren. Hier beschrijven we een eenvoudige methode die kwalitatieve analyse van de parameters die invloed hebben DNA-synthese in de S-fase in DT40-cellen op de single molecule-niveau mogelijk maakt.

Visualisatie van DNA-replicatie in de gewervelde Model Systeem DT40 met behulp van de DNA-Fiber Techniek

Wij presenteren een methode om cuticula te visualiseren in...

Visualisatie van Caenorhabditis elegans Cuticle structuren met behulp van de lipofiele vitale kleurstof, DII

Hier presenteren we een goedkope, duurzame cryotolerant apparaat voor het monster opvragen uit Dewar tanks gevuld met vloeibare stikstof. Het gemak van de bouw en de modulaire opbouw van het apparaat maakt het proces van het monster ophalen van cryogene tanks veilig en gemakkelijk.

Doe-het-zelf-Inrichting voor Herstel van gecryopreserveerde monsters per ongeluk laat vallen in cryogene opslagtanks

Leer de gedwongen oscillatietechniek voor het meten van ademhalingssysteemmechanica bij muizen met de flexiVent. Deze methode maakt nauwkeurige beoordeling van luchtwegreactiviteit op methacholine mogelijk.

Evaluatie van Respiratory System Mechanics in Muizen met behulp van de Gedwongen Oscillatie techniek

Meer video's verkennen