Summary
Deze studie beschrijft een techniek om een silicose-rattenmodel op te stellen met de inademing van silica door het hele lichaam in een inhalatiekamer. De ratten met silicose konden het pathologische proces van menselijke silicose op een gemakkelijke, kosteneffectieve manier met een goede herhaalbaarheid nauwkeurig nabootsen.
Abstract
De belangrijkste oorzaak van silicose is het inademen van silica in de werkomgeving. Ondanks enkele anatomische en fysiologische verschillen blijven knaagdiermodellen een essentieel hulpmiddel voor het bestuderen van menselijke silicose. Voor silicose moet het klassieke pathologische proces induceerbaar zijn via het inademen van vers gegenereerde kwartsdeeltjes, wat betekent dat het specifiek induceren van beroepsziekten bij de mens betekent. Deze studie beschreef een techniek om het pathologische dynamische evolutieproces van silicose vast te stellen en effectief na te bootsen. Verder had de techniek een goede herhaalbaarheid zonder dat er een operatie aan te pas kwam. Het inhalatieblootstellingssysteem werd gefabriceerd, gevalideerd en gebruikt voor toxicologisch onderzoek naar inademing van inadembare deeltjes. De kritische componenten waren als volgt: (1) bulkgenerator voor droog SiO2-poeder , afgesteld met een luchtstroomregelaar; (2) 0,3m3 blootstellingskamer voor inademing van het hele lichaam, geschikt voor maximaal 3 volwassen ratten; (3) een monitoring- en controlesysteem voor het in realtime regelen van zuurstofconcentratie, temperatuur, vochtigheid en druk; en (4) een barrière- en afvalverwijderingssysteem ter bescherming van laboranten en het milieu. Samenvattend rapporteert het huidige protocol de inademing via het hele lichaam, en de inhalatiekamer creëerde een betrouwbaar, redelijk en herhaalbaar silicotisch model voor ratten met een lage mortaliteit, minder letsel en meer bescherming.
Introduction
Silicose, die wordt veroorzaakt door het inademen van silica, is de ernstigste beroepsziekte in China, goed voor meer dan 80% van het totale aantal meldingen van beroepsziekten perjaar1. De etiologie van silicose is duidelijk en kan worden voorkomen en gecontroleerd, maar er is geen effectieve behandelingsmethode beschikbaar2. Van veel geneesmiddelen is bewezen dat ze effectief zijn in basisstudies, maar ze hebben onnauwkeurige klinische effecten 3,4. Daarom moeten de pathologische en fysiologische mechanismen van silicose nog worden onderzocht.
Veel studies hebben een eenmalige infusie van silica in de luchtpijp van ratten of muizen gebruikt om de pathogenese van silicose 5,6 te onderzoeken. Hoewel deze silicotische modellen voor knaagdieren in korte tijd konden worden verkregen7, hadden deze methoden nog steeds uitdagingen, zoals diertrauma's en hoge sterfte. Sommige onderzoeken hebben betrekking op het indruppelen van opgeslagen silica in de longen om een niet-specifieke longreactie op te wekken, maar maakten geen melding van silicotische knobbeltjes bij muizen8. Bovendien, afgezien van acute silicose, veroorzaakte chronische blootstelling aan silica in werkomgevingen een aanzienlijk lagere longontsteking en verhoogde het de niveaus van anti-apoptotische markers, in plaats van pro-apoptotische markers, in de longen9. Daarom is een betrouwbaar, redelijk en herhaalbaar diermodel nodig om de pathogenese van silicose verder te onderzoeken.
De huidige studie beschrijft een methode om het ziekteproces van patiënten met silicose na te bootsen door silica-inhalatie via het hele lichaam, door lucht geleverde deeltjes in een inhalatiekamer, die bestond uit een door lucht geleverde silicagenerator, een kamer voor het hele lichaam en een afvalverwijderingssysteem. Deze methode is eenvoudig, gemakkelijk te bedienen en bootst effectief het pathologische dynamische evolutieproces van silicose na. Ook worden veel mogelijke mechanismen en de pathogenese van silicose geïdentificeerd met behulp van deze methode 10,11,12. Het voorgestelde protocol zal naar verwachting helpen bij verder onderzoek op het verwante gebied van silicose-onderzoek.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle dierproeven zijn uitgevoerd volgens de National Institutes of Health Guide for the Care and Use of Laboratory Animals van de Verenigde Staten en goedgekeurd door het Committee on the Ethics van de North China University of Science and Technology (protocolcode LX2019033 en 2019-3-3 van goedkeuring). Voor het huidige onderzoek werden mannelijke Wistar-ratten van 3 weken oud gebruikt. Alle ratten werden gehouden in statische kooien met houtkrullen. De dieren werden gehouden in een licht/donkercyclus van 12 uur en 12 uur en werden ad libitum voorzien van voedsel en water. Vervolgexperimenten werden uitgevoerd na 1 week adaptief voeren.
1. Voorbereiding van dieren
- Huisvest bij aankomst alle ratten in een specifieke pathogeenvrije (SPF) kamer.
- Verdeel de gezonde ratten willekeurig in twee groepen (n = 10): controleratten die zuivere lucht inademen en ratten met silicose die silica inademen.
2. Silica bereiding
LET OP: Silicastof dat door het menselijk lichaam wordt ingeademd, kan de longen beschadigen. Daarom moeten individuen tijdens operaties overalls, medische handschoenen en beschermende maskers (N95) dragen.
- Maal de silicadeeltjes (zie Materiaaltabel) gedurende 1,5 uur voor elke blootstelling met een agaatmortel. Dit komt omdat vers gebroken kwarts grotere hoeveelheden actieve zuurstofsoorten produceert dan verouderd kwarts13, en silica met een diameter van 1-5 μm is het meest pathogeen .
- Weeg het silica (30 g) na het malen af met behulp van een elektronische balans, plaats het in een glazen bak en bak het gedurende 6 uur op 180 °C in een elektrische verwarmingsdroger (zie Materiaaltabel) om ziekteverwekkers van het oppervlak van de silicadeeltjes te verwijderen.
3. Blootstelling aan silica bij de ratten
- Sluit de injectie en de in de handel verkrijgbare generatorsystemen aan (zie Materiaaltabel) en plaats het silica (30 g) in de generator. Controleer of de verbindingsleiding normaal is, het netsnoer is aangesloten en de stroomvoorziening normaal is.
- Controleer het waterpeil van de sproeitoren en de luchtbevochtiger van het rookgasbehandelingsapparaat (zie Materiaaltabel) handmatig en voeg water toe als het onvoldoende is (niet tot aan de standaardlijn).
- Voeg leidingwater toe aan de sproeitoren van het rookgasbehandelingsapparaat en gedestilleerd water aan de luchtbevochtiger (Figuur 1).
- Schakel de uitlaatgasafvoerinrichting (zie Materiaaltabel) en de luchtbronschakelaar in om te controleren of de binnenkant van de afschermingskast zich in een onderdruktoestand bevindt.
- Controleer of de vloeistofmenging, poedermenging, regelkleppen voor de zuivere gasstroom en de afvoerklep voor afvalwater onder de inhalatiekamer gesloten zijn.
- Plaats in totaal 10 ratten in de inhalatiekamer (zie Materiaaltabel) en sluit het inhalatiecompartiment en de afgeschermde kastdeuren.
- Stel de volgende experimentele parameters in op het instrumentenpaneel of in de computer: kastdruk: -50 tot -30 Pa; zuurstofconcentratie: 21%; kasttemperatuur: 26-30 °C; vochtigheid: 30%-70%; stofopname: 2,0-2,5 ml/min; en stofconcentratie in de kast: 60 ± 5 mg/m3.
NOTITIE: Observeer de experimentele gegevens en de status van de apparatuur continu tijdens het experiment. Het alarm voor uitval van apparatuur leidde tot tijdige verwerking.- Stel elk dier continu bloot aan silica gedurende 3 uur per dag, 5 dagen per week, en laat de dieren in de controlegroep zuivere lucht inademen.
- Sluit na voltooiing van het experiment de regelklep voor de gemengde gasstroom en open de stroomklep voor zuiver gas. Injecteer het zuivere gas continu in de inhalatiekamer.
OPMERKING: In de huidige studie werd de zuivere gasstroom (7,0-7,5 m3/h) gedurende ten minste 20 minuten geïnjecteerd totdat het giftige gas in de inhalatiekamer volledig was vervangen.- Sluit de pure luchtstroomklep, open de deur, haal de ratten eruit en stuur ze terug naar de pathogeenvrije kamer.
- Verwijder het rattenrek en de onderdelen van de aftakleiding achtereenvolgens en plaats ze in de gootsteen om ze schoon te maken. Sluit na het spoelen de automatische reinigingsklep en open het luik.
- Veeg de binnenwand schoon met een schone doek of zet het zuivere gas aan om de tank te drogen. Voer ten slotte de desinfectie uit. Sluit na het reinigen en desinfecteren met 75% ethanol de uitlaatklep en zet zo snel mogelijk de deur van de inhalatiecabine op een kier om het vocht te verdampen, zodat de binnenkant van de inhalatiecabine droog blijft.
- Controleer de silicaconcentratie in de kast met een uitgebreide atmosferische monsternemer volgens de instructies van de fabrikant (zie Materiaaltabel) twee keer per week om de stabiliteit van de silicaconcentratie tijdens het experiment te garanderen. Kalibreer de atmosferische sampler voordat u de bemonstering uitvoert.
- Gebruik een digitale analytische balans met één pan voor gravimetrische bepaling. De berekende silicaconcentratie bedroeg 65 mg/m3 (figuur 1 en tabel 1).
NOTITIE: Weeg het filtreerpapier voor en na de absorptie van silica. De concentratie silica werd berekend met behulp van de volgende formule12:
waarbij W2 = gewicht van het filtreerpapier na bemonstering, W1 = gewicht van het filtreerpapier vóór bemonstering en V = volume van de lucht.
- Gebruik een digitale analytische balans met één pan voor gravimetrische bepaling. De berekende silicaconcentratie bedroeg 65 mg/m3 (figuur 1 en tabel 1).
4. Verwerving en fixatie van longweefsel
- Euthanaseer de ratten door intraperitoneale injectie van pentobarbital (100 mg/kg lichaamsgewicht) en lidocaïne (4 mg/kg lichaamsgewicht). Beoordeel de dood door het verlies van hartslag14.
- Fixeer aan het einde van het experiment de rechter onderste long, nier, lever, milt en bot gedurende ten minste 24 uur met 4% paraformaldehyde, ingebed in paraffine en snijd in sectiesvan 5 μm 7,15.
5. Hematoxyline en eosine (H&E) kleuring
- Deparaffiniseer de paraffinesecties in xylol (zie materiaaltabel) tweemaal gedurende 10 minuten elke16 minuten en rehydrateer in 100% ethanol, 95% ethanol, 90% ethanol, 80% ethanol, 70% ethanol en gedestilleerd water gedurende elk 3 minuten.
- Kleur de secties gedurende 5 minuten met hematoxyline (zie Materiaaltabel) en was de secties vervolgens met water10.
- Plaats de secties in 2% zoutzuur en vervolgens in gedestilleerd water tot de kleur blauw wordt.
- Kleur de secties gedurende 1 minuut met eosine, dehydrateer ze met 95% ethanol, maak ze transparant met xyleen, sluit ze af met neutrale gom en observeer ze onder een lichtmicroscoop12.
6. Immunohistochemische kleuring
- Was de paraffinesecties regelmatig met water.
- Stel de antigenen bloot aan hoge druk (60 kPa) en hoge temperatuur (100 °C) gedurende 80 s en blokkeer vervolgens gedurende 15 minuten met een endogene peroxidaseblokker (3%) om de endogene peroxidasen te elimineren7.
- Incubeer de monsters met antilichamen gericht tegen CD68 (1:200 verdunning - voeg 4 μL CD68 toe aan 396 μL antilichaamverdunningsmiddel; zie Materiaaltabel) bij 4 °C gedurende een nacht.
- Incubeer de monsters met een secundair antilichaam (HRP-geconjugeerd geiten anti-muis IgG-polymeer; zie Tabel met materialen) bij 37 °C gedurende 30 minuten en was de monsters vervolgens met 1x PBS.
- Visualiseer de immunoreactiviteit met 3,3-diaminobenzidine (DAB; zie Materiaaltabel). Nadat u DAB op het weefsel hebt aangebracht, observeert u de kleuring van het weefsel onder een lichtmicroscoop10.
OPMERKING: De kleuringstijd varieerde van enkele seconden tot enkele minuten, afhankelijk van de kleuringstijd van het weefsel. De kleuringsprocedure werd afgebroken door de secties in water te plaatsen. In deze studie vertegenwoordigde de bruine kleuring van het weefsel de positieve expressie van CD68. Alle antilichamen werden verdund in 1x PBS.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Met behulp van de voorgestelde methode werden enkele mogelijke mechanismen en de pathogenese van silicose bij ratten onderzocht. Het schema van de inhalatiekamer is weergegeven in figuur 1. De kamer bestond uit een door lucht geleverde silicagenerator, een kamer voor het hele lichaam en een afvalverwijderingssysteem, zoals eerder beschreven17. De longfuncties, niveaus van ontstekingsfactoren in het serum en de longen, collageenafzetting en myofibroblastdifferentiatie werden gerapporteerd in de vorige onderzoeken 10,18,19. De differentiële expressie van miRNA, lncRNA en mRNA werd gerapporteerd in onze vorige rapporten 20,21,22. Er stierven geen ratten na blootstelling aan silica in de eerder genoemde meervoudige batchstudies.
De klassieke pathologische kenmerken van ratten met silicose werden eerder samengevat23. De silicotische knobbeltjes bestonden uit silica-bevattende macrofagen. Figuur 2 toont de collageenafzetting bij ratten met silicose. De gepolariseerde lens onthulde silica in macrofagen. Figuur 3 toont de dynamische evolutie van silicotische knobbeltjes door immunohistochemische kleuring van CD68; Andere alternatieve markers waren induceerbaar stikstofmonoxidesynthase of arginase-124. Zoals eerder vermeld23, vertoonden de ratten die gedurende 24 weken aan silica werden blootgesteld zichtbare en waarneembare laesies, waaronder collageenafzetting in silicotische knobbeltjes, periodieke zuur-Schiff-positieve kleuring en verminderde longfuncties. Aan de andere kant vertoonden de andere organen (hart, milt en lever) geen morfologische verschillen tussen controleratten en ratten met silicose (figuur 4). De nier van ratten die gedurende 24 weken aan silica waren blootgesteld, had milde degeneratieve veranderingen in de proximale ingewikkelde tubuli. Het abnormale botmetabolisme was goed gedocumenteerd in onze eerdere studies10,17. Over het algemeen benadrukten deze onderzoeken dat het voorgestelde protocol de progressie van silicose bij mensen goed zou kunnen nabootsen.
Figuur 1: Schema van de apparatuur voor de beheersing van de blootstelling. (A) Door lucht geleverde silicagenerator. (B) Kamer voor het hele lichaam. (C) Instrumentenpanelen. (D) Apparatuur voor de beheersing van blootstelling. (E) Alle onderdelen zijn samengevoegd om een werkend instrument te vormen; De kamer bestaat uit een door lucht geleverde silicagenerator, een kamer voor het hele lichaam en een afvalverwijderingssysteem. (F,G) Luchtdetector. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: H&E-kleuring en collageenafzetting bij ratten met silicose. H&E-kleuring van ratten die gedurende 2 en 24 weken aan silica zijn blootgesteld. De alveolaire structuur van ratten was nog steeds intact en de alveolaire wand was verdikt na 2 weken silica-inhalatie. De alveolaire structuur van ratten verdween en na 24 weken inhalatie van silica werden grote gebieden met fibrose gevormd. De silicadeeltjes werden gevangen in de longkwabben van ratten (2 en 24 weken) en de collageenvezels van ratten (24 weken) werden waargenomen onder een gepolariseerde lichtmicroscoop. Schaalbalk: 50 μm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Dynamische evolutie van silicotische knobbeltjes gedetecteerd door immunohistochemische kleuring van CD68. (A) Naarmate de blootstellingstijd toenam (van 2 tot 24 weken), nam het gebied van silicotische knobbeltjes geleidelijk toe en versmolten de aangrenzende silicotische knobbeltjes geleidelijk tot grote knobbeltjes. (B) Het patroon van siliciumknobbeltjes. Schaalbalk: 50 μm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: H&E-kleuring van de longen, nieren, lever, milt en bot van controleratten en ratten met silicose. (A) H&E-kleuring van de longen, nieren, lever, milt en bot van controleratten. Schaalbalk: 1 mm. (B) H&E-kleuring van de longen, nieren, lever, milt en bot van controleratten. Schaalbalk: 50 μm. Meerdere fibrotische laesies van verschillende grootte werden gevormd bij ratten die werden blootgesteld aan silica in vergelijking met de controleratten. Er werden geen significante verschillen in de nieren, lever en milt gevonden tussen controleratten en ratten met silicose, maar het botverlies werd waargenomen bij ratten met silicose. (C) H&E-kleuring van de longen, nieren, lever, milt en botten van ratten met silicose. Schaalbalk: 1 mm. (D) H&E-kleuring van de longen, nieren, lever, milt en botten van ratten met silicose. Schaalbalk: 50 μm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Meettijd (min) | Inhoud (L) | W1 (g) | W2 (g) | Concentraties (mg/m3) |
| 10 | 460 | 0.40 | 0.43 | 65.22 |
| 20 | 923 | 0.40 | 0.46 | 65.01 |
| 30 | 1404 | 0.40 | 0.49 | 64.1 |
Tabel 1: Concentraties van silica in de kamer van het hele lichaam.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Als belangrijkste oorzaak van silicose speelt silica een doorslaggevende rol bij het vormen. De silicadeeltjes die door patiënten met pneumoconiose worden ingeademd, zijn verse, vrije silicadeeltjes die worden geproduceerd door mechanisch snijden. Silica kan reactieve zuurstofsoorten genereren, hetzij direct op vers gespleten deeltjesoppervlakken of indirect door zijn effect op de macrofagen25. Daarom is het malen van silicadeeltjes van groot belang. In het voorgestelde protocol werd silica gedurende meer dan 90 minuten gemalen met agaatmortel om het fijner en onregelmatiger te maken en het oppervlak te vergroten. Zoals gemeld, mogen de concentraties van kristallijn silica26 in de lucht niet lager zijn dan 0,05 mg/m3. Dit protocol kan echter een probleem hebben met onnauwkeurige stofconcentraties; De onzekerheid van de stofconcentratie hield voornamelijk verband met het ontbreken van een ingebouwd controlesysteem voor de stofconcentratie. De werkelijke silicaconcentratie werd berekend aan de hand van de massa van SiO2 die de stofkast binnenkwam en het gasdebiet. Het volume van SiO2 was gebaseerd op de snelheid van de roterende plaat, in plaats van de massa van SiO2 die daadwerkelijk de kast binnenkwam. Mogelijke oplossingen voor het probleem waren dus het tweemaal per week controleren van het volume silica in de kamer om er zeker van te zijn dat de ratten elke keer aan hetzelfde volume silica werden blootgesteld, of het plaatsen van een concentratiemeetapparaat in de stofkamer, waarbij dit laatste de beste oplossing was.
De beperkingen van dit model waren ook duidelijk: (1) de relatie tussen de blootstellingsdosis en het biologische effect ervan is slechts bij benadering omdat de luchtwegen van ratten anders zijn dan die van mensen; (2) de onzekerheid over de stofconcentratie bestond; (3) de methode vereiste de aanschaf van speciale apparatuur; (4) het volume van de stofkamer en het aantal met stof besmette ratten was beperkt; (5) het silicosemodel van muizen kon niet worden geconstrueerd omdat de luchtwegen van muizen smal waren en silicastof niet in de longen kon worden afgezet; ook was het muismodel goedkoper en was het gemakkelijk om transgene of KO-muizen te genereren.
De conventionele constructie van het silicose-diermodel omvatte voornamelijk twee methoden: bronchiale injectie en inhalatie van SiO2. Bij bronchiale injectie was de mortaliteit nauw gerelateerd aan de perfusiedosis, en de invasieve chirurgie veroorzaakte onvermijdelijk extra nevenschade27. Om het intratracheale injectiemodel te vervangen, hebben sommige geleerden een silicosemodel opgesteld met behulp van een ultrasone vernevelde silicasuspensie voor inhalatie28. Ultrasone verneveling kon de concentratie van silica in de lucht na verneveling echter niet regelen, de herhaalbaarheid was slecht en typische fibrotische laesies konden niet worden gevormd met behulp van deze modelleringsmethode. Een ander economisch, praktisch en effectief model was het muisneusdruppelmodel29, maar deze methode injecteerde vloeibaar silica in de luchtpijp en was niet zo goed als het inademen. Het apparaat voor blootstellingscontrole heeft een meervoudig luchtinlaatsysteem, zodat het silica in de inhalatiekamer gelijkmatig wordt verdeeld, de gegevens nauwkeurig zijn en de stofverdeling in de stofkamer uniform is. Daarom was de testomgeving lange tijd stabiel en werden relevante parameters op elk moment waargenomen en geregistreerd.
Het belang van het opstellen van modellen voor dierziekten of verwondingen is om het pathologische proces van ziekte of letsel veroorzaakt door pathogene factoren zo veel mogelijk na te bootsen. Daarom staat een goed diermodel zo dicht mogelijk bij menselijke ziekten. Door blootstelling aan silica in te ademen, konden de ratten vrijelijk pathogene silicadeeltjes in de stofkamer inademen. De wekelijkse en dagelijkse blootstellingssessies bootsten ook volledig de werkuren van pneumoconiosewerkers na. Met behulp van deze modelleringsmethode identificeerden we pathologische veranderingen zoals epitheliale-mesenchymale overgang, activering van overdrachtsgroeifactorsignalen, activering van macrofagen en activering van senescentie-gerelateerde signalen tijdens silicose bij ratten. Sommige van de resultaten werden bevestigd in menselijke monsters18. Onlangs zijn we ook begonnen met het bestuderen van de dynamische pathologische veranderingen in de evolutie van silicose met behulp van deze methode23.
Dit eenvoudige, goedkope en gemakkelijk herhaalbare protocol is ook van groot belang in een tijd waarin de incidentie van silicose een comeback maakt in de wereld30. Na de 8 weken durende blootstelling door inademing aan 100 mg kwarts/m3 bleef 20% silica in de longen van de ratten na 6 en 12 maanden31. Ook onderzochten de onderzoekers in hoeverre een dier in een soortgelijk apparaat lucht kon in- en uitademen; De concentratie van het door de dieren ingeademde gas veranderde enigszins32. Het protocol is nog steeds veelbelovend, bijvoorbeeld door het te combineren met microcomputertomografie om de dynamische evolutie van silicose te observeren en het te combineren met de transcriptoomdatabase om het pathologische proces van silicose te verifiëren en nieuwe ontstekingsremmende en antifibrotische systemische therapieën te valideren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs verklaren dat er geen sprake is van belangenverstrengeling.
Acknowledgments
Dit werk werd gefinancierd door de National Natural Science Foundation of China (82003406), de Natural Science Foundation van de provincie Hebei (H2022209073) en het Science and Technology Project van het Hebei Education Department (ZD2022127).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Air detector (compressive atmospheric sampler) | Qingdao Xuyu Environmental Protection Technology Co. LTD | ||
| Anatomical table | No specific brand is recommended. | ||
| Antibody of CD68 | Abcam | ab201340 | |
| DAB | ZSGB-BIO | ZLI-9018 | |
| Electric heating air-blowing drier | Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., LTD | ||
| Electronic balance | OHRUS | ||
| Embedding machine | leica | ||
| Exhaust gas discharge device | HOPE Industry and Trade Co. Ltd. | ||
| Generator systems | HOPE Industry and Trade Co. Ltd. | ||
| Gloves (thin laboratory gloves) | The secco medical | ||
| Hematoxylin and eosin | BaSO Diagnostics Inc. | BA4025 | |
| HOPE MED 8050 exposure control apparatus | HOPE Industry and Trade Co. Ltd. | ||
| Inhalation chamber | HOPE Industry and Trade Co. Ltd. | ||
| Injection syringe | No specific brand is recommended. | ||
| Light microscope | olympus | ||
| Object slide | shitai | ||
| PV-6000 (HRP-conjugated goat anti-mouse IgG polymer) | Beijing Zhongshan Jinqiao Biotechnology Co. Ltd | s5631 | |
| Silicon dioxide | Sigma-Aldrich | ||
| Slicing machine | leica | RM2255 | |
| Waste gas treatment device | HOPE Industry and Trade Co. Ltd. | ||
| Wet box | Cooperative plastic Products Factory | ||
| Xylol | Tianjin Yongda Chemical Reagent Co., LTD |
References
- Li, J., et al. The burden of pneumoconiosis in China: an analysis from the Global Burden of Disease Study. BMC Public Health. 22 (1), 1114 (2019).
- The Lancet Respiratory Medicine. The world is failing on silicosis. The Lancet. Respiratory Medicine. 7 (4), 283 (2019).
- Li, T., Yang, X., Xu, H., Liu, H. Early identification, accurate diagnosis, and treatment of silicosis. Canadian Respiratory Journal. 3769134, (2022).
- Adamcakova, J., Mokra, D. New insights into pathomechanisms and treatment possibilities for lung silicosis. International Journal of Molecular Sciences. 22 (8), 4162 (2021).
- Li, Y., et al. Thalidomide alleviates pulmonary fibrosis induced by silica in mice by inhibiting ER stress and the TLR4-NF-κB pathway. International Journal of Molecular Sciences. 23 (10), 5656 (2022).
- Zhang, E., et al. Exosomes derived from bone marrow mesenchymal stem cells reverse epithelial-mesenchymal transition potentially via attenuating Wnt/β-catenin signaling to alleviate silica-induced pulmonary fibrosis. Toxicology Mechanisms and Methods. 31 (9), 655-666 (2021).
- Li, S., et al. N-Acetyl-Seryl-Asparyl-Lysyl-Proline regulates lung renin angiotensin system to inhibit epithelial-mesenchymal transition in silicotic mice. Toxicology and Applied Pharmacology. 408, 408 (2020).
- Walters, E. H., Shukla, S. D. Silicosis: Pathogenesis and utility of animal models of disease. Allergy. 76 (10), 3241-3242 (2021).
- Langley, R. J., Mishra, N. C., Peña-Philippides, J. C., Hutt, J. A., Sopori, M. L. Granuloma formation induced by low-dose chronic silica inhalation is associated with an anti-apoptotic response in Lewis rats. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A. 73 (10), 669-683 (2010).
- Jin, F., et al. Ac-SDKP Attenuates activation of lung macrophages and bone osteoclasts in rats exposed to silica by inhibition of TLR4 and RANKL signaling pathways. Journal of Inflammation Research. 14, 1647-1660 (2021).
- Xu, H., et al. A new anti-fibrotic target of Ac-SDKP: inhibition of myofibroblast differentiation in rat lung with silicosis. PloS One. 7 (7), e40301 (2012).
- Li, S., et al. Ac-SDKP increases α-TAT 1 and promotes the apoptosis in lung fibroblasts and epithelial cells double-stimulated with TGF-β1 and silica. Toxicology and Applied Pharmacology. 369, 17-29 (2019).
- Vallyathan, V., Shi, X. L., Dalal, N. S., Irr, W. Generation of free radicals from freshly fractured silica dust. Potential role in acute silica-induced lung injury. The American Review of Respiratory Disease. 138 (5), 1213-1219 (1988).
- Khoo, S. Y., Lay, B. P. P., Joya, J., et al. Local anesthetic refinement of pentobarbital euthanasia reduces abdominal writhing without affecting immunohistochemical endpoints in rats. Lab Anim. 2018 (52), 152-162 (2018).
- Chooi, K. F., Rajendran, D. B. K., Phang, S. S. G., Toh, H. H. A. The dimethylnitrosamine induced liver fibrosis model in the rat. Journal of Visualized Experiments. 112 (112), (2016).
- Valentin, J., Frobert, A., Ajalbert, G., Cook, S., Giraud, M. -N. Histological quantification of chronic myocardial infarct in rats. Journal of Visualized Experiments. 118 (118), (2016).
- Zhang, H., et al. silicosis decreases bone mineral density in rats. Toxicology and Applied Pharmacology. 348, 117-122 (2018).
- Zhang, B., et al. Targeting the RAS axis alleviates silicotic fibrosis and Ang II-induced myofibroblast differentiation via inhibition of the hedgehog signaling pathway. Toxicology Letters. 313, 30-41 (2019).
- Li, S., et al. Silica perturbs primary cilia and causes myofibroblast differentiation during silicosis by reduction of the KIF3A-repressor GLI3 complex. Theranostics. 10 (4), 1719-1732 (2020).
- Gao, X., et al. Pulmonary silicosis alters microRNA expression in rat lung and miR-411-3p exerts anti-fibrotic effects by inhibiting MRTF-A/SRF signaling. Molecular therapy. Nucleic Acids. 20, 851-865 (2020).
- Cai, W., et al. Differential expression of lncRNAs during silicosis and the role of LOC103691771 in myofibroblast differentiation induced by TGF-β1. Biomedicine & Pharmacotherapy. 125, (2020).
- Cai, W., et al. Transcriptomic analysis identifies upregulation of secreted phosphoprotein 1 in silicotic rats. Experimental and Therapeutic. 21 (6), (2021).
- Li, Y., et al. Minute cellular nodules as early lesions in rats with silica exposure via inhalation. Veterinary Sciences. 9 (6), 251 (2022).
- Mao, N., et al. Glycolytic reprogramming in silica-induced lung macrophages and silicosis reversed by Ac-SDKP treatment. International Journal of Molecular Sciences. 22 (18), 10063 (2021).
- Hamilton, R. F., Thakur, S. A., Holian, A. Silica binding and toxicity in alveolar macrophages. Free Radical Biology and Medicine. 44 (7), 1246-1258 (2008).
- Park, R., et al. Exposure to crystalline silica, silicosis, and lung disease other than cancer in diatomaceous earth industry workers: a quantitative risk assessment. Occupational and Environmental. 59 (1), 36-43 (2002).
- Honnons, S., Porcher, J. M. In vivo experimental model for silicosis. Journal of Environmental Pathology, Toxicology and. 19 (4), 391-400 (2000).
- Lakatos, H. F., et al. Oropharyngeal aspiration of a silica suspension produces a superior model of silicosis in the mouse when compared to intratracheal instillation. Experimental Lung Research. 32 (5), 181-199 (2006).
- Li, B., et al. A suitable silicosis mouse model was constructed by repeated inhalation of silica dust via nose. Toxicology Letters. 353, 1-12 (2021).
- Hoy, R. F., Chambers, D. C.
- Davis, G. S. Pathogenesis of silicosis: current concepts and hypotheses. Lung. 164 (3), 139-154 (1986).
- Moss, O. R., James, R. A., Asgharian, B. Influence of exhaled air on inhalation exposure delivered through a directed-flow nose-only exposure system. Inhalation Toxicology. 18 (1), 45-51 (2006).
