口腔気管挿管と人工肺虚血再灌流手術のマウスモデル

要約

換気を維持し、低酸素症を回避しながら左肺虚血再灌流(IR)損傷を引き起こすマウス手術モデル。

要約

虚血再灌流(IR)損傷は、血流の中断の一時的な期間を伴うプロセスから生じることがよくあります。肺では、孤立したIRにより、肺胞換気を継続してこの特定のプロセスの実験的研究が可能になり、それによって低酸素症と無気肺の複合的な有害なプロセスを回避できます。臨床の文脈では、肺虚血再灌流傷害(肺IRIまたはLIRIとしても知られている)は、肺塞栓症、蘇生出血性外傷、および肺移植を含むがこれらに限定されない多数のプロセスによって引き起こされる。現在、LIRIの効果的な治療オプションは限られています。今回われわれは今回,耳気管挿管とそれに続く片側性左肺虚血,肺胞換気またはガス交換による再灌流を伴う肺IRの可逆的手術モデルを提示する.マウスは左開胸術を受け、それを通して左肺動脈が露出され、視覚化され、分離され、可逆的なスリップノットを使用して圧縮されます。その後、虚血期間中に外科的切開部が閉じられ、動物が目覚めて抜管されます。マウスが自発的に呼吸すると、肺動脈の周りのスリップノットを解放することによって再灌流が確立されます。この臨床的に関連する生存モデルは、肺IR損傷、解決段階、肺機能に対する下流の影響、および実験的肺炎を含む2ヒットモデルの評価を可能にします。技術的には困難ですが、このモデルは数週間から数か月の間に習得でき、最終的な生存率または成功率は80%〜90%です。

概要

虚血再灌流(IR)損傷は、一定期間の中断後に血流が臓器または組織床に回復したときに発生する可能性があります。肺では、IRは、感染、低酸素症、無気肺、体積外傷(機械的換気中の高潮汐量から)、気圧外傷(機械的換気中の高ピークまたは持続圧力)、または鈍的(非貫通性)肺挫傷などの他の有害なプロセスに関連して、孤立して、または関連する可能性があります^1,2,3.LIRIのメカニズムと同時プロセス(感染など)がLIRIの結果に与える影響についての知識にはいくつかのギャップが残っており、LIRIの治療選択肢も限られています。純粋なLIRIのin vivoモデルは、肺IR損傷の病態生理学を単独で特定し、肺損傷が構成要素であるマルチヒットプロセスへの寄与を研究するために必要です。

マウス肺IRモデルは、肺移植³、肺塞栓症⁴、蘇生による出血性外傷後の肺損傷5など、複数のプロセスの肺特異的病態生理学を研究するために^{使用できます。}現在使用されているモデルには、外科的肺移植⁶、肺門クランプ

プロトコル

以下に説明するすべての手順と手順は、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の施設動物管理および使用委員会(IACUC)によって承認されました。任意のマウス系統を使用できますが、一部の系統は他の系統と比較してより堅牢な肺IR炎症反応を示します¹²。約12〜15週齢(30〜40 g)以上のマウスは、若いマウスよりも肺IR手術に耐え、生き残ります。これらの手術には、雄と雌の両方のマウスを使用できます。

1.マウス挿管プロトコル

1. 麻酔と挿管の準備
   1. エタノール綿棒でマウスの腹部を拭きます。トリブロモエタノール(250-400 mg / kg)の腹腔内注射でマウスを麻酔します。.ペダル離脱反射の欠如によって適切な麻酔の深さを評価します。目の潤滑軟膏を今すぐまたは後で配置します(ステップ2.1.4)。
      注:この手順では、トリブロモエタノール(および代替オプションとしてのエトミデート)は、この手術に必要な血行力学的状態に影響を与えることなく、安定した麻酔面を提供します。この麻酔薬は、腹膜癒着のリスクを回避するために一度だけ使用されます。イソフルランも使用できますが、ここでは使用しません。開業医は、適切と思われる麻酔レシピを自由に使用できます。
   2. 麻酔をかけたマウスを挿管スタンドまたはプラスチックサポートに仰臥位で置き、2つのサポートアンカーにまたがるルー....

結果

片側換気滅菌肺虚血再灌流(IR)損傷によって引き起こされる炎症:虚血の1時間後、ELISAとqRT-PCRの両方によって血清および肺組織内のサイトカインのレベルの増加が観察され、再灌流後1時間でピークに達し、再灌流後12〜24時間以内に急速にベースラインに戻り^ました13。再灌流後3時間で採取したサンプルでは、左肺組織内に強い好中球浸潤が観察され、炎症の強さは使用した?.......

