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Method Article
このプロトコルは、肺線維症のブレオマイシンマウスモデルで使用するための中咽頭吸引技術を示しています。
間質性肺疾患 (ILD) は、肺実質の進行性でしばしば不可逆的な瘢痕化を特徴とする幅広い障害を表し、最も一般的なのは特発性肺線維症 (IPF) です。IPFの動物モデルはいくつか開発されており、ブレオマイシンマウスモデルが最も広く使用されています。ブレオマイシンは、肺胞上皮にDNA損傷を誘発し、ヒトに急性肺損傷および肺線維症を引き起こすことが知られている化学療法です。IPFのげっ歯類モデルは、さまざまな方法でブレオマイシンを投与しますが、最も一般的なのは気管内投与(IT)です。最近、中咽頭吸引(OA)技術は、複数の線維化剤に対してITと同等に有効であることが示されています。副作用はかなり少なく、送達経路も容易です。このプロトコルでは、マウスの肺へのブレオマイシン送達のOA法を詳しく説明し、データ定量化のための潜在的なダウンストリームアプリケーションの例を強調しています。この方法論は、IPFの根底にある分子メカニズムを研究するために、この広く使用されている動物モデルを利用するための簡単、迅速、安全な方法を提供します。
間質性肺疾患(ILD)とは、肺胞腔、間質、および遠位気道の進行性および不可逆的な瘢痕形成を特徴とする不均一な疾患のグループを指します1。特発性肺線維症 (IPF) は、ILD の最も一般的な形態であり、生存期間の中央値は約 3 年です2。IPFは最終的には末期疾患であり、同所性肺移植は一部の患者に対するサルベージ療法です。現在、IPFにはFDAが承認した2つの治療法がありますが、どちらも患者の肺機能を安定させたり改善したりするのではなく、進行速度を遅らせるだけです3,4。IPFの基盤を解明し、新しい治療標的を特定するために、重要な研究努力が進行中です。IPFの病因を研究するための動物モデルは無数に存在し、それぞれに長所と短所があります5。1つのモデルでヒトの疾患の複雑さを完全に再現することはできませんが、これらのアプローチはIPFの分子メカニズムに関する重要な洞察を提供し、トランスレーショナル研究を補完することができます。
ブレオマイシンマウスモデルは、IPF6の最も広く使用され、十分に特徴付けられたin vivoモデルであり続けています。ブレオマイシンは、一本鎖および二本鎖DNAの切断を誘導するペプチド剤です。1962年の発見後、ブレオマイシンは精巣腫瘍やリンパ腫を含む多くの癌の治療に有効であることがわかりましたが、用量依存性肺炎とその結果生じる肺線維症によってその使用は制限されています7,8。この肺毒性はマウスで再現されます。.単回投与で投与すると、最初の炎症段階に続いて、線維化は5日目近くから始まり、14〜21日目にピークに達する9,10,11(図1)に見られます。自発的な解消は約6週間後に起こりますが、反復投与12で永続的な線維性変化を達成することができます。一過性で炎症性の性質を考えると、ブレオマイシンモデル13にはいくつかの固有の欠点がありますが、ILDに関する私たちの分野の理解における主要なギャップのいくつかに答え始めるための迅速で堅牢で再現性のあるシステムを提供し、研究者が過去50年間の結果を比較できるようにします。他の設置アプローチには、アスベスト症およびシリカマウスモデルが含まれ、これらは同様の時間コース(14-28日目)を提供する6,14,15,16。ただし、これらのモデルは、IPF よりもじん肺と一致する組織学的パターンを生成し、空気中の微粒子を使用する必要があるため、慎重な取り扱いが必要です。あるいは、ジフテリア毒素やTGF-β1など、上皮主導の導入遺伝子発現を利用する動物モデルが存在します。これらは、IPFに見られる非炎症性肺胞2型上皮細胞損傷を再現していますが、わずかに時間がかかり(21-30d)、既存の目的のトランスジェニックモデルに戻し交配する必要がある特殊な動物を使用する必要があります。最後に、TGF-β1、IL-β1、およびTNF-αを含むサイトカインのアデノウイルス媒介性過剰発現は、通常14日目までにげっ歯類の肺線維症を誘発することが示されています17,18,19。これらのサイトカイン過剰発現モデルは、便利な鼻腔内送達を可能にしますが、慎重な精製と取り扱いが必要です。
ブレオマイシンの送達には、気管内(IT)、鼻腔内、腹腔内、皮下、静脈内経路6など、複数のアプローチが存在します。ITデリバリーは最も一般的な方法であり、伝統的に気管内挿管または外科的気管切開術のいずれかを含む 20、どちらも深い鎮静、技術的な巧妙さを必要とし、周術期の罹患率と死亡率に関連しています。最近、中咽頭吸引(OA)技術は、ITと同等に効果的であることが示されています。副作用はかなり少なく、送達経路は簡単です14,21,22,23,24,25,26。ここでは、マウスの肺へのブレオマイシン送達のOA法の詳細な視覚的プロトコルを提示し、データ定量化のためのさまざまな潜在的なダウンストリームアプリケーションに焦点を当てます。
これらの実験で報告された動物実験は、UCLA動物研究委員会(ARC)および動物実験委員会(IACUC)によって承認されたプロトコル(ARC-2021-025、ARC-2010-039)の下で実施されました。実験動物の使用に関するすべての州および連邦の規制および方針への完全な遵守が維持されました。動物はUCLAの動物管理施設に収容され、UCLA研究所および動物医学部門(DLAM)の熟練したスタッフによって病原体のない条件下で世話をされました。野生型C57BL/6マウスを市販で入手し、少なくとも14日間順応させた。これらの研究には、8〜12週齢の雄マウスを使用し、平均体重は20〜25gでした。雌マウスも使用され得るが、実験グループや条件間で動物の性別と年齢を一致させることが重要である27。この研究で使用された動物、試薬、および機器の商業的な詳細は、 資料表に記載されています。
1. ブレオマイシンの中咽頭投与
2.麻酔の導入
3. 中咽頭投与
4. 動物の回復
5. 組織採取、プロセシング、エンドポイント分析
ここで説明するプロトコルは、ブレオマイシンマウスモデルにおける中咽頭吸引の投与経路をまとめたものです。これらの実験では、動物をブレオマイシン(0.75U / kg体重)または偽制御のためのPBSのいずれかで処理しました。7日目、14日目、21日目に、マウスを安楽死させ、肺を摘出し、組織を固定した(前述の通りである35)。線維症は、ヘマトキシリ...
詳細なビデオプロトコルは、肺線維症のマウスモデルで使用するためのブレオマイシンを投与するための中咽頭吸引技術について提供されています。さらに、OAブレオマイシンによって誘発される線維性および炎症性の変化を定量化するための潜在的なダウンストリームアプリケーションに焦点を当てています。
ヒトの疾患の複雑さを完全に再?...
著者には利益相反はありません。
この研究は、NIH Ruth L. Kirchstein National Research Service Award (NRSA) Institutional Research Training Grant (T32) が RW (2T32HL072752-16) に授与されたものです。著者はまた、Saul and Joyce Brandman Foundation Lung Health Centerの支援に感謝したいと思います。
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 |
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