无创性气管内插管,以研究小鼠肺的病理生理

Medicine

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Summary

采用了一个模型,模拟肺疾病在人类中的条件是用于研究特定疾病的病理生理学和/或病因和用于开发治疗性干预是至关重要的。在这里,可以直接将外源性材料,以小鼠肺一种无创性气管插管方法。

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Cai, Y., Kimura, S. Noninvasive Intratracheal Intubation to Study the Pathology and Physiology of Mouse Lung. J. Vis. Exp. (81), e50601, doi:10.3791/50601 (2013).

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Abstract

采用了一个模型,模拟肺疾病在人类中的条件是用于研究特定疾病的病理生理学和/或病因和用于开发治疗性干预是至关重要的。用基因敲除和转基因衍生物,具有遗传信息的大量在一起的日益普及,小鼠为研究肺部疾病的病理和生理的分子机制最好的车型之一。吸入,鼻内滴注,气管内滴注,并且气管内插管是最广泛使用的技术,由一些研究者来管理感兴趣的材料,以小鼠的肺。有优点和缺点这取决于研究的目标,每一种技术。在这里,可以直接将外源性材料,以小鼠肺一种无创性气管插管方法。这种技术被应用到管理博莱霉素对小鼠肺作为一个模型来研究肺纤维化。</ P>

Introduction

龙是许多严重的疾病,通常诊断的器官。其中,肺癌是第二大癌症诊断在男性和女性癌症死亡的最常见原因。慢性阻塞性肺疾病,也被称为肺气肿和慢性支气管炎,是一种非常严重的疾病和死亡的美国第三大原因。在2011年,据估计,2590万美国人患有哮喘,其中18岁以下的710万儿童。哮喘是住院治疗的15(美国肺脏协会岁以下的儿童的第三大原因http://www.lung.org )。为了研究这些大病和其相关机制的病理生理及/或病因,运用精确的模型是符合利益肺部各种材料的方便,非侵入性的管理相结合的关键。小鼠提供最好的车型之一研究因为基因敲除和转基因小鼠和现有遗传信息的大量的日益普及病理及肺部疾病的生理的分子机制。

各种方法已被用于许多研究者在不同的设置,以提供感兴趣的材料,以小鼠的肺,包括吸入,鼻内滴注,气管内灌注和气管插管1-4。后者程序没有被经常使用,因为它被认为是相当难以执行。本文所述气管插管是一种无创,简便,快速的方法来提供感兴趣的小鼠肺部材料,以研究运送材料对基因表达模式,病理学和/或肺5的生理效应。这种技术保证了外源性物料的输送到全肺,不涉及任何生存的手术,因此将likelY通过任何机构动物护理和使用委员会的批准。

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Protocol

以下协议描述了一种无创,简便,快捷的方式,将感兴趣的材料,以小鼠肺部。这个程序被批准为美国国家癌症研究所的动物护理和使用委员会。

1。麻醉

  1. 首先,用氯胺酮和甲苯噻嗪(100毫克/千克体重到10毫克/千克体重,分别)的混合物麻醉小鼠。这是ACUC推荐麻醉和剂量。有了这个量,老鼠是无意识的,至少约20分钟。
  2. 为了防止在麻醉过程中眼睛干燥适用兽医药膏鼠​​标的眼睛。
  3. 几分钟后,捏鼠标的脚来检查的意识。一旦确认无意识的,请将鼠标上的插管支架角度在〜60℃,并保持在该位置由在位于支架顶部的小橡皮圈钩住它的上门牙。

2。气管内插管

  • 用棉签轻轻缩回鼠标的舌头一侧。
  • 当使用BioLITE插管照明系统,小心将插管系统,直到喉部被可视化的光纤光导的援助。
  • 一旦会厌及杓状软骨是可视化,插入纤维越过会厌及杓状软骨之间,并提前到导管的适当的长度已插入。
  • 注意:为了获得导管被插入到适当长度,最初使用类似大小的做法小鼠预先( 图1)测量的嘴和支气管分叉点之间的长度。的长度基本上依赖于鼠标的大小。导管的插入应该停止上述分岔点(约1.5厘米小鼠与约25克体重)。这保证了插管材料将去所有叶。至少50个实践麦克风Ë可能需要进行气管插管,成为精通技术的人(精通意味着插管的成功率是95%以上)。

    1. 一旦导管插入时,快速地从导管移除光纤导光,使该动物正常呼吸。当不使用时插管照明系统,直接插入所描述的导管。
    2. 添加含有感兴趣的导管材料的解决方案。确保将该溶液加入后立即被吸入到肺部。 50微升的〜25克小鼠体重是经常使用。

    3。动物恢复

    1. 一旦解决方案被吸入肺部,取下鼠标从支架上,并把它放回原笼。
    2. 观察鼠标,直到它开始移动。
    3. 一旦证实该小鼠处于良好状态,回到笼子到机架上。

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    Representative Results

    最初,绿色染色溶液用于插管老鼠实践。肺部被插管后立即切除来检查颜色是如何被均匀地分布在肺( 图2)。这种技术被应用于使用C57BL / 6小鼠来研究博莱霉素诱导的肺纤维化。当小鼠气管内插管与1.2单位/公斤博莱霉素或生理盐水作为对照,并剖检后3周,小鼠博莱霉素诱导的肝纤维化在其整个肺部,通过组织学和增加羟脯氨酸含量( 图3)的支持。使用20X物镜创建肺部图像和一个121点格子状网格损坏的面积进行评价。交点(点)下降超过纤维状区域的数目进行计数,并表示为总(121)的点的百分比。由此计算的受损区域的比例成正比,博莱霉素给药量( 图4)。

    “jove_content”FO:保持together.within页=“总是”> 图1
    图1:插图小鼠气管中 。红色条和箭头指示出测量应插管前使用鼠标的做法应采取的长度。 点击这里查看大图

    图2
    图2。被插管与绿色染料之后外观肺 。如果染料的颜色可以在肺中的大部分部件可以看出,插管被认为是成功的。ad/50601/50601fig2highres.jpg“目标=”_blank“>点击这里查看大图。

    图3
    图3。诱导博莱霉素气管内插管肺纤维化的代表图像 。 C57BL / 6小鼠气管插管与博莱霉素1.2U/kg(B,D)或生理盐水作为对照组(A,C)和他们的肺组织学检查在第21天后博莱霉素给药。放大倍率:A,B:40X,C,D:100X。五)每羟脯氨酸肺上控制和博来霉素治疗肺21日测得的内容。 N = 6,***:P <0.001 点此查看大图


    图4。剂量博来霉素,肺受损区域之间的关系 。博来霉素(0.5,1,和2个U / kg)的剂量的增加按比例增加受损区域的百分比。 点击这里查看大图

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    Discussion

    这里描述的气管插管是一个简单的,但优秀的无创性的方法来提供均匀的兴趣材料小鼠肺。此方法允许的给药对肺的生理和/或病理的材料的效果和/或作用的研究。给予该材料可以是内源性分子,如细 ​​胞因子,或外源性物质如外源性化学物质/药物,致癌物质,污染物,过敏原,或导致各种肺部疾病,可能代表一个模型用于研究各种人类疾病的6-10病毒。这种技术也可以用于在重组腺病毒或慢病毒一起引入过量表达的气道上皮细胞中感兴趣的基因或缺失来研究在稳态,生理,病理,和/或肺的致癌作用,这些基因的作用。一个基因的破坏可以通过瞬时表达Cre重组酶在上皮细胞破坏的在两侧装接loxP的基因来实现票面于上皮细胞11。

    的导管,可以很容易地被误插入食道,这是并列的气管。在这里所描述的方法,该插管照明系统提供的指南,其中所述导管应插入5的正确位置。该系统包括一个光纤纤维被稳定地连接到一个光源和一个特别设计的微型光学透镜系统,使光聚焦到光纤纤维。光纤光纤的输送端安装到该被用作气管内管的一次性静脉导管。本系统提供了口咽直接照明,插管时使清喉的可视化。一旦成为精通开展这项技术使用照明系统,该系统的使用已不再是必要的。该程序可以只用一个导管能够有效地进行,并且整个procedure只需要几分钟的时间。完全相同的方法可用于大鼠更大尺寸的照明系统或导管。

    3点是均匀分布的材料在整个肺的关键。首先,始终测量,以对如何深导管应使用实践小鼠( 图1)插入一个想法口腔和插管前支气管分叉点之间的长度。因为这在很大程度上依赖于鼠标的大小,相同的插入长度可用于一旦确定为特定大小的小鼠。第二,确保该解决方案添加到插管是它除了右后吸。如果插管被错误地插入食管,溶液不会立即被吸入,从而留在管中。如果发生这种情况,重复插管的全过程。这个确认过程确保了解决方案是在气管,而不是在食道。操作者可以在最大尝试3次重复整个插管过程,如果溶液不被吸入到肺部。但是,如果这种情况经常发生,建议回到实践中获得更高的成功率。最后,老鼠应该插管时是无意识的,它保证了鼠标不会咳出什么插管。在这个意义上,使用异氟醚与鼻锥体,其也可以在物理上与插管干扰是不推荐。

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    Disclosures

    作者宣称,他们有没有竞争的财务权益。

    Acknowledgements

    这项工作是由美国国家癌症研究所癌症研究中心的院内研究计划的支持。

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    KetaVed Vedco Ketamine
    AnaSed Injection 20 mg LLOYD Xylazine
    BioLite Stand Braintree Scientific RIS100 For mice
    BioLite Intubation Illumination System Braintree Scientific BIO MI-KIT For mice
    22 G, 1 inch i.v. catheter Terumo SR-OX2225CA For mice below 30 g. Catheter is used only for the case where the Intubation Illumination System is not used.
    20 G, 1 inch i.v. catheter Terumo SR-OX2025CA For mice over 30 g. Catheter is used only for the case where the Intubation Illumination System is not used.

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    References

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