En sølv nanopartikler metode til mildne biliær atresi syndrom i mus
Summary
Denne artikel beskriver i detaljer en metode baseret på sølv nanopartikler til mildne biliær atresi syndrom i en eksperimentel biliær atresi musemodel. En solid forståelse af reagens forberedelsesprocessen og neonatal mus injektionsteknik hjælper stifte forskere med metoden anvendt i neonatal musen model undersøgelser.
Abstract
Biliær atresi (BA) er en svær form af cholangitis med høj dødelighed hos børn af som ætiologi er stadig ikke fuldt forstået. Virale infektioner kan være en mulig årsag. Den typiske dyremodel bruges til at studere BA er etableret ved at vaccinere en neonatal mus med et rhesus rotavirus. Sølv nanopartikler har vist sig at udøve antibakteriel og antiviral virkninger; deres funktion i BA musen model er vurderet i denne undersøgelse. I øjeblikket, i BA dyreforsøg er metoder til at forbedre symptomerne på BA mus generelt symptomatisk behandlinger givet via fødevarer eller andre stoffer. Formålet med denne undersøgelse er at demonstrere en ny metode til mildne BA syndrom i mus af intraperitoneal injektion af sølv nanopartikler og give detaljerede metoder for at forberede sølv nanopartikler gel formulering. Denne metode er simpel og bredt anvendelig og kan bruges til forskning mekanisme af BA, såvel som i kliniske behandlinger. Baseret på musemodel BA når musene udstille gulsot, sprøjtes rede sølv nanopartikler gel intraperitoneal til overfladen af lavere leveren. Overlevelse status er observeret, og biokemiske indikatorer og leveren histopatologi undersøges. Denne metode giver mulighed for en mere intuitiv forståelse af både etablering af BA model og roman BA behandlinger.
Introduction
BA er en form for kolestase karakteriseret ved vedvarende gulsot og har høj dødelighed i mangel af levertransplantation. Virusinfektioner er tæt knyttet til patogenesen af BA. Cytomegalovirus, reovirus og rotavirus er alle blevet foreslået som patogener i BA1,2,3. I det neonatale periode, den umodne immunsystem reaktion på en virusinfektion resulterer i immun dysregulering mod ekstra- og intrahepatisk galdegangene, fører til biliær epitelcelle apoptose, inflammatoriske celle infiltration i portalen område, intrahepatisk og ekstrahepatisk galdegang obstruktion, og endelig leverfibrose4,5,6.
De almindeligt anvendte dyremodel for BA undersøgelser omfatter podning af en neonatal mus med rhesus rotavirus (RRV). Musen typisk udvikler gulsot efter 5-6 dage, viser en lav kropsvægt og acholic afføring. Immunrespons i sygdomsprocessen rolle er afgørende, især for natural killer (NK) celler; nedbrydningen af disse celler med anti-NKG2D antistof reducerer BA-induceret skade7. Derudover andre celler, herunder CD4+ T-celler, CD8+ T celler, dendritiske celler og regulerende T-celler, har alle vist sig at spille en rolle i sygdom8,9,10,11. Alle data tyder den uundværlige karakter af immunsystemet i løbet af BA.
Sølv nanopartikler (AgNPs) har vist sig for at have gavnlige virkninger mod visse smitsomme sygdomme, herunder bakterielle infektioner12 og virusinfektioner13,14,15. Men bortset fra Dermatologisk brug, få undersøgelser har brugt AgNPs i en klinisk behandling, mest på grund af deres potentielle toksicitet. I dyreforsøg, har forskere generelt undersøgt effekten af AgNPs administreres via mundtlige16 eller intravenøs metoder17. Men ingen andre forskere har undersøgt effekten af AgNPs administreres via en intraperitoneal (i.p.) indsprøjtning i neonatal mus eksperimenter, som er en enkel og hurtig metode fører til en mere direkte effekt på leveren og galdeveje mens at reducere toksiciteten for andre systemer, såsom immunsystemet. AgNPs har vist sig at påvirke NK celle aktivitet18; Derfor, vi testede de terapeutiske virkninger af AgNPs administreres via i.p. injektion i BA musemodel.
