Ten protokół wykorzystuje funkcję płuc myszy i ultrasonografię dopplerowską jako techniki badawcze, oferując nieinwazyjną, prostą i skuteczną metodę badania gruczolakoraka płuc.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół wykorzystuje funkcję płuc myszy i ultrasonografię dopplerowską jako techniki badawcze, oferując nieinwazyjną, prostą i skuteczną metodę badania gruczolakoraka płuc.
Gruczolakorak płuc (LUAD) jest powszechnym złośliwym nowotworem płuc, a jego postęp prowadzi do zmian w wentylacji i przepływie krwi, podkreślając wyraźne cechy funkcjonalne płuc w warunkach patologicznych. Nieinwazyjny system pletyzmografii całego ciała (WBP) umożliwia monitorowanie w czasie rzeczywistym czynności płuc i reakcji dróg oddechowych u obudzonych myszy, unikając zakłóceń spowodowanych tracheotomią i znieczuleniem. Badanie ultrasonograficzne Dopplera (DU) małych zwierząt, wykorzystujące technologię obrazowania o wysokiej częstotliwości, nieinwazyjnie rejestruje struktury mikronaczyniowe i zmiany prędkości przepływu krwi w płucach, oferując kluczowe wsparcie w badaniu nieprawidłowości wentylacji i perfuzji związanych z LUAD. W tym badaniu ustalono model LUAD na myszach A/J przy użyciu 100 mg/kg 4-(metylonitrozoamino)-1-(3-pirydylo)-1-butanonu (NNK). WBP w połączeniu z DU zastosowano do monitorowania czynności płuc i parametrów hemodynamicznych u myszy. Wyniki wykazały znaczny spadek (p < 0,05) kluczowych wskaźników, w tym 50% przepływu wydechowego (EF50), minutowej wentylacji (MV), szczytowego przepływu wydechowego (PEF), szczytowego przepływu wdechowego (PIF), zwiększonej pauzy (Penh) i objętości oddechowej (TV), a także wyraźne zmniejszenie prędkości przepływu krwi w tętnicach płucnych (p < 0,05) w grupie modelowej podczas progresji guza. To połączone podejście skutecznie ujmuje zakłócenia funkcjonalne występujące podczas patologicznego rozwoju LUAD u myszy, zapewniając nieinwazyjną i skuteczną metodę postępu badań nad chorobami układu oddechowego.
Gruczolakorak płuc (LUAD) jest najczęstszym podtypem niedrobnokomórkowego raka płuca1. Wraz ze wzrostem zanieczyszczenia środowiska, paleniem tytoniu i starzeniem się populacji, globalne rozpowszechnienie LUAD rośnie z roku na rok2,3,4. Aktualne badania wskazują, że pacjenci doświadczają postępującego spadku czynności płuc i zaburzeń hemodynamicznych w miarę postępów LUAD5,6,7,8. Opracowanie nieinwazyjnych, wydajnych i opłacalnych metod śledzenia i oceny funkcji płuc oraz wahań przepływu krwi w tętnicach płucnych może dostarczyć krytycznych dowodów na kliniczne leczenie LUAD.
Istniejące badania wykazują, że wzrost guza LUAD stopniowo blokuje drogi oddechowe, zmniejsza pojemność płuc i wentylację9, i wyzwala wydzielanie cytokin zapalnych, które zaostrzają zwężenie dróg oddechowych poprzez miejscowe przewlekłe zapalenie10. W konsekwencji obniżona czynność płuc prowadzi do nasilonego niedotlenienia i zaburzeń przepływu krwi11,12. Te patologiczne zmiany często objawiają się klinicznie postępującą dusznością i uciskiem w klatce piersiowej. Podczas gdy obrazowanie TK nie jest w stanie uchwycić nieprawidłowości parametrów funkcji płuc w czasie rzeczywistym ani zmian hemodynamicznych wywołanych progresją LUAD, powtarzające się krótkoterminowe skany TK również zwiększają ekspozycję na promieniowanie13. Natomiast pletyzmografia całego ciała (WBP) i przepływomierz ultrasonograficzny Doppler służą jako nieinwazyjne, przyjazne dla operatora i powtarzalne uzupełniające podejścia do dynamicznego monitorowania. Zintegrowanie tych technik w celu monitorowania czynności płuc i hemodynamiki może poprawić ocenę postępu choroby i podejmowanie decyzji terapeutycznych.
W tym badaniu wykorzystaliśmy 4-(metylonitrozoamino)-1-(3-pirydylo)-1-butanon (NNK) u myszy A/J do modelowania inicjacji i progresji LUAD. Czynność płuc i zmiany hemodynamiczne monitorowano podłużnie za pomocą WBP i USG Dopplera (DU) w 4., 10. i 20. tygodniu. Podejście to ma na celu dostarczenie nowych informacji na temat patofizjologii LUAD i strategii terapeutycznych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie eksperymenty na zwierzętach opisane w tym badaniu zostały zatwierdzone przez Komitet Etyki ds. Dobrostanu Zwierząt Uniwersytetu Tradycyjnej Medycyny Chińskiej w Chengdu i zostały przeprowadzone zgodnie z odpowiednimi przepisami i standardami etyki badań na zwierzętach (20240616IV). Samice myszy wsobnych A/JGpt (w wieku 7-8 tygodni) utrzymywano w temperaturze 20-24 °C i wilgotności względnej 40%-70%. Przez cały 12-godzinny cykl światło-ciemność myszy były karmione standardową paszą dla zwierząt i oczyszczoną wodą. Zwierzęta zaaklimatyzowały się w tym środowisku 7 dni przed rozpoczęciem eksperymentów.
1. Tworzenie i przygotowanie modelu zwierzęcego
2. Nieinwazyjne badanie czynności płuc
UWAGA: System WBP mierzy funkcje oddechowe u obudzonych, swobodnie poruszających się zwierząt za pomocą specjalnie zaprojektowanej komory pomiarowej. Komora wyposażona jest w sita pneumatyczne, które umożliwiają przepływ powietrza do i z komory. Opór powietrza wytwarzany przez sita pneumatyczne powoduje niewielkie zmiany ciśnienia w komorze w stosunku do otaczającego powietrza. Czuły przetwornik ciśnienia jest podłączony do pomiaru tych zmian ciśnienia wewnątrz komory, z których można wyprowadzić przepływ (zwany przepływem skrzynkowym). Oprogramowanie zapewnia parametry oddechowe, takie jak przepływ i objętość, wraz z raportowaniem w czasie rzeczywistym.
3. Pomiar prędkości przepływu krwi w tętnicach płucnych
4. Analiza danych
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Aby potwierdzić wykonalność, dokładność i odtwarzalność funkcji płuc i metodologii oceny przepływu krwi w tętnicach płucnych, wykreśliliśmy minuta po minucie średnie krzywe PIF, PEF i przepływu wydechowego przy 50% pojemności życiowej (EF50, powiększone 10x) podczas 4-tego tygodnia okresu monitorowania w ślepej grupie (Rysunek 1A). Jak pokazano na tym panelu, trzy odpowiadające im krzywe wykazują wysoki stopień zgodności kształtu. Pomimo minimalnych zmian bezwzględnych, szczególnie w EF50, zmiany te z...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tym badaniu NNK w połączeniu z myszami A / J został wybrany do stworzenia modelu gruczolakoraka płuc zgodnie z wcześniejszymi raportami. Odpowiednie badania wykazały, że NNK w połączeniu z myszami A / J może zacząć mieć minimalne tworzenie się guza w 10tygodniu i stabilne tworzenie guza w 16do 20tygodniu 18,19. Dlatego wybraliśmy test w4 tygodniu po wstrzyknięciu, aby obserwować zmiany czynności płuc i przepływu krwi ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Dziękujemy profesorowi Cong Huangowi ze Szkoły Podstawowych Nauk Medycznych, Uniwersytetu Tradycyjnej Medycyny Chińskiej w Chengdu, za wsparcie. Badania te były wspierane przez Sichuan Science and Technology Program (numer zatwierdzenia projektu: 2024YFFK0173)
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Myszy A / J | GemPharmatech LLC. | ||
| 0,5 ml probówki EDTA | Labshark | ||
| 1-butanon,4-(metylonitrosoamino)-1-(3-pirydynylo) | Gu Shi Gong Yuan Sprzęt medyczny Co. | ||
| 75% etanolu | ChengDu Chron Chemicals Co,. Ltd | 2023052901 | |
| Komora indukcyjna anestezjologii | Shanghai Tawans Intelligent Technology Co., Ltd. | MZ-MR | |
| Krem do depilacji | Shanghai Yuyan Instruments Co., Ltd. | ||
| Urządzenie do depilacji | Shanghai Yuyan Instruments Co., Ltd. | 3180 | |
| Isoflurane | Shanghai Duma Biotechnology Co., Ltd. | DM-M9462 | |
| Taśma medyczna | Beijing Lanbokangs Technology Co., Ltd. | 19-5023 | |
| tricorder medyczny | MedChemexpress | 69652 | |
| PBS roztwór buforowy | Shanghai Fusheng Co., Ltd. | A-RY5256 | |
| Sól fizjologiczna (medycyna) | Beijing Biolabs Technology Co. | GL1736 | |
| Ultradźwiękowy środek sprzęgający | Qisheng (Szanghaj) Sprzęt medyczny Co., Ltd. |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie