Zigarettenrauchexposition bei Mäusen mit einem Ganzkörper-Inhalationssystem

Zusammenfassung

Dieses Protokoll zeigt die Untersuchung der pathophysiologischen Wirkungen von Zigarettenrauch (CS) mit einem ganzheitigen Inhalationssystem (WBI) im eigenen Haus gebaut. Dieses System kann Tiere UNTER kontrollierten wiederholbaren Bedingungen CS aussetzen, um CS-vermittelte Wirkungen auf Lungenemphysem und Hämatopoese zu erforschen.

Zusammenfassung

Im Jahr 2018 sollen fast 14 % der Erwachsenen in den Vereinigten Staaten Zigaretten geraucht haben. Die Auswirkungen von Zigarettenrauch (CS) auf Lungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen wurden weithin untersucht, jedoch bleiben die Auswirkungen von CS in anderen Geweben und Organen wie Blut und Knochenmark unvollständig definiert. Die Suche nach dem geeigneten System zur Untersuchung der Auswirkungen von CS bei Nagetieren kann unerschwinglich teuer sein und den Kauf kommerziell erhältlicher Systeme erfordern. So haben wir uns vorgenommen, ein erschwingliches, zuverlässiges und vielseitiges System zu entwickeln, um die pathologischen Wirkungen von CS bei Mäusen zu untersuchen. Diese Ganzkörper-Inhalations-Expositions-System (WBIS) Setup imitiert das Atmen und Puffen von Zigaretten durch abwechselnde Exposition gegenüber CS und saubere Luft. Hier zeigen wir, dass dieses Do-it-yourself (DIY) System nach 4 Monaten Zigarettenrauch-Exposition Atemwegsentzündungen und Lungenemphysem bei Mäusen induziert. Die Auswirkungen der Ganzkörperinhalation (WBI) von CS auf hämatopoetische Stamm- und Vorläuferzellen (HSPCs) im Knochenmark mit diesem Gerät werden ebenfalls gezeigt.

Einleitung

Zigarettenrauchen ist nach wie vor eine der Hauptursachen für vermeidbare Krankheiten in den USA, trotz des stetigen Rückgangs der Zahl der zigarettenrauchenden Erwachsenen in den letzten 50-60 Jahren¹. Es ist allgemein bekannt, dass Rauchen mit mehreren Erkrankungen der Lunge und des Blutes verbunden ist, einschließlich chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), einer Gruppe von Krankheiten, die Emphysem und chronische Bronchitis^2,3,4umfasst. Nach Angaben des Center for Disease Control (CDC), im Jahr 2014, COPD war die dritthäufigste Todesursache....

Protokoll

Alle an den Experimenten und der Entwicklung dieser Technik beteiligten Tiere wurden unter unser Tieranwendungsprotokoll gestellt, das vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) und unter den Institutionen Baylor College of Medicine und MD Anderson genehmigt wurde, die von der Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care (AAALAC) akkreditiert sind.

1. Bau des Geräts

1. Montage des Luftkompressors mit dem Ventilsystem.
   1. Schließen Sie die Durchflussmesser (zwei 15 L/min mit Y-Bar und 2 Power-Starts) mit einem 1/8 Zoll Gewinde-Stecker-Nippel-Fitting an den Miniatur-Druckre....

Ergebnisse

Eines der Hauptmerkmale der CS-Exposition ist Emphysem, das durch die Beschädigung und Zerstörung von Luftsäcken (Alveolen) in der Lunge gekennzeichnet ist. So konzentrierten sich erste Experimente auf die Fähigkeit des DIY-Systems, emphysematous Veränderungen in der Lunge weiblicher Mäuse bei wiederholter Ganzkörperexposition gegenüber CS zu provozieren. Das CS-Dosierschema wurde auf der Grundlage unserer früheren Veröffentlichungen ausgewählt, in denen wir das hier beschriebene DIY-System nutzten, um Mäuse .......

Diskussion

Hier stellen wir CS die für den Bau eines WBIS-Geräts erforderlichen Informationen zur Verfügung. Nach der Installation des Systems ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Prüfer das System auf der Grundlage der gelieferten Dosis von Nikotin oder Cotinin bei Tieren kalibrieren. Das Gerät enthält einen Timer und Druckmessgeräte, die verwendet werden können, um Das Volumen der Zigarettenpuffe, die Pufffrequenz, die kombinierte Rauchexpositionsdauer und die Ruheintervalle anzupassen, die Tiere zwischen jeder Z.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
1 in fastener	Lowes	756990
1/4 in Barbed Y connector	VWR	89093-282
1/4 in straight tubing connector	VWR	62866-378
1/8 hex nipple	Lowes	877221
1/8 in threaded coupling fitting	Lowes	877208
1/8 in threaded male adapter nipple fitting	Lowes	877243
10/32 (M) threaded straight connector	Bimba	EB60
3/4 in 90-degree elbow CPVC fitting	Lowes	22643
3/4 in chlorinated polyvinyl chloride (CPVC) pipe	Lowes	23814
3/4 in CPVC cap	Lowes	23773
3/4 in CPVC Drip irrigation female adapter	Lowes	194629
3/4 in diameter CPVC male adapter	Lowes	23766
8.5 L airtight container with lid (11.25in x 7.75in x 6 in)	Komax	N/A	Listed as "Komax Biokips Large Bread Box | (280-oz) Large Storage Container"
Glass drain tube (1.75 in diameter x 8 in length)	KIMAX	6500
Isonic Solenoid Valves	Bimba	V2A02-AW1
Marlboro Red 100's	Marlboro	N/A
Oxygen swivel barbed connector	Global Medical Solutions	RES002
Panasonic Timer LT4H-W	Panasonic	LT4HW	Item was built-in the valve controller by Shepherd Controls & Associates
Pressure regulator	Allied Electronics and Automation	70600552	Also listed as "Norgren R07-100-RGKA"
Rubber stopper # 1 (one hole)	VWR	59581-163
Rubber stopper # 8.5 (one hole)	VWR	59581-389
Scireq inExpose system	Scireq and Emka Technologies	N/A	Commercial system used for comparison with our DIY WBIS
Straight barbed fitting (8mm opening)	VWR	10028-872
Thread Sealant tape	Lowes	1184243
Threaded port adaptor	Bimba	P1SA1
Timeter Aridyne 2000 Medical Air Compressor	MFI Medical	AHC-TE20
Timeter flowmeter	Allied Healthcare Products	15006-03YP2	Also listed as "Puritan Air Meter"
Valve Control system	Shepherd Controls and Associates	N/A	Company custom designed the valve control system for this model.
Vinyl pipes	Vitality Medical	RES3007