Zum Anzeigen dieser Inhalte ist ein JoVE-Abonnement erforderlich. Melden Sie sich an oder starten Sie Ihre kostenlose Testversion.
Method Article
Dieses Protokoll demonstriert die oropharyngeale Aspirationstechnik für den Einsatz im Bleomycin-Mausmodell der Lungenfibrose.
Die interstitielle Lungenerkrankung (ILD) stellt ein breites Spektrum von Erkrankungen dar, die durch eine fortschreitende und oft irreversible Vernarbung des Lungenparenchyms gekennzeichnet sind, wobei die idiopathische Lungenfibrose (IPF) am häufigsten ist. Es wurden mehrere Tiermodelle von IPF entwickelt, wobei das Bleomycin-Mausmodell am weitesten verbreitet ist. Bleomycin ist ein Chemotherapeutikum, von dem bekannt ist, dass es DNA-Schäden im Alveolarepithel induziert, die beim Menschen zu akuten Lungenschäden und Lungenfibrose führen. Nagetiermodelle der IPF verwenden die Verabreichung von Bleomycin über verschiedene Methoden, die häufigste ist die intratracheale (IT). In jüngster Zeit hat sich gezeigt, dass die Technik der oropharyngealen Aspiration (OA) bei mehreren Fibrosierungsmitteln genauso wirksam ist wie die IT, mit deutlich weniger Nebenwirkungen und einem einfacheren Verabreichungsweg. Dieses Protokoll beschreibt die OA-Methode der Bleomycin-Verabreichung in die Lunge von Mäusen und zeigt Beispiele für potenzielle nachgelagerte Anwendungen zur Datenquantifizierung auf. Diese Methodik bietet eine einfache, schnelle und sichere Möglichkeit, dieses weit verbreitete Tiermodell für die Untersuchung der molekularen Mechanismen zu nutzen, die IPF zugrunde liegen.
Die interstitielle Lungenerkrankung (ILD) bezieht sich auf eine heterogene Gruppe von Erkrankungen, die durch eine fortschreitende und irreversible Vernarbung des Alveolenraums, des Interstitiums und der distalen Atemwege gekennzeichnetsind 1. Die idiopathische Lungenfibrose (IPF) ist die häufigste Form der ILD und hat ein medianes Überleben von etwa drei Jahren2. IPF ist eine letztlich unheilbare Erkrankung, wobei die orthotope Lungentransplantation für ausgewählte Patienten eine Salvage-Therapie darstellt. Derzeit gibt es zwei von der FDA zugelassene Therapien für IPF, die beide lediglich die Progressionsrate verlangsamen, anstatt die Lungenfunktion der Patienten zu stabilisieren oder zu verbessern 3,4. Es werden erhebliche Forschungsanstrengungen unternommen, um die Grundlagen der IPF aufzuklären und neue therapeutische Ziele zu identifizieren. Es gibt unzählige Tiermodelle, um die IPF-Pathogenese zu untersuchen, jedes mit seinen eigenen Vor- und Nachteilen5. Obwohl kein einzelnes Modell in der Lage ist, die Komplexität menschlicher Krankheiten vollständig zu rekapitulieren, bieten diese Ansätze einen signifikanten Einblick in die molekularen Mechanismen von IPF und können translationale Studien ergänzen.
Das Bleomycin-Mausmodell ist nach wie vor das am weitesten verbreitete und am besten charakterisierte In-vivo-Modell von IPF6. Bleomycin ist ein Peptidwirkstoff, der einzel- und doppelsträngige DNA-Brüche induziert. Nach seiner Entdeckung im Jahr 1962 wurde festgestellt, dass Bleomycin bei der Behandlung einer Reihe von Krebsarten, einschließlich Hodentumoren und Lymphomen, wirksam ist, seine Verwendung jedoch durch dosisabhängige Pneumonitis und daraus resultierende Lungenfibrose eingeschränktwurde 7,8. Diese Lungentoxizität wird bei Mäusen rekapituliert. Bei Verabreichung in einer Einzeldosis nach einer anfänglichen Entzündungsphase kann die Fibrose ab Tag 5 beobachtet werdenund an den Tagen 14-21 9,10,11 ihren Höhepunkt erreichen (Abbildung 1). Ein spontanes Abklingen tritt nach etwa 6 Wochen ein, obwohl dauerhafte fibrotische Veränderungen durch wiederholte Verabreichung erreicht werden können12. Angesichts der vorübergehenden und inflammatorischen Natur gibt es einige inhärente Nachteile des Bleomycin-Modells13, aber es bietet ein schnelles, robustes und reproduzierbares System, um einige der größten Lücken im Verständnis von ILD in unserem Fachgebiet zu schließen, und ermöglicht es den Forschern, die Ergebnisse der letzten fünf Jahrzehnte zu vergleichen. Andere Installationsansätze umfassen die Asbestose- und Siliziumdioxid-Mausmodelle, die ähnliche Zeitverläufe (Tage 14-28)6,14,15,16 bieten. Diese Modelle erzeugen jedoch ein histologisches Muster, das eher mit einer Pneumokoniose als mit IPF übereinstimmt, und erfordern die Verwendung von Partikeln in der Luft, was eine sorgfältige Handhabung erfordert. Alternativ gibt es Tiermodelle, die eine epithelialgesteuerte Transgenexpression nutzen, wie z. B. Diphtherietoxin und TGF-β1. Diese rekapitulieren die nicht-inflammatorische alveoläre Typ-2-Epithelzellschädigung, die bei IPF beobachtet wurde, dauern jedoch etwas länger (21-30d) und erfordern den Einsatz spezialisierter Tiere, die in bestehende transgene Modelle von Interesse rückgekreuzt werden müssen. Schließlich wurde gezeigt, dass eine adenoviral vermittelte Überexpression von Zytokinen, einschließlich TGF-β1, IL-β1 und TNF-α, bei Nagetieren Lungenfibrose induziert, typischerweise am Tag 14 17,18,19. Diese Zytokin-Überexpressionsmodelle ermöglichen eine bequeme intranasale Verabreichung, erfordern jedoch eine sorgfältige Reinigung und Handhabung.
Es gibt mehrere Ansätze für die Verabreichung von Bleomycin, einschließlich intratrachealer (IT), intranasaler, intraperitonealer, subkutaner und intravenöser Wege6. Die IT-Verabreichung ist die gebräuchlichste Methode, die traditionell entweder eine endotracheale Intubation oder eine chirurgische Tracheostomie20 umfasst, die beide eine tiefe Sedierung und technische Finesse erfordern und mit perioperativer Morbidität und Mortalität verbunden sind. In jüngster Zeit hat sich gezeigt, dass die Technik der oropharyngealen Aspiration (OA) genauso wirksam ist wie die IT, mit deutlich weniger Nebenwirkungen und einem einfacheren Verabreichungsweg 14,21,22,23,24,25,26. Hier stellen wir ein detailliertes visuelles Protokoll für die OA-Methode der Bleomycin-Verabreichung in die murine Lunge vor und zeigen verschiedene potenzielle nachgelagerte Anwendungen für die Datenquantifizierung auf.
Tierversuche, die in diesen Versuchen beschrieben wurden, wurden im Rahmen von Protokollen (ARC-2021-025, ARC-2010-039) durchgeführt, die vom UCLA Animal Research Committee (ARC) und dem Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) genehmigt wurden. Die vollständige Einhaltung aller staatlichen und bundesstaatlichen Vorschriften und Richtlinien in Bezug auf die Verwendung von Labortieren wurde aufrechterhalten. Die Tiere wurden in der Animal Care Facility der UCLA untergebracht und vom Fachpersonal der UCLA Division of Laboratory and Animal Medicine (DLAM) unter pathogenfreien Bedingungen betreut. Wildtyp-Mäuse vom Typ C57BL/6 wurden kommerziell erworben und mindestens 14 Tage lang akklimatisiert. Für diese Studien wurden männliche Mäuse im Alter von 8-12 Wochen mit einem durchschnittlichen Körpergewicht von 20-25 g verwendet. Weibliche Mäuse können ebenfalls verwendet werden, obwohl es wichtig ist, das Geschlecht und das Alter der Tiere über Versuchsgruppen und -bedingungen hinweg anzupassen27. Die kommerziellen Details der Tiere, Reagenzien und Geräte, die in dieser Studie verwendet wurden, sind in der Materialtabelle aufgeführt.
1. Oropharyngeale Verabreichung von Bleomycin
2. Einleitung der Anästhesie
3. Oropharyngeale Verabreichung
4. Bergung der Tiere
5. Gewebegewinnung, -verarbeitung und Endpunktanalyse
Das hier beschriebene Protokoll fasst den oropharyngealen Aspirationsweg der Verabreichung im Bleomycin-Mausmodell zusammen. In diesen Versuchen wurden die Tiere entweder mit Bleomycin (0,75 U/kg Körpergewicht) oder PBS zur Scheinkontrolle behandelt. An den Tagen 7, 14 und 21 wurden die Mäuse eingeschläfert, ihre Lungen explantiert und das Gewebe fixiert, wie zuvor beschrieben35. Die Fibrose wurde mittels histologischer Hämatoxylin- und Eosin-Färbung (H&E) be...
Ein detailliertes Videoprotokoll zur oropharyngealen Aspirationstechnik zur Verabreichung von Bleomycin zur Verwendung im Mausmodell der Lungenfibrose wird zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus heben wir potenzielle Downstream-Anwendungen zur Quantifizierung von fibrotischen und Entzündungsveränderungen hervor, die durch OA-Bleomycin induziert werden.
Obwohl kein Tier die Komplexität menschlicher Krankheiten vollständig rekapituliert, wird das Bleomycin...
Die Autoren haben keine Interessenkonflikte.
Diese Arbeit wurde durch den NIH Ruth L. Kirchstein National Research Service Award (NRSA) Institutional Research Training Grant (T32) unterstützt, der an RW (2T32HL072752-16) vergeben wurde. Die Autoren möchten sich auch für die Unterstützung des Lungengesundheitszentrums der Saul and Joyce Brandman Foundation bedanken.
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 |
Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden
Genehmigung beantragenThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten