Summary
Dieses Protokoll zeigt die Untersuchung der pathophysiologischen Wirkungen von Zigarettenrauch (CS) mit einem ganzheitigen Inhalationssystem (WBI) im eigenen Haus gebaut. Dieses System kann Tiere UNTER kontrollierten wiederholbaren Bedingungen CS aussetzen, um CS-vermittelte Wirkungen auf Lungenemphysem und Hämatopoese zu erforschen.
Abstract
Im Jahr 2018 sollen fast 14 % der Erwachsenen in den Vereinigten Staaten Zigaretten geraucht haben. Die Auswirkungen von Zigarettenrauch (CS) auf Lungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen wurden weithin untersucht, jedoch bleiben die Auswirkungen von CS in anderen Geweben und Organen wie Blut und Knochenmark unvollständig definiert. Die Suche nach dem geeigneten System zur Untersuchung der Auswirkungen von CS bei Nagetieren kann unerschwinglich teuer sein und den Kauf kommerziell erhältlicher Systeme erfordern. So haben wir uns vorgenommen, ein erschwingliches, zuverlässiges und vielseitiges System zu entwickeln, um die pathologischen Wirkungen von CS bei Mäusen zu untersuchen. Diese Ganzkörper-Inhalations-Expositions-System (WBIS) Setup imitiert das Atmen und Puffen von Zigaretten durch abwechselnde Exposition gegenüber CS und saubere Luft. Hier zeigen wir, dass dieses Do-it-yourself (DIY) System nach 4 Monaten Zigarettenrauch-Exposition Atemwegsentzündungen und Lungenemphysem bei Mäusen induziert. Die Auswirkungen der Ganzkörperinhalation (WBI) von CS auf hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen (HSPCs) im Knochenmark mit diesem Gerät werden ebenfalls gezeigt.
Introduction
Zigarettenrauchen ist nach wie vor eine der Hauptursachen für vermeidbare Krankheiten in den USA, trotz des stetigen Rückgangs der Zahl der zigarettenrauchenden Erwachsenen in den letzten 50-60 Jahren1. Es ist allgemein bekannt, dass Rauchen mit mehreren Erkrankungen der Lunge und des Blutes verbunden ist, einschließlich chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), einer Gruppe von Krankheiten, die Emphysem und chronische Bronchitis2,3,4umfasst. Nach Angaben des Center for Disease Control (CDC), im Jahr 2014, COPD war die dritthäufigste Todesursache in den Vereinigten Staaten mit über 15 Millionen Amerikaner n.H.
CS wurde auch vor kurzem mit einem höheren Risiko der Entwicklung klonaler Hämatopoese (CH)6,7verbunden, ein Zustand, in dem eine einzelne hämatopoetische Stammzelle überproportional einen großen Prozentsatz des peripheren Blutes einer Person produziert. Dieser Befund deutet auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Rauchen und Knochenmarkfunktion hin. Angesichts der weitverbreiteten und sehr signifikanten gesundheitlichen Auswirkungen von CS und angesichts der Tatsache, dass murine Modelle von Krankheiten ein Eckpfeiler des Fortschritts in der biomedizinischen Forschung sind, ist es nützlich, effiziente und erschwingliche Systeme zu entwickeln, um CS bei Mäusen zu modellieren.
Hier bieten wir eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für den Aufbau eines erschwinglichen Systems zur Behandlung und Untersuchung der In-vivo-Effekte von CS auf Lungenemphysem und Knochenmarkhomöostase. Die Montage dieser Geräte erfordert nicht, dass der Benutzer spezielle Kenntnisse hat und ermöglicht somit die DIY-Montage.
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Protocol
Alle an den Experimenten und der Entwicklung dieser Technik beteiligten Tiere wurden unter unser Tieranwendungsprotokoll gestellt, das vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) und unter den Institutionen Baylor College of Medicine und MD Anderson genehmigt wurde, die von der Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care (AAALAC) akkreditiert sind.
1. Bau des Geräts
- Montage des Luftkompressors mit dem Ventilsystem.
- Schließen Sie die Durchflussmesser (zwei 15 L/min mit Y-Bar und 2 Power-Starts) mit einem 1/8 Zoll Gewinde-Stecker-Nippel-Fitting an den Miniatur-Druckregler an. Stellen Sie sicher, dass Sie das Gewindedichtungsband in allen Gewindeenden verwenden.
- Schließen Sie den montierten Druckregler mit dem Durchflussmesser mit dem medizinischen Luftkompressorinstrument an: eine 1/8 Zoll Hex-Nippel am Kompressor-Luftauslass, eine 1/8 Zoll Gewindekupplung simpere und eine 1/8 Zoll Gewinde-Stecker-Adapter-Nippel-Fitting, die mit dem Druckregler verbunden ist.
- Installieren Sie den Sauerstoffschwenk-Barbeinanschluss an jedem (4) Durchflussmesser.
- Installieren Sie einen steckerigen Adapter am oberen Luftauslass des Luftkompressors (Teil im Lieferumfang des medizinischen Luftkompressors).
- Montage von Belichtungskammern (ca. 4 Einheiten)
- Schneiden Sie ein 3/4 Zoll chloriertes Polyvinylchlorid (CPVC) Rohr in acht 4-Zoll-Segmente.
- Legen Sie jedes Segment auf eine 3/4 Zoll 90° Ellenbogen CPVC-Befestigung und befestigen Sie die passende Seite des Ellenbogens an einem 3/4 Zoll Durchmesser CPVC Stecker Adapter. Es sollten acht CPVC-Segmente vorhanden sein, die jeweils an einem CPVC-Ellbogenarmatur und einem CPVC-Steckeradapter befestigt sind.
- Bohren Sie zwei Löcher (1 1/4 Zoll Durchmesser) auf gegenüberliegenden Seiten, die am weitesten voneinander entfernt sind, eines luftdichten 8,5-L-Behälters (11,25 x 7,75 x 6 Zoll) mit deckel (siehe Abbildung 1 Belichtungskammer). Die Positionierung der Löcher ist von oben nach unten und von links nach rechts zu zentrieren.
- Legen Sie die Gewindeseiten des zuvor montierten CPVC-Steckeradapters in jedes Loch in den Behältern ein.
- Befestigen Sie von der Innenseite des Behälters eine 3/4 Zoll CPVC-Kappe auf der anderen Seite (Kammerraucheingang) und einen 3/4 Zoll CPVC-Drip-Drip-Buchsenadapter auf einer Seite (Kammerrauchausgang).
- Bohren Sie fünf 3 mm Löcher auf der Oberseite der CPVC-Kappe der Kammerrauchausgabe in einem quincunx (Duschenkopf) Muster. Dadurch kann der Zigarettenrauch mit höherer Geschwindigkeit in die Kammer gelangen und sorgt dafür, dass er sich gleichmäßig in die Kammer in alle Richtungen ausbreitet.
- Montage von Zigarettenkammern (macht bis zu 4 murine Belichtungseinheiten)
- Nehmen Sie einen Ein-Loch-Gummistopfen (Herstellergröße 8,5) und legen Sie einen 1/4 Zoll Barbett Y-Stecker auf der breiteren Seite und eine gerade Stachelbefestigung (8 mm Öffnung) auf der schmaleren Seite ein. Die Zigarette wird hier während des Rauchens platziert (Zigarettensockel).
- Schließen Sie ein Ende eines 12 Zoll langen medizinischen Vinylrohrs an einen der Stachelverbinder am Y-Stecker an, der am Gummistopfen befestigt ist, und das andere Ende an eine 1/4 Zoll-Befestigung und legen Sie die gegenüberliegende Seite dieses Fittings auf einen Ein-Loch-Gummistopfen (Herstellergröße 1) ein.
- Legen Sie auf einem anderen Gummistopfen (Herstellergröße 8,5) einen 1/4 Zoll geraden Schlauchstecker an der breiteren Seite des Stopfens ein und verbinden Sie das äußere Ende des Fittings mit einem 7 ft medizinischen Vinylrohr.
- Verbinden Sie die beiden zuvor in den Schritten 1.3.1–1.3.3 montierten Gummistopfenstrukturen mit einem 8-Zoll x 1,75-Zoll-Glaszylinder aus einem Laborglas-Abflussrohr.
- Ventilsteuerung
- Das System wird durch ein rhythmisches Öffnen und Schließen von Magnetventilen gesteuert, die das Einatmen (Puffen) von Zigarettenrauch und sauberer Luft simulieren. Das System, das die Magnetventile steuert, wurde kommerziell entwickelt (siehe Materialtabelle).
