Name: Ustalenie modelu szczura krzemicy poprzez wystawienie całego ciała na działanie krzemionki respirabilnej (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-10-28T14:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 3 s
Description: Poznaj metodę tworzenia modelu szczura z krzemicą poprzez inhalację krzemionki respirabilnej w komorze inhalacyjnej. Technika ta naśladuje patologię ludzkiej krzemicy, umożliwiając badanie zmian w płucach i rozwoju włóknienia.

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

Ta praca została sfinansowana przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (82003406), Fundację Nauk Przyrodniczych Prowincji Hebei (H2022209073) oraz Projekt Nauki i Technologii Departamentu Edukacji Hebei (ZD2022127).

Wszystkie eksperymenty na zwierzętach zostały przeprowadzone zgodnie z Przewodnikiem Narodowych Instytutów Zdrowia Stanów Zjednoczonych dotyczącym opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych oraz zatwierdzone przez Komitet ds. Etyki Północnochińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii (kod protokołu LX2019033 i 2019-3-3 zatwierdzenia). Do niniejszego badania wykorzystano samce szczurów rasy Wistar w wieku 3 tygodni. Wszystkie szczury trzymano w statycznych klatkach z wiórami drzewnymi. Zwierzęta utrzymywano w cyklu 12 godzin/12 godzin światło/ciemność i dostarczano im jedzenie i wodę ad libitum. Eksperymenty kontrolne przeprowadzono po 1 tygodniu karmienia adaptacyjnego.
1. Przygotowanie zwierząt
<ol>
	<li>Po przyjeździe umieść wszystkie szczury w specjalnym pomieszczeniu wolnym od patogenów (SPF).</li>
	<li>Losowo podziel zdrowe szczury na dwie grupy (n = 10): szczury kontrolne wdychające czyste powietrze i szczury z krzemicą wdychające krzemionkę.</li>
</ol>
2. Przygotowanie krzemionki
UWAGA: Pył krzemionkowy wdychany przez ludzkie ciało może uszkodzić płuca. Dlatego podczas operacji należy nosić kombinezony, rękawice medyczne i maski ochronne (N95).
<ol>
	<li>Cząstki krzemionki (patrz Tabela materiałów) zmielić zaprawą agatową przez 1,5 godziny przed każdą ekspozycją. Dzieje się tak dlatego, że świeżo spłukany kwarc wytwarza większe ilości aktywnych form tlenu niż starzejący się kwarc13, a krzemionka o średnicy 1-5 μm jest najbardziej patogenna.</li>
	<li>Po zmieleniu zważyć krzemionkę (30 g) za pomocą wagi elektronicznej, umieścić ją w szklanym pojemniku i piec w temperaturze 180 °C przez 6 godzin w suszarce z elektrycznym ogrzewaniem powietrznym (patrz tabela materiałów) w celu wyeliminowania patogenów z powierzchni cząstek krzemionki.</li>
</ol>
3. Narażenie szczurów na krzemionkę
<ol>
	<li>Podłączyć wtrysk i dostępne na rynku systemy generatora (patrz Tabela materiałów) i umieścić krzemionkę (30 g) w generatorze. Sprawdź, czy rurociąg połączeniowy jest normalny, przewód zasilający jest podłączony, a zasilacz jest normalny.
	<ol>
		<li>Sprawdzić ręcznie poziom wody w wieży natryskowej i nawilżaczu urządzenia do oczyszczania gazów odlotowych (patrz tabela materiałów) i dolać wody, jeśli jest niewystarczająca (nie do standardowej linii).</li>
		<li>Dodaj wodę z kranu do wieży natryskowej urządzenia do oczyszczania gazów odlotowych i wodę destylowaną do nawilżacza (<silna klasa="xfig">Rysunek 1).</silna></li>
	</ol>
	</li>
	<li>Włączyć urządzenie odprowadzające spaliny (patrz Tabela materiałów) i przełącznik źródła powietrza, aby potwierdzić, czy wnętrze szafy osłonowej jest w stanie podciśnienia.
	<ol>
		<li>Upewnij się, że zawory sterujące przepływem cieczy i proszku, czystego gazu i zawory odprowadzające ścieki pod komorą inhalacyjną są zamknięte.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Umieść łącznie 10 szczurów w komorze inhalacyjnej (patrz tabela materiałów) i zamknij komorę inhalacyjną oraz ekranowane drzwi szafki.</li>
	<li>Ustaw następujące parametry eksperymentalne na tablicy rozdzielczej lub w komputerze: ciśnienie w szafie: od -50 do -30 Pa; stężenie tlenu: 21%; temperatura w szafie: 26-30 °C; wilgotność: 30%-70%; szybkość wchodzenia pyłu: 2,0-2,5 mL/min; oraz stężenie pyłu w szafie: 60 ± 5 mg/m3, 
	UWAGA: Podczas eksperymentu należy stale obserwować dane eksperymentalne i stan sprzętu. Alarm awarii sprzętu skłonił do terminowego przetworzenia.
	<ol>
		<li>Wystawiaj każde zwierzę na działanie krzemionki w sposób ciągły przez 3 godziny dziennie, 5 dni w tygodniu i pozwól zwierzętom w grupie kontrolnej wdychać czyste powietrze.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Po zakończeniu eksperymentu zamknij zawór sterujący przepływem zmieszanego gazu i otwórz zawór przepływu czystego gazu. Czysty gaz należy wstrzykiwać w sposób ciągły do komory inhalacyjnej. 
	UWAGA: W niniejszym badaniu strumień czystego gazu (7,0-7,5 m3/h) był wstrzykiwany przez co najmniej 20 minut, aż trujący gaz w komorze inhalacyjnej został całkowicie zastąpiony.
	<ol>
		<li>Zamknij zawór czystego przepływu powietrza, otwórz drzwi, wyjmij szczury i wyślij je z powrotem do pomieszczenia wolnego od patogenów.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wyjmij kolejno stojak na szczury i elementy rury odgałęzionej i umieść je w zlewie w celu wyczyszczenia. Po spłukaniu zamknij zawór automatycznego czyszczenia i otwórz właz.
	<ol>
		<li>Wytrzyj wewnętrzną ścianę czystą szmatką lub włącz czysty gaz, aby wysuszyć zbiornik. Na koniec przeprowadź dezynfekcję. Po oczyszczeniu i dezynfekcji 75% etanolem należy zamknąć zasuwę wyciągową i jak najszybciej lekko uchylić drzwi kabiny inhalacyjnej w celu odparowania wilgoci, tak aby wnętrze kabiny inhalacyjnej pozostało suche.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dwa razy w tygodniu sprawdzaj stężenie krzemionki w komorze za pomocą kompleksowego próbnika atmosferycznego zgodnie z instrukcjami producenta (patrz Tabela materiałów), aby zapewnić stabilność stężenia krzemionki podczas eksperymentu. Skalibrować próbnik atmosferyczny przed pobraniem próbek.
	<ol>
		<li>Do oznaczania grawimetrycznego należy używać cyfrowej wagi analitycznej z pojedynczą szalką. Obliczone stężenie krzemionki wynosiło 65 mg/m3 (<klasa silna="xfig">Rysunek 1 i Tabela 1). 
		UWAGA: Zważyć bibułę filtracyjną przed i po absorpcji krzemionki. Stężenie krzemionki obliczono za pomocą następującego wzoru12: 
		<img alt="Równanie 1" src="/files/ftp_upload/64467/64467eq01.jpg" style="margin: auto;"> 
		gdzie W2 = masa bibuły filtracyjnej po pobraniu próbki, W1 = masa bibuły filtracyjnej przed pobraniem próbki, a V = objętość powietrza.</klasa></li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Pozyskiwanie i utrwalanie tkanek płucnych
<ol>
	<li>Poddać szczury eutanazji przez dootrzewnowe wstrzyknięcie pentobarbitalu (100 mg/kg masy ciała) i lidokainy (4 mg/kg masy ciała). Oceń zgon na podstawie utraty bicia serca14.</li>
	<li>Pod koniec eksperymentu przymocuj prawe dolne płuco, nerkę, wątrobę, śledzionę i kość za pomocą 4% paraformaldehydu przez co najmniej 24 godziny, zanurz w parafinie i pokrój na odcinki 5 μm7,15.</li>
</ol>
5. Barwienie hematoksyliną i eozyną (H&amp;E)
<ol>
	<li>Odparafinować skrawki parafiny w ksylolu (patrz Tabela Materiałów) dwa razy przez 10 minut każdy16, a następnie ponownie uwodnić w 100% etanolu, 95% etanolu, 90% etanolu, 80% etanolu, 70% etanolu i wodzie destylowanej przez 3 minuty każdy.</li>
	<li>Skrawki należy barwić hematoksyliną (patrz Tabela Materiałów) przez 5 minut, a następnie umyć skrawki wodą10.</li>
	<li>Umieść sekcje w 2% alkoholu solnym, a następnie w wodzie destylowanej, aż kolor zmieni się na niebieski.</li>
	<li>Zabarwić skrawki eozyną przez 1 minutę, odwodnić je 95% etanolem, uczynić przezroczystymi ksylenem, uszczelnić neutralną gumą i obserwować pod mikroskopem świetlnym12.</li>
</ol>
6. Barwienie immunohistochemiczne
<ol>
	<li>Rutynowo myj skrawki parafiny wodą.</li>
	<li>Wystawić antygeny na działanie wysokiego ciśnienia (60 kPa) i wysokiej temperatury (100 °C) przez 80 sekund, a następnie zablokować endogennym blokerem peroksydazy (3%) przez 15 minut, aby wyeliminować endogenne peroksydazy7.</li>
	<li>Inkubować próbki z przeciwciałami skierowanymi przeciwko CD68 (rozcieńczenie 1:200 - dodać 4 μl CD68 do 396 μl rozcieńczalnika przeciwciał; patrz tabela materiałów) w temperaturze 4 °C przez noc.</li>
	<li>Inkubować próbki z przeciwciałem drugorzędowym (kozi polimer anty-mysi IgG sprzężony z HRP; patrz tabela materiałów) w temperaturze 37 °C przez 30 minut, a następnie przemyć próbki 1x PBS.</li>
	<li>Wizualizacja immunoreaktywności za pomocą 3,3-diaminobenzydyny (DAB; patrz tabela materiałów). Po nałożeniu DAB na tkankę obserwuj zabarwienie tkanki pod mikroskopem świetlnym10. 
	UWAGA: Czas barwienia wahał się od kilku sekund do kilku minut w zależności od czasu barwienia tkanki. Procedura barwienia została przerwana poprzez umieszczenie skrawków w wodzie. W tym badaniu brązowe zabarwienie tkanki reprezentowało pozytywną ekspresję CD68. Wszystkie przeciwciała rozcieńczono w 1x PBS.</li>
</ol>

<ol><li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+burden+of+pneumoconiosis+in+China%3A+an+analysis+from+the+Global+Burden+of+Disease+Study%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Public+Health%22%5BJournal%5D)">The burden of pneumoconiosis in China: an analysis from the Global Burden of Disease Study.</a> BMC Public Health. 22 (1), 1114(2019).</li>
<li>The Lancet Respiratory Medicine. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+world+is+failing+on+silicosis%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet.+Respiratory+Medicine%22%5BJournal%5D)">The world is failing on silicosis.</a> The Lancet. Respiratory Medicine. 7 (4), 283(2019).</li>
<li>Li, T., Yang, X., Xu, H., Liu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+identification%2C+accurate+diagnosis%2C+and+treatment+of+silicosis%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Respiratory+Journal%22%5BJournal%5D)">Early identification, accurate diagnosis, and treatment of silicosis.</a> Canadian Respiratory Journal. 3769134, (2022).</li>
<li>Adamcakova, J., Mokra, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+insights+into+pathomechanisms+and+treatment+possibilities+for+lung+silicosis%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Molecular+Sciences%22%5BJournal%5D)">New insights into pathomechanisms and treatment possibilities for lung silicosis.</a> International Journal of Molecular Sciences. 22 (8), 4162(2021).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thalidomide+alleviates+pulmonary+fibrosis+induced+by+silica+in+mice+by+inhibiting+ER+stress+and+the+TLR4-NF-%CE%BAB+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Molecular+Sciences%22%5BJournal%5D)">Thalidomide alleviates pulmonary fibrosis induced by silica in mice by inhibiting ER stress and the TLR4-NF-κB pathway.</a> International Journal of Molecular Sciences. 23 (10), 5656(2022).</li>
<li>Zhang, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exosomes+derived+from+bone+marrow+mesenchymal+stem+cells+reverse+epithelial-mesenchymal+transition+potentially+via+attenuating+Wnt%2F%CE%B2-catenin+signaling+to+alleviate+silica-induced+pulmonary+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicology+Mechanisms+and+Methods%22%5BJournal%5D)">Exosomes derived from bone marrow mesenchymal stem cells reverse epithelial-mesenchymal transition potentially via attenuating Wnt/β-catenin signaling to alleviate silica-induced pulmonary fibrosis.</a> Toxicology Mechanisms and Methods. 31 (9), 655-666 (2021).</li>
<li>Li, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((N-Acetyl-Seryl-Asparyl-Lysyl-Proline+regulates+lung+renin+angiotensin+system+to+inhibit+epithelial-mesenchymal+transition+in+silicotic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicology+and+Applied+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">N-Acetyl-Seryl-Asparyl-Lysyl-Proline regulates lung renin angiotensin system to inhibit epithelial-mesenchymal transition in silicotic mice.</a> Toxicology and Applied Pharmacology. 408, 408(2020).</li>
<li>Walters, E. H., Shukla, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silicosis%3A+Pathogenesis+and+utility+of+animal+models+of+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Allergy%22%5BJournal%5D)">Silicosis: Pathogenesis and utility of animal models of disease.</a> Allergy. 76 (10), 3241-3242 (2021).</li>
<li>Langley, R. J., Mishra, N. C., Peña-Philippides, J. C., Hutt, J. A., Sopori, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Granuloma+formation+induced+by+low-dose+chronic+silica+inhalation+is+associated+with+an+anti-apoptotic+response+in+Lewis+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Toxicology+and+Environmental+Health%2C+Part+A%22%5BJournal%5D)">Granuloma formation induced by low-dose chronic silica inhalation is associated with an anti-apoptotic response in Lewis rats.</a> Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A. 73 (10), 669-683 (2010).</li>
<li>Jin, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ac-SDKP+Attenuates+activation+of+lung+macrophages+and+bone+osteoclasts+in+rats+exposed+to+silica+by+inhibition+of+TLR4+and+RANKL+signaling+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Inflammation+Research%22%5BJournal%5D)">Ac-SDKP Attenuates activation of lung macrophages and bone osteoclasts in rats exposed to silica by inhibition of TLR4 and RANKL signaling pathways.</a> Journal of Inflammation Research. 14, 1647-1660 (2021).</li>
<li>Xu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+anti-fibrotic+target+of+Ac-SDKP%3A+inhibition+of+myofibroblast+differentiation+in+rat+lung+with+silicosis%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">A new anti-fibrotic target of Ac-SDKP: inhibition of myofibroblast differentiation in rat lung with silicosis.</a> PloS One. 7 (7), e40301(2012).</li>
<li>Li, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ac-SDKP+increases+%CE%B1-TAT+1+and+promotes+the+apoptosis+in+lung+fibroblasts+and+epithelial+cells+double-stimulated+with+TGF-%CE%B21+and+silica%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicology+and+Applied+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Ac-SDKP increases α-TAT 1 and promotes the apoptosis in lung fibroblasts and epithelial cells double-stimulated with TGF-β1 and silica.</a> Toxicology and Applied Pharmacology. 369, 17-29 (2019).</li>
<li>Vallyathan, V., Shi, X. L., Dalal, N. S., Irr, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+free+radicals+from+freshly+fractured+silica+dust.+Potential+role+in+acute+silica-induced+lung+injury%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Review+of+Respiratory+Disease%22%5BJournal%5D)">Generation of free radicals from freshly fractured silica dust. Potential role in acute silica-induced lung injury.</a> The American Review of Respiratory Disease. 138 (5), 1213-1219 (1988).</li>
<li>Khoo, S. Y., Lay, B. P. P., Joya, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+anesthetic+refinement+of+pentobarbital+euthanasia+reduces+abdominal+writhing+without+affecting+immunohistochemical+endpoints+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Anim%22%5BJournal%5D)">Local anesthetic refinement of pentobarbital euthanasia reduces abdominal writhing without affecting immunohistochemical endpoints in rats.</a> Lab Anim. 2018 (52), 152-162 (2018).</li>
<li>Chooi, K. F., Rajendran, D. B. K., Phang, S. S. G., Toh, H. H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+dimethylnitrosamine+induced+liver+fibrosis+model+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">The dimethylnitrosamine induced liver fibrosis model in the rat.</a> Journal of Visualized Experiments. 112 (112), (2016).</li>
<li>Valentin, J., Frobert, A., Ajalbert, G., Cook, S., Giraud, M. -N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histological+quantification+of+chronic+myocardial+infarct+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Histological quantification of chronic myocardial infarct in rats.</a> Journal of Visualized Experiments. 118 (118), (2016).</li>
<li>Zhang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((silicosis+decreases+bone+mineral+density+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicology+and+Applied+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">silicosis decreases bone mineral density in rats.</a> Toxicology and Applied Pharmacology. 348, 117-122 (2018).</li>
<li>Zhang, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeting+the+RAS+axis+alleviates+silicotic+fibrosis+and+Ang+II-induced+myofibroblast+differentiation+via+inhibition+of+the+hedgehog+signaling+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicology+Letters%22%5BJournal%5D)">Targeting the RAS axis alleviates silicotic fibrosis and Ang II-induced myofibroblast differentiation via inhibition of the hedgehog signaling pathway.</a> Toxicology Letters. 313, 30-41 (2019).</li>
<li>Li, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silica+perturbs+primary+cilia+and+causes+myofibroblast+differentiation+during+silicosis+by+reduction+of+the+KIF3A-repressor+GLI3+complex%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Silica perturbs primary cilia and causes myofibroblast differentiation during silicosis by reduction of the KIF3A-repressor GLI3 complex.</a> Theranostics. 10 (4), 1719-1732 (2020).</li>
<li>Gao, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulmonary+silicosis+alters+microRNA+expression+in+rat+lung+and+miR-411-3p+exerts+anti-fibrotic+effects+by+inhibiting+MRTF-A%2FSRF+signaling.+Molecular+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids%22%5BJournal%5D)">Pulmonary silicosis alters microRNA expression in rat lung and miR-411-3p exerts anti-fibrotic effects by inhibiting MRTF-A/SRF signaling. Molecular therapy.</a> Nucleic Acids. 20, 851-865 (2020).</li>
<li>Cai, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+expression+of+lncRNAs+during+silicosis+and+the+role+of+LOC103691771+in+myofibroblast+differentiation+induced+by+TGF-%CE%B21%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedicine+%26+Pharmacotherapy%22%5BJournal%5D)">Differential expression of lncRNAs during silicosis and the role of LOC103691771 in myofibroblast differentiation induced by TGF-β1.</a> Biomedicine & Pharmacotherapy. 125, (2020).</li>
<li>Cai, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcriptomic+analysis+identifies+upregulation+of+secreted+phosphoprotein+1+in+silicotic+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+and+Therapeutic%22%5BJournal%5D)">Transcriptomic analysis identifies upregulation of secreted phosphoprotein 1 in silicotic rats.</a> Experimental and Therapeutic. 21 (6), (2021).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Minute+cellular+nodules+as+early+lesions+in+rats+with+silica+exposure+via+inhalation%5BTitle%5D)+AND+%22Veterinary+Sciences%22%5BJournal%5D)">Minute cellular nodules as early lesions in rats with silica exposure via inhalation.</a> Veterinary Sciences. 9 (6), 251(2022).</li>
<li>Mao, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glycolytic+reprogramming+in+silica-induced+lung+macrophages+and+silicosis+reversed+by+Ac-SDKP+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Molecular+Sciences%22%5BJournal%5D)">Glycolytic reprogramming in silica-induced lung macrophages and silicosis reversed by Ac-SDKP treatment.</a> International Journal of Molecular Sciences. 22 (18), 10063(2021).</li>
<li>Hamilton, R. F., Thakur, S. A., Holian, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silica+binding+and+toxicity+in+alveolar+macrophages%5BTitle%5D)+AND+%22Free+Radical+Biology+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">Silica binding and toxicity in alveolar macrophages.</a> Free Radical Biology and Medicine. 44 (7), 1246-1258 (2008).</li>
<li>Park, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exposure+to+crystalline+silica%2C+silicosis%2C+and+lung+disease+other+than+cancer+in+diatomaceous+earth+industry+workers%3A+a+quantitative+risk+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Occupational+and+Environmental%22%5BJournal%5D)">Exposure to crystalline silica, silicosis, and lung disease other than cancer in diatomaceous earth industry workers: a quantitative risk assessment.</a> Occupational and Environmental. 59 (1), 36-43 (2002).</li>
<li>Honnons, S., Porcher, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+experimental+model+for+silicosis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Pathology%2C+Toxicology+and%22%5BJournal%5D)">In vivo experimental model for silicosis.</a> Journal of Environmental Pathology, Toxicology and. 19 (4), 391-400 (2000).</li>
<li>Lakatos, H. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oropharyngeal+aspiration+of+a+silica+suspension+produces+a+superior+model+of+silicosis+in+the+mouse+when+compared+to+intratracheal+instillation%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Lung+Research%22%5BJournal%5D)">Oropharyngeal aspiration of a silica suspension produces a superior model of silicosis in the mouse when compared to intratracheal instillation.</a> Experimental Lung Research. 32 (5), 181-199 (2006).</li>
<li>Li, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+suitable+silicosis+mouse+model+was+constructed+by+repeated+inhalation+of+silica+dust+via+nose%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicology+Letters%22%5BJournal%5D)">A suitable silicosis mouse model was constructed by repeated inhalation of silica dust via nose.</a> Toxicology Letters. 353, 1-12 (2021).</li>
<li>Hoy, R. F., Chambers, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silica-related+diseases+in+the+modern+world%5BTitle%5D)+AND+%22Allergy%22%5BJournal%5D)">Silica-related diseases in the modern world.</a> Allergy. 75 (11), 2805-2817 (2020).</li>
<li>Davis, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathogenesis+of+silicosis%3A+current+concepts+and+hypotheses%5BTitle%5D)+AND+%22Lung%22%5BJournal%5D)">Pathogenesis of silicosis: current concepts and hypotheses.</a> Lung. 164 (3), 139-154 (1986).</li>
<li>Moss, O. R., James, R. A., Asgharian, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+exhaled+air+on+inhalation+exposure+delivered+through+a+directed-flow+nose-only+exposure+system%5BTitle%5D)+AND+%22Inhalation+Toxicology%22%5BJournal%5D)">Influence of exhaled air on inhalation exposure delivered through a directed-flow nose-only exposure system.</a> Inhalation Toxicology. 18 (1), 45-51 (2006).</li>
</ol>

Autorzy deklarują brak konfliktu interesów.

Jako główna przyczyna krzemicy, krzemionka odgrywa decydującą rolę w formowaniu. Cząsteczki krzemionki wdychane przez pacjentów z pylicą płuc są świeżymi, wolnymi cząstkami krzemionki wytwarzanymi przez cięcie mechaniczne. Krzemionka może wytwarzać reaktywne formy tlenu bezpośrednio na świeżo rozszczepionych powierzchniach cząstek lub pośrednio poprzez wpływ na makrofagi25. Dlatego mielenie cząstek krzemionki ma duże znaczenie. W proponowanym protokole krzemionka była mielona zaprawą agatową przez...

Krzemica, która jest spowodowana wdychaniem krzemionki, jest najpoważniejszą chorobą zawodową w Chinach, stanowiącą ponad 80% całkowitej liczby zgłoszeń chorób zawodowych każdego roku1. Etiologia krzemicy jest jasna i można jej zapobiegać i ją kontrolować, ale nie jest dostępna żadna skuteczna metoda leczenia2. Wiele leków zostało udowodnionych w badaniach podstawowych, ale mają one nieprecyzyjne efekty kliniczne3,4. Dlatego patologiczne i fizjologiczne mechanizmy krzemicy nadal wymagają zbadania.
Wiele badań używało jednorazowego wlewu krzemionki do tchawicy szczurów lub myszy w celu zbadania patogenezy krzemicy5,6. Chociaż te modele krzemicotyczne gryzoni można było uzyskać w krótkim czasie7, metody te nadal wiązały się z wyzwaniami, takimi jak trauma zwierząt i wysoka śmiertelność. Niektóre badania polegały na wkraplaniu zmagazynowanej krzemionki do płuc w celu wywołania niespecyficznej reakcji płuc, ale nie wspominały o guzkach krzemionki u myszy8. Ponadto, z dala od ostrej krzemicy, przewlekłe narażenie na krzemionkę w środowisku zawodowym wywołało znacznie niższy stan zapalny płuc i podniosło poziom markerów antyapoptotycznych, a nie markerów proapoptotycznych, w płucach9. Dlatego potrzebny jest wiarygodny, rozsądny i powtarzalny model zwierzęcy, aby dokładniej zbadać patogenezę krzemicy.
Niniejsze badanie opisuje metodę naśladowania procesu chorobowego u pacjentów z krzemicą poprzez wdychanie krzemionki przez całe ciało, cząsteczki dostarczane powietrzem w komorze inhalacyjnej, która składała się z generatora krzemionki dostarczanego powietrzem, komory całego ciała i systemu usuwania odpadów. Ta metoda jest prosta, łatwa w obsłudze i skutecznie naśladuje patologiczny dynamiczny proces ewolucji krzemicy. Za pomocą tej metody zidentyfikowano również wiele możliwych mechanizmów i patogenezę krzemicy10,11,12. Oczekuje się, że proponowany protokół pomoże w dalszych badaniach w pokrewnej dziedzinie badań nad krzemicą.

<table><tbody><tr><td>Detektor powietrza (próbnik sprężającego powietrza)</td><td>Qingdao Xuyu Environmental Protection Technology Co. LTD</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stół</td><td></td><td></td> anatomiczny<td>&nbsp; Żadna konkretna marka nie jest zalecana.</td></tr><tr><td>Przeciwciało CD68</td><td>Abcam</td><td>ab201340</td><td></td></tr><tr><td>DAB</td><td>ZSGB-BIO</td><td>ZLI-9018</td><td></td></tr><tr><td>Elektryczna suszarka powietrzna do ogrzewania</td><td>Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., LTD</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Waga elektroniczna</td><td>OHRUS</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Maszyna do zatapiania</td><td>leica</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Urządzenie do odprowadzania spalin &nbsp;</td><td>NADZIEJA Przemysł i Handel Co., Sp. z o.o.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Systemy generatorów&nbsp;</td><td>NADZIEJA Przemysł i Handel Co., Sp. z o.o.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rękawice (cienkie rękawice laboratoryjne)</td><td>secco medical</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hematoxylin i eozyna</td><td>BaSO Diagnostics Inc.</td><td>BA4025</td><td></td></tr><tr><td>HOPE MED 8050 aparatura do kontroli ekspozycji</td><td>HOPE Industry and Trade Co., Ltd.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Komora inhalacyjna&nbsp;</td><td>NADZIEJA Przemysł i Handel Co., Sp. z o.o.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Strzykawka</td><td></td><td></td> iniekcyjna<td>&nbsp; Żadna konkretna marka nie jest zalecana.</td></tr><tr><td>Mikroskop świetlny&nbsp;</td><td>olympus</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Object slide</td><td>shitai</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PV-6000 (polimer anty-mysi IgG sprzężony z HRP)</td> <td>Beijing Zhongshan Jinqiao Biotechnology Co., Ltd</td><td>s5631</td><td></td></tr><tr><td>Dwutlenek krzemu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Krajalnica</td><td>Leica</td><td>RM2255</td><td></td></tr><tr><td>Urządzenie do oczyszczania gazów odlotowych</td><td>HOPE Industry and Trade Co., Ltd. </td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mokre pudełko</td><td>Spółdzielnia wyrobów z tworzyw sztucznych Fabryka</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Xylol</td><td>Tianjin Yongda Chemical Reagent Co., LTD</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ustalenie modelu szczura krzemicy poprzez wystawienie całego ciała na działanie krzemionki respirabilnej

Establishing a Silicosis Rat Model via Exposure of Whole-Body to Respirable Silica

Główną przyczyną krzemicy jest wdychanie krzemionki w środowisku pracy. Pomimo pewnych różnic anatomicznych i fizjologicznych, modele gryzoni nadal są niezbędnym narzędziem do badania ludzkiej krzemicy. W przypadku krzemicy klasyczny proces patologiczny musi być indukowany poprzez wdychanie świeżo wytworzonych cząstek kwarcu, co oznacza w szczególności wywoływanie chorób zawodowych u ludzi. W badaniu tym opisano technikę ustalania i skutecznego naśladowania patologicznego dynamicznego procesu ewolucji krzemicy. Co więcej, technika charakteryzowała się dobrą powtarzalnością i nie wymagała operacji. System narażenia inhalacyjnego został wyprodukowany, zwalidowany i wykorzystany do badań toksykologicznych nad wdychaniem cząstek respirabilnych. Krytyczne elementy były następujące: (1) generator suchego proszku SiO2 wyregulowany za pomocą regulatora przepływu powietrza; 2) komora do inhalacji całego ciała o powierzchni 0,3m3, mieszcząca do 3 dorosłych szczurów; (3) system monitorowania i kontroli do regulacji stężenia, temperatury, wilgotności i ciśnienia tlenu w czasie rzeczywistym; oraz (4) bariery i system usuwania odpadów w celu ochrony techników laboratoryjnych i środowiska. Podsumowując, obecny protokół informuje o wdychaniu przez całe ciało, a komora inhalacyjna stworzyła niezawodny, rozsądny i powtarzalny model krzemikotu szczurów o niskiej śmiertelności, mniejszych obrażeniach i większej ochronie.

Zastosowując proponowaną metodę, zbadano potencjalne mechanizmy oraz patogenezę krzemicy u szczurów. Schemat komory inhalacyjnej przedstawiono na Rysunku 1. Komora składała się z generatora krzemionki dostarczanej z powietrzem, komory dla całego ciała oraz systemu utylizacji odpadów, zgodnie z wcześniejszym opisem17. Funkcje płuc, poziomy czynników zapalnych w surowicy i płucach, odkładanie kolagenu oraz różnicowanie miofibroblastów zostały opisane w poprzednich badan...

To badanie opisuje technikę tworzenia modelu szczura z krzemicą z wdychaniem krzemionki przez całe ciało w komorze inhalacyjnej. Szczury z krzemicą mogą ściśle naśladować patologiczny proces krzemicy u ludzi w łatwy, opłacalny sposób z dobrą powtarzalnością.

Ustalenie modelu szczura krzemicy poprzez wystawienie całego ciała na działanie krzemionki respirabilnej

The major cause of silicosis is the inhalation of silica in the occupational environment. Despite some anatomical and physiological differences, rodent ...

Korzystając z tego protokołu szczurzego modelu krzemicy, możliwe jest dokładne naśladowanie patologicznego procesu krzemicy u ludzi. Ta technika jest łatwa do wykonania, opłacalna z dobrą powtarzalnością i nie powoduje urazu zwierzęcia. Ustalony model szczurzy w tym badaniu przyczynia się do wczesnej identyfikacji, dokładnej diagnozy i leczenia krzemicy.Na początek umieść cząsteczki krzemionki w moździerzu agatowym i miel przez 1,5 godziny przed każdym narażeniem na zwierzę. Następnie zważ 30 gramów zmielonej krzemionki na wadze elektronicznej i umieść ją w szklanym pojemniku. Piec w temperaturze 180 stopni Celsjusza przez sześć godzin w ogrzewanej elektrycznie suszarce z nadmuchem powietrza, aby wyeliminować patogeny z powierzchni cząstek krzemionki.Skonfiguruj kontroler ekspozycji na krzemionkę, podłączając systemy wtrysku i generatora. Następnie umieść zważoną krzemionkę w generatorze i upewnij się, że połączenie rurociągu jest prawidłowe. Przewód zasilający jest podłączony, a zasilacz jest normalny.Po upewnieniu się, że zawory komory inhalacyjnej są zamknięte, włącz urządzenie odprowadzające spaliny i źródło powietrza, aby potwierdzić, że wnętrze szafy osłonowej jest w stanie p

establishing-silicosis-rat-model-via-exposure-whole-body-to

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

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

Przedstawiono generowanie ortotopowego szczurzego modelu międzybłoniaka opłucnej przez wszczepienie komórek międzybłoniaka II-45 do jamy opłucnej szczurów o usposobieniu immunologicznym. Opisano również metodę cytometrii przepływowej do analizy siedmiu podzbiorów komórek odpornościowych u tych zwierząt z próbki krwi o objętości 25 μl.

Implantacja ortotopowa i monitorowanie obwodowych komórek odpornościowych w modelu międzybłoniaka syngenicznego szczura II-45

Tutaj prezentujemy protokół do budowy modelu wysięku opłucnowego u szczurów poprzez dotchawcze wkroplenie poliakrylanu/nanokrzemionki.

Model wysięku opłucnowego u szczurów przez dotchawicze wkroplenie poliakrylanu/nanokrzemionki

Opisana jest metoda hodowli komórkowej i ekspozycji modelu oskrzelowego in vitro dla realistycznej, powtarzającej się ekspozycji inhalacyjnej na cząstki do testów toksyczności.

Model nabłonka oskrzeli na granicy faz powietrze-ciecz do realistycznego, powtarzającego się narażenia inhalacyjnego na cząstki unoszące się w powietrzu do testów toksyczności

Ten protokół opisuje metodę tworzenia mysiego modelu krzemicy poprzez wielokrotne wystawienie na działanie zawiesin krzemionki za pomocą kroplówki z nosa. Model ten może wydajnie, wygodnie i elastycznie naśladować patologiczny proces krzemicy u ludzi z wysoką powtarzalnością i oszczędnością.

Mysi model krzemicy utworzony przez wielokrotne wdychanie krystalicznego pyłu krzemionkowego

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

Tutaj przedstawiono metodę wywoływania tętniczego nadciśnienia płucnego związanego ze zwłóknieniem płuc (PF-PH) model szczurzy poprzez wstrzykiwanie bleomycyny do dróg oddechowych. Zapewniamy również podejście krok po kroku do walidacji tego modelu zwierzęcego.

Ustalenie i walidacja szczurzego modelu tętniczego nadciśnienia płucnego związanego ze zwłóknieniem płuc

Ten protokół demonstruje technikę aspiracji ustno-gardłowej do użycia w mysim modelu zwłóknienia płuc z bleomycyną.

Podawanie bleomycyny w jamie ustnej i gardłowej w mysim modelu zwłóknienia płuc

Aby zrozumieć molekularne mechanizmy uszkodzeń rozwojowych wywołanych przez etanol, opracowaliśmy model ekspozycji na etanol u rybek danio (zebrafish) i badamy zmiany fizyczne, komórkowe oraz genetyczne występujące po takiej ekspozycji1. Następnie dążymy do znalezienia potencjalnych interwencji i ich szybkiego przetestowania w tym modelu zwierzęcym.

Ocena zmian teratogennych w modelu ekspozycji płodowej na alkohol u rybek danio pręgowanych

Niniejszy artykuł opisuje protokół hipertermii całego ciała u myszy, który może stymulować stany przypominające gorączkę przez okres od 12 do 24 hr.

Protokół długotrwałej hipertermii całego ciała u myszy

Poznaj metodę tworzenia modelu szczura z krzemicą poprzez inhalację krzemionki respirabilnej w komorze inhalacyjnej. Technika ta naśladuje patologię ludzkiej krzemicy, umożliwiając badanie zmian w płucach i rozwoju włóknienia.

Ustalenie modelu szczura krzemicy poprzez wystawienie całego ciała na działanie krzemionki respirabilnej

Przeglądaj więcej filmów