Tutaj opisujemy pomiar kaszlu za pomocą nieinwazyjnego systemu pletyzmografii całego ciała (WBP) w czasie rzeczywistym oraz procedury normatywne pobierania próbek tkanek myszy i wprowadzamy pewne metody oceny stanu zapalnego dróg oddechowych.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Tutaj opisujemy pomiar kaszlu za pomocą nieinwazyjnego systemu pletyzmografii całego ciała (WBP) w czasie rzeczywistym oraz procedury normatywne pobierania próbek tkanek myszy i wprowadzamy pewne metody oceny stanu zapalnego dróg oddechowych.
Przewlekły kaszel, który trwa dłużej niż 8 tygodni, jest jedną z najczęstszych dolegliwości wymagających pomocy medycznej, a pacjenci cierpią z powodu ogromnego obciążenia społeczno-ekonomicznego i wyraźnego spadku jakości życia. Modele zwierzęce mogą naśladować złożoną patofizjologię kaszlu i są ważnymi narzędziami do badań nad kaszlem. Wykrycie wrażliwości na kaszel i zapalenia dróg oddechowych ma ogromne znaczenie dla badania złożonego patologicznego mechanizmu kaszlu. W artykule opisano pomiar kaszlu za pomocą nieinwazyjnego systemu pletyzmografii całego ciała (WBP) w czasie rzeczywistym oraz procedury normatywne pobierania próbek tkanek (w tym krwi, płuc, śledziony i tchawicy) myszy. Przedstawiono w nim kilka metod oceny stanu zapalnego dróg oddechowych, w tym zmiany patologiczne w odcinkach płuc i tchawicy barwionych hematoksyliną i eozyną (HE), całkowite stężenie białka, stężenie kwasu moczowego i aktywność dehydrogenazy mleczanowej (LDH) w supernatancie płynu z płukania oskrzelowo-pęcherzykowego (BALF) oraz leukocyty i różnicowa liczba komórek BALF. Metody te są powtarzalne i służą jako cenne narzędzia do badania złożonej patofizjologii kaszlu.
Kaszel jest ważnym zachowaniem obronnym, mającym na celu utrzymanie drożności dróg oddechowych i ochronę płuc przed potencjalnie szkodliwymi substancjami. Jednak w przypadku rozregulowania kaszel staje się stanem patologicznym1. Przewlekły kaszel, zwykle definiowany jako trwający osiem lub więcej tygodni, jest jednym z najczęstszych objawów wymagających pomocy medycznej2. Ponieważ przewlekły kaszel często utrzymuje się przez lata, pacjenci cierpią z powodu ogromnego obciążenia społeczno-ekonomicznego i wyraźnego pogorszenia jakości życia3,4,5. Przewlekły kaszel jest powszechnie uważany za zespół nadwrażliwości na kaszel i charakteryzuje się uciążliwym kaszlem, często wywoływanym przez niski poziom ekspozycji termicznej, mechanicznej lub chemicznej6. Występowanie nadwrażliwości na kaszel jest ściśle związane z zapaleniem dróg oddechowych7. Jednak mechanizmy patofizjologiczne leżące u podstaw modulacji wrażliwości na kaszel wymagają dalszego wyjaśnienia.
Modele zwierzęce mogą naśladować złożoną patofizjologię kaszlu i są ważnymi narzędziami do badań nad kaszlem8,9. Wcześniejsze badania wykazały, że infekcja wirusowa, wkraplanie interferonu γ do płuc (IFN-γ), perfuzja kwasu solnego w przełyku, narażenie na zanieczyszczenia, dym papierosowy i kwas cytrynowy mogą wywoływać kaszel u zwierząt10,11,12,13,14,15,16,17. Aby lepiej ocenić kaszel i zapalenie dróg oddechowych, w tym badaniu stworzono mysi model kaszlu przy użyciu nieśmiertelnej dawki wirusa H1N1. Do wykrywania kaszlu opracowano klinicznie niektóre narzędzia do pomiaru kaszlu, w tym metody subiektywne i obiektywne18. Subiektywne narzędzia oceny do oceny nasilenia kaszlu obejmują przede wszystkim wizualną skalę analogową, wynik kaszlu i kwestionariusze jakości życia itp19,20. Jest jednak mało prawdopodobne, aby były one wykorzystywane do oceny kaszlu u zwierząt. Ponadto kaszel można obiektywnie ocenić za pomocą testu prowokacyjnego kaszlu i monitorowania częstotliwości kaszlu. Test prowokacyjny kaszlu wykorzystujący system pletyzmografii całego ciała (WBP) jest obiektywną metodą szeroko stosowaną w badaniach na zwierzętach do pomiaru wrażliwości na kaszel i ujawniania mechanizmów leżących u podstaw kaszlu13,16. Opierając się na neuroanatomicznych cechach odruchu kaszlowego, kwas cytrynowy, kapsaicyna, 5'-trifosforan adenozyny (ATP), izotiocyjanian allilu (AITC) i mediator stanu zapalnego bradykinina są powszechnie stosowane jako środki wywołujące kaszel21,22. Kwas cytrynowy jest jednym z najwcześniejszych i najczęściej stosowanych środków przeciwkaszlowych wywołujących odruchy kaszlowe, co zostało potwierdzone do pomiaru wrażliwości na kaszel. Poza tym prowokacja kwasem cytrynowym ma dobre bezpieczeństwo, wykonalność i tolerancję i sugeruje się, aby ocenić wrażliwość odruchu kaszlowego w odpowiedzi na terapie kaszlu23. Dlatego w tym artykule zostanie opisana metoda pomiaru wrażliwości na kaszel w odpowiedzi na kwas cytrynowy u myszy przy użyciu nieinwazyjnego systemu WBP w czasie rzeczywistym.
Badania patofizjologii kaszlu wymagają próbek testowych, w tym próbek z krwi, płynu z płukania oskrzelowo-pęcherzykowego (BALF) oraz tkanek płuc i tchawicy w celu sprawdzenia zmian w poziomach kluczowych czynników24. Obecnie brakuje normatywnych procedur pobierania próbek tkanek od myszy, a powiązane badania wykorzystują różne podejścia, które komplikują ocenę zapalenia dróg oddechowych. Płukanie oskrzelowo-pęcherzykowe jest ważną metodą oceny stanu zapalnego dróg oddechowych w chorobach układu oddechowego25. Różne metody płukania oskrzelowo-pęcherzykowego prowadzą do braku porównywalności między powiązanymi badaniami. Ponadto różne metody płukania oskrzelowo-pęcherzykowego mają wpływ na komórki zapalne i cytokiny zapalne w BALF. Dlatego w tym artykule opisano stworzenie mysiego modelu kaszlu z nieśmiertelną dawką wirusa H1N1, pomiar kaszlu za pomocą systemu WBP oraz niezawodną, bezpieczną i bardzo skuteczną metodę płukania oskrzelowo-pęcherzykowego u myszy.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie procedury zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Uniwersytetu Medycznego w Kantonie (20240248) i zostały przeprowadzone w ścisłej zgodności z zatwierdzonymi wytycznymi. W badaniu wykorzystano samce myszy C57BL/6 o masie 20-25 g wolne od patogenów. Wszystkie myszy trzymano w kontrolowanej temperaturze (22 ± 2 °C), wilgotności (50% ± 20%) i oświetleniu (od 6:30 do 18:30) w klatkach z solidnym dnem z jedzeniem i wodą dostępną ad libitum. Oś czasu protokołu jest pokazana w Rysunek 1.
1. Stworzenie mysiego modelu kaszlu
2. Pomiar wrażliwości na kaszel
3. Pobieranie krwi, śledziony, BALF, płuc i tchawicy tkanek myszy (Rysunek 4)
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Rysunek 6 przedstawia reprezentatywne obrazy zmian patologicznych w płucach (Rysunek 6A,B), tchawicy (Rysunek 6C,D) i śledzionie (Rysunek 6E,F) barwionych HE. Zakażenie wirusem H1N1 doprowadziło do zmian zapalnych w płucach myszy, w tym do obrzęku oraz nacieku licznych limfocytów i neutrofili. Zakażenie wirusem H1N1 wywołało również zmiany zapalne w tch...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Niektóre przewlekłe, oporne na leczenie i poinfekcyjne kaszle są częstymi schorzeniami związanymi z infekcją wirusową układu oddechowego27. Aby lepiej ocenić wrażliwość na kaszel i stan zapalny dróg oddechowych, w tym badaniu stworzono mysi model kaszlu przy użyciu wirusa H1N1. Do innych badań należy dobrać odpowiednie modele kaszlu myszy zgodnie z celem badania. W większości poprzednich badań wykorzystywano świnkę morską jako model zwierzęcy w badaniach mechanistycznych lub nowych próbach leków n...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez Guangzhou Science and Technology Planning Project (202002030151), Major Project of Guangzhou National Laboratory (GZNL2024A02001), oraz grant State Key Laboratory of Respiratory Disease (SKLRD-Z-202202).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 4% paraformaldehydu | Biosharp | BL539A | |
| Buxco System pletyzmografii całego ciała dla małych zwierząt | DSI | — | |
| Bez wapnia i magnezu Hank' s Zrównoważony roztwór soli | Beyotime | C0219 | |
| Kwas cytrynowy | Sigma-Aldrich | C2404 | |
| Hematoksylina-Eozyna | BASO Biotechnology | BA-4098 | |
| Heparyna sodowa | Alfa | Aesar A16198 | |
| Wirus grypy A/California/7/2009 (H1N1) | ATCC | VR-1894 | |
| Izofluran | RWD | R510-22 | |
| Zestaw do oznaczania dehydrogenazy mleczanowej | Instytut Bioinżynierii Nanjing Jiancheng | A020-2-2 | |
| Sól fizjologiczna zwykła | Guangzhou Zhongbo Biotechnology | 1234-1 | |
| Pibuła | PasteuraNEST | 318415 | |
| Pentobarbital sodowy | Merck | P3761 | |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanem | Meilunbio | MA0015 | |
| Zestaw do oznaczania białka całkowitego | Instytut Bioinżynierii Nanjing Jiancheng | A045-3 | |
| Zestaw do oznaczania kwasu moczowego | Thermo Fisher Scientific | A22181 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.