Protocol
Representative Results
Discussion
AgNPs udstiller potent bredspektret antibakterielle egenskaber og en stærk permeabilitet22; Derudover er de brugt til at producere en række antibakterielle lægemidler23. AgNPs kan dog tage lang tid at rydde når de ophobes i organer, og denne stædighed kan føre til toksiske virkninger24,25. En tidligere undersøgelse undersøgte akut toksicitet og genotoksicitet af AgNPs efter en enkelt i.v. injektion i en rott…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
AgNPs bruges her var en gave fra C. M. Che i Department of Chemistry, University of Hong Kong. Dette arbejde blev finansieret af National Natural Science Foundation of China (nr. 81600399), videnskab og teknologi projekt i Guangzhou (No.201707010014).
Materials
| BALB/c mouse | Guangdong Medical Experimental Animal Center | SYXK2017-0174 | Animal experiment |
| Rhesus rotavirus (RRV) | ATCC | ATCC VR-1739 | Establish biliary atresia mouse model |
| MA104 cells | ATCC | ATCC CRL-2378.1 | For laboratory use only |
| DMEM | Thermo Fisher | 10569010 | Mammalian Cell Culture |
| Fetal Bovine Serum | Thermo Fisher | 10099141 | Mammalian Cell Culture |
| collagen Type I | CORNING | 354236 | For research use only |
| PBS buffer | OXOID | BR0014G | For washing |
| NaOH | Sigma | 1310-73-2 | Adjust the PH value |
| AgNP | Antibacterial Note: The AgNps was a gift from Prof CM Che. in the Department of Chemistry, the University of Hong Kong. |
||
| Insulin syringe with integrated needle | BD | 9161635S | For medical use |
| 15-mL Centrifuge Tube | Corning | 430791 | For laboratory use only |
| 1.5-mL Microcentrifuge Tube | GEB | CT0200-B-N | For laboratory use only |
| Microscope | Nikon | ECLIPSE-Ci | For laboratory use |
| Dissecting/Intravital microscope | Nikon | SMZ 1000 | For laboratory use |
| anti-Mouse NKp46 FITC | eBioscience | 11-3351 | For research use only |
| anti-Mouse CD4 PE-Cyanine5 | eBioscience | 15-0041 | For research use only |
| Monoclonal Mouse Anti-Human CD4 | DAKO | 20001673 | For research use only |
| anti-NKG2D | RD | MAB1547 | For research use only |
| BD FACSCanto Flow Cytometer | BD Biosciences | FACS Canto Plus | For laboratory use only |
References
- Szavay, P. O., Leonhardt, J., Czechschmidt, G., Petersen, C. The role of reovirus type 3 infection in an established murine model for biliary atresia. European Journal of Pediatric Surgery. 12 (04), 248-250 (2002).
- Coots, A., et al. Rotavirus infection of human cholangiocytes parallels the murine model of biliary atresia. Journal of Surgical Research. 177 (2), 275-281 (2012).
- Shanmugam, N. P., Jayanthi, V. Biliary atresia with cytomegalovirus. Indian Pediatrics. 49 (2), 157 (2012).
- Mack, C. L., Feldman, A. G., Sokol, R. J. Clues to the Etiology of Bile Duct Injuryin Biliary Atresia. Seminars in Liver Disease. 32, 307-316 (2012).
- Muraji, T., Suskind, D. L., Irie, N. Biliary atresia: a new immunological insight into etiopathogenesis. Expert Review of Gastroenterology & Hepatology. 3 (6), 599-606 (2009).
- Sokol, R. J., Mack, C. Etiopathogenesis of Biliary Artesia. Seminars in Liver Disease. 21, 517-524 (2001).
- Shivakumar, P., Sabla, G. E., Whitington, P., Chougnet, C. A., Bezerra, J. A. Neonatal NK cells target the mouse duct epithelium via Nkg2d and drive tissue-specific injury in experimental biliary atresia. Journal of Clinical Investigation. 119 (8), 2281-2290 (2009).
- Mack, C. L., et al. Oligoclonal expansions of CD4+ and CD8+ T-cells in the target organ of patients with biliary atresia. Gastroenterology. 133 (1), 278-287 (2007).
- Shivakumar, P., et al. Effector Role of Neonatal Hepatic CD8 + Lymphocytes in Epithelial Injury and Autoimmunity in Experimental Biliary Atresia. Gastroenterology. 133 (1), 268-277 (2007).
- Saxena, V., et al. Dendritic Cells Regulate Natural Killer Cell Activation and Epithelial Injury in Experimental Biliary Atresia. Science Translational Medicine. 3 (102), (2011).
- Miethke, A. G., et al. Post-natal paucity of regulatory T cells and control of NK cell activation in experimental biliary atresia. Journal of Hepatology. 52 (5), 718-726 (2010).
- Tian, J., et al. Topical delivery of silver nanoparticles promotes wound healing. ChemMedChem. 2 (1), 129-136 (2010).
- Lu, L., et al. Silver nanoparticles inhibit hepatitis B virus replication. Antiviral Therapy. 13 (2), 253-262 (2008).
- Xiang, D., et al. Inhibition of A/Human/Hubei/3/2005 (H3N2) influenza virus infection by silver nanoparticles in vitro and in vivo. International Journal of Nanomedicine. 8 (Issue 1), 4103-4114 (2013).
- Elechiguerra, J. L., et al. Interaction of silver nanoparticles with HIV-1. Journal of Nanobiotechnology. 3 (1), 1-10 (2005).
- Nallanthighal, S., et al. Differential effects of silver nanoparticles on DNA damage and DNA repair gene expression in Ogg1-deficient and wild type mice. Nanotoxicology. 11 (8), 1-16 (2017).
- Wen, H., et al. Acute toxicity and genotoxicity of silver nanoparticle in rats. PLoS One. 12 (9), e0185554 (2017).
- Zhang, R., et al. Silver nanoparticle treatment ameliorates biliary atresia syndrome in rhesus rotavirus inoculated mice. Nanomedicine. 13 (3), 1041-1050 (2017).
- Arnold, M., Patton, J. T., McDonald, S. M. Culturing, Storage, and Quantification of Rotaviruses. Current Protocols in Microbiology. , (2009).
- Liu, X., et al. Silver nanoparticles mediate differential responses in keratinocytes and fibroblasts during skin wound healing. ChemMedChem. 5 (3), 468-475 (2010).
- Zhang, R., et al. Silver nanoparticles promote osteogenesis of mesenchymal stem cells and improve bone fracture healing in osteogenesis mechanism mouse model. Nanomedicine. 11 (8), 1949-1959 (2015).
- Wu, J., Hou, S., Ren, D., Mather, P. T. Antimicrobial properties of nanostructured hydrogel webs containing silver. Biomacromolecules. 10 (9), 2686-2693 (2009).
- Xu, L. Genotoxicity and molecular response of silver nanoparticle (NP)-based hydrogel. Journal of Nanobiotechnology. 10 (1), 16 (2012).
- Dobrzyńska, M. M., et al. Genotoxicity of silver and titanium dioxide nanoparticles in bone marrow cells of rats in vivo. Toxicology. 315 (1), 86-91 (2014).
- Mohamed, H. R. H. Estimation of TiO 2 nanoparticle-induced genotoxicity persistence and possible chronic gastritis-induction in mice. Food & Chemical Toxicology. 83 (9), 76-83 (2015).
