JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

الغرض من هذه الطريقة هو تقديم طريقة بسيطة وفعالة للتشويش والتضخم ، وثبات رئتي الماوس لفحص أمراض أورام الرئة وتقييم الانبثاث إلى الرئة.

Abstract

القدرة على تقييم الأنسجة الرئوية أمر بالغ الأهمية لمجالات أبحاث سرطان الرئة ونقائل السرطان. من المهم بنفس القدر إجراء عمليات التشريح بسرعة وكفاءة من الدراسات دون التضحية بجودة الأنسجة المشتراة. الهدف من هذا البروتوكول هو تقديم طريقة لتشويش وتضخيم وإصلاح رئتي الماوس بسرعة للتحليل النسيجي في المصب. ولا توحد هذه الطريقة تضخم الرئة؛ بل إنها لا توحد معدل التضخم في الرئة. وبالتالي، فإنه لا يتطلب أي إجراءات خاصة أو معدات وبدلا من ذلك ببساطة يغرس التثبيت مباشرة من خلال القصبة الهوائية بعد التغلغل من خلال القلب. وهذا يسمح لتقدير كاف لحجم الورم، والأنسجة، والتهديف. وهذا يسمح أيضا لجمع الأنسجة المجمدة قبل تثبيت أنسجة الرئة. هذه الطريقة محدودة من حيث أنها لا تسمح للقياس الكمي المورفومتري اللاحق للرئة. ومع ذلك، فهو أكثر من كاف لتحليل ورم الرئة من نماذج الماوس المعدلة وراثيا (GEMMs)، ونماذج syngeneic، فضلا عن دراسات ورم xenograft والانبثاث.

Introduction

توجد مجموعة متنوعة من نماذج الماوس من تكوين الرئة وانبثاث السرطان إلى الرئة بدءا من GEMMs المعقدة إلى النماذج المستحثة بالسرطان إلى نماذج سينجينيك وزينوغرافت ، حيث يتم حقن الخلايا السرطانية عن طريق داخل القلب أو داخل القلب أو الوريد الذيل أو طرق أخرى لإنشاء أورام داخل الرئة. تشترك جميع هذه النماذج في الحاجة المشتركة للتقييم النسيجي لأمراض الأنسجة الرئوية وعلم الأمراض. وبالتالي ، من الضروري أن يكون لديك طريقة قوية وسريعة لإجراء عمليات التشريح للفئران أثناء تغلغل الرئتين لإزالة الدم الزائد ، وتضخيم وإصلاح الرئتين لتصور بنية الرئة بوضوح. السرعة هي عنصر حاسم في هذا الإجراء لأنه قد يكون من الضروري جمع الرئتين من عشرات الفئران في نقطة زمنية واحدة. يمكن تنفيذ هذا الإجراء في أقل من 6 دقائق لكل ماوس.

في حين أن هذا الإجراء هو أكثر من كافية لتقييم الأنسجة الورم, لا ينصح لأولئك الذين يرغبون في إجراء قياسات مجسمة أو مورفومترية من الرئتين. تتطلب هذه القياسات توحيد تضخم الرئة ، وكذلك حساب المساحة السطحية المطلقة للرئة والحجم المطلق وحجم السنة المائية ورقم1. هذه الطريقة ليست أيضا الأمثل لبعض نهج التصوير. على سبيل المثال ، يتطلب تصوير الرئتين عن طريق μCT للتحليل المورفومتري السابق فيفو أن تظل الرئتين مملوءتين بالهواء2. عندما يكون الحفاظ على المساحات والأبعاد الهوائية هي الشاغل الرئيسي ، يوصى بإصلاح الرئتين عن طريق تقنيات الجفاف التروية3،4. واحدة من أكبر الشواغل لهذا النموذج هو احتمال تمزق الجدران الحويصلات، وتقليل استخدامه في دراسات انتفاخ الرئة. ومع ذلك ، فإن الإجراء الموصى به لتثبيت الرئتين لدراسة انتفاخ الرئة لا يزال مشابها تماما ، حيث يوصى بإصلاح الرئتين إما عن طريق غرس 10٪ من الفورمالين داخل الرحم (على غرار البروتوكول الموصوف هنا) تحت ضغط السوائل المستمر أو عن طريق التثبيت الموضعي5.

ميزة الإجراء الموصوف هنا هو أنه لا يتطلب ضغط السوائل المستمر ، بدلا من ذلك تضخيم الرئتين حتى تتوسع بشكل كامل ، وبالتالي تقليل الوقت اللازم لإجراء العملية. الإجراء الموصوف هنا يشبه إلى حد كبير الأساليب التي أوصت بها نزع السلاح من جمعية علم الأمراض السموم ، حيث تم تشكيل لجنة فرعية للتوصية بأفضل طرق تثبيت الرئة لدراسات السموم. أوصى غالبية العلماء داخل هذه اللجنة الفرعية بإصلاح الرئتين عن طريق غرس داخل الرحم بحقنة ، علىالرغممن وجود توصيات مختلفة حول الوقت الذي تركت فيه الرئة في التثبيت 6 . وهكذا ، في حين أن مجموعة متنوعة من أساليب تضخم الرئة والتثبيت موجودة ، يقترح أن تكون الطريقة الموصوفة هنا هي الطريقة المثلى لتضخيم وإصلاح الرئتين بسرعة لتقييم الهسطولوجيا الورم المصب.

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

Protocol

تمت الموافقة على جميع الأساليب الموصوفة هنا من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها (IACUC) في جامعة ألاباما في برمنغهام.

1. البروتوكول التجريبي

  1. التضحية الماوس باستخدام طريقة IACUC المعتمدة. هنا، استخدمنا خلع عنق الرحم من مخدر الماوس مع 5٪ isoflurane. استخدام الماوس المناسب للدراسة؛ هنا، نستخدم فأرة FVB عمرها 8 أسابيع
  2. باستخدام مقص جراحي، قم بعمل شق أفقي 3.5-5 مم في منتصف أسفل البطن. بعد ذلك ، أدخل مقصا جراحيا في الثقب الصغير الذي تم إنشاؤه من الشق وقطع عموديا حتى خط الوسط الأوسط إلى أسفل رقبة الماوس مباشرة.
  3. اسحب الجلد للخلف بأصابعه وافحص العقد اللمفاوية الإبطية.
  4. باستخدام مقص جراحي، قم بعمل شق الجانبي 3.5 ملم لفتح تجويف البطن، ثم قطع في الاتجاه الأمامي حتى الجزء السفلي من الصدر. فحص الأعضاء في تجويف البطن: الكبد والطحال والكلى، الخ.
  5. مع شقة من مقص الجراحية، أو باستخدام ملقط، تحريك الكبد لفضح الحجاب الحاجز. فحص الحجاب الحاجز لنمو الورم أو الانبثاث. ثم قم بقص الحجاب الحاجز برفق على الجانب الأيمن للمشغل، مما يسمح له بالتوسع. قطع الحجاب الحاجز بلطف من اليمين إلى اليسار لفضح تجويف الصدر والرئتين. يجب الحرص على عدم قطع الرئتين.
  6. قطع من خلال أقصى الجانبية من القفص الصدري الأيسر (على يمين المشغل) لفحص الفص الأيسر من الرئتين.
  7. تحريك بلطف الفصوص اليمنى من الرئة للخروج من الطريق وقطع أقصى الجانبية من القفص الصدري الأيمن وإزالة القفص الصدري.
    ملاحظة: إزالة القفص الصدري اختياري، على الرغم من إزالة تمكن رؤية أوضح للتضخم الرئة في وقت لاحق.
    1. إذا كان مطلوبا أنسجة الرئة الطازجة أو المجمدة، استخدم ملقط الهموستات لمشبك الشعب الهوائية من الفص الأيسر وإعادة استئصال الرئة اليسرى باستخدام مقص الجراحية قبل التغلغل.
  8. باستخدام ملقط لرفع الأنسجة التي تغطي القصبة الهوائية، وقطع أي الأنسجة الزائدة. ثم قطع بلطف الأنسجة رقيقة بطانة القصبة الهوائية لفضح مجرى الهواء.
  9. قطع الشريان الكلوي مع مقص الجراحية.
  10. لتشويش الرئتين، استخدم حقنة 3 مل مع إبرة 22 G لحقن 1x PBS مع 10 U/mL الهيبارين في البطين الأيمن للقلب. يتغلغل الرئتين ببطء في حوالي 300 ميكرولتر / ثانية مع PBS / الهيبارين. الرئتين سوف تتحول في كثير من الأحيان الأبيض. 2.5 مل من برنامج تلفزيوني تستخدم عموما في هذه الخطوة.
  11. بالنسبة لتضخم الرئة، استخدم حقنة 3 مل مع إبرة 22 G، وهذه المرة عقدت بالتوازي مع القصبة الهوائية. أدخل الإبرة في القصبة الهوائية وحقن 10٪ من الفورمالين بمعدل تدفق لا يزيد عن ~ 200 ميكرولتر / ثانية حتى تضخمت الرئتين بشكل كامل. بمجرد تضخم الرئتين ، سوف يعود الفورماتين إلى التدفق من القصبة الهوائية. عقد الإبرة في مكان لبضع ثوان ثم سحب.
    1. (اختياري) قبل سحب تضخم الإبر والرئة، استخدم خيوط الخياطة لربط القصبة الهوائية. لتحقيق ذلك، استخدم 4 بوصات من الخيط خياطة عقد نقطة من مؤشر الترابط مع زوج صغير من ملقط. ضع الخيط على الجانب الظهري من القصبة الهوائية وسحب من خلال لجعل حلقة حول الإبرة. المقبل جعل عقدة اليد حول الإبرة. سحب عقدة ضيقة، وإزالة إبرة من القصبة الهوائية، عقدة قريبة.
  12. استخدام ملقط لرفع القلب، وإدراج مقص الجراحية مباشرة وراء الرئتين، وقطع النسيج الضام في حين رفع القلب لاستئصال الرئتين.
  13. قطع القلب لإزالته من الرئتين.
  14. ضع الرئتين كاسيت المسمى مع هوية الماوس أو معرف الدراسة. يمكن ترك الرئتين في التثبيت لأكثر من عام إذا رغبت في ذلك.
  15. نقل كاسيت يحتوي على الرئتين إلى 70٪ الإيثانول والمضي قدما في معالجة لعلم الأنسجة.

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

النتائج

يسمح البروتوكول أعلاه بالتشويش السريع والتضخم وإصلاح رئتي الماوس. وتمثل الأرقام المبينة أدناه أهمية كل خطوة. يصور الشكل 1 الرئتين الملطختين H&E اللتين تم تغلغلهما في PBS والرئتين حيث تم تخطي خطوة التشوه أو فشلت الرئتين في التغلغل بشكل صحيح. كما هو مبين، الدم الزائد في الرئتين...

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

Discussion

الإجراء المذكور أعلاه لتشويش والتضخم ، وثبات رئتي الماوس مثالية لإعداد سريع وفعال لرئات الماوس لأنسجة ورم الرئة وتحليل علم الأمراض. الإجراء لا يتطلب أي معدات خاصة ويمكن أن يتم في أقل من 6 دقائق لكل ماوس. الإجراء لا يتطلب حجم ثابت للتضخم ولا ضغط السوائل المستمر. نظرا لأن هذا الإجراء غير موحد...

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

Disclosures

وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.

Acknowledgements

تم دعم الأبحاث التي تم الإبلاغ عنها في هذا المنشور من قبل المركز الوطني للنهوض بالعلوم التحويلية تحت رقم الجائزة UL1TR003096 (MDE) ، زمالة معهد القلب والرئة والدم الوطنية قبل الدكتوراه في برنامج التدريب على أمراض الرئة 5T32HL134640 (MLD).

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

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
10% buffered formalinFisher23-245685
22 G NeedleBD305155
3 mL syringeBD309656
70% EthanolDecon2405
ForcepsHarvard Apparatus72-8595
HeparinFisherH19
Phosphate Buffered Saline (PBS)Corning21-030-CV
Surgical scissorsHarvard Apparatus72-8428

References

  1. Hsia, C. C., Hyde, D. M., Ochs, M., Weibel, E. R., Structure, A. An official research policy statement of the American Thoracic Society/European Respiratory Society: standards for quantitative assessment of lung structure. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 181 (4), 394-418 (2010).
  2. Vasilescu, D. M., Knudsen, L., Ochs, M., Weibel, E. R., Hoffman, E. A. Optimized murine lung preparation for detailed structural evaluation via micro-computed tomography. Journal of Applied Physiology. 112 (1), 159-166 (2012).
  3. Blumler, P., Acosta, R. H., Thomas-Semm, A., Reuss, S. Lung fixation for the preservation of air spaces. Experimental Lung Research. 30 (1), 73-82 (2004).
  4. Oldmixon, E. H., Suzuki, S., Butler, J. P., Hoppin, F. G. Perfusion dehydration fixes elastin and preserves lung air-space dimensions. Journal of Applied Physiology. 58 (1), 105-113 (1985).
  5. Braber, S., Verheijden, K. A., Henricks, P. A., Kraneveld, A. D., Folkerts, G. A comparison of fixation methods on lung morphology in a murine model of emphysema. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 299 (6), 843-851 (2010).
  6. Renne, R., et al. Recommendation of optimal method for formalin fixation of rodent lungs in routine toxicology studies. Toxicologic Pathology. 29 (5), 587-589 (2001).
  7. Limjunyawong, N., Mock, J., Mitzner, W. Instillation and Fixation Methods Useful in Mouse Lung Cancer Research. Journal of Visualized Experiments. (102), e52964(2015).
  8. Lum, H., Mitzner, W. Effects of 10% formalin fixation on fixed lung volume and lung tissue shrinkage. A comparison of eleven laboratory species. American Review of Respiratory Disease. 132 (5), 1078-1083 (1985).
  9. Edmonds, M. D., et al. MicroRNA-31 initiates lung tumorigenesis and promotes mutant KRAS-driven lung cancer. Journal of Clinical Investigation. 126 (1), 349-364 (2016).
  10. Zhao, K., et al. Wogonin suppresses melanoma cell B16-F10 invasion and migration by inhibiting Ras-medicated pathways. PLoS One. 9 (9), 106458(2014).

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

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

162

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved