Name: Narażenie na dym papierosowy u myszy korzystających z systemu inhalacji całego ciała (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-10-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 7 s
Description: Poznaj metodę narażenia na dym papierosowy u myszy z wykorzystaniem systemu inhalacji całego ciała. Technika ta umożliwia badanie przewlekłego zapalenia dróg oddechowych, rozedmy płuc oraz rozwoju komórek immunologicznych w szpiku kostnym.

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

AR, XH i PE były wspierane przez R01HL140398 grantowe NIH oraz granty Fundacji Gilsona Longenbaugha. DEMM i KK były wspierane przez granty NIH R01HL136333 i R01HL134880 (KYK) oraz grant z Fundacji Badań Medycznych Helis. DEMM jest również wspierany przez Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Gilliam Fellowship for Advanced Study. PE jest również wspierany przez Training in Precision Environmental Health Sciences NIEHS T32 ES027801 Fellowship Program. JC i MF są wspierane przez Fundusze Badań nad Tytoniem z Wydziału Epigenetyki i Karcynogenezy Molekularnej oraz przez Centrum Epigenetyki (Scholar Award dla MF) w MD Anderson. FK i YZ są wspierane przez granty NIH R01 ES029442-01 i R01 AI135803-01, a także granty VA Merit CX000104. Projekt ten był wspierany przez Cytometry and Cell Sorting Core w Baylor College of Medicine ze środków CPRIT Core Facility Support Award (CPRIT-RP180672), NIH (CA125123 i RR024574) oraz przy pomocy Joela M. Sederstroma.

Wszystkie zwierzęta zaangażowane w eksperymenty oraz opracowanie tej techniki znajdowały się pod opieką zgodnie z naszym protokołem wykorzystania zwierząt zatwierdzonym przez Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) oraz w ramach instytucji Baylor College of Medicine i MD Anderson, które są akredytowane przez Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care (AAALAC).
1. Budowa aparatury
<ol>
	<li>Montaż sprężarki powietrza z systemem zaworów.
	<ol>
		<li>Połącz przepływomierze (dwa 15 L/min z łącznikiem Y i 2 punktami odbioru mocy) z miniaturowym regulatorem ciśnienia, używając gwintowanego adaptera męskiego 1/8 cala. Należy pamiętać o zastosowaniu taśmy uszczelniającej na wszystkich gwintowanych końcach.</li>
		<li>Połącz zmontowany regulator ciśnienia z przepływomierzem z urządzeniem medycznej sprężarki powietrza, używając następujących elementów: sześciokątnego łącznika 1/8 cala na wylocie powietrza sprężarki, gwintowanej złączki 1/8 cala oraz gwintowanego adaptera męskiego 1/8 cala, który łączy się z regulatorem ciśnienia.</li>
		<li>Zainstaluj obrotowe złącze z kolcem dla tlenu na każdym (4) przepływomierzu.</li>
		<li>Zainstaluj adapter męski na górnym wylocie powietrza sprężarki (część dołączona do urządzenia medycznej sprężarki powietrza).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Montaż komór ekspozycyjnych (wykonaj 4 jednostki)
	<ol>
		<li>Potnij rurę z chlorowanego polichlorku winylu (CPVC) o średnicy 3/4 cala na osiem 4-calowych segmentów.</li>
		<li>Wsuń każdy segment w jedno kolanko CPVC 90° o średnicy 3/4 cala i przykręć stronę złączki kolanka do męskiego adaptera CPVC o średnicy 3/4 cala. Powinno powstać osiem segmentów CPVC, z których każdy jest przymocowany do jednego kolanka CPVC i jednego męskiego adaptera CPVC.</li>
		<li>Wywierć dwa otwory (o średnicy 1 ¼ cala) po przeciwległych stronach, najdalej od siebie, w szczelnym pojemniku o pojemności 8,5 L (11,25 x 7,75 x 6 cali) z pokrywą (patrz Rysunek 1 komora ekspozycyjna). Otwory powinny być wycentrowane w pionie i poziomie.</li>
		<li>Wsuń gwintowane strony wcześniej zmontowanego męskiego adaptera CPVC w każdy otwór w pojemnikach.</li>
		<li>Od wewnątrz pojemnika przymocuj zaślepkę CPVC 3/4 cala po drugiej stronie (wlot dymu do komory) oraz żeński adapter do nawadniania kropelkowego CPVC 3/4 cala po jednej stronie (wylot dymu z komory).</li>
		<li>Wywierć pięć otworów o średnicy 3 mm na górnej części zaślepki CPVC wylotu dymu z komory w układzie kwincunkowym (podobnie jak w słuchawce prysznicowej). Pozwoli to dymowi papierosowemu wnikać do komory z większą prędkością i zapewni jego równomierne rozprzestrzenianie się wewnątrz komory we wszystkich kierunkach.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Montaż komór papierosowych (wykonaj do 4 jednostek ekspozycyjnych dla myszy)
	<ol>
		<li>Weź jednowotworowy korek gumowy (rozmiar producenta 8,5) i wsuń w szerszą stronę złączkę Y z kolcami 1/4 cala, a w węższą stronę prostą złączkę z kolcem (otwór 8 mm). W tym miejscu podczas procedury palenia zostanie umieszczony papieros (podstawka pod papieros).</li>
		<li>Podłącz jeden koniec 12-calowej rurki winylowej klasy medycznej do jednego z kolców złączki Y przymocowanej do korka gumowego, a drugi koniec do złączki 1/4 cala i wsuń przeciwległą stronę tej złączki w jednowotworowy korek gumowy (rozmiar producenta 1).</li>
		<li>W innym korku gumowym (rozmiar producenta 8,5) wsuń jeden prosty łącznik rur 1/4 cala w szerszą stronę korka i połącz zewnętrzny koniec złączki z 7-stopową rurką winylową klasy medycznej.</li>
		<li>Połącz dwie struktury z korkami gumowymi, zmontowane wcześniej w krokach 1.3.1–1.3.3, z szklanym cylindrem o wymiarach 8 cali x 1,75 cala z laboratoryjnej szklanej rury spustowej.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>System sterowania zaworami
	<ol>
		<li>System jest sterowany poprzez rytmiczne otwieranie i zamykanie zaworów elektromagnetycznych, co symuluje inhalację (zaciąganie się) dymem papierosowym i czystym powietrzem. System sterujący zaworami elektromagnetycznymi został zaprojektowany komercyjnie (patrz Tabela materiałów).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Montaż wszystkich komponentów (patrz Rysunek 1)
	<ol>
		<li>Zamocuj cztery zawory elektromagnetyczne do boków systemu sterowania zaworami, używając 1-calowych mocowań.</li>
		<li>Podłącz zawory elektromagnetyczne do systemu sterowania zaworami zgodnie z instrukcjami producenta.</li>
		<li>Przymocuj gwintowany prosty łącznik 10–32 (M) do przyłącza wylotowego („EXH”) w zaworze elektromagnetycznym oraz adapter portu gwintowanego do przyłączy „IN” i „OUT” tego samego zaworu elektromagnetycznego.</li>
		<li>Podłącz przepływomierz przymocowany do sprężarki do zaworu elektromagnetycznego poprzez przyłącze „OUT”, używając 7-stopowej winylowej rurki klasy medycznej.</li>
		<li>Podłącz 7-stopową rurkę winylową zmontowaną z korkiem gumowym w kroku 1.3.3 do złącza „IN” w zaworze elektromagnetycznym.</li>
		<li>Wsuń mały korek gumowy komory papierosowej w wlot dymu do komory.</li>
		<li>Połącz zawór elektromagnetyczny z drugim przyłączem złączki Y z kolcami na podstawce pod papieros zmontowanej w kroku 1.3.1.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Schemat systemu ekspozycji na dym papierosowy z komorami, zaworem elektromagnetycznym, kompresorem powietrza i przepływomierzem." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61793/61793fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1: Schemat połączeń naszego systemu WBIS do ekspozycji na dym papierosowy (CS).Rycina ta przedstawia sposób montażu wszystkich komponentów w celu utworzenia działającego urządzenia. Na schemacie pokazano tylko jedną zmontowaną komorę dymną z czterech, które maszyna jest w stanie obsługiwać. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61793/61793fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
2. Ekspozycja na dym papierosowy
OSTRZEŻENIE: Należy unikać ekspozycji na dym tytoniowy z drugiej i trzeciej ręki. Komory do palenia papierosów i ekspozycji powinny być użytkowane w komorach z laminarnym przepływem powietrza klasy II typu B2. Podczas przeprowadzania eksperymentów z ekspozycją na dym należy stosować odpowiednie środki ochrony osobistej (np. maski, rękawiczki, czepki, fartuchy).
<ol>
	<li>Ustawianie ciśnienia i przepływu powietrza
	<ol>
		<li>Po zmontowaniu wszystkich komponentów zgodnie z Rysunkiem 1, włącz kompresor powietrza i poczekaj, aż alarm bezpieczeństwa wyłączy się samoistnie.</li>
		<li>Ustaw ciśnienie kompresora powietrza na 40–50 psi, obracając pokrętło regulatora ciśnienia.</li>
		<li>Ustaw przepływ powietrza z kompresora na 5 L za pomocą przepływomierza.</li>
		<li>Włącz sterownik zaworów.</li>
		<li>Ustaw cyfrowy timer w sterowniku zaworów na tryb pracy PULSE-C (wyświetlany jako „Pu-c”), naciskając klawisz SET/LOCK przy jednoczesnym przytrzymaniu klawisza UP przy pierwszej cyfrze timera. Następnie naciskaj klawisz UP, aż zostanie osiągnięty tryb Pu-c. Naciśnij klawisz RESET, aby ustawić wyświetlony tryb pracy (tj. Pu-C) jako tryb roboczy.</li>
		<li>Naciśnij SET/LOCK, aby zmienić timer 1 (wyświetlany jako „T1”).</li>
		<li>Naciśnij klawisze UP lub DOWN, aby ustawić T1 na 20 s.</li>
		<li>Naciśnij SET/LOCK, aby zmienić timer 2 (wyświetlany jako „T2”).</li>
		<li>Naciśnij klawisze UP lub DOWN, aby ustawić T2 na 3 s. 
		UWAGA: Kroki od 2.1.5 do 2.1.9 są dostosowane do konkretnego timera (patrz Tabela materiałów). Aby uzyskać dalsze instrukcje dotyczące innych zastosowań tego produktu, zapoznaj się z odpowiednią instrukcją obsługi.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Ekspozycja na dym papierosowy 
	UWAGA: System ten umożliwia jednoczesne użycie 1–4 komór ekspozycyjnych dla myszy.
	<ol>
		<li>Włącz kompresor powietrza i poczekaj, aż alarm bezpieczeństwa wyłączy się samoistnie.</li>
		<li>Włącz sterownik zaworów.</li>
		<li>Przenieś po 5 myszy do każdej z czterech komór ekspozycyjnych o objętości 8,5 L z hermetycznymi, zdejmowanymi pokrywami. Umieść cztery komory ekspozycyjne z myszami w szafie z laminarnym przepływem powietrza klasy II typu B2.</li>
		<li>Wewnątrz szafy z laminarnym przepływem powietrza zapal papierosa i włóż go do komory na papierosy. Używaj dostępnych w handlu papierosów zawierających 15 mg/cig smoły i 1,1 mg/cig nikotyny8 w porównaniu do badawczych papierosów Kentucky 3RF4 (9,5 mg/cig smoły i 0,73 mg/cig nikotyny)9.</li>
		<li>Włącz na sterowniku zaworów zawory odpowiadające komorom, które są aktualnie używane. Ekspozycja jest podzielona na 2 fazy: (T1) przez 20 s do komory ekspozycyjnej pompowane jest czyste powietrze oraz (T2) przepływ powietrza powoduje spalanie papierosa, a dym z komory na papierosy jest pompowany do komory ekspozycyjnej przez 3 s. Pozostaw papierosa, aż spali się całkowicie do filtra.
		<ol>
			<li>Dostosuj ustawienia timera tak, aby wykonać średnio ~10 zaciągnięć/papierosa w okresie ~4 min. Należy pamiętać, że timer i system można łatwo dostosować w celu zwiększenia lub zmniejszenia dawkowania dymu papierosowego zgodnie z potrzebami badawczymi.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Wyjmij filtr papierosa i zutylizuj go, umieszczając niedopałek w zlewce z wodą, aby zgasić płomień i stłumić zapach.</li>
		<li>Upewnij się, że komora na papierosy jest ponownie zamknięta i nie zawiera papierosa. Pozwól maszynie pompować czyste powietrze przez 10 min. Niezmiernie ważne jest stałe monitorowanie zwierząt kręgowców poddanych ekspozycji na dym papierosowy. Ten schemat ekspozycji jest zoptymalizowany dla 5 samic myszy powyżej 9. tygodnia życia na jedną komorę ekspozycyjną.</li>
		<li>Powtórz kroki od 2.3.4 do 2.3.7 trzy razy, aby w sumie zużyć 4 papierosy na komorę dziennie. Procedurę tę powtarza się 5 dni w tygodniu przez czas wymagany przez badacza do przeprowadzenia eksperymentów.</li>
		<li>Przenieś myszy z komór ekspozycyjnych z powrotem do odpowiednich klatek.</li>
		<li>Wyłącz sterownik zaworów i kompresor powietrza.</li>
		<li>Wyjmij komory ekspozycyjne i komory na papierosy, a następnie umyj je wodą z mydłem, aby usunąć wszelkie pozostałości smoły.</li>
		<li>Pozostaw komory do całkowitego wyschnięcia przed ponownym użyciem.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Current Cigarette Smoking Among Adults in the United States. Center for Disease Control and Prevention. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.cdc.gov/tobacco/data_statistics/fact_sheets/adult_data/cig_smoking/index.htm">https://www.cdc.gov/tobacco/data_statistics/fact_sheets/adult_data/cig_smoking/index.htm</a> (2018).</li>
<li>Salvi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tobacco+smoking+and+evironmental+risk+factors+for+chronic+obstructive+pulmonary+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Clinics+in+Chest+Medicine%22%5BJournal%5D)">Tobacco smoking and evironmental risk factors for chronic obstructive pulmonary disease.</a> Clinics in Chest Medicine. 35, 17-27 (2014).</li>
<li>Sunyer, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Longitudinal+relation+between+smoking+and+white+blood+cells%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Epidemiology%22%5BJournal%5D)">Longitudinal relation between smoking and white blood cells.</a> American Journal of Epidemiology. 144, 734-741 (1996).</li>
<li>Freedman, D. S., Flanders, D., Barboriak, J. J., Malarcher, A. M., Gates, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoking+and+leukocyte+subpopulations+in+men%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Epidemiology%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoking and leukocyte subpopulations in men.</a> Annals of Epidemiology. 6, 299-306 (1996).</li>
<li>Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD). Center for Disease Control and Prevention. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.cdc.gov/copd/basics-about.html">https://www.cdc.gov/copd/basics-about.html</a> (2019).</li>
<li>Genovese, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clonal+hematopoiesis+and+blood-cancer+risk+inferred+from+blood+DNA+sequence%5BTitle%5D)+AND+%22New+England+Journal+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">Clonal hematopoiesis and blood-cancer risk inferred from blood DNA sequence.</a> New England Journal of Medicine. , (2014).</li>
<li>Steensma, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+implications+of+clonal+hematopoiesis%5BTitle%5D)+AND+%22Mayo+Clinic+Proceedings%22%5BJournal%5D)">Clinical implications of clonal hematopoiesis.</a> Mayo Clinic Proceedings. 93, 1122-1130 (2018).</li>
<li>Tobacco. Federal Trade Comission. , Available at: . Accessed: 4th (2020).</li>
<li>3R4F Cigarettes. University of Kentucky - College of Agriculture Food and Environment. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://ctrp.uky.edu/products/gallery/Reference Cigarettes/detail/936">https://ctrp.uky.edu/products/gallery/Reference Cigarettes/detail/936</a> (2020).</li>
<li>Shan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+induction+of+osteopontin+%28SPP1%29+mediates+T+H+17+inflammation+in+human+and+experimental+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke induction of osteopontin (SPP1) mediates T H 17 inflammation in human and experimental emphysema.</a> Science Translational Medicine. 4, 1-10 (2012).</li>
<li>Yuan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+C3a+receptor+is+required+in+cigarette+smoke-mediated+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Mucosal+Immunology%22%5BJournal%5D)">Activation of C3a receptor is required in cigarette smoke-mediated emphysema.</a> Nature Mucosal Immunology. 8, 874-885 (2014).</li>
<li>Yuan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+-+induced+reduction+of+C1q+promotes+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22JCI+Insight%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke - induced reduction of C1q promotes emphysema.</a> JCI Insight. 4, 1-17 (2019).</li>
<li>Shan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Agonistic+induction+of+PPAR+g+reverses+cigarette+smoke+-+induced+emphysema+Find+the+latest+version%3A+Agonistic+induction+of+PPAR+%CE%B3+reverses+cigarette+smoke+-+induced+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Agonistic induction of PPAR g reverses cigarette smoke - induced emphysema Find the latest version: Agonistic induction of PPAR γ reverses cigarette smoke - induced emphysema.</a> Journal of Clinical Investigation. 124, 1371-1381 (2014).</li>
<li>Hong, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protective+role+of+gd+T+cells+in+cigarette+smoke+and+influenza+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Mucosal+Immunology%22%5BJournal%5D)">Protective role of gd T cells in cigarette smoke and influenza infection.</a> Nature Mucosal Immunology. 11, 834-908 (2018).</li>
<li>Kim, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+induces+intestinal+inflammation+via+a+Th17+cell-neutrophil+axis%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Immunology%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke induces intestinal inflammation via a Th17 cell-neutrophil axis.</a> Frontiers in Immunology. 10, 1-11 (2019).</li>
<li>Lu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+microRNA+miR-22+inhibits+the+histone+deacetylase+HDAC4+to+promote+T+H+17+cell+-+dependent+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Immunology%22%5BJournal%5D)">The microRNA miR-22 inhibits the histone deacetylase HDAC4 to promote T H 17 cell - dependent emphysema.</a> Nature Immunology. 16, 1185-1194 (2015).</li>
<li>Hendrix, A. Y., Kheradmand, F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHendrix%2C+AY+%22The+Role+of+Matrix+Metalloproteinases+in+Development%2C+Repair%2C+and+Destruction+of+the+Lungs.+Progress+in+Molecular+Biology+and+Translational+Science%22">The Role of Matrix Metalloproteinases in Development, Repair, and Destruction of the Lungs. Progress in Molecular Biology and Translational Science</a>. 148, Elsevier Inc. (2017).</li>
<li>Siggins, R. W., Hossain, F., Rehman, T., Melvan, J. N., Welsh, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+alters+the+hematopoietic+stem+cell+niche%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Sci%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke alters the hematopoietic stem cell niche.</a> Med Sci. 2, 37-50 (2014).</li>
<li>Kheradmand, F., You, R., Gu, B. H., Corry, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+and+DNA+cleavage+promote+lung+inflammation+and+emphysema%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+the+American+Clinical+and+Climatological+Association%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke and DNA cleavage promote lung inflammation and emphysema.</a> Transactions of the American Clinical and Climatological Association. 128, 222-233 (2017).</li>
<li>Ha, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Menthol+attenuates+respiratory+irritation+and+elevates+blood+cotinine+in+cigarette+smoke+exposed+mice%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Menthol attenuates respiratory irritation and elevates blood cotinine in cigarette smoke exposed mice.</a> PLoS ONE. , 1-16 (2015).</li>
<li>Moreno-Gonzalez, I., Estrada, L. D., Sanchez-Mejias, E., Soto, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Smoking+exacerbates+amyloid+pathology+in+a+mouse+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Smoking exacerbates amyloid pathology in a mouse model of Alzheimer's disease.</a> Nature Communications. 4, 1-10 (2013).</li>
<li>Madison, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronic+cigarettes+disrupt+lung+lipid+homeostasis+and+innate+immunity+independent+of+nicotine%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Electronic cigarettes disrupt lung lipid homeostasis and innate immunity independent of nicotine.</a> Journal of Clinical Investigation. 129, 4290-4304 (2019).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W tym miejscu podajemy informacje wymagane do budowy aparatu do WBIS myszy do CS. Po zainstalowaniu systemu niezwykle ważne jest, aby badacze skalibrowali system w oparciu o dostarczoną dawkę nikotyny lub kotyniny u zwierząt. Urządzenie zawiera timer i manometry, które mogą być używane do regulacji objętości zaciągnięć papierosem, częstotliwości zaciągnięć, łącznego okresu ekspozycji na dym i przerw w odpoczynku, które zwierzęta otrzymują między każdym papierosem. Co więcej, rzeczywista liczba papierosów podawanych dzien...