ディスカッション

この原稿は、Dodd-oらによって開発された換気肺IRモデルの実行に関連する手順を詳述^{しています}9。このモデルは、単離された肺IRからの炎症の発生と解消に関与する分子経路を特定するのに役立ちました14,15,16,17、共存感染と組み合わせた肺IR ¹⁸、および腸肺軸と腸^<.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Equipment
Fiber Optic Light Pipe	Cole-Parmer	UX-41720-65	Fiberoptic light pipe
Fiber Optic Light Source	AmScope	SKU: CL-HL250-B	Light source for fiberoptic lights
Germinator 500	Cell Point Scientific, Inc.	No.5-1450	Bead Sterilizer
Heating Pad	AIMS	14-370-223	Alternative option
Lithium.Ion Grooming Kits(hair clipper)	WAHL home products	SKU 09854-600B	To remove mouse hair on surgical site
Microscope	Nikon	SMZ-10	Other newer options available at the company website
MiniVent Ventilator	Havard Apparatus	Model 845	Mouse ventilator
Ultrasonic Cleaner	Cole-Parmer	UX-08895-05	Clean tools that been used in operation
Warming Pad	Kent Scientific	RT-0501	To keep mouse warm while recovering from surgery
Weighing Scale	Cole-Parmer	UX-11003-41	Weighing scale
Surgery Tools
4-0 Silk Suture	Ethicon	683G	For closing muscle layer
7-0 Prolene Suture	Ethicon Industry	EP8734H	Using for making a slip knot of left pulmonary artery
Bard-Parker (11) Scalpel (Rib-Back Carbon Steel Surgical Blade, sterile, single use)	Aspen Surgical	372611	For entering thoracic cavity (option 1)
Bard-Parker (12) Scalpel	Aspen Surgical	372612	For entering thoracic cavity (option 2)
Extra Fine Graefe Forceps	FST	11150-10	Muscle/rib holding forceps
Magnetic Fixator Retraction System	FST	1. Base Plate (Nos. 18200-03) 2. Fixators (Nos. 18200-01) 3. Retractors (Nos. 18200-05 through 18200-12) 4. Elastomer (Nos.18200-07) 5. Retractor(No.18200-08)	Small Animal Retraction System
Monoject Standard Hypodermic Needle	COVIDIEN	05-561-20	For medication delivery IP
Narrow Pattern Forceps	FST	11002-12	Skin level forceps
Needle holder/Needle driver	FST	12565-14	for holding needles
Needles	BD	305110	26 gauge needle for externalizing slipknot (24 or 26 gauge needle okay too)
PA/Vessel Dilating forceps	FST	00125-11	To hold PA; non-damaging gripper
Scissors	FST	14060-09	Used for incision and cutting into the muscular layer durging surgery
Ultra Fine Dumont micro forceps	FST	11295-10 (Dumont #5 forceps, Biology tip, tip dimension:0.05*0.02mm,11cm)	For passing through the space between the left pulmonary artery and bronchus
Reagents
0.25% Bupivacaine	Hospira, Inc.	0409-1159-02	Topical analgesic used during surgical wound closure
Avertin (2,2,2-Tribromoethanol)	Sigma-Aldrich	T48402-25G	Anesthetic, using for anesthetize the mouse for IR surgery, the concentration used in IR surgery is 250-400 mg/kg.
Buprenorphine	Covetrus North America	59122	Analgesic: concentration used for surgery is 0.05-0.1 mg/kg
Eye Lubricant	BAUSCH+LOMB	Soothe Lubricant Eye Ointment	Relieves dryness of the eye
Povidone-Iodine 10% Solution	MEDLINE INDUSTRIES INC	SKU MDS093944H (2 FL OZ, topical antiseptic)	Topical liquid applied for an effective first aid antiseptic at beginning of surgery
Materials
Alcohol Swab	BD brand	BD 326895	for sterilzing area of injection and surgery
Plastic film	KIRKLAND	Stretch-Tite premium	Alternative for covering the sterilized surgical field (more cost effective)
Rodent Surgical Drapes	Stoelting	50981	Sterile field or drape for surgical field
Sterile Cotton Tipped Application	Pwi-Wnaps	703033	used for applying eye lubricant
Top Sponges	Dukal Corporaton	Reorder # 5360	Stopping bleeding from skin/muscle