Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

Sigarettrøykeksponering hos mus ved hjelp av et inhalasjonssystem for hele kroppen

Published: October 22, 2020 doi: 10.3791/61793

Summary

Denne protokollen demonstrerer studiet av de patofysiologiske effektene av sigarettrøyk (CS) med et WBI-eksponeringssystem (WBI) innebygd. Dette systemet kan utsette dyr for CS under kontrollerte repeterbare forhold for forskning på CS-medierte effekter på lungeemfysem og hematopoiesis.

Abstract

Nær 14% av voksne i USA ble rapportert å røyke sigaretter i 2018. Effekten av sigarettrøyk (CS) på lunger og kardiovaskulære sykdommer har blitt studert mye, men virkningen av CS i andre vev og organer som blod og benmarg forblir ufullstendig definert. Å finne riktig system for å studere effekten av CS hos gnagere kan være uoverkommelig dyrt og krever kjøp av kommersielt tilgjengelige systemer. Dermed bestemte vi oss for å bygge et rimelig, pålitelig og allsidig system for å studere de patologiske effektene av CS hos mus. Dette helkropps innåndingseksponeringssystemet (WBIS) etterligner pust og puffing av sigaretter ved vekslende eksponering for CS og ren luft. Her viser vi at dette gjør-det-selv-systemet (DIY) induserer luftveisbetennelse og lungeemfysem hos mus etter 4 måneder med sigarettrøykeksponering. Effektene av helkroppsinhalasjon (WBI) av CS på hematopoietiske stamme- og stamceller (HSPCer) i benmargen ved hjelp av dette apparatet er også vist.

Introduction

Sigarettrøyking er fortsatt en av de viktigste årsakene til forebyggelige sykdommer i USA til tross for den stadige nedgangen i antall sigarettrøykende voksne de siste 50-60 årene1. Det er allment kjent at røyking er knyttet til flere sykdommer i lungene og blodet, inkludert kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), en gruppe sykdommer som inkluderer emfysem og kronisk bronkitt2,3,4. Ifølge Center for Disease Control (CDC), i 2014, COPD var den tredje ledende dødsårsaken i USA med over 15 millioner amerikanere som lider av denne sykdommen5.

CS har også nylig vært forbundet med en høyere risiko for å utvikle klonisk hematopoiesis (CH)6,7, en tilstand der en enkelt hematopoietisk stamcelle uforholdsmessig produserer en stor prosentandel av en persons perifere blod. Dette funnet indikerer en potensiell sammenheng mellom røyking og benmargsfunksjon. Gitt de utbredte og svært betydelige helsemessige implikasjonene av CS og gitt at murine modeller av sykdommer er en hjørnestein i fremgang i biomedisinsk forskning, er det nyttig å utvikle effektive og rimelige systemer for å modellere CS hos mus.

Her gir vi en trinnvis guide for å bygge et rimelig system for behandling og studier av in vivo-effektene av CS på lungeemfysem og benmargs homeostase. Montering av dette utstyret krever ikke at brukeren har spesialisert kunnskap og dermed tillater DIY-montering.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle dyrene som er involvert i forsøkene og utviklingen av denne teknikken har vært under vår dyrebruksprotokoll godkjent av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) og under Baylor College of Medicine og MD Anderson institusjoner som er akkreditert av Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care (AAALAC).

1. Bygging av apparatet

  1. Montering av luftkompressoren med ventilsystemet.
    1. Koble strømningsmålerne (to 15 l/min med Y bar og 2 effektuttak) til miniatyrtrykkregulatoren ved hjelp av en 1/8 tommers gjenget hannadapternippelbeslag. Pass på at du bruker gjengeforseglingstapen i alle gjengede ender.
    2. Koble den monterte trykkregulatoren med strømningsmåleren til det medisinske luftkompressorinstrumentet ved hjelp av følgende: en 1/8 tommers sekskantet brystvorte på kompressorluftuttaket, en 1/8 tommers gjenget koblingsfeste og en 1/8 tommers gjenget mannlig adapternippelbeslag som kobles til trykkregulatoren.
    3. Monter den oksygensvivel piggkontakten på hvert (4) strømningsmåler.
    4. Installer en mannlig adapter på luftkompressorens toppluftuttak (del inkludert i det medisinske luftkompressorinstrumentet).
  2. Montering av eksponeringskamre (lag 4 enheter)
    1. Klipp et 3/4 tommers klorert polyvinylkloridrør (CPVC) i åtte 4 tommers segmenter.
    2. Sett hvert segment inn i en 3/4 tommers 90 ° albue CPVC-montering og fest monteringssiden av albuen til en CPVC hannadapter med 3/4 tommers diameter. Det skal være åtte CPVC-segmenter, hver festet til en CPVC albuebeslag og en CPVC hannadapter.
    3. Bor to hull (1 1/4 tommers diameter) på motsatte sider som er mest fjernt fra hverandre av en 8,5 L lufttett beholder (11,25 x 7,75 x 6 tommer) med et lokk (se figur 1 eksponeringskammer). Plasseringen av hullene skal være sentrert fra topp til bunn og fra venstre mot høyre.
    4. Sett de gjengede sidene av CPVC hannadapteren montert før inn i hvert hull i beholderne.
    5. Fra innsiden av beholderen fester du en 3/4 tommers CPVC-hette på den andre siden (Chamber smoke input) og en 3/4 tommers CPVC Drip vanning kvinnelig adapter på den ene siden (Chamber smoke output).
    6. Bor fem 3 mm hull på toppen av CPVC-hetten på kammerrøykutgangen i et quincunx (dusjhode) mønster. Dette vil tillate sigarettrøyk å komme inn i kammeret med høyere hastighet og sikrer at den sprer seg jevnt inne i kammeret i alle retninger.
  3. Montering av sigarettkamre (utgjør opptil 4 murineksponeringsenheter)
    1. Ta en gummipropp med ett hull (produsentstørrelse 8,5) og sett inn en 1/4 tommers piggtråd på den bredere siden og en rett piggbeslag (8 mm åpning) på den smalere siden. Sigaretten vil bli plassert her under røykeprosedyren (sigarett pidestall).
    2. Koble den ene enden av et 12 tommers langt vinylrør av medisinsk kvalitet til en av piggkontaktene på Y-kontakten som er festet til gummiproppen og den andre enden til en 1/4 tommers montering og sett inn motsatt side av denne beslaget på en gummipropp med ett hull (produsentstørrelse 1).
    3. På en annen gummipropp (produsentstørrelse 8,5) setter du inn en 1/4 tommers rett slangekontakt på den bredere siden av proppen og kobler den ytre enden av armaturen til et 7 fot medisinsk vinylrør.
    4. Koble de to gummiproppstrukturene som er montert før i trinn 1.3.1-1.3.3 til en 8 tommers x 1,75 tommers glasssylinder fra et dreneringsrør i laboratorieglass.
  4. Ventil kontrollsystem
    1. Systemet styres av en rytmisk åpning og lukking av magnetventiler som simulerer innånding (puffing) av sigarettrøyk og ren luft. Systemet som styrer magnetventilene ble kommersielt utformet (se Materialtabell).
  5. Sette sammen alle komponentene (se figur 1)
    1. Monter fire magnetventiler på sidene av ventilkontrollsystemet ved hjelp av 1 tomme festemidler.
    2. Koble magnetventilene til ventilkontrollsystemet i henhold til produsentens anvisninger.
    3. Fest en 10–32 (M) gjenget rett kontakt til eksostilkoblingen ("EXH") på magnetventilen og en gjenget portadapter på tilkoblingene "IN" og "OUT" til samme magnetventil.
    4. Koble strømningsmåleren som er festet til kompressoren til magnetventilen gjennom "OUT"-tilkoblingen ved hjelp av en 7 fot medisinsk vinylrør.
    5. Koble det 7 fot vinylrøret som er montert med gummiproppen i trinn 1.3.3. på "IN"-kontakten på magnetventilen.
    6. Sett inn den lille gummiproppen på sigarettkammeret på kammerrøykinngangen.
    7. Koble magnetventilen til den andre tilkoblingen av piggtrådkontakten på sigarett sokkelen montert i trinn 1.3.1.

Figure 1
Figur 1: Skjematisk for tilkoblingene til WBIS for eksponering for CS. Denne figuren viser hvordan alle komponenter monteres for å danne et arbeidsapparat. Figuren viser bare ett montert røykekammer på de fire som maskinen er i stand til å betjene. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

2. Eksponering for sigarettrøyk

FORSIKTIG: Unngå andre- og tredjehåndseksponering for sigarettrøyk. Sigarett- og eksponeringskamre bør brukes i et klasse II type B2 laminært strømning biologiske sikkerhetsskap. Riktig verneutstyr bør brukes under gjennomføring av røykeksponeringsforsøkene (dvs. masker, hansker, hårnett, kjole).

  1. Stille inn trykk og luftstrøm
    1. Når alle komponentene er montert som vist i figur 1, slår du på luftkompressoren og venter til sikkerhetsalarmen slås av på egen hånd.
    2. Juster trykket på luftkompressoren til 40–50 psi ved å dreie knotten på trykkregulatoren.
    3. Juster luftstrømmen fra luftkompressoren til 5 L ved hjelp av strømningsmåleren.
    4. Slå på ventilregulatoren.
    5. Juster den digitale timeren på ventilkontrolleren til PULS-C (vist i displayet som "Pu-c") driftsmodus ved å trykke på SET/LOCK-tasten mens du holder nede OPP-tasten ved det første sifferet i timeren. Trykk deretter på UP-tasten til Pu-c-modusen er nådd. Trykk på RESET-tasten for å stille inn den viste driftsmodusen (dvs. Pu-C) som arbeidsmodus.
    6. Trykk på SET/LOCK for å bytte timer 1 (vist på displayet som "T1").
    7. Trykk på OPP- eller NED-tastene for å sette T1 til 20 s.
    8. Trykk på SET/LOCK for å bytte timer 2 (vist på displayet som "T2").
    9. Trykk på OPP- eller NED-tastene for å sette T2 til 3 s.
      MERK: Trinn 2.1.5 til og med 2.1.9 er skreddersydd for bruk med den spesifikke timeren (se Materialfortegnelse). Hvis du vil ha mer informasjon om andre bruksområder for dette produktet, kan du se den tilsvarende brukerhåndboken.
  2. Sigarett røyk behandling
    MERK: Dette systemet tillater bruk av 1–4 murineksponeringskamre samtidig.
    1. Slå på luftkompressoren og vent til sikkerhetsalarmen slås av på egen hånd.
    2. Slå på ventilregulatoren.
    3. Overfør 5 mus til hvert av de fire eksponeringskamrene med lufttette avtakbare lokk med et volum på 8,5 L. Plasser de fire eksponeringskamrene med mus i et klasse II Type B2 Laminar Flow Biologiske sikkerhetsskap.
    4. Inne i laminærstrømmen biologisk sikkerhetsskap, tenn opp en sigarett og sett sigaretten innsiden av sigarettkammeret. Bruk kommersielt tilgjengelige sigaretter som inneholder 15 mg / cig tjære og 1,1 mg / cig nikotin8 sammenlignet med Kentucky 3RF4 forsknings sigaretter (9,5 mg / cig tjære og 0,73 mg / cig nikotin)9.
    5. Slå på ventilene på ventilregulatoren som tilsvarer kamrene som er i bruk. Eksponeringen er delt inn i 2 faser: (T1) ren luft pumpes inn i eksponeringskammeret i 20 s og (T2) luftstrøm fører til at sigaretten brenner og røyk fra sigarettkammeret pumpes inn i eksponeringskammeret i 3 s. La sigaretten brenne helt ut til den når filteret.
      1. Juster timerinnstillingene for å utføre et gjennomsnitt på ~ 10 doser / sigarett over en ~ 4-minutters periode. Vær oppmerksom på at timeren og systemet lett kan tilpasses for å forbedre eller senke CS-doseringsregimet i henhold til etterforskernes forskningsbehov.
    6. Fjern sigarettfilteret og kast det ved å plassere sigarettsneipen i et glassbeger med vann for å slukke flammen og dempe lukten.
    7. Pass på at sigarettkammeret er lukket igjen og uten sigarett. La maskinen pumpe ren luft i 10 min. Det er av største betydning å opprettholde konstant overvåking av virveldyrene som er utsatt for CS. Dette eksponeringsregimet er optimalisert for 5 kvinnelige mus over 9 uker gamle per eksponeringskammer.
    8. Gjenta trinn 2.3.4 til 2.3.7 tre ganger for totalt 4 sigaretter per kammer om dagen. Denne prosedyren gjentas 5 dager i uken så lenge forskeren trenger sine eksperimenter.
    9. Fjern musene fra eksponeringskamrene tilbake i deres tilsvarende bur.
    10. Slå av ventilregulatoren og luftkompressoren.
    11. Fjern eksponeringen og sigarettkamrene og vask med vann og såpe for å fjerne eventuelle rester av tjære.
    12. La kamrene tørke helt før du bruker dem igjen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Et av hovedmerkene for CS-eksponering er emfysem som er preget av skade og ødeleggelse av luftsekker (alveoler) i lungen. Dermed fokuserte innledende eksperimenter på DIY-systemets evne til å provosere emfysematøse endringer i lungene til kvinnelige mus ved gjentatt helkroppseksponering for CS. CS-doseringsregimet ble valgt basert på våre tidligere publikasjoner der vi brukte DIY-systemet som er beskrevet her for å behandle mus med CS og studere molekylær patofysiologi av emfysem10,11,12,13,14,15,16. Spesielt ble mus utsatt hele kroppen for røyk av fire kommersielle sigaretter med filter daglig, med røykfrie intervaller på 10 min mellom hver sigarett, fem dager i uken i en varighet på 4 måneder10,11,12,13,14,15,16.

Hematoksylin og eosin (H&E)-farget lunge histologi viste ødeleggelsen av alveolene hos mus utsatt for CS sammenlignet med luftbehandlede mus (Figur 2A). I samsvar viste histomorfometrisk analyse av lungeseksjoner på blindet måte at gjennomsnittlig lineær skjæringspunkt (MLI) var betydelig høyere hos mus utsatt for CS sammenlignet med luftkontroller (Figur 2B). Som forventet fremkaller WBIS til CS et fall i kroppsvekten (Figur 2C). I samsvar med de ovennevnte observasjonene viste CS-eksponerte mus også forbedret luftveisinfiltrasjon av immunceller samt induksjon av Matrix metalloproteaser 9 og 12 (Mmp9 og Mmp12) genuttrykk, som er ansvarlige for vevsskade (Figur 2D,E)17. Cotinine, en metabolitt av nikotin og en biomarkør for CS-eksponering, ble påvist å være betydelig forhøyet i serumet til mus utsatt for 4 måneder med CS, men var uoppdagelig i luftutsatte mus (Figur 2F).

Det er en økende forståelse av den mangefasetterte effekten av CS-eksponering på kroppens celler og vev. En tidligere studie viste at WBI eksponering av mus til CS med et regime på 6 timer / dag, 5 dager / uke i 9 måneder med 3R4F sigaretter førte til en endring i hematopoietisk stamcelle nisje18. Derfor testet vi evnen til dette DIY-systemet til å endre benmargs homeostase ved hjelp av vårt forhåndsetablerte CS-doseringsregime10,11,12,13,14,15,16. Etter eksponering analyserte vi BM-populasjoner ved hjelp av strømningscytometri (figur 3A). I samsvar med forventningene resulterte behandling av mus med CS på dette DIY-systemet i en endring i benmargspopulasjoner (BM). Nærmere bestemt viste strømningscytometrisk analyse en betydelig økning i hematopoietiske stamme- og stamcellepopulasjoner (HSPC) etter 4 måneder med CS-eksponering sammenlignet med luftkontroller (figur 3B). Ved å utvide disse observasjonene viste helkroppseksponering for CS hos mus som bruker et kommersielt tilgjengelig system (se materialfortegnelse) også en endring i HSPC-populasjoner (figur 3C). Doseringsregimet og varigheten av CS-eksponeringen som ble brukt i det kommersielle systemet og den tidligere publikasjonen om CS og hematopoiesis18 var ganske annerledes enn dette DIY-systemet som antyder at benmargs homeostase er utsøkt følsom for et bredt spekter av CS doserings- og behandlingsregimer (Figur 3C). Totalt sett fremhever disse dataene at dette DIY-systemet er et rimelig alternativ som kan brukes til å eksponere mus for CS under kontrollerte forhold for pålitelig å studere effektene i en rekke celler og vev.

Figure 2
Figur 2: CS-mediert induksjon av luftveisbetennelse og lungeemfysematøse endringer av mus. (A) H&E fargede lungeseksjoner fra WT C57BL/6 mus eksponert for luft eller CS i 4 måneder. 4x forstørrelse; innsett 20x forstørrelse. Skala bar 200 μM. (B) Gjennomsnittlig lineær skjæringspunkt (MLI) som et mål på interalveolar veggavstand ble målt ved hjelp av objektiv histomorfometri fra mus behandlet av Air eller CS. (C) Mus vekter etter 4 måneder med Luft- eller CS-eksponering. (D) Totalt antall og differensialceller fra bronkoalveolar lavage (BAL) kontrollvæske (luft) versus CS-behandlede mus. Totalt leukocytter (Totalt), makrofager (Mac), nøytrofiler (Neu) og lymfocytter (Lym). Relativt uttrykk for (E) Mmp9 og (F) Mmp12 mRNA kvantifisert av sanntids PCR fra BAL-væske av luft- eller CS-eksponerte mus og normalisert til Gapdh-uttrykk. n = 4–5 mus/gruppe. (G) Serumnivåer av cotinin hos mus eksponert for luft eller CS ble målt ved ELISA 24 timer etter siste CS-behandling; n = 7–8 mus/gruppe. Statistiske sammenligninger ble gjort ved hjelp av (B,C,D,E) Unpaired t-test og (F) Welchs t-test. Viste data Gjennomsnitt ± SEM. **p < 0,01, ***p < 0,001, ****p < 0,0001. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 3
Figur 3: I tråd med forventningene kan dette GJØR-det-selv-systemet brukes til å studere CS-medierte effekter i benmargen til mus. (A) Gating strategier for å identifisere HSPCer og HSCer ved flow cytometri. Avgrensningsmarkører inkluderer: Gr1, Mac1, B220, CD4, CD8 og Ter119. (B) Prosentandel av HSPC og HSC i hele benmargen etter CS-eksponering ved hjelp av dette DIY-systemet med samme 4-måneders regime. (C) Prosentandel av HSPC og HSC i hele benmargen etter CS-eksponering ved hjelp av det kommersielt tilgjengelige systemet med følgende eksponeringsprosedyre: 24 3RF4 forskningsigarett daglig, 12 doser / sigarett, 5 dager i uken i 4,5 ukers varighet. (B–C) Mann-Whitney test; n = 5 mus/gruppe. Data vist som Gjennomsnittlig ± SEM. *p < 0,05. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Her gir vi informasjonen som kreves for bygging av et apparat for WBIS av mus til CS. Etter installasjon av systemet er det kritisk viktig at undersøkere kalibrerer systemet basert på den leverte dosen nikotin eller cotinin hos dyr. Apparatet inneholder en timer og trykkmålere som kan brukes til å justere sigarettpustvolum, pufffrekvens, kombinert røykeksponeringsperiode og hvileintervaller som dyr mottar mellom hver sigarett. Videre kan det faktiske antallet sigaretter som administreres daglig variere avhengig av tjære og nikotininnhold. Til slutt er det viktig at enhver komponent utsatt for sigarettrøyk rengjøres regelmessig for å sikre riktig røyksirkulasjon og konsekvent røykeksponering av dyrene.

Det er minst et halvt dusin kommersielle systemer og protokoller tilgjengelig for behandling av mus med CS og lufttoksiske stoffer. Imidlertid krever flertallet av utstyret som brukes til dette formålet kommersielle leverandører eller inngående kunnskap om elektronikk og / eller elektroteknikk for montering. Noen av disse systemene bruker WBI-regimer, mens andre inneholder behandlinger kun for nesen, men disse systemene kan koste opptil $ 100,000 XNUMX, noe som gjør dem uoverkommelig dyre for de fleste laboratorier.

Fordelen med dette DIY-systemet er den iboende enkelheten i produksjonen, lave kostnader (~ $ 6,000) og allsidighet. Videre er komponentene som er nødvendige for bygging av dette GJØR-det-selv-apparatet lett tilgjengelig fra kommersielle forhandlere og forsyningskjeder. Vi erkjenner at en begrensning av eksponeringsprotokollen og utstyret er mangelen på dosimetriutstyr for å måle sigarettrøykbestanddeler levert inn i musens eksponeringskamre. Imidlertid fungerer utformingen av dette systemet på en kontrollert måte, og vi viste at nivåene av serum cotinine i dette valgte røykeregimet er sammenlignbare med andre murinmodeller av CS-indusert emfysem20,21. Videre har denne metoden vist seg å ha anvendelser utover å overvåke effekten av CS i lungene og BM. Vår gruppe brukte dette systemet til å studere hvordan sigarettrøyk påvirker tarmvevet15. Vi har også nylig tilpasset dette systemet for å studere de skadelige effektene av eksponering for elektroniske sigaretter på lungene22.

Oppsummert representerer dette apparatet et rimelig og lettbygd eksponeringssystem for å studere det store utvalget av skadelige effekter av sigarettrøyking.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingenting å avsløre.

Acknowledgments

AR, XH og PE ble støttet av NIH grant R01HL140398 og et Gilson Longenbaugh Foundation-stipend. DEMM og KK ble støttet av NIH-tilskuddene R01HL136333 og R01HL134880 (KYK), og et stipend fra Helis Medical Research Foundation. DEMM støttes også av Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Gilliam Fellowship for Advanced Study. PE støttes også av Training in Precision Environmental Health Sciences NIEHS T32 ES027801 Fellowship Program. JC og MF støttes av Tobacco Research Funds fra Institutt for epigenetikk og molekylær kreftfremkallende og av Center for Epigenetics (Scholar Award to MF) ved MD Anderson. FK og YZ støttes av NIH-tilskudd R01 ES029442-01 og R01 AI135803-01 samt VA Merit grant CX000104. Dette prosjektet ble støttet av Cytometry and Cell Sorting Core ved Baylor College of Medicine med finansiering fra CPRIT Core Facility Support Award (CPRIT-RP180672), NIH (CA125123 og RR024574), og hjelp fra Joel M. Sederstrom.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Current Cigarette Smoking Among Adults in the United States. Center for Disease Control and Prevention. , Available from: https://www.cdc.gov/tobacco/data_statistics/fact_sheets/adult_data/cig_smoking/index.htm (2018).
  2. Salvi, S. Tobacco smoking and evironmental risk factors for chronic obstructive pulmonary disease. Clinics in Chest Medicine. 35, 17-27 (2014).
  3. Sunyer, J., et al. Longitudinal relation between smoking and white blood cells. American Journal of Epidemiology. 144, 734-741 (1996).
  4. Freedman, D. S., Flanders, D., Barboriak, J. J., Malarcher, A. M., Gates, L. Cigarette smoking and leukocyte subpopulations in men. Annals of Epidemiology. 6, 299-306 (1996).
  5. Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD). Center for Disease Control and Prevention. , Available from: https://www.cdc.gov/copd/basics-about.html (2019).
  6. Genovese, G., et al. Clonal hematopoiesis and blood-cancer risk inferred from blood DNA sequence. New England Journal of Medicine. , (2014).
  7. Steensma, D. P. Clinical implications of clonal hematopoiesis. Mayo Clinic Proceedings. 93, 1122-1130 (2018).
  8. Tobacco. Federal Trade Comission. , Available at: . Accessed: 4th (2020).
  9. 3R4F Cigarettes. University of Kentucky - College of Agriculture Food and Environment. , Available from: https://ctrp.uky.edu/products/gallery/Reference Cigarettes/detail/936 (2020).
  10. Shan, M., et al. Cigarette smoke induction of osteopontin (SPP1) mediates T H 17 inflammation in human and experimental emphysema. Science Translational Medicine. 4, 1-10 (2012).
  11. Yuan, X., et al. Activation of C3a receptor is required in cigarette smoke-mediated emphysema. Nature Mucosal Immunology. 8, 874-885 (2014).
  12. Yuan, X., et al. Cigarette smoke - induced reduction of C1q promotes emphysema. JCI Insight. 4, 1-17 (2019).
  13. Shan, M., et al. Agonistic induction of PPAR g reverses cigarette smoke - induced emphysema Find the latest version: Agonistic induction of PPAR γ reverses cigarette smoke - induced emphysema. Journal of Clinical Investigation. 124, 1371-1381 (2014).
  14. Hong, M. J., et al. Protective role of gd T cells in cigarette smoke and influenza infection. Nature Mucosal Immunology. 11, 834-908 (2018).
  15. Kim, M., et al. Cigarette smoke induces intestinal inflammation via a Th17 cell-neutrophil axis. Frontiers in Immunology. 10, 1-11 (2019).
  16. Lu, W., et al. The microRNA miR-22 inhibits the histone deacetylase HDAC4 to promote T H 17 cell - dependent emphysema. Nature Immunology. 16, 1185-1194 (2015).
  17. Hendrix, A. Y., Kheradmand, F. The Role of Matrix Metalloproteinases in Development, Repair, and Destruction of the Lungs. Progress in Molecular Biology and Translational Science. 148, Elsevier Inc. (2017).
  18. Siggins, R. W., Hossain, F., Rehman, T., Melvan, J. N., Welsh, D. A. Cigarette smoke alters the hematopoietic stem cell niche. Med Sci. 2, 37-50 (2014).
  19. Kheradmand, F., You, R., Gu, B. H., Corry, D. B. Cigarette smoke and DNA cleavage promote lung inflammation and emphysema. Transactions of the American Clinical and Climatological Association. 128, 222-233 (2017).
  20. Ha, M. A., et al. Menthol attenuates respiratory irritation and elevates blood cotinine in cigarette smoke exposed mice. PLoS ONE. , 1-16 (2015).
  21. Moreno-Gonzalez, I., Estrada, L. D., Sanchez-Mejias, E., Soto, C. Smoking exacerbates amyloid pathology in a mouse model of Alzheimer's disease. Nature Communications. 4, 1-10 (2013).
  22. Madison, M. C., et al. Electronic cigarettes disrupt lung lipid homeostasis and innate immunity independent of nicotine. Journal of Clinical Investigation. 129, 4290-4304 (2019).

Tags

Immunologi og infeksjon utgave 164 sigarettrøyk hematopoiesis emfysem hematopoietisk stamme og stamceller benmarg KOLS
Sigarettrøykeksponering hos mus ved hjelp av et inhalasjonssystem for hele kroppen
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Morales-Mantilla, D. E., Huang, X.,More

Morales-Mantilla, D. E., Huang, X., Erice, P., Porter, P., Zhang, Y., Figueroa, M., Chandra, J., King, K. Y., Kheradmand, F., Rodríguez, A. Cigarette Smoke Exposure in Mice using a Whole-Body Inhalation System. J. Vis. Exp. (164), e61793, doi:10.3791/61793 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter