Ten protokół demonstruje technikę aspiracji ustno-gardłowej do użycia w mysim modelu zwłóknienia płuc z bleomycyną.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół demonstruje technikę aspiracji ustno-gardłowej do użycia w mysim modelu zwłóknienia płuc z bleomycyną.
Śródmiąższowa choroba płuc (ILD) reprezentuje szerokie spektrum zaburzeń charakteryzujących się postępującym i często nieodwracalnym bliznowaceniem miąższu płuc, z których najczęstszym jest idiopatyczne zwłóknienie płuc (IPF). Opracowano kilka zwierzęcych modeli IPF, z których najpowszechniej stosowany jest mysi model bleomycyny. Bleomycyna jest chemioterapeutykiem, o którym wiadomo, że indukuje uszkodzenie DNA w nabłonku pęcherzyków płucnych, powodując ostre uszkodzenie płuc i zwłóknienie płuc u ludzi. Modele IPF u gryzoni wykorzystują podawanie bleomycyny różnymi metodami, z których najczęstszą jest dotchawicza (IT). Ostatnio wykazano, że technika aspiracji ustno-gardłowej (OA) jest równie skuteczna jak IT w przypadku wielu czynników zwłókniejących, ze znacznie mniejszą liczbą skutków ubocznych i łatwiejszą drogą podawania. Protokół ten szczegółowo opisuje metodę dostarczania bleomycyny do płuca myszy w chorobie zwyrodnieniowej stawów i przedstawia przykłady potencjalnych zastosowań do kwantyfikacji danych. Metodologia ta oferuje prosty, szybki i bezpieczny sposób wykorzystania tego szeroko stosowanego modelu zwierzęcego do badania mechanizmów molekularnych leżących u podstaw IPF.
Śródmiąższowa choroba płuc (ILD) odnosi się do niejednorodnej grupy zaburzeń charakteryzujących się postępującym i nieodwracalnym bliznowaceniem przestrzeni pęcherzyków płucnych, śródmiąższu i dystalnych dróg oddechowych1. Idiopatyczne zwłóknienie płuc (IPF) jest najczęstszą postacią ILD i charakteryzuje się medianą przeżycia wynoszącą około trzech lat2. IPF jest ostatecznie stanem terminalnym, a ortotopowy przeszczep płuc jest terapią ratunkową dla wybranych pacjentów. Obecnie istnieją dwie zatwierdzone przez FDA terapie IPF, z których obie jedynie spowalniają tempo postępu, a nie stabilizują lub poprawiają czynność płuc u pacjentów3,4. Prowadzone są intensywne prace badawcze mające na celu wyjaśnienie podstaw IPF i zidentyfikowanie nowych celów terapeutycznych. Istnieją niezliczone modele zwierzęce do badania patogenezy IPF, z których każdy ma swoje zalety i wady5. Chociaż żaden model nie jest w stanie w pełni odtworzyć złożoności chorób u ludzi, podejścia te oferują istotny wgląd w mechanizmy molekularne IPF i mogą uzupełniać badania translacyjne.
Mysi model bleomycyny pozostaje najczęściej używanym i najlepiej scharakteryzowanym modelem in vivo IPF6. Bleomycyna jest środkiem peptydowym, który indukuje pęknięcia jedno- i dwuniciowego DNA. Po odkryciu w 1962 roku bleomycyna okazała się skuteczna w leczeniu wielu nowotworów, w tym guzów jąder i chłoniaka, jednak jej stosowanie było ograniczone przez zależne od dawki zapalenie płuc i wynikające z niego zwłóknienie płuc7,8. Ta toksyczność płucna jest rekapitulowana u myszy. Po podaniu w pojedynczej dawce, po początkowej fazie zapalnej, zwłóknienie można zaobserwować od około 5 dnia, osiągając szczyt w dniach 14-219,10,11 (Rysunek 1). Samoistne ustąpienie następuje po około 6 tygodniach, chociaż trwałe zmiany zwłóknieniowe można osiągnąć przy wielokrotnym dawkowaniu12. Biorąc pod uwagę przejściowy i zapalny charakter, istnieją pewne nieodłączne wady modelu bleomycyny13, jednak oferuje on szybki, solidny i powtarzalny system, który zaczyna odpowiadać na niektóre z głównych luk w zrozumieniu ILD w naszej dziedzinie i pozwala badaczom porównywać wyniki z ostatnich pięciu dekad. Inne podejścia do instalacji obejmują modele azbestozy i krzemionki mysej, które oferują podobne kursy czasowe (dni 14-28)6,14,15,16. Jednak modele te generują wzorzec histologiczny bardziej zgodny z pylicą płuc niż IPF i wymagają użycia cząstek unoszących się w powietrzu, co wymaga ostrożnego obchodzenia się z nimi. Alternatywnie istnieją modele zwierzęce, które wykorzystują ekspresję transgenu sterowaną przez nabłonek, takie jak toksyna błonicza i TGF-β1. Przypominają one niezapalne uszkodzenie komórek nabłonka pęcherzyków płucnych typu 2 obserwowane w IPF, jednak trwa nieco dłużej (21-30d) i wymaga użycia wyspecjalizowanych zwierząt, które muszą zostać skrzyżowane wstecznie z dowolnymi istniejącymi modelami transgenicznymi. Wreszcie, wykazano, że nadekspresja cytokin za pośrednictwem adenowirusa, w tym TGF-β1, IL-β1 i TNF-α, indukuje zwłóknienie płuc u gryzoni, zwykle w dniu 1417,18,19. Te modele nadekspresji cytokin pozwalają na wygodne podawanie donosowe, choć wymagają starannego oczyszczania i obchodzenia
się z nimi.Istnieje wiele podejść do dostarczania bleomycyny, w tym drogą dotchawiczą (IT), donosową, dootrzewnową, podskórną i dożylną6. Podawanie IT jest najpowszechniejszą metodą, tradycyjnie obejmującą intubację dotchawiczą lub tracheostomię chirurgiczną20, z których obie wymagają głębokiej sedacji, technicznej finezji i wiążą się z okołooperacyjną chorobowością i śmiertelnością. Ostatnio wykazano, że technika aspiracji ustno-gardłowej (OA) jest równie skuteczna jak IT, ze znacznie mniejszą liczbą skutków ubocznych i łatwiejszą drogą porodu14,21,22,23,24,25,26. W tym miejscu przedstawiamy szczegółowy protokół wizualny dla metody dostarczania bleomycyny do płuca myszy za pomocą metody OA i podkreślamy różne potencjalne zastosowania do kwantyfikacji danych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Badania na zwierzętach opisane w tych eksperymentach zostały przeprowadzone zgodnie z protokołami (ARC-2021-025, ARC-2010-039) zatwierdzonymi przez Komitet Badań nad Zwierzętami UCLA (ARC) oraz Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Instytucjonalnego (IACUC). Zachowano pełną zgodność ze wszystkimi stanowymi i federalnymi przepisami i politykami dotyczącymi wykorzystywania zwierząt laboratoryjnych. Zwierzęta były trzymane w Zakładzie Opieki nad Zwierzętami UCLA i opiekowały się nimi wykwalifikowany personel Wydziału Medycyny Laboratoryjnej i Zwierzęcej UCLA (DLAM) w warunkach wolnych od patogenów. Myszy typu dzikiego C57BL/6 uzyskano komercyjnie i pozwolono im się zaaklimatyzować przez co najmniej 14 dni. Do badań wykorzystano samce myszy w wieku 8-12 tygodni, o średniej masie ciała 20-25 g. Samice myszy mogą być również wykorzystywane, choć ważne jest, aby dopasować płeć i wiek zwierząt w różnych grupach eksperymentalnych i warunkach27. Szczegóły handlowe dotyczące zwierząt, odczynników i sprzętu użytego w tym badaniu są wymienione w Tabeli Materiałów.
1. Podawanie bleomycyny w jamie ustnej i gardle
2. Indukcja znieczulenia
3. Podawanie ustno-gardłowe
4. Odzyskiwanie zwierząt
5. Pobieranie tkanek, przetwarzanie i analiza punktu końcowego
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół opisany w niniejszym opracowaniu podsumowuje drogę podania przez aspirację orofaringealną w mysim modelu bleomycyny. W badaniach tych zwierzęta otrzymywały bleomycynę (0,75U/kg masy ciała) lub PBS jako kontrolę pozorowaną. W dniach 7, 14 i 21 myszy zostały poddane eutanazji, a ich płuca wyekstrahowane i utrwalone, zgodnie z wcześniejszym opisem35. Włóknienie oceniano za pomocą barwienia histologicznego hematoksyliną i eozyną (H&E). Do 7. dnia, w porównaniu z kontrolą PBS, można zaobse...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dostępny jest szczegółowy protokół wideo dotyczący techniki aspiracji jamy ustnej i gardła do podawania bleomycyny do stosowania w mysim modelu zwłóknienia płuc. Ponadto zwracamy uwagę na potencjalne dalsze zastosowania do ilościowego określania zmian zwłóknieniowych i zapalnych wywołanych przez bleomycynę w chorobie zwyrodnieniowej stawów.
Chociaż żadne zwierzę nie oddaje w pełni złożoności chorób u ludzi, mysi model bleomycyny jest używany od pięciu dekad i pozostaje najszerzej stosowanym mo...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie pozostają w konflikcie interesów.
Ta praca była wspierana przez NIH Ruth L. Kirchstein National Research Service Award (NRSA) Institutional Research Training Grant (T32) przyznany RW (2T32HL072752-16). Autorzy pragną również podziękować za wsparcie Centrum Zdrowia Płuc Fundacji Saula i Joyce Brandmanów.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| anty-mysie CD45, Brlliant Violet 605 | BioLegend | 103155 | |
| anty-mysie CD64, AlexaFluor 647 | BioLegend | 139322 | |
| anty-mysie Ly6G, AlexaFluor 700 | BioLegend | 127622 | |
| anty-mysie MerTK, PE/Cy7 | BioLegend | 151522 | |
| anty-mysie SiglecF, PE | BD Biosciences | 552126 | |
| Adaptery BD Luer-Stub | Fisher Scientific | 13-681-21 | |
| Bleomycin | McKesson | 1129996 | firmy NorthStar Rx 16714088601 |
| zestaw do intubacji myszy dotchawiczej | Kent Scientific | ETI-MSE | |
| Fixable Live/Dead Violet | Thermo | L34955 | |
| Oprogramowanie FlowJo v10 | FlowJo | ||
| gentleMACS Dysocjator | Miltenyi | 130-093-235 | |
| Zestaw do oznaczania hydroksyproliny | Sigma | MAK463 | |
| Liberase TM | Roche | 5401127001 | |
| Moria Zacisk do naczyń Fine | Science Tools | 18350-11 | |
| Zestaw do intubacji dotchawiczej myszy | Kent | ETI-MSE | |
| Pipeta krokowa | Dymax | TI15469 | |
| Myszy Wildtype C57BL/6 | Jackson Laboratories | JAX, plama #000664 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.