A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يوضح هذا البروتوكول تقنية الشفط الفموي البلعومي لاستخدامها في نموذج الفئران البيوميسين للتليف الرئوي.
يمثل مرض الرئة الخلالي (ILD) مجموعة واسعة من الاضطرابات التي تتميز بالتندب التدريجي الذي لا رجعة فيه في كثير من الأحيان في حمة الرئة ، وأكثرها شيوعا هو التليف الرئوي مجهول السبب (IPF). تم تطوير العديد من النماذج الحيوانية ل IPF ، مع كون نموذج الفئران bleomycin هو الأكثر استخداما. Bleomycin هو علاج كيميائي معروف بأنه يسبب تلف الحمض النووي في الظهارة السنخية ، مما يؤدي إلى إصابة الرئة الحادة والتليف الرئوي لدى البشر. تستخدم نماذج القوارض من IPF إدارة البليومايسين عبر طرق مختلفة ، وأكثرها شيوعا هي داخل القصبة الهوائية (IT). في الآونة الأخيرة ، ثبت أن تقنية الشفط الفموي البلعومي (OA) فعالة بنفس القدر من تكنولوجيا المعلومات لعوامل التليف المتعددة ، مع آثار جانبية أقل بكثير وطريق أسهل للولادة. يوضح هذا البروتوكول بالتفصيل طريقة الزراعة العضوية لتوصيل البليومايسين إلى رئة الفئران ويسلط الضوء على أمثلة على التطبيقات النهائية المحتملة لقياس البيانات الكمي. تقدم هذه المنهجية طريقة بسيطة وسريعة وآمنة لاستخدام هذا النموذج الحيواني المستخدم على نطاق واسع لدراسة الآليات الجزيئية الكامنة وراء IPF.
يشير مرض الرئة الخلالي (ILD) إلى مجموعة غير متجانسة من الاضطرابات التي تتميز بالتندب التدريجي الذي لا رجعة فيه في الفضاء الحويصلات الهوائية والنسيج الخلالي والممرات الهوائيةالبعيدة 1. التليف الرئوي مجهول السبب (IPF) هو الشكل الأكثر شيوعا ل ILD ويحمل متوسط بقاء على قيد الحياة حوالي ثلاث سنوات2. IPF هي حالة نهائية في نهاية المطاف ، حيث تعتبر زراعة الرئة التقويمية علاجا إنقاذيا لمرضى مختارين. يوجد حاليا علاجان معتمدان من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ل IPF ، وكلاهما يبطئ معدل التقدم بدلا من استقرار أو تحسين وظائف الرئة للمرضى3،4. وتبذل جهود بحثية كبيرة لتوضيح أسس المنتدى الحكومي الدولي المعني بالغابات وتحديد أهداف علاجية جديدة. توجد نماذج حيوانية لا تعد ولا تحصى لدراسة التسبب في التسبب في IPF ، ولكل منها مزاياهاوعيوبها 5. في حين أنه لا يوجد نموذج واحد قادر على تلخيص تعقيد الأمراض البشرية بشكل كامل ، إلا أن هذه الأساليب تقدم نظرة ثاقبة حول الآليات الجزيئية ل IPF ويمكن أن تكمل الدراسات الانتقالية.
يظل نموذج الفئران البليومايسين هو الأكثر استخداما وتميزا في الجسم الحي من IPF6. Bleomycin هو عامل ببتيد يحفز فواصل الحمض النووي أحادي ومزدوج الشريطة. بعد اكتشافه في عام 1962 ، وجد أن البليومايسين فعال في علاج عدد من أنواع السرطان ، بما في ذلك أورام الخصية والأورام اللمفاوية ، ولكن استخدامه كان محدودا بسبب الالتهاب الرئوي المعتمد على الجرعة والتليف الرئوي الناتجعن ذلك 7،8. يتم تلخيص هذه السمية الرئوية في الفئران. عند تناوله بجرعة واحدة ، بعد مرحلة التهابية أولية ، يمكن رؤية التليف بدءا من اليوم الخامس ، ويبلغ ذروته في الأيام 14-219،10،11 (الشكل 1). يحدث الحل التلقائي بعد حوالي 6 أسابيع ، على الرغم من أنه يمكن تحقيق التغيرات الليفية الدائمة مع الجرعات المتكررة12. نظرا للطبيعة العابرة والالتهابية ، هناك بعض العيوب المتأصلة في نموذج البيوميسين13 ، ومع ذلك فهو يوفر نظاما سريعا وقويا وقابلا للتكرار للبدء في الإجابة على بعض الفجوات الرئيسية في فهم مجالنا ل ILD ويسمح للمحققين بمقارنة النتائج على مدى العقود الخمسة الماضية. تشمل طرق التثبيت الأخرى نماذج الأسبست والفئران السيليكا ، والتي تقدم دورات زمنية مماثلة (الأيام 14-28) 6،14،15،16. ومع ذلك ، فإن هذه النماذج تولد نمطا نسيجيا أكثر اتساقا مع التهاب الرئة من IPF وتتطلب استخدام الجسيمات المحمولة جوا ، مما يستلزم معالجة دقيقة. بدلا من ذلك ، توجد نماذج حيوانية تستخدم التعبير الجيني المعدل المدفوع بالظهارة ، مثل سموم الخناق و TGF-β1. تلخص هذه الإصابة بالخلايا الظهارية السنخية غير الالتهابية من النوع 2 التي شوهدت في IPF ، ولكنها تستغرق وقتا أطول قليلا (21-30 د) وتتطلب استخدام متخصصة يجب عكسها في أي نماذج معدلة وراثيا موجودة ذات أهمية. أخيرا ، ثبت أن الإفراط في التعبير عن السيتوكينات بوساطة الغدانية ، بما في ذلك TGF-β1 و IL-β1 و TNF-α ، يحفز التليف الرئوي في القوارض ، عادة بحلول اليوم 1417،18،19. تسمح نماذج الإفراط في التعبير عن السيتوكين هذه بالتوصيل المريح داخل الأنف ، على الرغم من أنها تتطلب تنقية ومعالجة دقيقة.
توجد طرق متعددة لتوصيل البليومايسين ، بما في ذلك الطرق داخل القصبة الهوائية (IT) ، داخل الأنف ، داخل الصفاق ، تحت الجلد ، والطرقالوريدية 6. توصيل تكنولوجيا المعلومات هو الطريقة الأكثر شيوعا ، حيث يتضمن تقليديا إما التنبيب الرغامي أو فغر القصبة الهوائية الجراحي20 ، وكلاهما يتطلب تخديرا عميقا وبراعة تقنية ويرتبطان بالمراضة والوفيات في الفترة المحيطة بالجراحة. في الآونة الأخيرة ، ثبت أن تقنية الشفط الفموي البلعومي (OA) فعالة بنفس القدر من تكنولوجيا المعلومات ، مع آثار جانبية أقل بكثير وطريق أسهل للولادة14،21،22،23،24،25،26. هنا ، نقدم بروتوكولا مرئيا مفصلا لطريقة الزراعة العضوية لتوصيل البيوميسين إلى رئة الفئران ونسلط الضوء على العديد من التطبيقات النهائية المحتملة لقياس البيانات الكمي.
أجريت الدراسات التي أجريت على الموصوفة في هذه التجارب بموجب بروتوكولات (ARC-2021-025 ، ARC-2010-039) المعتمدة من قبل لجنة أبحاث بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس (ARC) واللجنة المؤسسية لرعاية واستخدامه (IACUC). تم الحفاظ على الامتثال الكامل لجميع اللوائح والسياسات الحكومية والفيدرالية المتعلقة باستخدام المختبر. تم إيواء في مرفق رعاية بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ورعايتها من قبل الموظفين المهرة في قسم المختبرات وطب بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس (DLAM) في ظل ظروف خالية من مسببات الأمراض. تم الحصول على الفئران من النوع البري C57BL / 6 تجاريا وسمح لها بالتأقلم لمدة 14 يوما على الأقل. تم استخدام ذكور الفئران التي تتراوح أعمارها بين 8-12 أسبوعا في هذه الدراسات ، بمتوسط وزن الجسم 20-25 جم. يمكن أيضا استخدام إناث الفئران ، على الرغم من أنه من المهم أن تطابق بين الجنسين والعمر عبر المجموعات والظروفالتجريبية 27. التفاصيل التجارية للحيوانات والكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.
1. إعطاء البلعوم الفموي للبليومايسين
2. تحريض التخدير
3. إدارة البلعوم الفموي
4. استعادة
5. حصاد الأنسجة ومعالجتها وتحليل نقطة النهاية
يلخص البروتوكول الموصوف هنا مسار الشفط الفموي البلعومي للإعطاء في نموذج الفئران bleomycin. في هذه التجارب ، عولجت إما ببليومايسين (0.75 وحدة / كجم من وزن الجسم) أو PBS للتحكم في الوهم. في الأيام 7 و 14 و 21 ، تم قتل الفئران رحيما ، واستئصال رئتيها ، وإصلاح الأنسجة ، كما هو موضح سابقا
يتم توفير بروتوكول فيديو مفصل حول تقنية الشفط الفموي البلعومي لإدارة البيوميسين لاستخدامه في نموذج الفئران للتليف الرئوي. بالإضافة إلى ذلك ، نسلط الضوء على التطبيقات النهائية المحتملة لتحديد التغيرات الليفية والالتهابية التي يسببها التهاب المفاصل البليومايسين.
لا يوجد تضارب في المصالح بين المؤلفين.
تم دعم هذا العمل من خلال منحة التدريب المؤسسي للبحث البحثي (T32) من المعاهد الوطنية للصحة روث إل كيرششتاين (NRSA) الممنوحة إلى RW (2T32HL072752-16). يود المؤلفون أيضا أن يشعروا بتقدير دعم مركز صحة الرئة التابع لمؤسسة شاول وجويس براندمان.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
anti-mouse CD45, Brlliant Violet 605 | BioLegend | 103155 | |
anti-mouse CD64, AlexaFluor 647 | BioLegend | 139322 | |
anti-mouse Ly6G, AlexaFluor 700 | BioLegend | 127622 | |
anti-mouse MerTK, PE/Cy7 | BioLegend | 151522 | |
anti-mouse SiglecF, PE | BD Biosciences | 552126 | |
BD Luer-Stub Adaptors | Fisher Scientific | 13-681-21 | |
Bleomycin | McKesson | 1129996 | From NorthStar Rx 16714088601 |
Endotracheal Mouse Intubation Kit | Kent Scientific | ETI-MSE | |
Fixable Live/Dead Violet | Thermo | L34955 | |
FlowJo v10 Software | FlowJo | ||
gentleMACS Dissociator | Miltenyi | 130-093-235 | |
Hydroxyproline Assay Kit | Sigma | MAK463 | |
Liberase TM | Roche | 5401127001 | |
Moria Vessel Clamp | Fine Science Tools | 18350-11 | |
Mouse Endotracheal Intubation Kit | Kent | ETI-MSE | |
Stepper Pipette | Dymax | TI15469 | |
Wildtype C57BL/6 mice | Jackson Laboratories | JAX, stain #000664 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved