Summary
Bu protokol, sigara dumanının (CS) patofizyolojik etkilerinin, şirket içinde inşa edilmiş bir tüm vücut soluma (WBI) maruz kalma sistemi (WBIS) ile incelenmesini göstermektedir. Bu sistem, akciğer amfizem ve hematopoez üzerindeki CS aracılı etkilerin araştırılması için kontrollü tekrarlanabilir koşullar altında hayvanları CS'ye maruz bırakabilir.
Abstract
AMERIKA Birleşik Devletleri'ndeki yetişkinlerin yaklaşık% 14'ünün 2018'de sigara içtiği bildirildi. Sigara dumanının (CS) akciğerler ve kardiyovasküler hastalıklar üzerindeki etkileri yaygın olarak incelenmiştir, ancak CS'nin kan ve kemik iliği gibi diğer doku ve organlardaki etkisi eksik tanımlanmıştır. Kemirgenlerdeki CS'nin etkilerini incelemek için uygun sistemi bulmak yasaklayıcı derecede pahalı olabilir ve ticari olarak mevcut sistemlerin satın alınmasını gerektirebilir. Böylece, farelerde CS'nin patolojik etkilerini incelemek için uygun fiyatlı, güvenilir ve çok yönlü bir sistem inşa etmek için yola çıktık. Bu tüm vücut soluma maruz kalma sistemi (WBIS) kurulumu, CS ve temiz havaya alternatif maruz kalarak sigaraların nefes almasını ve şişirilmesini taklit eder. Burada, bu kendin yap (KENDIN YAP) sisteminin 4 aylık sigara dumanına maruz kalmadan sonra farelerde hava yolu iltihabına ve akciğer amfizemine neden olduğunu gösteriyoruz. Bu aparat kullanılarak kemik iliğinde CS'nin tüm vücut solumasının (WBI) hematopoetik kök ve progenitör hücreler (HSPC) üzerindeki etkileri de gösterilmiştir.
Introduction
Sigara, son 50-60 yılda sigara içen yetişkinlerin sayısındaki istikrarlı düşüşe rağmen ABD'de önlenebilir hastalıkların en önemli nedenlerinden biri olmaya devam etmektedir1. Sigara içmenin, amfizem ve kronik bronşit içeren bir grup hastalık olan kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH) dahil olmak üzere akciğerlerin ve kanın birden fazla hastalığıyla bağlantılı olduğu yaygın olarak bilinmektedir2,3,4. Hastalık Kontrol Merkezi'ne (CDC) göre, 2014 yılında KOAH, 15 milyondan fazla Amerikalının bu hastalıktan muzdarip olduğu ABD'de üçüncü önde gelen ölüm nedeni oldu5.
CS ayrıca son zamanlarda klonal hematopoez (CH)6,7, tek bir hematopoetik kök hücrenin orantısız bir şekilde bir kişinin periferik kanının büyük bir yüzdesini ürettiği bir durum geliştirme riski ile ilişkilendirilmiştir. Bu bulgu sigara içme ve kemik iliği fonksiyonu arasında potansiyel bir bağlantı olduğunu göstermektedir. CS'nin yaygın ve son derece önemli sağlık etkileri göz önüne alındığında ve hastalıkların murine modellerinin biyomedikal araştırmalarda ilerlemenin temel taşı olduğu göz önüne alındığında, farelerde CS modellemek için verimli ve uygun fiyatlı sistemler geliştirmek yararlıdır.
Burada, CS'nin akciğer amfizem ve kemik iliği homeostazı üzerindeki in vivo etkilerini tedavi etmek ve incelemek için uygun fiyatlı bir sistem oluşturmak için adım adım bir kılavuz sunuyoruz. Bu ekipmanın montajı, kullanıcının özel bilgiye sahip olmasını gerektirmez ve bu nedenle DIY montajına izin verir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Deneylerde yer alan tüm hayvanlar ve bu tekniğin geliştirilmesi, Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanan hayvan kullanım protokolümüz ve Laboratuvar Hayvan Bakımını Değerlendirme ve Akreditasyon Derneği (AAALAC) tarafından akredite edilmiş Baylor College of Medicine ve MD Anderson kurumları altında olmuştur.
1. Cihazın yapımı
- Hava kompresörünün valf sistemi ile montajı.
- Debimetreleri (Y çubuğu ve 2 güç kalkışlı iki adet 15 L/dk) 1/8 inç dişli erkek adaptör meme ucu bağlantısı kullanarak minyatür basınç regülatörüne bağlayın. Diş sızdırmazlık bandının tüm dişli uçlarda kullandığınızdan emin olun.
- Monte edilmiş basınç regülatörünü akış cihazı ile tıbbi hava kompresörü cihazına aşağıdakileri kullanarak bağlayın: kompresör hava çıkışındaki 1/8 inç altıgen meme ucu, 1/8 inç dişli bağlantı bağlantısı ve basınç regülatörüne bağlanan 1/8 inç dişli erkek adaptör meme ucu bağlantısı.
- Oksijen döner dikenli konektörü her (4) akış cihazına takın.
- Hava kompresörünün üst hava çıkışına bir erkek adaptör takın (kısmen tıbbi hava kompresörü cihazına dahildir).
- Pozlama odalarının montajı (4 birim yapın)
- 3/4 inç klorlu polivinil klorür (CPVC) borusunu sekiz 4 inç segmente kesin.
- Her segmenti bir adet 3/4 inç 90° dirsek CPVC bağlantısına yerleştirin ve dirseğin montaj tarafını 3/4 inç çapında bir CPVC erkek adaptörüne takın. Her biri bir CPVC dirsek bağlantısına ve bir CPVC erkek adaptörüne bağlı sekiz CPVC segmenti olmalıdır.
- Kapaklı 8,5 L hava geçirmez kabın (11,25 x 7,75 x 6 inç) birbirine en uzak karşı taraflarında iki delik (1 1/4 inç çapında) delin (bkz. Şekil 1 pozlama odası). Deliklerin konumlandırılması yukarıdan aşağıya ve soldan sağa ortalanacaktır.
- Daha önce monte edilmiş CPVC erkek adaptörünün dişli kenarlarını kaplardaki her deliğe yerleştirin.
- Kabın içinden, diğer tarafa 3/4 inç CPVC kapağı (Oda dumanı girişi) ve bir tarafa 3/4 inç CPVC Damla sulama dişi adaptörü takın (Oda dumanı çıkışı).
- Oda dumanı çıkışının CPVC kapağının üstünde quincunx (duş başlığı) deseninde beş 3 mm delik açın. Bu, sigara dumanının odaya daha yüksek hızda girmesini sağlayacak ve odanın içine her yöne eşit şekilde yayılmasını sağlayacaktır.
- Sigara odalarının montajı (4 murine maruz kalma ünitesine kadar yapar)
- Tek delikli bir kauçuk durdurucu (üretici boyutu 8,5) alın ve daha geniş tarafa 1/4 inç dikenli Y konektörü ve dar tarafa düz dikenli bağlantı parçası (8 mm açıklık) takın. Sigara, sigara işlemi sırasında (sigara kaidesi) buraya yerleştirilecektir.
- 12 inç uzunluğundaki tıbbi sınıf vinil borunun bir ucunun lastik durdurucuya bağlı Y konektöründeki dikenli konektörlerden birine, diğer ucunun bir ucunun 1/4 inçlik bir bağlantı parçasına bağlanması ve bu bağlantı parçasının karşı tarafını tek delikli kauçuk durdurucuya (üretici boyutu 1) takması.
- Başka bir kauçuk durdurucuda (üretici boyutu 8.5), durdurucunun geniş tarafına bir adet 1/4 inç düz boru konektörü yerleştirin ve bağlantı elemanının dış ucunu 7 ft tıbbi sınıf bir vinil boruya bağlayın.
- Daha önce 1.3.1–1.3.3 adımlarında monte edilen iki kauçuk durdurucu yapıyı bir laboratuvar cam tahliye tüpünden 8 inç x 1.75 inç cam silindire bağlayın.
- Valf kontrol sistemi
- Sistem, sigara dumanının ve temiz havanın solunması (kabarması) simüle eden solenoid valflerin ritmik bir şekilde açılması ve kapatılması ile kontrol edilir. Solenoid vanaları kontrol eden sistem ticari olarak tasarlanmıştır (bkz. Malzeme Tablosu).
- Tüm bileşenleri bir araya getirme (bkz. Şekil 1)
- 1 inç bağlantı elemanları kullanarak valf kontrol sisteminin kenarlarına dört solenoid valf monte edin.
- Solenoid vanaları üreticinin talimatlarına uyarak valf kontrol sistemine bağlayın.
- Solenoid vanadaki egzoz ("EXH") bağlantısına 10-32 (M) dişli düz bir konektör ve aynı solenoid vananın "IN" ve "OUT" bağlantılarına dişli bir bağlantı noktası adaptörü takın.
- Kompresöre takılan debimetreyi 7 ft tıbbi sınıf vinil boru kullanarak "OUT" bağlantısından solenoid vanaya bağlayın.
- 1.3.3 adımda kauçuk durdurucu ile monte edilen 7 ft vinil tüpü bağlayın. solenoid vana üzerindeki "IN" konektöründe.
- Sigara odasının küçük kauçuk durdurucuyu oda dumanı girişine yerleştirin.
- Solenoid vanayı, adım 1.3.1'de monte edilen sigara kaideslerindeki dikenli Y konektörünün ikinci bağlantısına bağlayın.
Şekil 1: CS'ye maruz kalmak için WBIS'imizin bağlantılarının şeması. Bu şekil, tüm bileşenlerin bir çalışma aparatı oluşturmak için nasıl birleştirildiğini gösterir. Şekil, makinenin çalışabileceği dördünün sadece bir adet monte edilmiş sigara içme odasını göstermektedir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
2. Sigara dumanına maruz kalma
DİkKAT: Sigara dumanına ikinci ve üçüncü el maruz kalmaktan kaçının. Sigara ve maruz kalma odaları Sınıf II Tip B2 Laminar Akış Biyolojik Güvenlik Kabinleri içinde kullanılmalıdır. Dumana maruz kalma deneyleri (örneğin, maskeler, eldivenler, saç ağı, gece elbisesi) yaparken uygun KKD giyilmelidir.
-
Basınç ve hava akışını ayarlama
- Tüm bileşenler Şekil 1'degösterildiği gibi monte edildikten sonra, hava kompresörünü açın ve güvenlik alarmının kendi kendine kapanmasını bekleyin.
- Düğmeyi basınç regülatörü üzerine çevirerek hava kompresörünün basıncını 40-50 psi'ye ayarlayın.
- Debimetreyi kullanarak hava kompresöründen gelen hava akışını 5 L olarak ayarlayın.
- Valf kontrol cihazını açın.
- Zamanlayıcının ilk basamağındaki UP tuşunu basılı tutarken SET/LOCK tuşuna basarak valf denetleyicisindeki dijital zamanlayıcıyı PULSE-C (ekranda "Pu-c" olarak gösterilir) çalışma moduna ayarlayın. Ardından, Pu-c moduna ulaşılana kadar UP tuşuna basın. Görüntülenen çalışma modunu (örneğin, Pu-C) çalışma modu olarak ayarlamak için RESET tuşuna basın.
- Zamanlayıcı 1'i değiştirmek için SET/LOCK tuşlarına basın (ekranda "T1" olarak gösterilir).
- T1'i 20 sn olarak ayarlamak için AYU VEYA AYI tuşlarına basın.
- Zamanlayıcı 2'yi değiştirmek için SET/LOCK tuşlarına basın (ekranda "T2" olarak gösterilir).
- T2'yi 3 sn olarak ayarlamak için AYU VEYA AYI tuşlarına basın.
NOT: 2.1.5 ile 2.1.9 arasında olan adımlar belirli bir zamanlayıcı ile kullanılmak üzere özel olarak tasarlanmıştır (bkz. Malzeme Tablosu). Bu ürünün diğer kullanımları hakkında daha fazla bilgi için ilgili kullanım kılavuzuna bakın.
-
Sigara dumanı tedavisi
NOT: Bu sistem aynı anda 1-4 murine maruz kalma odasının kullanılmasına izin verir.- Hava kompresörünü açın ve güvenlik alarmının kendi kendine kapanmasını bekleyin.
- Valf kontrol cihazını açın.
- 5 fareyi 8,5 L hacimli hava geçirmez çıkarılabilir kapaklı dört pozlama odasının her birine aktarın.
- Laminer akış biyolojik güvenlik kabininin içinde, bir sigarayı aydınlatın ve sigarayı sigara odasının içine yerleştirin. Kentucky 3RF4 araştırma sigaralarına (9.5 mg/ cig katran ve 0.73 mg / cig nikotin) kıyasla 15 mg / cig katran ve 1.1 mg / cig nikotin8 içeren ticari olarak mevcut sigaralarıkullanın.
- Vana kontrol ünitesindeki şu anda kullanılmakta olan haznelere karşılık gelen vanaları AÇIK olarak değiştirin. Maruz kalma 2 faza ayrılır: (T1) temiz hava 20 s boyunca maruz kalma odasına pompalanır ve (T2) hava akışı sigaranın yanmasına neden olur ve sigara odasından duman 3 s için maruz kalma odasına pompalanır. Sigaranın filtreye ulaşana kadar tamamen yanmasına izin verin.
- ~4 dakikalık bir süre boyunca ortalama ~10 puf/sigara gerçekleştirecek şekilde zamanlayıcı ayarlarını yapın. Zamanlayıcı ve sistemin, araştırmacıların araştırma ihtiyaçlarına göre CS dosing rejimini geliştirmek veya düşürmek için kolayca özelleştirilebilir olduğunu unutmayın.
- Sigara filtresini çıkarın ve alevi söndürmek ve kokuyu nemlendirmek için sigara izmaritini su ile cam bir kabın içine yerleştirerek atın.
- Sigara odasının tekrar kapalı ve sigarasız olduğundan emin olun. Makinenin 10 dakika boyunca temiz hava pompalamasına izin verin. CS'ye maruz kalan omurgalı hayvanların sürekli izlenmesi son derece önemlidir. Bu maruz kalma rejimi, maruz kalma odası başına 9 haftalık 5 dişi fare için optimize edilmiştir.
- Oda başına günde toplam 4 sigara için 2.3.4 ile 2.3.7 arasında üç kez adımları yineleyin. Bu prosedür, araştırmacının deneyleri için ihtiyaç duyduğu sürece haftada 5 gün tekrarlanır.
- Fareleri maruz kalma odalarından ilgili kafeslerine geri çıkarın.
- Valf kontrol cihazını ve hava kompresörunu kapatın.
- Maruziyeti ve sigara odalarını çıkarın ve katran kalıntılarını gidermek için su ve sabunla yıkayın.
- Tekrar kullanmadan önce odaları tamamen kurutun.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
CS maruziyetinin ana özelliklerinden biri, akciğerdeki hava keseciklerinin (alveoller) hasar ve yıkımı ile karakterize olan amfizemdir. Bu nedenle, ilk deneyler DIY sisteminin CS'ye tekrarlanan tüm vücut maruziyeti üzerine dişi farelerin akciğerlerinde amfizem değişikliklere neden olma yeteneğine odaklandı. CS dosing rejimi, fareleri CS ile tedavi etmek ve amfizem 10 , 11 ,12 ,13 , 14,15,16'nın moleküler patofizyolojisini incelemek için burada açıklanan DIY sistemini kullandığımız önceki yayınlarımıza dayanarak seçildi. Özellikle, fareler her sigara arasında 10 dakika, haftada beş gün 4 ay boyunca 10 , 11,12,13, 14,15,16.
Hematoksilin ve eozin (H&E)lekeli akciğer histolojisi, Hava ile tedavi edilen farelere kıyasla CS'ye maruz kalan farelerde alveollerin yok edildiğini göstermiştir (Şekil 2A). Aynı fikirde olarak, kör bir şekilde akciğer bölümlerinin histopomorfometrik analizi, CS'ye maruz kalan farelerde ortalama doğrusal kesişim noktasının (MLI) Hava kontrollerine kıyasla önemli ölçüde daha yüksek olduğunu göstermiştir (Şekil 2B). Beklendiği gibi, WBIS'den CS'ye vücut ağırlığında bir düşüşe neden olur (Şekil 2C). Yukarıdaki gözlemlerle tutarlı olarak CS'ye maruz kalan fareler ayrıca bağışıklık hücrelerinin gelişmiş hava yolu sızmasının yanı sıra doku hasarından sorumlu olan Matrix metalloproteaz 9 ve 12 (Mmp9 ve Mmp12) gen ekspresyonunun indüksiyonunu göstermiştir (Şekil 2D,E)17. Nikotin metaboliti ve CS maruziyeti için bir biyobelirteç olan cotinine, 4 aylık CS'ye maruz kalan ancak Hava maruz kalan farelerde tespit edilemeyen farelerin serumunda önemli ölçüde yükseldiği tespit edildi (Şekil 2F).
CS maruziyetinin vücudun hücreleri ve dokuları üzerindeki çok yönlü etkisinin giderek artan bir takdiri vardır. Önceki bir çalışma, farelerin 3R4F sigaralarla 9 ay boyunca 6 saat / gün, 5 gün / hafta rejimi ile CS'ye WBI maruz kalmasının hematopoetik kök hücre nişinde bir değişikliğe yol açtığınıgöstermiştir 18. Bu nedenle, önceden kurulmuş CS dosing rejimimiz 10 , 11 ,12 , 13 , 14,15,16kullanarak bu DIY sisteminin kemik iliği homeostazını değiştirme yeteneğini test ettik. Maruz kaldıktan sonra, akış sitometrisi kullanarak BM popülasyonlarını analiz ettik (Şekil 3A). Beklentiler doğrultusunda, bu DIY sisteminde CS'li farelerin tedavisi kemik iliği (BM) popülasyonlarında bir değişiklikle sonuçlandı. Spesifik olarak, akış sitometrik analizi, Hava kontrollerine kıyasla 4 aylık CS maruziyeti sonrasında hematopoetik kök ve progenitör (HSPC) popülasyonlarında önemli bir artış olduğunu göstermiştir (Şekil 3B). Bu gözlemlerin genişletilmesi, piyasada bulunan bir sistem kullanan farelerin CS'sine tüm vücut maruziyeti (bkz. Malzeme Tablosu)ayrıca HSPC popülasyonlarında bir değişiklik göstermiştir (Şekil 3C). Ticari sistemde kullanılan CS maruziyetinin dosing rejimi ve süresi ile CS ve hematopoezis18'deki önceki yayın, kemik iliği homeostazının çok çeşitli CS dosing ve tedavi rejimlerine karşı mükemmel derecede hassas olduğunu öne süren bu DIY sisteminden oldukça farklıydı (Şekil 3C). Genel olarak, bu veriler, bu DIY sisteminin, çeşitli hücre ve dokulardaki etkilerini güvenilir bir şekilde incelemek için fareleri kontrollü koşullar altında CS'ye maruz bırakmak için kullanılabilecek uygun fiyatlı bir seçenek olduğunu vurgulamaktadır.
Şekil 2: Hava yolu iltihabının CS aracılı indüksiyonu ve farelerin akciğer amfizem değişiklikleri. (A) WT C57BL/6 farelerden H&E lekeli akciğer bölümleri 4 ay boyunca Hava veya CS'ye maruz kaldı. 4x büyütme; 20x büyütme. Ölçek çubuğu 200 μM. (B) Araalveoler duvar mesafesinin bir ölçüsü olarak ortalama lineer kesişme (MLI), Hava veya CS tarafındantedavi edilen farelerden tarafsız histomomorfometri kullanılarak ölçüldü. (D) Bronkoalveoler lavaj (BAL) kontrol sıvısından (Hava) toplam ve ayırıcı hücre sayısı ile CS tedavi edilen fareler. Toplam lökositler (Toplam), makrofajlar (Mac), nötrofiller (Neu) ve lenfositler (Lym). (E) Mmp9 ve (F) Mmp12 mRNA'nın bağıl ifadesi, Hava veya CS maruz kalan farelerin BAL sıvısından gerçek zamanlı PCR ile ölçülür ve Gapdh ekspresyona normalleştirilir. n = 4–5 fare/grup. (G) Hava veya CS'ye maruz kalan farelerde serum cotinin düzeyleri son CS tedavisinden sonra ELISA 24 saat ile ölçüldü; n = 7–8 fare/grup. İstatistiksel karşılaştırmalar (B,C,D,E) Eşleşmemiş t-testi ve (F) Welch'in t-testi kullanılarak yapıldı. Veriler Ortalama ± SEM. **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001 gösterildi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Beklentiler doğrultusunda bu DIY sistemi farelerin kemik iliğindeki CS aracılı etkileri incelemek için kullanılabilir. (A) Akış sitometrisi ile HSPC'leri ve HSC'leri tanımlamak için gating stratejileri. Soy işaretleri şunlardır: Gr1, Mac1, B220, CD4, CD8 ve Ter119. (B) Aynı 4 aylık rejime sahip bu DIY sistemi kullanılarak KSS maruziyeti sonrası tüm kemik iliğindeki HSPC ve HSC yüzdesi. (C) Aşağıdaki maruziyet prosedürü ile piyasada bulunan sistem kullanılarak KSS maruziyeti sonrası tüm kemik iliğindeki HSPC ve HSC'lerin yüzdesi: Günlük 24 adet 3RF4 araştırma sigarası, 12 adet puf/sigara, 4,5 hafta süre ile haftada 5 gün. (B–C) Mann-Whitney testi; n = 5 fare/grup. Ortalama ± SEM olarak gösterilen veriler* 0,05 <. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Burada, farelerin WBIS'i için CS'ye bir aparat yapımı için gerekli bilgileri sağlıyoruz. Sistemin kurulumundan sonra, araştırmacıların sistemi hayvanlarda teslim edilen nikotin veya cotinine dozuna göre kalibre etmesi kritik öneme sahiptir. Cihaz, sigara puf hacmini, puf frekansını, birleşik dumana maruz kalma süresini ve hayvanların her sigara arasında aldığı dinlenme aralıklarını ayarlamak için kullanılabilecek bir zamanlayıcı ve basınç ölçer içerir. Ayrıca, günlük olarak uygulanan gerçek sigara sayısı katran ve nikotin içeriğine bağlı olarak değişebilir. Son olarak, uygun duman sirkülasyonunu ve hayvanların tutarlı duman maruziyetini sağlamak için sigara dumanına maruz kalan herhangi bir bileşenin düzenli olarak temizlenmesi zorunludur.
CS ve hava toksikanları olan farelerin tedavisi için en az yarım düzine ticari sistem ve protokol mevcuttur. Bununla birlikte, bu amaçla kullanılan ekipmanların çoğu ticari satıcılar veya montaj için elektronik ve / veya elektrik mühendisliği hakkında derinlemesine bilgi gerektirir. Bu sistemlerin bazıları WBI rejimlerini kullanırken, diğerleri sadece burun tedavilerini içerir, ancak bu sistemler 100.000 dolara kadar mal olabilir ve bu da çoğu laboratuvar için yasaklayıcı derecede pahalıdır.
Bu DIY sisteminin avantajı, üretimdeki doğal basitlik, düşük maliyet (~$ 6.000) ve çok yönlülüktir. Ayrıca, bu DIY cihazının yapımı için gerekli bileşenler ticari perakendecilerden ve tedarik zincirlerinden kolayca temin edilebilir. Maruz kalma protokolünün ve ekipmanının bir sınırlamasının, fare maruziyet odalarına teslim edilen sigara dumanı bileşenlerini ölçmek için dozimetri ekipmanının olmaması olduğunu kabul ediyoruz. Bununla birlikte, bu sistemin tasarımı kontrollü bir şekilde çalışır ve seçilen bu sigara içme rejimindeki serum kotin seviyelerinin CS kaynaklı amfizem20,21'indiğer murine modelleriyle karşılaştırılabilir olduğunu gösterdik. Ayrıca, bu yöntemin CS'nin akciğerlerdeki ve BM'deki etkilerini izlemenin ötesinde uygulamaları olduğu gösterilmiştir. Grubumuz bu sistemi sigara dumanının bağırsak dokusunu nasıl etkilediğini incelemek için kullandı15. Ayrıca son zamanlarda elektronik sigaralara maruz kalmanın akciğerler üzerindeki zararlı etkilerini incelemek için bu sistemi uyarladık22.
Özetle, bu cihaz sigara içmenin çok çeşitli zararlı etkilerini incelemek için uygun fiyatlı ve yapımı kolay bir maruz kalma sistemini temsil eder.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Acknowledgments
AR, XH ve PE, NIH hibesi R01HL140398 ve Gilson Longenbaugh Vakfı hibesi ile desteklendi. DEMM ve KK, NIH hibeleri R01HL136333 ve R01HL134880 (KYK) ve Helis Tıbbi Araştırma Vakfı'ndan hibe ile desteklendi. DEMM ayrıca Howard Hughes Tıp Enstitüsü (HHMI) Gilliam İleri Çalışma Bursu tarafından da desteklenmektedir. PE ayrıca Hassas Çevre Sağlığı Bilimleri NIEHS T32 ES027801 Burs Programı eğitimi ile de desteklenmektedir. JC ve MF, Epigenetik ve Moleküler Karsinogenez Bölümü'nden Tütün Araştırma Fonları ve MD Anderson'daki Epigenetik Merkezi (MF'ye Akademik Ödül) tarafından desteklenmektedir. FK ve YZ, NIH hibeleri R01 ES029442-01 ve R01 AI135803-01 ve VA Merit grant CX000104 tarafından desteklenmektedir. Bu proje, Baylor College of Medicine'daki Sitometri ve Hücre Sıralama Çekirdeği tarafından CPRIT Çekirdek Tesis Destek Ödülü (CPRIT-RP180672), NIH (CA125123 ve RR024574) ve Joel M. Sederstrom'un yardımıyla desteklendi.
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 |
References
- 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).
- Salvi, S. Tobacco smoking and evironmental risk factors for chronic obstructive pulmonary disease. Clinics in Chest Medicine. 35, 17-27 (2014).
- Sunyer, J., et al. Longitudinal relation between smoking and white blood cells. American Journal of Epidemiology. 144, 734-741 (1996).
- 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).
- Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD). Center for Disease Control and Prevention. , Available from: https://www.cdc.gov/copd/basics-about.html (2019).
- Genovese, G., et al. Clonal hematopoiesis and blood-cancer risk inferred from blood DNA sequence. New England Journal of Medicine. , (2014).
- Steensma, D. P.
- Tobacco. Federal Trade Comission. , Available at: . Accessed: 4th (2020).
- 3R4F Cigarettes. University of Kentucky - College of Agriculture Food and Environment. , Available from: https://ctrp.uky.edu/products/gallery/Reference Cigarettes/detail/936 (2020).
- 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).
- Yuan, X., et al. Activation of C3a receptor is required in cigarette smoke-mediated emphysema. Nature Mucosal Immunology. 8, 874-885 (2014).
- Yuan, X., et al. Cigarette smoke - induced reduction of C1q promotes emphysema. JCI Insight. 4, 1-17 (2019).
- 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).
- Hong, M. J., et al. Protective role of gd T cells in cigarette smoke and influenza infection. Nature Mucosal Immunology. 11, 834-908 (2018).
- Kim, M., et al. Cigarette smoke induces intestinal inflammation via a Th17 cell-neutrophil axis. Frontiers in Immunology. 10, 1-11 (2019).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Ha, M. A., et al. Menthol attenuates respiratory irritation and elevates blood cotinine in cigarette smoke exposed mice. PLoS ONE. , 1-16 (2015).
- 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).
- 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).
