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방법 논문

토끼 모델의 절연 폐 관류 시스템

3.8K 조회수

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DOI:

10.3791/62734

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2021년 7월 15일

 ,  ,  , 

이 논문에서

요약

고립 된 토끼 폐 제제는 폐 연구에서 금 표준 도구입니다. 이 간행물은 기도 반응성, 폐 보존 및 폐 이식 및 폐 부종의 전임상 연구에 관여하는 생리적 및 병리학 적 메커니즘의 연구를 위해 개발 된 기술을 설명하는 것을 목표로합니다.

초록

고립 된 폐 관류 시스템은 폐 연구에서 널리 사용되어 미세 및 거시적으로 폐의 내부 작동을 해명하는 데 기여했습니다. 이 기술은 순환 물질 과 흡입 또는 perfused 물질의 효과 사이의 상호 작용을 포함하여 대사 활동 과 호흡 기능을 측정하여 폐 생리학 및 병리학의 특성화에 유용합니다. 시험관 내 방법은 조직의 슬라이스 및 배양을 포함하지만, 고립 된 전 생체 폐 관류 시스템은 환기 및 관류를 재현하면서 지속적인 생리 적 기능의 연구를 가능하게하는 완전한 기능성 기관과 함께 작동 할 수 있습니다. 그러나 중앙 내분과 림프 배수의 부재의 효과는 여전히 완전히 평가되어야한다는 점에 유의해야합니다. 이 프로토콜은 실험 실험실 동물로부터 폐와 심장의 수술 추출 및 캐니언화에 이어 분리된 폐 장치의 조립을 설명하고 데이터의 관류 기술 및 신호 처리를 표시하는 것을 목표로 합니다. 격리된 폐의 평균 생존가능성은 5-8h 사이입니다. 이 기간 동안 폐 모세관 투과성이 증가하여 부종과 폐 손상을 유발합니다. 보존된 폐 조직의 기능은 시간이 지남에 따라 폐 부종의 정도를 결정하는 데 사용되는 모세관 여과 계수(Kfc)에 의해 측정됩니다.

서론

브로디와 딕슨은 1903년 전 생체폐 관류 시스템을 처음 설명했다. 그 이후로 폐의 생리학, 약리학, 독성학 및 생화학을 연구하기위한 금 표준 도구가되었습니다2,3. 이 기술은 폐 이식의 생존가능성을 평가하고 히스타민, 아라키도니아산 대사산물 및 물질 P와 같은 염증 성 중재자의 효과뿐만 아니라 기관지 수축, 천자 수축 및 폐 적 부종과 같은 폐 현상 동안의 상호 작용을 결정하는 일관되고 재현 가능한 방법을 제공합니다. 고립 된 폐 시스템은 일반 순환에서 생물 발생 아민의 제거에 폐의 중요한 역할을 공개하는 중요한 기술이었다4,5. 또한, 시스템은 폐 계면 활성제6의 생화학을 평가하는 데 사용되었습니다6. 지난 수십 년 동안, 전 생체 폐 관류 시스템은 폐 이식 연구를위한 이상적인 플랫폼이되었다7. 2001년 Stig Steen의 한 팀은 19세 기증자의 폐를 재조정하기 위해 이 시스템을 사용하여 전 생체 폐 ....

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프로토콜

토끼 모델의 고립 된 관류 시스템은 Instituto Nacional 드 Enfermedades 호흡증선의 기관지 과잉 반응 연구소에서 널리 사용되었습니다. 이 프로토콜에는 대략 무게가 2.5-3kg인 뉴질랜드 토끼가 포함됩니다. 모든 동물은 실험실 동물에 대한 공식 멕시코 지침 (NOM 062-ZOO-1999)과 실험실 동물의 관리 및 사용에 대한 가이드 (8 판, 2011)에 따라 표준 vivarium 조건 및 광고 리비툼 공급에 보관되었습니다. 이 프로토콜에 제시된 모든 동물 절차 및 동물 관리 방법은 이전에 Instituto Nacional 드 Enfermedades Respiratorias의 윤리위원회에 의해 승인되었습니다.

참고: 고립된 폐 관류 시스템의 준비는 마취 하에 그리고 안락사를 통해 동물의 의도적인 죽음을 관련시킵니다.

1. 장비 및 장치의 준비.

  1. 장비 배치:
    1. 토끼의 무게에 따라 크기가 있는 수술테이블을 설정합니다.
    2. 강철 기둥에 인공 흉부 덮개를 장착하고 유리 챔버 아래에 유리 챔버와 측면에 롤러 펌프가있는 인공 호흡기를 장착합니다.
    3. 커버가 기관장 캐뉼라를 기관지와 ....

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결과

고립 된 폐 관류 시스템은 생검에 대한 장기 조작, 관류에서 샘플 수집 및 생리 적 매개 변수의 실시간 데이터 수집을 허용합니다. 고립 된 시스템은 다른 기능과 폐 현상을 포함 하는 많은 가설을 테스트 하는 데 사용할 수 있습니다., 신진 대사와 효소 활동에서 부 종 형성 및 폐 이식에 대 한 보존 기간.

도 1은 환기 시스템 및 계산된 데이터 수집과 함께 완전히 조립된 절연 폐 관류 시스템의 다이어그램을 표시합니다. 시스템의 관류 성분은 난투가 지속적으로 고립 된 폐를 통해 흐르는 것을 보장합니다. 폐 동맥은 유입 관류를 제공하기 위해 캔투, 난투 유출은 심장의 왼쪽 아트리움을 캐너레이션에 의해 제공됩니다. 난투는 롤러 펌프를 사용하여 전달되어 열교환기를 통과한 다음 거품 트랩을 통해 폐 동맥으로, 그리고 마지막으로 폐 혈관 침대로 전달됩니다. 시스템의 환기 성분은 환기 매체가 기관 캐뉼라를 통해 직접 폐렴구균계의 단부를 지.......

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토론

이 연구는 폐 생리학 연구에서 필수적인 기술인 고립된 폐 관류 시스템의 일반적인 견해를 표시합니다. 고립 된 폐 관류 시스템은 그것의 사용에 있는 다재다능성의 큰 정도를 제공하고 가설의 넓은 범위의 시험에서 관련있는 몇몇 매개변수의 평가를 허용합니다15. 고립 된 폐 시스템은 지난 10 년 동안 장기 별 평가를위한 관련성을 더욱 확립하고 중년 줄기 세포16 및 CRISPR / Cas9 게놈 엔지니어링17과 관련된 최첨단 기술과 새로운 치료법의 확장으로 유용성을 확장한 전 세계적으로 존재합니다. 현재 전 생체 폐 관류 연구 영역은 항 염증 전략, 환기 손상 관리 및 예방, 항 거부 치료 및 폐 부종 성능15를 광범위하게 다룹니다.

올바른 데이터 회수를 보장하기 위해서는 장치의 적절한 조립이 필요합.......

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공개 사항

저자는 이해 상충을 선언하지 않습니다.

감사의 글

저자는 이 원고를 쓰는 베티나 소머 세르반테스 박사와 키치아 엘레나 라라 사폰트가 일러스트레이션을 지원해 준 것에 대해 감사를 표하고 싶습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
2-Stop Tygon E-Lab 튜빙, 3.17mm ID, 12/팩, 블랙/화이트Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-1864
IPL-4의 양압 환기용 어댑터Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4312
IPL-4의 양압 환기용 어댑터Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4312
IPL-4용 대체 무압력 가스 공급: 음의 환기 시 실내 공기와 다른 가스 혼합물을 기관에 공급하기 위해Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4309
태아 돼지 격리 관류 폐Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4138
소 혈청 A2:D41알부민 동결 건조 분말시그마3912500g
염화칼슘, CaCl2· 2H2O.JT Baker10035-04-8
극저온 바이알Corning4306592 mL
D-글루코사, C6H12O6.sigmaG5767
차동 저압 트랜스듀서 DLP2.5, 범위 +- 2.5 cmH2O, HSE 커넥터Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-3882
차압 트랜스듀서 MPX, 범위 +- 100 cmH2O, HSE 커넥터Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-0064
Eppendorf 튜브
에탄올 절대 HPLC 등급Caledon
Falcon 튜브14mL
Harvard 연동 펌프 P-230(컨트롤 박스 및 P-230 모터 드라이브 포함)Hugo Sachs Elektronik (HSE)70-7001
가열식 선형 기압계0 - 10L/min 유량 범위Hugo Sachs Elektronik (HSE)59-9349
단일 기압계용 히터 컨트롤러 230VAC, 50HzHugo Sachs Elektronik (HSE)59-9703
HeparinPISA5000 UI
HPLC 컬럼 (C18 100A 5U)Alltech98121213150 mm x 4.6 mm
친수성 주사기 필터MillexSLLGR04NL4 mm
IPL-4 코어 시스템, 고립된 토끼에서 태아 돼지 폐, 230Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4296
태아 돼지 폐에 고립된 토끼를 위한 IPL-4 핵심 체계, 230 VHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4296
버퍼 용액용 재킷 유리 저장소, 프릿 및 튜빙 포함, 6.0 LHugo Sachs Elektronik (HSE)73-0322
Lauda 온도 조절 순환기, 유형 E-103, 230 V/50 Hz, 3 L 수조 부피, 온도 범위 20 to 150°C; CHugo Sachs Elektronik (HSE)73-0125
바구니가 있는 토끼용 왼쪽 아트리움 캐뉼라, OD 5.9mmHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4162
PLUGSYS 모듈용 저범위 혈압 변환기 P75Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-0020
황산마그네슘 헵타하이드레이트, MgSO4· 7H2OJT Baker10034-99-8
마이크로 원심분리기 튜브Corning430909
IPL-4Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-4298
뉴질랜드 토끼
PISABENTAL (펜토바르비탈 나트륨)PISAQ-7833-215
PLUGSYS 케이스, 유형 603* 7Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-0045
PLUGSYS TCM 시간 카운터 모듈Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-1750
PLUGSYS 변환기 증폭기 모듈(TAM-A)Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-0065
PLUGSYS 변환기 증폭기 모듈(TAM-D)Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-1793
압력 조절기가 있는 PLUGSYS VCM-4R 환기 제어 모듈Hugo Sachs Elektronik (HSE)73-1755
염화칼륨, KCl.JT Baker3040-01
인산이수소칼륨, KH2PO4JT Baker7778-77-0
PROCIN (자일라신 클로하이드레이트)PISAQ-7833-099
바구니가 있는 토끼용 폐동맥 캐뉼라, OD 4.6mmHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4161
메스 나이프
세로토닌 5-HT
서보 컨트롤러(SCPHugo Sachs Elektronik (HSE)73-2806
스냅 캡 마이크로 원심분리기 튜브Costar36201.7mL
중탄산나트륨, NaHCO3sigmaS6014
염화나트륨, NaCl.시그마S9888
수술용 장갑 No. 7 1/2
수술용 장갑 No. 8
Taygon 튜브토끼용 Masterflex
기관 캐뉼라, OD 5.0 mmHugo Sachs Elektronik (HSE)73-4163
관류용

참고문헌

  1. Dixon, W. E. Contributions to the physiology of the lungs: Part I. The bronchial muscles, their innervation, and the action of drugs upon them. The Journal of Physiology. 29 (2), 97-173 (1903).
  2. Nelson, K., et al.

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