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Medicine

Imagens de raios-X em tempo real de pulmão volumes de fluido em Neonatal mouse Lung

Published: July 18, 2016 doi: 10.3791/52751

Abstract

No nascimento, o pulmão sofre uma profunda interruptor fenotípica da secreção de absorção, o que permite a adaptação a respirar independentemente. Promover e sustentar este fenótipo é criticamente importante em troca de crescimento e gás alveolar normal ao longo da vida. Vários estudos in vitro têm caracterizado o papel das proteínas reguladoras chave, moléculas de sinalização, e hormonas esteróides que pode influenciar a taxa de eliminação do fluido pulmonar. No entanto, em exames in vivo devem ser realizadas para avaliar se estes factores reguladores desempenham papéis fisiológicos importantes na regulação perinatal de absorção de líquido do pulmão. Como tal, a utilização de imagiologia de raios X em tempo real para determinar depuração perinatal fluido pulmonar ou edema pulmonar, representa um avanço tecnológico no campo. Aqui, vamos explicar e ilustrar uma abordagem para avaliar a taxa de eliminação do fluido pulmonar alveolar e inundações alveolar em camundongos C57BL / 6 no dia pós-natal 10 usção de imagem de raios-X e análise. A implementação bem sucedida deste protocolo exige a prévia aprovação dos comitês institucionais de cuidados de animais e utilização (IACUC), um sistema de imagem de raios-X in vivo animal pequeno, e software de imagem molecular compatível.

Introduction

No nascimento, o pulmão recém-nascido deve passar de um fluido que segrega a um órgão reabsorver fluido para estabelecer ventilação e oxigenação adequada do corpo. Os mecanismos que facilitem (ou dificulta) depuração eficaz de fluido no pulmão no momento do nascimento permanecem obscuros. Modelando a taxa de eliminação do fluido alveolar em ratinhos C57BL / 6 crias recém-nascidas de rato irá conduzir a uma melhor compreensão dos factores de regulação que podem aumentar ou atenuar a velocidade de absorção de fluido. Pode também ser aplicado a outros modelos neonatais de lesão pulmonar aguda ou infecção, e poderia conduzir a novas estratégias terapêuticas para os recém-nascidos com dificuldades respiratórias.

Uma vez que os pulmões de recém-nascidos são minúscula em comparação com os pulmões adultos, medidas convencionais de eliminação do fluido alveolar, que dependem de lavagem ou gravimétrica medições podem não ser adequados para um estudo minucioso eliminação do fluido pulmonar em modelos pulmonares neonatais. Neste protocolo, demonstramos um ensaio que permitea determinação exata da taxas de eliminação de fluidos alveolares em filhotes pós-natais dia 10 C57BL / 6 ratos usando uma pequena imager animal. Um dos principais benefícios do uso de uma abordagem fluoroscopia é que os animais são gravadas in vivo. Eles estão respirando livremente e pode recuperar a partir deste ensaio minimamente invasiva para a observação futura e estudo. O objetivo geral deste método é modelar edema pulmonar no pulmão recém-nascido, e avaliar a taxa de eliminação do fluido alveolar no pulmão neonatal. Esta técnica foi desenvolvida, em parte, como uma estratégia de redução para diminuir o número de animais necessários, ainda maximizar a produção experimental. Esta técnica também permite a detecção superior do volume de fluidos pulmonares utilizando imagiologia de raios-X e requer proficiência na contenção de base animal e de manuseamento 1; pequenas cirurgias animais e traqueal instilação 2, um pequeno gerador de imagens animal, e software básico de análise de imagem. Os investigadores que desejam avaliar volumes de fluido pulmonar in vivo (BRE livrementeathing anestesiados modelos animais) podem encontrar este procedimento adequado para a sua aplicação. Por último, este protocolo poderá aumentar outros modelos existentes de lesão pulmonar neonatal utilizado no estudo mecanicista de displasia broncopulmonar, incluindo lesões induzidas por hiperoxia pulmonar, ventilação mecânica, e os modelos de inflamação pulmonar 3.

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Protocol

Todas as técnicas experimentais devem ser conduzidos de acordo com as diretrizes de Cuidados Institucional e Comitê Use.

1. raios-X Aquisição de Imagem

  1. Visão geral do software (veja a Figura 1 para uma visão geral dos parâmetros de software).
    1. Selecione o botão de captura diretamente abaixo da guia Arquivo.
    2. No menu drop-down Configurações, selecione sessão atual.
    3. Selecione exposição padrão na caixa drop-down localizado sob tempo de exposição.
    4. Definir o tempo de exposição a 2,00 min, e No. Exposições a 1. Defina o X e Y Binning Binning a 2 pixels. Veja a Figura 1.
    5. Selecione Acumulação final a partir do menu drop-down Opções de exportação.
    6. Nas configurações de iluminação, select X-Ray a partir do menu drop-down Illumination Fonte. O padrão KVP é fixado em 35.
    7. Selecione Autoselect no menu drop-down Aplicar Referência do Arquivo para aplicar o arquivo de referência de raio X correspondente. (Ver secção 2).
    8. Na câmara definida para configurações, defina o f-stop para 2,51.
    9. Defina o FOV (campo de visão) para 125,64 para ratos PN10.
    10. Definir o plano focal a 13, e no menu drop-down ao lado do controle deslizante de plano focal, selecione X-Ray.
    11. Para raios-X, definir o filtro de excitação eo filtro de emissão a 0 no menu drop-down.
    12. Salve sessão atual, clicando em Novo no topo ao lado de Configurações. Digite nome para New Adquirir arquivo de configurações, por exemplo, "Jove único evento de exposição para fazer um protocolo." Ver Figura 2.
    13. A criação de um protocolo de imagem de raios-X
      1. Clique no botão Criar / Editar protocolos no lado direito da janela aberta.
      2. Como a janela pop-up novo protocolo aparecer, clique no botão Novo no canto superior direito
      3. Digite o nome que o protocolo vai economizar sob, por exemplo "Jove Demonstração Protocolo" e clique em OK. (Ver Figura 3).
      4. Na parte inferior da janela pop-up do Protocolo no Protocolo Passos, garantir que Passo 1 é destaque em texto vermelho, captar novas imagens é selecionada, e não fazer nada é selecionado na Antes de Captura de Imagem no menu suspenso.
      5. Em Captura Ambiente, selecione o evento exposição única recentemente gerado a partir do Passo 1.1.12.
      6. Selecione Wait (seg) a partir do menu drop-down após a captura da imagem.
      7. Clique no botão Editar, type 180 na caixa de pop-up e clique em OK para adicionar um tempo de espera 3 min depois de cada aquisição 2 min.
      8. Duplicar Passo 1, clicando o botão direito no separador Passo 1 e selecionando Passo Duplicate. Criar 23 duplicatas para um período de observação de 2 horas. (Ver Figura 4).
      9. Na etapa final (Passo 24), altere o Depois de definir não fazer nada de Wait (seg) Captura de imagem.
      10. Clique no botão Salvar e sair do Editor do protocolo.

    2. Iluminação Arquivos de referência

    Nota: Aplicar arquivos de referência iluminação de raios-X para uma imagem de raios-X, a fim de corrigir automaticamente as variações de detector uniformidade das imagens de raios-X obtidos ao longo experimento. Os procedimentos descritos abaixo são específicos para a Bruker Em Imaging Systems animais in vivo; outros sistemas de imagem in vivo podeser usado.

    1. Gerar um arquivo de referência iluminação, abrindo o software de imagem molecular e clicando no botão Capturar.
    2. Usando o menu pop-up, estabelecer as definições de captura de raios-X em Illumination Fonte (ver configurações sugeridas na seção 1 acima) e selecione Referência de iluminação no tipo de exposição. Isto pode ser encontrado sob as exposições padrão caixa suspensa. (Ver Figura 5).
    3. Remover todas as amostras a partir da estação de imagem. Defina o binning X e Y para 4 x 4 binning. Consulte a Tabela 1: tempos de exposição arquivo de referência de iluminação para determinar o tempo de exposição precisa.
    4. Imprensa Exposé.
    5. Aplicar o arquivo de referência selecionando-se Auto Select a partir do menu drop-down em Aplicar arquivo de referência. (Ver Figura 6). O arquivo de referência iluminação vai agora ser automaticamente aplicada a todos os im de raios-Xidades capturadas com as mesmas configurações da câmera. Passos 2,1-2,4 não precisará ser repetido se mesmas configurações da câmera são utilizados em experimentos posteriores.
      Nota: Um arquivo de referência iluminação pode ser aplicado após a aquisição da imagem, ou se uma mensagem de erro ocorre após a auto-seleção dos arquivos de referência. Aplicar iluminação referência arquivos de captura pós-imagem usando o seguinte série de comandos no painel de navegação do software de imagem molecular: Imagem> Math Imagem> Tipo: Task> Calcule: Correcção de iluminação. Selecione a imagem de entrada (X) que você gostaria de aplicar o arquivo de referência de iluminação (Y) para. Renomeie o arquivo corrigido (Z). (Veja a Figura 7).

    Manuseamento 3. animal

    1. aquisição de animais
      1. Comprar vacas prenhes de criadores comerciais ou raça ratos fêmeas em casa às 12 semanas de idade (ou mais) de acordo com a diretriz institucionals.
      2. camundongos recém-nascido casa com as mães que amamentam até dia pós-natal (PN) 10.
    2. Anestesia Animal (PN 10)
      1. Prepare um coquetel ketamina / xilazina para anestesiar PN 10 ratos para efeitos anestésicos prolongados com a duração de 40 min. Adicionar 500 mL de cetamina (100 mg / mL) a 75 mL de xilazina (100 mg / ml). Diluir a 1:10 em solução salina a 0,9% para tornar uma mistura de cetamina (100 mg / kg) / Xilazina (10 mg / kg) cocktail anestésico.
      2. Pese os ratos recém-nascidos.
      3. Usando uma seringa com uma agulha 3/10 31 L 5/16 polegadas (8 mm), administrar 10 uL / ​​g de peso corporal de anestesia com uma injecção intraperitoneal.
      4. Manter os animais seco e isolados para evitar a perda excessiva de calor do corpo.

    4. traqueal instilações

    1. Prepara-se uma solução salina intratraqueal constituído por NaCl 140 mM, KCl 5 mM, CaCl2 1 mM e HEPES 10 mM; pH = 7,4. A osmolalidade desta solução deve ser319 mOsmol / kg de H 2 O.
    2. Mount anestesiados animais lado ventral para cima sobre uma placa cirúrgica inclinado usando fita cirúrgica. Ensurethat as cabeças dos animais são colocados no topo da inclinação.
    3. Realizar uma pitada dedo do pé para garantir que os animais são anestesiados e pronto para a cirurgia. Desinfectar todas as áreas, instrumentos e região torácica cirúrgica do animal.
    4. Fazer uma pequena incisão (3 mm) no aspecto ventral ântero-medial do pescoço (região da garganta) o uso de um bisturi cirúrgico, tamanho 11. Pressione lado o platisma e anterior músculos traqueais usando uma pinça embotadas, a fim de visualizar e acessar a traqueia.
    5. Incutir 3 mL / g de peso (aproximadamente 10 - 30 uL de volume final) de solução salina através da traqueia exposta usando uma agulha 31 G de 5/16 polegadas (8 mm). A incisão menor é deixada em aberto durante o exame dos animais e geralmente cura-se bem. Consultar com divisão local de Recursos Animais para determinar se a incisão pode também ser deixada em aberto. Caso contrário, pode suturasé necessário.

    5. Imagem animal

    1. Posicione os filhotes ventrally em um bottom-clara, bandeja removível, imagem animal. O centro dos animais de modo que o feixe de raios-X serão directamente sobre a área torácica.
    2. Para grupos de animais com números ímpares, colocar o primeiro pup directamente no meio do tabuleiro, e em coortes de números pares colocar o primeiro pup apenas à esquerda do centro de modo que quando os outros animais são colocados no tabuleiro todos os animais estão centradas.
    3. Devolva a bandeja de imagem para o gabinete de imagem de raios-X e fechar a porta do armário.
    4. Ligue a unidade de controle térmico animal para manter a temperatura corporal dos animais anestesiados. Utilizar a configuração alta para alcançar uma temperatura da câmara de aproximadamente 35-37 ° C. Ligar a unidade de anestesia dos animais (isoflurano vaporizado entregue através de oxigénio) para garantir os animais são anestesiados e imobilizados durante todo a duração do procedimento de imagiologia 2 h.
    5. protocolo de imagiologia execução de raios-X
      1. Clique em Captura e selecione o protocolo apropriado, por exemplo, "Jove Demonstração protocolo," a partir do menu drop-down protocolo. (Ver Figura 8).
      2. Clique no botão Executar protocolo selecionado no software de imagem molecular.
        Nota: Uma janela pop-up aparece para acompanhar o status da aquisição da imagem, quando o protocolo for concluída a janela desaparecerá. A dose de raios-X é baixa, <a 0,3 mrem ou cerca de 10 vezes menos do que um raio-X odontológico. Tal como acontece com outros procedimentos de Raios-X, não há radiação residual.
      3. Quando a sessão de aquisição de 2 horas está completa, remover os animais da bandeja de imagem e devolvê-los à sua gaiola. Monitorar animais para recuperação completa antes de voltar para racks.

    Análise 6. Os dados

    Nota: software de imagem molecular permite a quantificação e a tradução de Xray intensidade de pixel em taxa de eliminação do fluido pulmonar. Os passos abaixo descrevem os procedimentos necessários para normalizar imagens de raios-X e quantificar intensidades nas regiões definidas de interesse (ROI).

    1. Projetar um modelo de ROI
      Nota: Uma região de interesse do modelo específico devem ser criados para as imagens de raios-X capturados durante o estudo de 2 horas, e deve ser utilizado de modo a comparar as intensidades de raios X entre os grupos experimentais. Uma vez que pequenos volumes de desafios salinos normalmente se acumulam no lobo superior do pulmão esquerdo 4-6, o ROI (s) deve concentrar-se nesta porção de pulmão.
      1. Abra a imagem primeiro e último raio-x no conjunto de 2 horas. Selecione a janela da primeira imagem de raios-x.
      2. Na barra de ferramentas de navegação, selecione Manual-ROIs> New ROI Set.
      3. Clique ROI Ellipse e criar um ROI que cobre adequadamente esquerdo do mouse lung.An ROI não está definido até o vermelho, delineado ROI é dragged para uma posição diferente. A ROI definida será apresentada em azul com um número.
      4. Se vários filhotes são gravadas, clique no vermelho, ROI delineado e arraste para os pulmões esquerdo dos outros ratos para criar mais ROIs individual no mesmo conjunto. Arraste o vermelho, ROI delineado para uma área com um fundo claro para criar um ROI de fundo.
        1. Selecione Seleção Ponteiro para posicionar as ROIs de mentir sobre pulmão esquerdo de cada rato, diretamente sob a segunda costela.
      5. Na barra de ferramentas superior, clique em Visor de imagens.
      6. Verifique Overlay no diálogo Visor de imagens para sobrepor a última imagem de raios-x, mantendo os locais conjunto de ROI. Se necessário, selecione Seleção ponteiro na barra de ferramentas de navegação para ajustar as posições do ROIs e garantir uma cobertura adequada de pulmão em ambas as imagens.
      7. Na caixa de diálogo ROI Manual, selecione Modelo> Salvar em Modelo. nome tEle modelo e clique em OK.
      8. Feche as duas imagens. Selecione Não quando for solicitado para salvar as alterações.
      9. Aplicar o modelo de ROI para cada imagem de raios-X capturado para analisar apuramento fluido através da abertura de todas as imagens tomadas durante o estudo. Comece selecionando um arquivo aberto e clique ROIs manuais> Modelo.
      10. Selecione o modelo de ROI previamente criado a partir do menu drop-down e clique em Aplicar a todos os documentos abertos.
    2. Exportação numérica ROI dados de imagens para uma folha de cálculo
      1. No canto superior esquerdo, clique em File> Export Data> ROI.
      2. Verifique Conforme exibido e Auto Open in Excel na caixa de diálogo pop-up.
      3. Selecione Exportar todos os documentos abertos.
      4. Nomeie o arquivo e clique em Salvar.
      5. software de imagem molecular perto.
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Representative Results

Os painéis da esquerda nas figuras 9 - 10 são de PN 10 pulmões de rato fotografada na linha de base (pré-instilado). Estas imagens mostram instilação bem sucedida de desafios solução salina no lóbulo esquerdo dos pulmões neonatais. Na Figura 9, o pulmão do rato foi traquealmente instilados com a solução salina acima definido (ver secção 2.1). Os painéis de média e direito da Figura 9 são imagens de raios-X do mesmo rato obtido 5 minutos e 2 horas após a instilação; este animal tinha clareado com sucesso o desafio salina. Especificamente, a intensidade dos raios-X deste ROI animais aumentou de 187,67 a 515. Assim, existe uma correlação inversa entre a densidade de pixels e o volume de fluido do pulmão; isto é, quanto maior for o valor relativo, a menos fluido existe nos pulmões. Pode ser útil para compreender que mais energia de raios-X é absorvida (portanto, um valor reportado maior) quando há attenuati menos fluidong do raio-X. Na Figura 10, o pulmão do rato PN 10 foi instilado traquealmente com um composto contendo glutationa oxidada (reconstituído em solução salina descrito em 2.1), que inibiu a eliminação do fluido alveolar do desafio salina por bloqueio da actividade do canal de sódio epitelial; o valor numérico de ROI deste animal vai diminuir a partir do pré-incutir e arquivos fotografada incutiu-post de raios-X, indicativos de aumento da opacidade de raios-X. Especificamente, a intensidade líquida do animal, aproximadamente, 5 minutos após a instilação foi - 64, e reduziu-se para - 182. Novamente, nota a relação inversa entre a intensidade do pixel ROI e quantidade de fluido nos pulmões; aumento de fluido no lobo superior do pulmão esquerdo atenua a absorção de raios-X.

Avaliando intensidade líquida do ROI permite a avaliação quantitativa de mudanças na taxa de eliminação do fluido pulmonar, embora o software de aquisição também permite que os investigadores para expressaros dados em termos de g / cm3, se desejado. Além disso, os pesquisadores podem usar cada animal como seu próprio controle e normalizar todas as intensidades de raios-X para um ponto de tempo inicial (Io), tais como t = 5 min e relatar alterações líquidas nas opacidade de raios-X (ou seja, uma medida da mudança em volumes de fluido pulmonar).

figura 1
Figura 1. Definições de exposição. Esta tela mostra as configurações de exposição apropriados utilizados neste protocolo. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2
Figura 2. Configurações de Arquivos. Esta captura de tela ilustra um passo fundamental na geração de uma definição de arquivo que será usadoem um protocolo. Uma janela pop-up (como mostrado) irá solicitar um novo nome para o arquivo de configurações de aquisição. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3
Figura 3. Protocolo de imagem. Esta captura de tela ilustra um passo chave para determinar se um novo protocolo de imagem foi criado com sucesso. Uma janela pop-up (como mostrado) aparecerá e um novo nome protocolo será solicitado para o protocolo gerado. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4
Figura 4. ProtPassos OCOL. Esta tela mostra um atalho para duplicar um arquivo de configurações de aquisição, inserir uma nova etapa, ou para apagar um passo dentro de um protocolo de imagem. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5
Figura 5. iluminação de referência. Esta tela exibe o comando de referência de iluminação e as configurações apropriadas no software de imagem animal apropriado para a criação de um arquivo de referência iluminação. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 6
Figura 6. Auto Select Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 7
Figura 7. Correção de Iluminação. Esta tela ilustra a aplicação adequada de um arquivo de referência iluminação gerada após imagiologia animal. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 8
Figura 8. Executar protocolo. Esta telailustra como executar um protocolo selecionado. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 9
Figura imagens 9. raios-X de pulmões apuradas imagem Representante da PN 10 pulmões antes de receber um desafio salina. (Pré-incutir; painel esquerdo); 5 min pós-instilação (painel do meio), e 2 horas após o desafio salina tinha cancelado a partir do pulmão de outra maneira saudável (painel direito). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 10
Figura 10. raios-X Imagens dos pulmões inundados. Represenimagem sentante da PN 10 pulmões antes de receber um desafio de solução salina (pré-incutir; painel esquerdo) contendo dissulfeto de glutationa, que inibe o transporte de soluto paracelular; 5 min pós-instilação de glutationa oxidada (painel do meio), e 2 horas depois de inibir o transporte paracelular que leva à inundação alveolar (painel da direita). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Nenhum filtro = exposição de 10 seg
0,1 milímetros = exposição de 15 seg
0,2 milímetros = exposição de 20 seg
0,4 milímetros = exposição de 30 seg
0,8 milímetros = exposição de 30 seg
O tamanho do filtro de raios X se correlaciona com um tempo de exposição específico para Crcomer um arquivo de referência iluminação.

Tabela 1. Iluminação arquivo de referência. Este arquivo informa os tempos de exposição apropriados para a geração de arquivos de referência de iluminação baseado em filtros de raios-X utilizados em exames de imagem.

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Discussion

Utilizando imagiologia de raios X, imagens claras de pulmões neonatais podem ser analisados ​​para os volumes de fluidos pulmonares. Nós 7,3,11, e outros 10, têm utilizado com sucesso imagens de raios-X para determinar as mudanças dinâmicas em volume de líquido pulmonar em modelos animais livremente respiração anestesiados, e esta técnica é uma grande promessa para avançar o estudo da lesão pulmonar neonatal. Uma grande vantagem em utilizar a nossa abordagem para avaliar o volume de fluido do pulmão (em oposição aos raios-x Constrast fase 10 por exemplo) é que até cinco filhotes de rato PN10 pode ser simultaneamente estudado utilizando um sistema de imagem que é lugar comum em instalações de pesquisa e núcleos .

Incutir um volume adequado de fluido pulmonar, para não se afogar ou colapsar o pulmão, é fundamental para o sucesso da implementação deste protocolo e pode precisar de ser experimentalmente explorado antes de protocolos de imagem de raios-X pode ser aplicada. A sensibilidade deste ensaio permite a detecção de muito pequena volumes de solução salina instilado através de detecção de raios-X. Nós temos sido capazes de discernir diferenças de opacidade de raios-X dos pulmões neonatais instilados com 10 volumes ul de solução salina. A diferença de opacidades de raios-X são ainda mais pronunciados quando inibidores do canal de sódio são introduzidos no espaço aéreo alveolar porque os desafios salinas não pode ser absorvido e os pulmões continuam a secretar fluido para dentro do espaço aéreo. No caso em que um volume inapropriadamente elevado de solução salina é introduzido, colocação dos animais na câmara de imagem com oxigénio que flui para dentro da câmara através das portas de anestesia pode facilitar a respiração nos pulmões inundadas.

Os nossos resultados usando imagens de raios-X são comparáveis ​​às folgas líquido alveolar medida usando abordagens mais convencionais, como o pulmão relações de peso molhado-to-seca e azul de Evan para a determinação da concentração de proteína 4. Nós agora demonstrar que esta abordagem pode ser aplicada para o cachorro neonatal mouse. Este im de raios-Xtécnica de envelhecimento para determinar os volumes de fluidos de pulmão pode ser facilmente combinado com as modalidades de imagiologia adicionais. Por exemplo, marcadores fluorescentes ou sondas bioluminescentes podem ser, simultaneamente, instilou-se os alvéolos e avaliada. (Detecção de sondas fluorescentes e luminescentes tem sido descrito 8, e está fora do escopo deste relatório). A capacidade para co-registar o volume de fluido do pulmão (utilizando imagiologia de raios-X) juntamente com a capacidade de detectar biomarcadores fluorescentes é uma das várias vantagens da utilização deste ensaio dinâmico e o sistema comercial para a medição de recarga de fluido pulmonar. Outros benefícios de utilizar esta abordagem para a determinação de apuramento e volume de líquido do pulmão em relação inclui a capacidade de realizar estudos longitudinais (diminuindo assim o número de animais necessários para alcançar observações estatisticamente significativas), bem como a capacidade para detectar pequenas mudanças no volume do fluido pulmonar em respirar livremente , anestesiados, filhotes de rato neonatal. Uma limitação do uso de umna abordagem imagiologia in vivo, no entanto, é que a anestesia pode alterar a distribuição de gás e fluxo de sangue nos pulmões. Desemparelhamentos na ventilação e perfusão (V / Q) e manobras têm sido mostrados para aumentar sob anestesia em voluntários adultos saudáveis, 12, reduzindo assim a oxigenação do corpo. Este efeito adverso, no entanto, pode ser compensado pelo aumento da concentração de oxigénio inspirado. Do ponto de vista técnico, a variabilidade entre sistemas de imagem em energia fluxo de raios-X pode exigir otimização de cada sistema antes de realizar estudos de imagem. Por exemplo, num sistema com uma fonte de raios-X com mais fluxo e / ou um detector com eficiência quântica superior, uma maior f / parar e inferior estado binning pode proporcionar uma melhor qualidade de imagem quando se avalia pequena alteração na impedância de raios-X.

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Disclosures

Este artigo é parte de uma edição especial on Imaging Multimodal pré-clínica, patrocinado pela Bruker Biospin.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Preclinical Imaging System (In- Vivo MS FX PRO) Bruker; Billerica, MA
Ketamine Ketaset; Fort Dodge Animal Health, IA 26637-411-01
Xylazine Lloyd Laboratories; Shenandoah, IA 4821
Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (with Calcium and Magnesium)  Lonza; Walkersville, MD 17-513F
Sodium chloride Amresco; Solon, OH 241
Potassuim chloride Fisher Scientific; Fair Lawn, NJ P217-3
Calcium chloride Sigma-Aldrich; St. Loius, MO C5080
HEPES Sigma-Aldrich; St. Loius, MO H3375
0.3 ml insulin syringe with 31 G x 5/16" (8 mm) needle BD Insulin Syringe; Franklin Lakes, NJ 328438

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Institute of Laboratory Animal Resources. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , 8, The National Academies Press. (2011).
  2. Helms, M. N., Torres-Gonzalez, E., Goodson, P., Rojas, M. Direct tracheal instillation of solutes into mouse lung. J Vis Exp. , (2010).
  3. Hilgendorff, A., Reiss, I., Ehrhardt, H., Eickelberg, O., Alvira, C. M. Chronic lung disease in the preterm infant. Lessons learned from animal models. Am J Respir Cell Mol Biol. 50, 233-245 (2014).
  4. Goodson, P., et al. Nadph oxidase regulates alveolar epithelial sodium channel activity and lung fluid balance in vivo via O2- signaling. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 302, L410-L419 (2012).
  5. McNeilly, T. N., Tennant, P., Lujan, L., Perez, M., Harkiss, G. D. Differential infection efficiencies of peripheral lung and tracheal tissues in sheep infected with Visna/maedi virus via the respiratory tract. J Gen Virol. 88, 670-679 (2007).
  6. Starcher, B., Williams, I. A method for intratracheal instillation of endotoxin into the lungs of mice. Lab Anim. 23, 234-240 (1989).
  7. Downs, C. A., Kumar, A., Kreiner, L. H., Johnson, N. M., Helms, M. N. H2O2 regulates lung ENaC via ubiquitin-like protein Nedd8. J Biol Chem. 288, 8136-8145 (2013).
  8. Gammon, S. T., et al. Preclinical anatomical, molecular, and functional imaging of the lung with multiple modalities. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 306, L897-L914 (2014).
  9. Takemura, Y., et al. Cholinergic regulation of epithelial sodium channels in rat alveolar type 2 epithelial cells. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 304, L428-L437 (2013).
  10. Lewis, R. A., et al. Dynamic imaging of the lungs using x-ray phase contrast. Phys Med Biol. 50, 5031-5040 (2005).
  11. Nyren, S., Radell, P., Mure, M., Petersson, J., Jacobsson, H., Lindahl, S. G., Sanchez-Crespo, A. Inhalation anesthesia increases V/Q heterogeneity during spontaneous breathing in healthy subjects. Anesthesiology. 113 (6), 1370-1375 (2010).

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Medicina Edição 113 pulmão Neonatal, raio-X a depuração do líquido alveolar edema pulmonar epitelial de sódio Channel fluoroscopia
Imagens de raios-X em tempo real de pulmão volumes de fluido em Neonatal mouse Lung
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Cite this Article

Van Avermaete, A. E., Trac, P. T.,More

Van Avermaete, A. E., Trac, P. T., Gauthier, T. W., Helms, M. N. Real-time X-ray Imaging of Lung Fluid Volumes in Neonatal Mouse Lung. J. Vis. Exp. (113), e52751, doi:10.3791/52751 (2016).

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