Palenie papierosów pozostaje jedną z głównych przyczyn chorób, którym można zapobiec w USA, pomimo stałego spadku liczby dorosłych palących papierosy w ciągu ostatnich 50-60 lat1. Powszechnie wiadomo, że palenie tytoniu jest powiązane z wieloma chorobami płuc i krwi, w tym z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc (POChP), grupą chorób, która obejmuje rozedmę płuc i przewlekłe zapalenie oskrzeli2,3,4. Według Centrum Kontroli Chorób (CDC), w 2014 roku POChP była trzecią najczęstszą przyczyną zgonów w Stanach Zjednoczonych, a ponad 15 milionów Amerykanów cierpiało na tę chorobę5.
CS ostatnio wiąże się również z wyższym ryzykiem rozwoju klonalnej hematopoezy (CH)6,7, stan, w którym pojedyncza hematopoetyczna komórka macierzysta nieproporcjonalnie wytwarza duży procent krwi obwodowej danej osoby. Odkrycie to wskazuje na potencjalny związek między paleniem tytoniu a funkcją szpiku kostnego. Biorąc pod uwagę powszechne i bardzo znaczące implikacje zdrowotne CS oraz biorąc pod uwagę, że mysie modele chorób są kamieniem węgielnym postępu w badaniach biomedycznych, przydatne jest opracowanie wydajnych i przystępnych cenowo systemów modelowania CS u myszy.
Tutaj udostępniamy przewodnik krok po kroku, jak zbudować przystępny cenowo system do leczenia i badania in vivo wpływu CS na rozedmę płuc i homeostazę szpiku kostnego. Montaż tego sprzętu nie wymaga od użytkownika posiadania specjalistycznej wiedzy, a co za tym idzie pozwala na samodzielny montaż.

<table><tbody><tr><td>Łącznik 1 cala</td><td>Lowes</td><td>756990</td><td></td></tr><tr><td>Łącznik kolczasty Y 1/4 cala</td><td>VWR</td><td>89093-282</td><td></td></tr><tr><td>Łącznik prosty 1/4 cala</td><td>VWR</td><td>62866-378</td><td></td></tr><tr><td>Złączka sześciokątna 1/8</td><td>Lowes</td><td>877221</td><td></td></tr><tr><td>1/8 cala Złączka gwintowana</td><td>Lowes</td><td>877208</td><td></td></tr><tr><td>1/8 cala gwintowana złączka</td> <td>męska adapteraLowes</td><td>877243</td><td></td></tr><tr><td>Łącznik prosty z gwintem 10/32 (M)</td><td>Kolanko CPVC Bimba</td><td>EB60</td><td></td></tr><tr><td>3/4 cala 90 stopni</td><td>Lowes</td><td>22643</td><td></td></tr><tr><td>Rura z chlorowanego polichlorku winylu (CPVC) 3/4 cala</td><td>Lowes</td><td>23814</td><td></td></tr><tr><td>3/4 cala nasadka CPVC</td><td>Lowes</td><td>23773</td><td></td></tr><tr><td>3/4 cala CPVC Adapter żeński do nawadniania kropelkowego</td><td>Lowes</td><td>194629</td><td></td></tr><tr><td>Adapter męski CPVC o średnicy 3/4 Lowes</td><td></td><td>23766</td><td></td></tr><tr><td>Hermetyczny pojemnik 8,5 l z pokrywką (11,25 cala x 7,75 cala x 6 cali)</td><td>Komax</td><td>N/A</td><td>Wymieniony jako "Duże pudełko na chleb Komax Biokips | (280 uncji) Duży pojemnik do przechowywania"</td></tr><tr><td>Szklana rurka spustowa (1,75 średnicy x 8 długości)</td><td>Zawory elektromagnetyczne KIMAX</td><td>6500</td><td></td></tr><tr><td>Isonic</td><td>Bimba</td><td>V2A02-AW1</td><td></td></tr><tr><td>Marlboro Red 100's</td><td>Marlboro</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Obrotowe złącze kolczaste tlenu</td><td>Global Medical Solutions</td><td>RES002</td><td></td></tr><tr><td>Timer Panasonic LT4H-W</td><td>Panasonic</td><td>LT4HW</td><td>Pozycja została wbudowana w sterownik zaworu firmy Shepherd Controls & Associates</td></tr><tr><td>Regulator ciśnienia</td><td>Allied Electronics and Automation</td><td>70600552</td><td>Wymieniony również jako "Norgren R07-100-RGKA"</td></tr><tr><td>Gumowy korek # 1 (jeden otwór)</td><td>VWR</td><td>59581-163</td><td></td></tr><tr><td>Gumowy korek # 8.5 (jeden otwór)</td><td>VWR</td><td>59581-389</td><td></td></tr><tr><td>System Scireq inExpose</td><td>Scireq i Emka Technologies</td><td>N/A</td><td>System komercyjny używany do porównania z naszym DIY WBIS</td></tr><tr><td>Prosta złączka kolczasta (otwór 8 mm)</td> <td>VWR</td><td>10028-872</td><td></td></tr><tr><td>Taśma uszczelniająca gwint</td><td>Lowes</td><td>1184243</td><td></td></tr><tr><td>Adapter portu gwintowanego</td><td>Bimba</td><td>P1SA1</td><td></td></tr><tr><td>Timetr Aridyne 2000 Medyczna sprężarka powietrza</td><td>MFI Medical</td><td>AHC-TE20</td><td></td></tr><tr><td>Przepływomierz tymetru</td><td>Allied Healthcare Products</td><td>15006-03YP2</td><td>Wymieniony również jako "Puritan Air Meter"</td></tr><tr><td>System sterowania zaworami</td><td>Firma Shepherd Controls and Associates</td><td>N/A</td><td>zaprojektowała na zamówienie system sterowania zaworem dla tego modelu.</td></tr><tr><td>Fajki winylowe</td><td>Vitality Medical</td><td>RES3007</td><td></td></tr></tbody></table>

narażenie na dym papierosowy u myszy korzystających z systemu inhalacji całego ciała

Cigarette Smoke Exposure in Mice using a Whole-Body Inhalation System

Blisko 14% dorosłych w Stanach Zjednoczonych paliło papierosy w 2018 roku. Wpływ dymu papierosowego (CS) na płuca i choroby sercowo-naczyniowe został szeroko zbadany, jednak wpływ CS na inne tkanki i narządy, takie jak krew i szpik kostny, pozostaje nie do końca zdefiniowany. Znalezienie odpowiedniego systemu do badania wpływu CS na gryzonie może być zbyt kosztowne i wymagać zakupu dostępnych na rynku systemów. W związku z tym postanowiliśmy zbudować niedrogi, niezawodny i wszechstronny system do badania patologicznych skutków CS u myszy. Ten system ekspozycji na wdychanie całego ciała (WBIS) naśladuje oddychanie i zaciąganie się papierosami poprzez naprzemienną ekspozycję na CS i czyste powietrze. Tutaj pokazujemy, że ten system "zrób to sam" (DIY) indukuje zapalenie dróg oddechowych i rozedmę płuc u myszy po 4 miesiącach ekspozycji na dym papierosowy. Przedstawiono również wpływ inhalacji całego ciała (WBI) CS na hematopoetyczne komórki macierzyste i progenitorowe (HSPC) w szpiku kostnym przy użyciu tego aparatu.

Jedną z głównych cech ekspozycji na CS jest rozedma, która charakteryzuje się uszkodzeniem i zniszczeniem pęcherzyków płucnych w płucach. W związku z tym wstępne eksperymenty skupiły się na zdolności systemu DIY do wywoływania zmian rozedmowych w płucach samic myszy podczas powtarzalnej ekspozycji całego ciała na CS. Schemat dawkowania CS wybrano na podstawie naszych wcześniejszych publikacji, w których wykorzystaliśmy opisany tutaj system DIY do traktowania myszy CS i badania molekularnej patofizjologii rozedmy<sup clas...

Ten protokół demonstruje badanie patofizjologicznych skutków dymu papierosowego (CS) za pomocą systemu ekspozycji na inhalację całego ciała (WBI) (WBIS) zbudowanego we własnym zakresie. System ten może wystawiać zwierzęta na działanie CS w kontrolowanych, powtarzalnych warunkach w celu zbadania wpływu CS na rozedmę płuc i hematopoezę.

Narażenie na dym papierosowy u myszy korzystających z systemu inhalacji całego ciała

Close to 14% of adults in the United States were reported to smoke cigarettes in 2018. The effects of cigarette smoke (CS) on lungs and cardiovascular ...

Technika ta może być wykorzystana do badania fizjologicznych skutków dymu papierosowego w przewlekłym zapaleniu dróg oddechowych i rozedmie płuc, a także rozwoju komórek odpornościowych szpiku kostnego u myszy. Niski koszt i prosta procedura budowy tego sprzętu sprawiają, że jest on dostępny dla wielu laboratoriów na całym świecie. Po zmontowaniu wszystkich elementów systemu narażenia na inhalacje całego ciała włącz sprężarkę powietrza i poczekaj, aż alarm bezpieczeństwa wyłączy się samoczynnie.Wyreguluj ciśnienie sprężarki powietrza na 40 do 50 PSI, obracając pokrętło na regulatorze ciśnienia. Dostosuj przepływ powietrza ze sprężarki powietrza do pięciu litrów za pomocą przepływomierza. Następnie włącz sterownik zaworu.Ustaw zegar cyfrowy na sterowniku zaworu na tryb pracy impulsu C, naciskając blokady ustawiania i przytrzymując w górę przy pierwszej cyfrze timera. Następnie naciskaj w górę, aż zostanie osiągnięty tryb PU-C. Naciśnij resetowania, aby ustawić wyświetlany tryb pracy jako tryb pracy.Naciśnij ustaw blokadę, aby zmienić timer jeden pokazany na wyświetlaczu jako T1, a następnie naciśnij w górę lub w dół, aby ustawić go na 20 sekund. Powtórz ten proces, aby ustawić timer dwie lub T2 na trzy sekundy. Włącz sprężarkę powietrza i poczekaj, aż alarm bezpieczeństwa sam się wyłączy.Następnie włącz sterownik zaworu. Przenieś pięć myszy do każdej z czterech 8,5-litrowych komór ekspozycyjnych z hermetyczną zdejmowaną pokrywą. Umieścić komory ekspozycyjne w komorze bezpieczeństwa biologicznego z przepływem laminarnym klasy II typu B2.Wewnątrz komory bezpieczeństwa biologicznego zapal papierosa i włóż go do komory na papierosy. Włączyć zawory na sterowniku zaworów, które odpowiadają aktualnie używanym komorom. Czyste powietrze będzie pompowane do komory ekspozycyjnej przez 20 sekund, powodując spalenie papierosa, a dym będzie pompowany do komory ekspozycyjnej przez trzy sekundy.Pozwól papierosowi całkowicie się wypalić, aż dotrze do filtra. Dostosuj ustawienia timera, aby wykonać średnio 10 zaciągnięć na papierosa w ciągu czterech minut. Wyjmij filtr papierosowy i wyrzuć go, umieszczając niedopałek papierosa w szklanej zlewce z wodą, aby ugasić płomień i zwilżyć zapach.Zamknij komorę papierosową i pozwól maszynie pompować czyste powietrze przez 10 minut. Powtórz ekspozycję na dym papierosowy, w sumie cztery papierosy na komorę dziennie. Po zakończeniu wyjmij myszy z komór ekspozycyjnych i umieść je z powrotem w odpowiednich klatkach.Wyłącz sterownik zaworu i sprężarkę powietrza. Usuń komory ekspozycyjne i papierosowe i umyj je wodą z mydłem, aby usunąć wszelkie pozostałości smoły. Pozostaw komory do całkowitego wyschnięcia przed ponownym użyciem.Myszy były wystawione na dym z czterech papierosów komercyjnych dziennie z 10-minutowymi przerwami bez dymu wynoszącymi pięć dni w tygodniu przez pięć dni w tygodniu przez okres czterech miesięcy. Histologia płuc zabarwiona hematosyliną i eozyną wykazała zniszczenie pęcherzyków płucnych u myszy narażonych na dym papierosowy. Zaślepiona analiza histomorfometryczna skrawków płuc potwierdziła, że średni przechwycenie liniowe było znacznie wyższe u myszy narażonych na dym papierosowy w porównaniu z kontrolą powietrza.Zgodnie z oczekiwaniami narażenie całego ciała na dym papierosowy powoduje spadek masy ciała. Myszy narażone wykazały również zwiększoną infiltrację dróg oddechowych komórek odpornościowych, a także indukcję ekspresji genów metaloproteinaz macierzy 9 i 12, które są odpowiedzialne za uszkodzenie tkanek. Kotynina, metabolit nikotyny, była znacznie podwyższona w surowicy myszy wystawionych na czteromiesięczny dym papierosowy, ale niewykrywalna u myszy wystawionych na działanie powietrza.Po ekspozycji populacje szpiku kostnego analizowano za pomocą cytometrii przepływowej. Stwierdzono znaczny wzrost populacji krwiotwórczych komórek macierzystych i progenitorowych po czterech miesiącach ekspozycji na dym papierosowy. Narażenie całego ciała na dym papierosowy myszy korzystających z komercyjnie dostępnego systemu również wykazało zmianę w populacjach HSPC.Ważne jest, aby upewnić się, że wszystkie narzędzia dostarczające powietrze lub dym papierosowy do komór myszy są drożne i wolne od załamań, które mogłyby zakłócić przepływ powietrza. Ponadto myszy muszą być monitorowane przez cały czas podczas ekspozycji na dym papierosowy. Procedura może być również wykorzystana do badania fizjologicznego wpływu dymu papierosowego na inne narządy, takie jak serce i przewód pokarmowy.Dzięki kilku modyfikacjom maszyna ta może być również przystosowana do ekspozycji myszy na wdychanie całego ciała na elektroniczne papierosy. Może to pozwolić naukowcom na zbadanie potencjalnych zagrożeń związanych z waporyzacją w mysim modelu zwierzęcym.

cigarette-smoke-exposure-in-mice-using-a-whole-body-inhalation-system

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Immunologia i infekcje

Komórki nabłonka płuc można wyizolować z dróg oddechowych myszy i hodować na granicy fazy powietrze-ciecz jako model zróżnicowanego nabłonka oddechowego. Opisano protokół izolacji, hodowli i narażania tych komórek na dym papierosowy z głównego strumienia w celu zbadania odpowiedzi molekularnych na tę toksynę środowiskową.

Izolacja komórek nabłonka dróg oddechowych myszy i ekspozycja na eksperymentalny dym tytoniowy w układzie interfejsu powietrze-ciecz

Zbudowano urządzenie do inhalacji aerozolu z nanocząsteczkami całego ciała do badań toksykologicznych nad inhalacją dwutlenku tytanu (TiO2). System ten zapewnia atmosfery testowe aerozolu nano-TiO2, które mają: 1) stałe stężenie masy; 2) jednorodny skład wolny od zanieczyszczeń; oraz 3) stabilny rozkład wielkości cząstek podczas wytwarzania aerozolu.

Narażenie na wdychanie aerozoli nanocząsteczkowych całego ciała

Celem tego protokołu jest dostarczenie zautomatyzowanych metod ilościowego określania przewlekłych patologii płuc w mysim modelu POChP. Protokół obejmuje wystawienie myszy na dym papierosowy (CS), pomiar czynności płuc, napompowanie płuc oraz zastosowanie metod morfometrycznych do pomiaru rozedmy płuc i przebudowy małych dróg oddechowych u myszy.

Zautomatyzowany pomiar rozedmy płuc i przebudowy małych dróg oddechowych u myszy narażonych na dym papierosowy

Celem tego protokołu jest wystawienie ludzkich organotypowych 3D modeli tkanek oskrzelowych i nosowych na główny nurt dymu papierosowego (CS) na granicy powietrze-ciecz. Wpływ CS na tkanki jest następnie badany za pomocą testu aktywności cytochromu P450, pomiaru bicia rzęsek i podejścia opartego na biologii systemowej.

Ocena skutków powtarzającego się narażenia organotypowych modeli 3D hodowli tkanek oskrzelowych i nosowych na cały dym papierosowy

Ten protokół opisuje metodę wystawiania gryzoni na działanie oparów papierosów elektronicznych (E-vapor) i dymu papierosowego. Komory ekspozycyjne są konstruowane poprzez modyfikację komór anestezjologicznych za pomocą zautomatyzowanego systemu pompowania, który dostarcza gryzoniom parę E lub dym papierosowy. System ten można łatwo zmodyfikować, aby uwzględnić wiele eksperymentalnych punktów końcowych.

Porównanie wpływu oparów papierosów elektronicznych i dymu papierosowego w nowatorskim systemie ekspozycji in vivo

To badanie opisuje udane wygenerowanie nowego modelu zwierzęcego przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP) poprzez wielokrotne wystawianie myszy na działanie wysokich stężeń ozonu.

Generowanie modelu przewlekłej obturacyjnej choroby płuc u myszy poprzez powtarzającą się ekspozycję na ozon

Na całym świecie rośnie liczba użytkowników elektronicznych papierosów (e-papierosów). Niewiele jednak wiadomo na temat skutków zdrowotnych wywoływanych przez wdychane aerozole do e-papierosów. W tym artykule opisano technikę wytwarzania aerozolu w e-papierosach odpowiednią do narażenia zwierząt i późniejszych badań toksykologicznych. Takie protokoły są wymagane do ustanowienia eksperymentalnie odtwarzalnych i znormalizowanych systemów ekspozycji na e-papierosy.

Wytwarzanie aerozolu z papierosów elektronicznych przez urządzenie do waporyzacji maszynowej trzeciej generacji: zastosowanie do badań toksykologicznych

Prezentowany tutaj jest użyteczny protokół do unieruchomienia płuc, który tworzy stabilne warunki do oceny histologicznej próbek płuc z mysiego modelu rozedmy płuc. Główną zaletą tego modelu jest to, że może naprawić wiele płuc przy tym samym stałym ciśnieniu bez zapadania się płuc lub opróżniania.

Unieruchomienie płuc pod stałym ciśnieniem w celu oceny rozedmy płuc u myszy

To badanie opisuje model mysi do badania synergicznego wpływu nikotyny na postęp zwłóknienia płuc u eksperymentalnych myszy z krzemicą. Mysi model podwójnej ekspozycji symuluje patologiczny postęp w płucach po jednoczesnej ekspozycji na nikotynę i krzemionkę. Opisane metody są proste i wysoce powtarzalne.

Stosowanie nikotyny w mysim modelu narażonym na działanie krzemionki w celu promowania przejścia nabłonkowo-mezenchymalnego płuc

Wkłady do waporyzacji destylatów z konopi indyjskich to urządzenia zasilane bateryjnie, które aerozolują ekstrakty zawierające wysokie stężenia kannabinoidów. Brak ustalonych modeli przedklinicznych dla tych produktów stwarza wyzwania w badaniu ich skutków fizjologicznych. Aby wypełnić tę lukę, opracowano standaryzowany przedkliniczny mysi model inhalacji dla waporyzowanych destylatów konopi.

Opracowanie przedklinicznego modelu inhalacji do testowania waporyzowanych destylatów z konopi indyjskich

Poznaj metodę narażenia na dym papierosowy u myszy z wykorzystaniem systemu inhalacji całego ciała. Technika ta umożliwia badanie przewlekłego zapalenia dróg oddechowych, rozedmy płuc oraz rozwoju komórek immunologicznych w szpiku kostnym.

Narażenie na dym papierosowy u myszy korzystających z systemu inhalacji całego ciała

Przeglądaj więcej filmów