الماوس استئصال الرئة نموذج النمو الرئة التعويضي

Summary

Mouse pneumonectomy is a commonly employed model of compensatory lung growth. This procedure can be used in conjunction with lineage tracing or transgenic mouse models to elucidate underlying mechanisms.

Abstract

In humans, disrupted repair and remodeling of injured lung contributes to a host of acute and chronic lung disorders which may ultimately lead to disability or death. Injury-based animal models of lung repair and regeneration are limited by injury-specific responses making it difficult to differentiate changes related to the injury response and injury resolution from changes related to lung repair and lung regeneration. However, use of animal models to identify these repair and regeneration signaling pathways is critical to the development of new therapies aimed at improving pulmonary function following lung injury. The mouse pneumonectomy model utilizes compensatory lung growth to isolate those repair and regeneration signals in order to more clearly define mechanisms of alveolar re-septation. Here, we describe our technique for performing mouse pneumonectomy and sham pneumonectomy. This technique may be utilized in conjunction with lineage tracing or other transgenic mouse models to define molecular and cellular mechanism of lung repair and regeneration.

Introduction

والوظيفة الرئيسية للرئة هو توفير للأوكسجين والكربون ثاني أكسيد الصرف بين كائن حي والغلاف الجوي. في البشر، مجموعة من الشروط الخلقية والمكتسبة تؤدي إلى انخفاض مساحة الرئة مما يؤدي إلى اختلال وظائف الرئة. على الرغم من أن مجموعة من العلاجات مثل الستيرويدات المستنشقة، موسعات القصبات، الأكسجين الإضافي، والتهوية الميكانيكية المزمنة وتستخدم للتخفيف من عواقب اختلال وظائف الرئة ^1-3، فإن العلاج المثالي لهذه الشروط تشجيع إعادة نمو أنسجة الرئة وظيفية - أي والرئة التجدد.

وقد تم توثيق وترميم الأنسجة الثدييات أيضا. وشائك الفأر الأفريقي يمكن أن تتجدد مناطق واسعة من الجلد دون تشكيل ندبة ^4. السلامية البعيدة في البشر يمكن تجديد التالية الإصابة أو بتر ^5-7. بعد استئصال الرئة (PNX)، يحدث نمو الرئة التعويضي في الفئران ^{8، 9} الفئران، والقيامع ^10، والبشر ^11. بحكم التعريف، ونمو الرئة التعويضي ينطوي التوسع ليس فقط من الأجواء الحالية، ولكن إعادة تحوجز لهذه الأجواء الموسع مع التوسع في دوران الأوعية الدقيقة المرتبطة ^12. وقد أثبت تحليل الجينات التعبير أن هذا النموذج يلخص العديد من الأحداث يشير التنمية الرئة ^13. بعد أربعة أسابيع الماوس PNX، مساحة السنخية ما يعادل ذلك من الشام الحيوانات تعمل ^14. في هذا المخطوط، وصفنا PNX الماوس والإجراءات PNX صورية.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

بيان استخدام الحيوان: ملاحظة: أجريت جميع الإجراءات في هذه الدراسة مع موافقة واتباع المبادئ التوجيهية للاستخدام الحيوان المؤسسي ولجنة الرعاية (IACUC) في مستشفى سينسيناتي للأطفال. تم الحصول القديمة أسابيع ثمانية C57BL / 6J الفئران الذكور من جاكسون مختبرات (بار هاربور، ME) والسماح للتأقلم لمدة أسبوع واحد قبل استخدامها. حتى عملية جراحية، وتم إيواء الحيوانات في منشأة حاجز خالية من مسببات الأمراض، وقدمت طعام تعقيمها وتصفيتها libdium المياه الإعلانية. تم تزويد كل قفص الفأر مع الهواء مخصص والماء، وكان مسك غرف على دورة الليل والنهار 12 ساعة. وبعد الشفاء من الجراحة، واستمرت الفئران في أقفاص مع قمم تصفيتها، شريطة تعقيمها libidum الإعلان طعام، وقدمت تصفيتها الماء من زجاجة الماء.

1. إعداد الأدوات

1. جعل 6 الكامشات الجلد باستخدام مشابك الورق والدبابيس. تطور تقويمها مشابك الورق على السيقان من الدبابيس الورقية، لإيف 5 سم أسلاك الفولاذ التوالي على نهاية واحدة وجعل واحدة 0.5 سم "U" على شكل الخطاف في نهاية السلك.
2. جعل بعض 15 × 15 سم الستائر الجراحية مربع باستخدام غلاف بلاستيكي. إعداد خلع الملابس واحدة في الماوس. وضع برج رقة بين كل التفاف.
3. تعقيم جميع الأدوات الجراحية جنبا إلى جنب مع كومة من البلاط 12 × 12 بوصة الفلين والشاش، ومسحات القطن ذات الرؤوس.

2. إعداد ماوس

1. لحث التخدير مع 2٪ الأيزوفلورين. وزن الحيوان.
2. في منطقة إعداد الجراحية مخصصة يحلق الصدر الأيسر ومنطقة الرقبة مع ماكينة حلاقة كهربائية.
3. تطبيق قطرة من مرهم مصطنعة المسيل للدموع لعيون الفأر.
4. تطهير الرقبة والصدر الأيسر مع الكلورهيكسيدين وايزوبروبيل. كرر مرتين أكثر من ذلك.

3. ماوس أورو-التنبيب الرغامي والتهوية الميكانيكية

1. لديهم غير معقمة مكان فني الجراحية مستلق الماوس في منطقة الجراحية قبل تحسنت.
2. تأكيد عمق التخدير عن طريق توثيق عدم وجود استجابة إلى مخلب قرصة.
3. بعد غسل اليدين وارتداء الملابس الجراحية، وقناع، وقبعة، وارتداء القفازات الجراحية المعقمة.
4. بعد اللف وباستخدام تقنية العقيم، وجعل شق عمودي 1 سم فوق الأمامية منتصف الرقبة لفضح الحنجرة. بخفة التراجع عضلات حزام مع منحنية، مسننة 10 سم ملقط وفضح الحنجرة والقصبة الهوائية عن طريق نشر عضلات حزام مع غيض من مقص على التوالي.
5. إدراج شفويا 22 G صريحا طرف angiocatheter في منتصف القصبة الهوائية (الشكل 1A) وتأكيد بصريا التنسيب (الشكل 1B). الحفاظ على التخدير وتهوية باستخدام 1-3٪ الأيزوفلورين من خلال القوارض التنفس الصناعي (225 ميكرولتر في السكتة الدماغية، 200 ستوكس لكل دقيقة). توظيف حد ضغط 15 سم H ₂ O.

4. ماوس استئصال الرئة

1. وضع الماوس في موقف استلقاء الجانبي الأيمن مع الخلفية التي تواجه الماوس،المشغل (الجانب الأيسر لأعلى). استخدام الاغطية البلاستيك الختم الذاتي كما ثنى العقيمة. قطع طريق ثنى، استخدم حادة مقص منحني يميل إلى جعل 2 سم قطع طويلة بالتوازي مع الضلوع في 4 و 5 ^{تشرين عشر} الفضاء وربي. إدراج غيض منحني مقص حادة وتشريح الجلد بعيدا عن الضلوع الكامنة والعضلات الوربية.
2. التراجع الجلد مع أربعة الكامشات لفضح مربع 1.5 × 1.5 سم نافذة الجراحية (الشكل 2A). تأمين الكامشات إلى لوحة الفلين.
3. تشريح وصولا الى الأضلاع باستخدام ملقط المنحنية، واستخدام طرف واحد من ملقط المنحنية لدخول التجويف الصدري.
4. باستخدام طرف حادة مقص الدقيقة، استخدام أقل شفرة لدخول التجويف الصدري. جعل 0.5 سم شق بين الأضلاع وتكرار في الاتجاه المعاكس.
5. باستخدام اثنين من الكامشات المتبقية، فتح القفص الصدري في المحور الأمامي الخلفي وتأمين الكامشات إلى لوحة الفلين (الشكل 2B).
<لى> استخدام الملقط ذات الرؤوس حادة مقوسة في اليد اليسرى، فهم الرئة اليسرى وتهجير الجزء العلوي من الرئة اليسرى أفقيا ودون المستوى خلال بضع الصدر حتى يتعرض الشريان الرئوي الأيسر والقصبات الهوائية (الشكل 3A، B).
6. عقد تحميل التيتانيوم الأوعية الدموية microclip قضيب في يده اليمنى مع الجسم من قضيب في راحة وغيض المنحني مشيرا بعيدا عن النخيل (الشكل 3C)، حرك طرف قضيب في الصدر على طول انحناء الجانب الخلفي من اليسار الرئة والقصبات الهوائية مقطع اليسار والشريان الرئوي (الشكل 3D).
7. إزالة قضيب ولكن الحفاظ على الرئة اليسرى تراجع. فهم حادة طرف المقص الصغير مع اليد اليمنى وقطع القصبات الهوائية والشريان الرئوي البعيدة إلى مقطع وإزالة الرئة اليسرى (الشكل 3E).
8. إزالة الكامشات الصدري.
9. استخدام ملقط حادة منحنية لقرصة حتى 1 سم من الجلد أقل شأنا من incisiولكن على أعلى مستوى الحجاب الحاجز وإدراج G angiocatheter 24 عن طريق الجلد وداخل تجويف الصدر الأيسر (الشكل 4A، B).
10. استخدام 5-0 خياطة البرولين لوضع اثنين من الغرز انقطاع في جميع أنحاء ^ال 4 و 5 الأضلاع ^عشر لإغلاق التجويف الصدري.
11. إزالة الكامشات الجلد. استخدام مجموعتين من ملقط لتقريب الجلد على طول شق والغراء إغلاق الجلد.
12. توصيل 3 مل بالتركيبة قفل المحقنة إلى angiocatheter وإزالة الهواء المتبقي من خلال تطبيق الشفط لطيف وسحب angiocatheter.
13. الغراء شق الرقبة مغلقة تستخدم مجموعتين من ملقط كما كان من قبل.

5. ماوس الشام استئصال الرئة

1. فضح الرئة اليسرى كما ورد في بروتوكول "ماوس استئصال الرئة". رفع القفص الصدري مع ملقط حادة منحنية للسماح للهواء في تجويف الصدر الأيسر (الشكل 5A، B).
2. وضع G angiocatheter 24 في ثو الأيسرراكيك تجويف على النحو الوارد أعلاه والحرص على عدم جرح الرئة اليسرى.
3. باستخدام 5-0 خياطة البرولين والحرص على عدم ثقب في الرئة (الشكل 5C)، ومكان اثنين من أطوال من مواد خياطة الجروح في 3 ^الثالث / 4 و 5 ^{تشرين عشر} / 6 interspaces ^عشر ضلع (الشكل 5D). وضع كل من أطوال مواد خياطة الجروح قبل ربط للتقليل من مخاطر ترك فتق الرئة. ربط مواد خياطة الجروح لجعل اثنين من غرز انقطاع (الشكل 5E).
4. الغراء الجلد فوق شق الصدر، وإزالة الهواء المتبقي مع angiocatheter، والغراء شق الرقبة على النحو الوارد أعلاه.

6. الإنعاش، تسكين، والإنعاش

1. إيقاف الأيزوفلورين، وإدارة 0.1 ملغم / كغم من البوبرينورفين و 0.5 مل من الطبيعي تحت الجلد المالحة.
2. عند استئناف التنفس العفوي، وإزالة الأنبوب الرغامي.
3. مراقبة الماوس حتى يصبح مرة أخرى المتنقلة. المشي resum عادةوفاق عدة دقائق بعد إزالة الأنبوب الرغامي.
4. ضع الماوس في 27 ° C حاضنة (مرطب، 25٪ أكسجين) لاسترداد O / N.
   ملاحظة: ونحن نضع عدة الكريات من طعام المبللة بالماء على الأرض قفص للساعة 24 الأولى بعد الجراحة.
5. إدارة 0.1 ملغم / كغم من البوبرينورفين عن طريق الحقن داخل الصفاق مرتين يوميا لمدة ثلاثة أيام بعد الجراحة. والحرص على عدم فتح موقع الجراحي عند التعامل مع الحيوانات.

7. ماوس المراقبة

1. وزن الفئران في 1 و 3 و 5 و 7 أيام بعد الجراحة.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

. ويرد مؤامرة من PNX وصورية تعمل الأوزان الماوس في الشكل 6 في أيدينا، والبقاء على قيد الحياة على الدوام 95-100٪ لكلا PNX وصورية استئصال الرئة. للحصول على وصف لكيفية الرئة اليمنى إعادة ينمو في هذا النموذج وبالطبع الوقت المتوقع، نشير للقارئ أن المخطوطات من غيبني ^15...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

قدمنا ​​وصفا أكثر تفصيلا للإجراءات PNX PNX الفار الفار وصورية الإبلاغ عنها حتى الآن. لقد حققنا القارئ على بينة من العديد من المخاطر الشائعة أن المحققين تعلم الإجراء تواجه عادة، ولقد أوجز العديد من التقنيات التي طورها المختبر لدينا لتخفيف ضد هذه المزالق. غيرها من المخت...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
6 inch Vascular clip applicator	Teleflex Medical (WECK)	137062
Horizon small titanium red clip	Teleflex Medical (WECK)	1201
Narrow pattern 12 cm curved forceps	Fine Science Tools	11003-12
Curved serrated 10 cm Graefe forceps	Fine Science Tools	11052-10
Castroviejo needle holder	Fine Science Tools	12565-14
Straight 9 cm Strabismus scissors (blunt tip)	Fine Science Tools	14075-09
Straight 8.5 cm hardened fine scissors	Fine Science Tools	14090-09
Straight, blunt tip Cohan-Vannas spring scissors	Fine Science Tools	15000-12
Skin glue	Gluture	32046
22 G Angiocatheter
24 G Angiocatheter
3 ml Luer lock syringe
4 Short retractors
2 Long retractors
5-0 Prolene on curved cutting needle	Ethicon	8698G
0.5 ml Syringe on 27 G needle
Normal saline
Buprenorphine
Press-n-Seal wrap	Glad Products Company
12 x 12 inch Cork board stack	Office Depot
70% Ethanol
Betadine
Mouse ventilator	Hugo Sachs Elektronnik	Minivent Type 845
Isoflurane vaporizer	OHMEDA	Excel 210 SE
Artificial tear ointment	Puralube	NDC: 17033-211-38