- Zusammensetzen aller Komponenten (siehe Abbildung 1)
- Montieren Sie vier Magnetventile an den Seiten der Ventilsteuerung mit 1-Zoll-Befestigungen.
- Schließen Sie die Magnetventile gemäß den Anweisungen des Herstellers an die Ventilsteuerung an.
- Befestigen Sie einen 10–32 (M) Gewindeanschluss am Auspuffanschluss ("EXH") am Magnetventil und einen Gewindeanschlussadapter an den Anschlüssen "IN" und "OUT" desselben Magnetventils.
- Schließen Sie das am Kompressor angeschlossene Durchflussmessgerät über den "OUT"-Anschluss über einen 7 ft medizinischen Vinylschlauch an das Magnetventil an.
- Verbinden Sie das 7 ft Vinylrohr, das mit dem Gummistopfen in Schritt 1.3.3 montiert ist. am "IN"-Stecker am Magnetventil.
- Setzen Sie den kleinen Gummistopfen der Zigarettenkammer auf den Kammerraucheingang.
- Schließen Sie das Magnetventil an den zweiten Anschluss des Barbett-Y-Steckers an dem in Schritt 1.3.1 montierten Zigarettensockel an.
Abbildung 1: Schemadier der Verbindungen unseres WBIS zur Exposition gegenüber CS. Diese Abbildung zeigt, wie alle Komponenten zu einem Arbeitsgerät zusammengesetzt werden. Die Abbildung zeigt nur eine montierte Rauchkammer der vier, die die Maschine betriebsfähig ist. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
2. Zigarettenrauchexposition
VORSICHT: Vermeiden Sie die Exposition aus zweiter und dritter Hand gegenüber Zigarettenrauch. Zigaretten- und Expositionskammern sollten innerhalb eines Typ S.II Laminar Flow Biological Safety Cabinets verwendet werden. Bei der Durchführung der Rauchexpositionsexperimente (z. B. Masken, Handschuhe, Haarnetz, Kleid) sollte die richtige PSA getragen werden.
-
Einstellen von Druck und Luftstrom
- Sobald alle Komponenten montiert sind, wie in Abbildung 1dargestellt, schalten Sie den Luftkompressor ein und warten Sie, bis sich der Sicherheitsalarm selbst ausschaltet.
- Stellen Sie den Druck des Luftkompressors auf 40–50 psi ein, indem Sie den Knopf am Druckregler drehen.
- Stellen Sie den Luftstrom vom Luftkompressor mit dem Durchflussmesser auf 5 L ein.
- Schalten Sie den Ventilregler ein.
- Stellen Sie den digitalen Timer am Ventilregler an den PULS-C (im Display als "Pu-c") Betriebsmodus angezeigt, indem Sie die SET/LOCK-Taste drücken, während Sie die UP-Taste an der ersten Ziffer des Timers gedrückt halten. Drücken Sie dann die UP-Taste, bis der Pu-c-Modus erreicht ist. Drücken Sie die RESET-Taste, um den angezeigten Betriebsmodus (d. h. Pu-C) als Arbeitsmodus festzulegen.
- Drücken Sie den SET/LOCK, um den Timer 1 zu ändern (im Display als "T1" angezeigt).
- Drücken Sie die UP- oder DOWN-Tasten, um T1 auf 20 s einzustellen.
- Drücken Sie den SET/LOCK, um den Timer 2 zu ändern (im Display als "T2" angezeigt).
- Drücken Sie die UP- oder DOWN-Tasten, um T2 auf 3 s einzustellen.
HINWEIS: Die Schritte 2.1.5 bis 2.1.9 sind auf die Verwendung mit dem jeweiligen Timer zugeschnitten (siehe Materialtabelle). Weitere Anweisungen zu anderen Verwendungszwecken für dieses Produkt finden Sie in der entsprechenden Bedienungsanleitung.
-
Zigarettenrauchbehandlung
HINWEIS: Dieses System ermöglicht die gleichzeitige Verwendung von 1–4 murinen Expositionskammern.- Schalten Sie den Luftkompressor ein und warten Sie, bis sich der Sicherheitsalarm selbst ausschaltet.
- Schalten Sie den Ventilregler ein.
- Übertragen Sie 5 Mäuse in jede der vier Belichtungskammern mit luftdichten abnehmbaren Deckeln mit einem Volumen von 8,5 l. Platzieren Sie die vier Belichtungskammern mit Mäusen in einem Laminar Flow Biological Safety Cabinets der Klasse II Typ B2.
- Im inneren des laminaren Strömungbiologischen Sicherheitsschranks, zünden Sie eine Zigarette an und legen Sie die Zigarette in die Zigarettenkammer ein. Verwenden Sie handelsübliche Zigaretten, die 15 mg/Cig-Teer und 1,1 mg/Cig-Nikotin8 im Vergleich zu Kentucky 3RF4-Forschungszigaretten (9,5 mg/Cig-Teer und 0,73 mg/Cig-Nikotin)enthalten 9.
- Schalten Sie die Ventile am Ventilregler ein, die den derzeit in Gebrauch befindlichen Kammern entsprechen. Die Belichtung ist in 2 Phasen unterteilt: (T1) saubere Luft wird für 20 s in die Belichtungskammer gepumpt und (T2) Luftstrom bewirkt, dass die Zigarette brennt und Rauch aus der Zigarettenkammer für 3 s in die Belichtungskammer gepumpt wird. Lassen Sie die Zigarette vollständig ausbrennen, bis sie den Filter erreicht.
- Passen Sie die Timereinstellungen an, um über einen Zeitraum von 4 Min. durchschnittlich 10 Puffs/Zigarette auszuführen. Beachten Sie, dass der Timer und das System leicht anpassbar sind, um die CS-Dosiertherapie entsprechend den Forschungsbedürfnissen der Forscher zu verbessern oder zu senken.
- Entfernen Sie den Zigarettenfilter und entsorgen Sie ihn, indem Sie den Zigarettenstummel in einen Glasbecher mit Wasser legen, um die Flamme zu löschen und den Geruch zu dämpfen.
- Stellen Sie sicher, dass die Zigarettenkammer wieder geschlossen ist und ohne Zigarette. Lassen Sie die Maschine saubere Luft für 10 min. Es ist von größter Bedeutung, die Wirbeltiere, die CS ausgesetzt sind, ständig zu überwachen. Dieses Belichtungsschema ist für 5 weibliche Mäuse optimiert, die über 9 Wochen alt sind, pro Expositionskammer.
- Wiederholen Sie die Schritte 2.3.4 bis 2.3.7 dreimal für insgesamt 4 Zigaretten pro Kammer pro Tag. Dieses Verfahren wird 5 Tage die Woche so lange wiederholt, wie der Forscher für seine Experimente benötigt.
- Entfernen Sie die Mäuse aus den Belichtungskammern zurück in ihre entsprechenden Käfige.
- Schalten Sie den Ventilregler und den Luftkompressor aus.
- Entfernen Sie die Belichtungs- und Zigarettenkammern und waschen Sie sie mit Wasser und Seife, um eventuelle Teerrückstände zu entfernen.
- Lassen Sie die Kammern vollständig trocknen, bevor Sie sie wieder verwenden.
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Representative Results
Eines der Hauptmerkmale der CS-Exposition ist Emphysem, das durch die Beschädigung und Zerstörung von Luftsäcken (Alveolen) in der Lunge gekennzeichnet ist. So konzentrierten sich erste Experimente auf die Fähigkeit des DIY-Systems, emphysematous Veränderungen in der Lunge weiblicher Mäuse bei wiederholter Ganzkörperexposition gegenüber CS zu provozieren. Das CS-Dosierschema wurde auf der Grundlage unserer früheren Veröffentlichungen ausgewählt, in denen wir das hier beschriebene DIY-System nutzten, um Mäuse mit CS zu behandeln und die molekulare Pathophysiologie von Emphysem10,11,12,13,14,15,16zu untersuchen. Insbesondere wurden Mäuse ganzkörperhaft dem Rauch von vier kommerziellen Zigaretten mit Filter täglich ausgesetzt, mit rauchfreien Intervallen von 10 min zwischen jeder Zigarette, fünf Tage pro Woche für eine Dauer von 4 Monaten10,11,12,13,14,15,16.
Die Mit Hämatoxylin und Eosin (H&E) befleckte Lungenhistologie zeigte die Zerstörung der Alveolen bei Mäusen, die CS im Vergleich zu luftbehandelten Mäusen ausgesetzt waren (Abbildung 2A). Einvernehmlich zeigte die histomorphometrische Analyse von Lungenabschnitten in blinder Weise, dass der mittlere lineare Abfang (MLI) bei Mäusen, die CS ausgesetzt waren, signifikant höher war als bei Luftsteuerungen (Abbildung 2B). Wie erwartet, WBIS zu CS provoziert einen Rückgang des Körpergewichts (Abbildung 2C). In Übereinstimmung mit den obigen Beobachtungen zeigten CS-exponierte Mäuse auch eine verbesserte Infiltration von Immunzellen sowie die Induktion der Matrix-Metalloproteasen 9 und 12 (Mmp9 und Mmp12), die für Gewebeschäden verantwortlich sind (Abbildung 2D,E)17. Cotinin, ein Metabolit von Nikotin und ein Biomarker für die CS-Exposition, wurde im Serum von Mäusen, die 4 Monaten CS ausgesetzt waren, signifikant erhöht, war aber bei luftexponierten Mäusen nicht nachweisbar (Abbildung 2F).
Es gibt eine zunehmende Wertschätzung der vielfältigen Auswirkungen der CS-Exposition auf die Zellen und Gewebe des Körpers. Eine vorherige Studie zeigte, dass die WBI-Exposition von Mäusen gegenüber CS mit einem Regime von 6 h/Tag, 5 Tage/Woche für 9 Monate mit 3R4F Zigaretten zu einer Veränderung der hämatopoetischen Stammzellnische18führte. Daher haben wir die Fähigkeit dieses DIY-Systems getestet, Knochenmark Homöostase unter Verwendung unserer vorgefertigten CS-Dosierschema10,11,12,13,14,15,16zu verändern. Nach der Exposition analysierten wir BM-Populationen mit Flusszytometrie (Abbildung 3A). In Übereinstimmung mit den Erwartungen führte die Behandlung von Mäusen mit CS auf diesem DIY-System zu einer Veränderung der Knochenmarkpopulationen (BM). Insbesondere zeigte die zytometrische Analyse des Flusses einen signifikanten Anstieg der hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferpopulationen (HSPC) nach 4 Monaten CS-Exposition im Vergleich zu Luftsteuerungen (Abbildung 3B). Bei der Ausweitung dieser Beobachtungen zeigte die Ganzkörperexposition gegenüber CS von Mäusen, die ein kommerziell verfügbares System nutzten (siehe Tabelle der Materialien), auch eine Veränderung der HSPC-Populationen ( Abbildung3C). Das Dosierschema und die Dauer der CS-Exposition, die im kommerziellen System verwendet werden, und die vorherige Veröffentlichung über CS und Hämatopoese18 waren ganz anders als dieses DIY-System, das darauf hindeutet, dass knochenmarkhomöostasis exquisit empfindlich auf eine breite Palette von CS-Dosier- und Behandlungsschemata reagiert(Abbildung 3C). Insgesamt unterstreichen diese Daten, dass dieses DIY-System eine erschwingliche Option ist, die verwendet werden kann, um Mäuse cs unter kontrollierten Bedingungen auszusetzen, um ihre Wirkung in einer Reihe von Zellen und Geweben zuverlässig zu untersuchen.
Abbildung 2: CS-vermittelte Induktion von Atemwegsentzündungen und Lungenemphysemveränderungen von Mäusen. (A) H&E-gefärbte Lungenabschnitte von WT C57BL/6 Mäusen, die 4 Monate lang Luft oder CS ausgesetzt waren. 4x Vergrößerung; 20-fache Vergrößerung. Skala bar 200 'M. (B) Mittellineare(MLI) als Maß für den interalveolären Wandabstand wurde mit unvoreingenommener Histomorphometrie von Mäusen gemessen, die von Air oder CS behandelt wurden. (C) Mäusegewichte nach 4 Monaten Luft- oder CS-Exposition. (D) Gesamt- und Differentialzellzahl aus bronchoalveolarer Spülung (BAL) Kontrollflüssigkeit (Luft) im Vergleich zu CS-behandelten Mäusen. Gesamtleukozyten (Gesamt), Makrophagen (Mac), Neutrophilen (Neu) und Lymphozyten (Lym). Relative Expression von (E) Mmp9 und (F) Mmp12 mRNA quantifiziert durch Echtzeit-PCR aus BAL-Flüssigkeit von Air oder CS exponierten Mäusen und normalisiert sich zu Gapdh-Expression. n = 4–5 Mäuse/Gruppe. (G) Der Serumgehalt von Cotinin bei Mäusen, die Luft oder CS ausgesetzt waren, wurde nach der letzten CS-Behandlung mit ELISA 24 h gemessen; n = 7–8 Mäuse/Gruppe. Statistische Vergleiche wurden mit (B,C,D,E) Unpaired t-test und (F) Welch es t-test durchgeführt. Daten gezeigt Mittelwert ± SEM. **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 3: Im Einklang mit den Erwartungen kann dieses DIY-System verwendet werden, um CS-vermittelte Effekte im Knochenmark von Mäusen zu untersuchen. (A) Gating-Strategien zur Identifizierung von HSPCs und HSCs durch Durchflusszytometrie. Zu den Linienmarkierungen gehören: Gr1, Mac1, B220, CD4, CD8 und Ter119. (B) Prozentsatz der HSPC und HSCs im gesamten Knochenmark nach CS-Exposition mit diesem DIY-System mit dem gleichen 4-Monats-Regime. (C) Prozentsatz der HSPC und HSCs im gesamten Knochenmark nach CS-Exposition unter Verwendung des handelsüblichen Systems mit folgendem Expositionsverfahren: 24 3RF4 Forschungszigaretten täglich, 12 Puffs/Zigarette, 5 Tage die Woche für 4,5 Wochen Dauer. (B–C) Mann-Whitney-Test; n = 5 Mäuse/Gruppe. Daten angezeigt als Mean ± SEM. *p < 0.05. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
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Discussion
Hier stellen wir CS die für den Bau eines WBIS-Geräts erforderlichen Informationen zur Verfügung. Nach der Installation des Systems ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Prüfer das System auf der Grundlage der gelieferten Dosis von Nikotin oder Cotinin bei Tieren kalibrieren. Das Gerät enthält einen Timer und Druckmessgeräte, die verwendet werden können, um Das Volumen der Zigarettenpuffe, die Pufffrequenz, die kombinierte Rauchexpositionsdauer und die Ruheintervalle anzupassen, die Tiere zwischen jeder Zigarette erhalten. Darüber hinaus kann die tatsächliche Anzahl der täglich verabreichten Zigaretten je nach Teer- und Nikotingehalt variieren. Schließlich ist es zwingend erforderlich, dass alle Komponenten, die Zigarettenrauch ausgesetzt sind, regelmäßig gereinigt werden, um eine ordnungsgemäße Rauchzirkulation und eine gleichmäßige Rauchexposition der Tiere zu gewährleisten.
Es gibt mindestens ein halbes Dutzend kommerzieller Systeme und Protokolle für die Behandlung von Mäusen mit CS und Luftgiftstoffen. Die meisten Geräte, die zu diesem Zweck verwendet werden, erfordern jedoch gewerbliche Anbieter oder fundierte Kenntnisse der Elektronik- und/oder Elektrotechnik für die Montage. Einige dieser Systeme verwenden WBI-Therapien, während andere Nur-Nase-Behandlungen enthalten, aber diese Systeme können bis zu 100.000 Us-Dollar kosten, was sie für die meisten Laboratorien unerschwinglich teuer macht.
Der Vorteil dieses DIY-Systems ist die inhärente Einfachheit in der Herstellung, niedrige Kosten (6.000 USD) und Vielseitigkeit. Darüber hinaus sind die für den Bau dieses Heimwerkergerätes notwendigen Komponenten im handelbaren Handel und in Lieferketten erhältlich. Wir erkennen eine Einschränkung des Expositionsprotokolls an, und die Ausrüstung ist der Mangel an Dosimetriegeräten zur Messung von Zigarettenrauchbestandteilen, die in die Expositionskammern der Maus geliefert werden. Jedoch, das Design dieses Systems funktioniert in einer kontrollierten Weise und wir zeigten, dass die Konzentrationen von Serum-Cotinin in diesem gewählten Raucherschema mit anderen murinen Modellen von CS-induziertem Emphysem20,21vergleichbar sind. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass diese Methode Anwendungen hat, die über die Überwachung der Auswirkungen von CS in der Lunge und BM hinausgehen. Unsere Gruppe nutzte dieses System, um zu untersuchen, wie sich Zigarettenrauch auf das Darmgewebe auswirkt15. Wir haben dieses System auch vor kurzem angepasst, um die schädlichen Auswirkungen der Exposition gegenüber elektronischen Zigaretten auf die Lunge zu untersuchen22.
Zusammenfassend stellt dieser Apparat ein erschwingliches und einfach zu erstellendes Expositionssystem dar, um die Vielzahl schädlicher Auswirkungen des Zigarettenrauchens zu untersuchen.
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Disclosures
Die Autoren haben nichts zu verraten.
Acknowledgments
AR, XH und PE wurden durch den NIH-Zuschuss R01HL140398 und ein Gilson Longenbaugh Foundation-Stipendium unterstützt. DEMM und KK wurden durch die NIH-Stipendien R01HL136333 und R01HL134880 (KYK) sowie ein Stipendium der Helis Medical Research Foundation unterstützt. DEMM wird auch vom Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Gilliam Fellowship for Advanced Study unterstützt. PE wird auch durch Training in Precision Environmental Health Sciences NIEHS T32 ES027801 Fellowship Program unterstützt. JC und MF werden von Tobacco Research Funds vom Department of Epigenetics and Molecular Carcinogenesis und vom Center for Epigenetics (Scholar Award to MF) bei MD Anderson unterstützt. FK und YZ werden durch die NIH-Zuschüsse R01 ES029442-01 und R01 AI135803-01 sowie das VA Merit-Stipendium CX000104 unterstützt. Dieses Projekt wurde vom Cytometry and Cell Sorting Core am Baylor College of Medicine mit Mitteln des CPRIT Core Facility Support Award (CPRIT-RP180672), des NIH (CA125123 und RR024574) und der Unterstützung von Joel M. Sederstrom unterstützt.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1 in fastener | Lowes | 756990 | |
| 1/4 in Barbed Y connector | VWR | 89093-282 | |
| 1/4 in straight tubing connector | VWR | 62866-378 | |
| 1/8 hex nipple | Lowes | 877221 | |
| 1/8 in threaded coupling fitting | Lowes | 877208 | |
| 1/8 in threaded male adapter nipple fitting | Lowes | 877243 | |
| 10/32 (M) threaded straight connector | Bimba | EB60 | |
| 3/4 in 90-degree elbow CPVC fitting | Lowes | 22643 | |
| 3/4 in chlorinated polyvinyl chloride (CPVC) pipe | Lowes | 23814 | |
| 3/4 in CPVC cap | Lowes | 23773 | |
| 3/4 in CPVC Drip irrigation female adapter | Lowes | 194629 | |
| 3/4 in diameter CPVC male adapter | Lowes | 23766 | |
| 8.5 L airtight container with lid (11.25in x 7.75in x 6 in) | Komax | N/A | Listed as "Komax Biokips Large Bread Box | (280-oz) Large Storage Container" |
| Glass drain tube (1.75 in diameter x 8 in length) | KIMAX | 6500 | |
| Isonic Solenoid Valves | Bimba | V2A02-AW1 | |
| Marlboro Red 100's | Marlboro | N/A | |
| Oxygen swivel barbed connector | Global Medical Solutions | RES002 | |
| Panasonic Timer LT4H-W | Panasonic | LT4HW | Item was built-in the valve controller by Shepherd Controls & Associates |
| Pressure regulator | Allied Electronics and Automation | 70600552 | Also listed as "Norgren R07-100-RGKA" |
| Rubber stopper # 1 (one hole) | VWR | 59581-163 | |
| Rubber stopper # 8.5 (one hole) | VWR | 59581-389 | |
| Scireq inExpose system | Scireq and Emka Technologies | N/A | Commercial system used for comparison with our DIY WBIS |
| Straight barbed fitting (8mm opening) | VWR | 10028-872 | |
| Thread Sealant tape | Lowes | 1184243 | |
| Threaded port adaptor | Bimba | P1SA1 | |
| Timeter Aridyne 2000 Medical Air Compressor | MFI Medical | AHC-TE20 | |
| Timeter flowmeter | Allied Healthcare Products | 15006-03YP2 | Also listed as "Puritan Air Meter" |
| Valve Control system | Shepherd Controls and Associates | N/A | Company custom designed the valve control system for this model. |
| Vinyl pipes | Vitality Medical | RES3007 |
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