이 연구는 대동맥 연구 보조금 (미시간 대학교)이 엘리엇 박사에게 가능하게되었습니다. 저자는 또한 담배 조명 장치의 설계 및 조립을 돕기 위해 미시간 대학교 식물 작업 표시 및 그래픽 부서의 Nick Scott을 인정하고자합니다.

다음 프로토콜은 미시간 대학 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)의 지침 및 승인하에 수행되었습니다. 1. 전자 담배 - 증기 챔버 어셈블리 참고 : 사용 중에는 전체 챔버를 흄 후드에 두어야합니다. 여기 챔버는 온도 조절되고 여과 된 실험실 환경에 보관되었습니다. 수사관은 실내 공기의 질을 일정하게 유지하기 위해 시스템의 이러한 측면을 모니터링하도록 선택할 수 있습니다. 옵션으로 금속 케이지로 모니터를 덮으면 설치류 조작을 방지하고 모니터가 실내 실내 환경을 샘플링하도록 할 수 있습니다. <ol><li> 20 L의 부피로 공기가 통과하는 탈착식 뚜껑이있는 마취 챔버를 확보하십시오. </li><li> 재료 절단에 적합한 날을 장착 한 지그 톱을 사용하여 챔버의 뚜껑에있는 직경 10.2cm의 구멍을 구멍의 뒤쪽 가장자리에서 약 7.6cm 정도 잘라냅니다.방. </li><li> 조정 가능한 벤트를 구멍에 삽입하고 모든 코크 접착제로 제자리에 장착하십시오. 참고 : 코킹을 씹을 수 있으므로 챔버 안의 설치류에 접착제 코킹이되어 있지 않은지 확인하십시오. 이 가능한 문제를 방지하려면 벤트를 장착하기 위해 챔버 벽 바깥쪽에 코킹을하십시오. </li><li> 실리콘 튜브를 두 개의 15cm 세그먼트로 자르고 T- 커넥터의 한쪽 끝을 연결하십시오. 참고 : 실리콘 튜빙은 전자 증기 또는 담배 연기의 일부 구성 요소와 반응 할 가능성이 있습니다. 따라서 연구자는 비 반응성 튜브 사용을 고려할 수 있습니다. </li><li> T- 커넥터가 챔버 내부에 있도록 챔버 뚜껑 앞쪽에있는 미리 준비된 구멍에 두 개의 실리콘 튜브를 끼 웁니다. 접착제가 코킹 또는 전기 테이프로 뚜껑에 고정되었는지 확인하십시오. </li><li> 실리콘 튜빙의 자유 단을 두 개의 마이크로 공기 펌프의 출력 단에 연결하십시오. 펌프는 챔버의 뚜껑에 더블 -양면 접착 테이프 또는 코킹. 참고 : 펌프 출력단에 연결된 튜빙의 길이는 사용 중에 튜빙 내부 표면의 증기 수집량을 제한하기 위해 짧아야합니다. </li><li> 새로운 실리콘 튜브를 사용하여 공기 펌프 중 하나의 입력측 ( 그림 1의 펌프 A)에 한쪽 끝을 연결하고이 튜브를 약 4cm 길이로 자릅니다. 이것은 전자 담배가 챔버 사용 중에 삽입되는 곳입니다. 튜브의 직경이 e-cig의 끝 부분에 꼭 맞도록하십시오. </li><li> 새로운 실리콘 튜브를 사용하여 한쪽 끝을 다른 공기 펌프 ( 그림 1의 펌프 B)의 입력쪽에 연결하십시오. 이 펌프는 실내로 실내 공기를 도입합니다. 따라서, 튜브 끝은 흄 후드 외부에 배치해야합니다. 이 튜브의 길이는 중요하지 않지만 공기 흐름 저항을 제한하기 위해 가능한 한 짧아야합니다. </li><li> 챔버 내부에 산소가 들어갈 수 있도록 양면 접착제로 두 개의 작은 후크를 부착하십시오.en 및 일산화탄소 가스 모니터. </li></ol><img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/55672/55672fig1.jpg" /> 그림 1. 전자 담배 - 증기 챔버의 개략도. 챔버는 흄 후드에 보관됩니다 (표시되지 않음). 실내 공기 펌프 (펌프 B)는 흄 후드 외부의 실내 공기를 2L / 분으로 지속적으로 챔버로 유입합니다. E-cig 펌프 (펌프 A)는 30 초의 휴식 간격으로 4 초에 걸쳐 133 mL의 E-vapor를 퍼프합니다. 챔버로 펌핑되기 전에 E- 증기 및 실내 공기 혼합. 가스 모니터는 챔버 내부의 일산화탄소 (CO) 및 산소 (O 2 ) 농도를 지속적으로 측정합니다. E- 증기는 배기 가스를 통해 흄 후드로 수동적으로 배출됩니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/55672/55672fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 2. 담배 연기 챔버 어셈블리 참고 : 사실상 모든 브랜드 of 담배를이 시스템과 함께 사용할 수 있지만 University of Kentucky 1R6F Research Cigarette와 같은 표준화 된 연구용 담배는 비용 효율적이고 신뢰성이 높으며이 용도에 가장 적합합니다. <ol><li> 1.1 - 1.6, 1.9 단계를 따릅니다. </li><li> 새로운 실리콘 튜브를 사용하여 한쪽 끝을 담배 조명 장치에 연결하고 다른 쪽 끝을 공기 펌프의 입력측에 연결하십시오 ( 그림 2의 펌프 A). 담배 조명 장치는 사용 중에 흄 후드 내부와 챔버 외부에 배치해야합니다. 주 : 담배 조명 장치의 제작에는 금속 제조 및 전기 공학에 대한 지식이 필요합니다. 건설에 대한 단계별 안내서는 여기에 나와 있지 않지만 계획에 대한 보충 자료를 참조하십시오. </li><li> 새 실리콘 튜브로 한쪽 끝을 다른 공기 펌프에 연결하십시오 ( 그림 2의 펌프 B). 이 펌프는 실내에 실내 공기를 도입 할 것이므로 튜브 끝을 흄 후드 외부에 배치해야합니다. </li<html> &gt; <li> 챔버의 전면 벽에 5mm 너비의 수직 슬릿을 몇 개 잘라 내고 챔버 외부에 컴퓨터 팬을 설치하여이 개구를 덮도록하십시오. 팬이이 개구부를 통해 챔버 안으로 공기를 불어 넣을 수 있도록 팬의 전면이 챔버를 향하게하십시오. </li></ol><img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/55672/55672fig2.jpg" /> 그림 2. 담배 연기 상자의 개략도. 실내 공기 펌프 (펌프 B)는 흄 후드 외부의 실내 공기를 2L / 분으로 지속적으로 챔버로 유입합니다. 펌프 A는 2 L / 분의 속도로 40 초 동안 점화 된 담배를 끌어 들였고, 20 초 후에 컴퓨터 팬은 3 분 이상 챔버를 비웠다. 연기와 실내 공기는 챔버로 펌핑되기 전에 혼합됩니다. 가스 모니터는 지속적으로 일산화탄소 (CO) 및 산소 (O 2 ) 챔버 농도를 측정합니다. 연기는 흄 후드로 벤트를 통해 소진됩니다.ftp_upload / 55672 / 55672fig2large.jpg &quot;target =&quot;_ blank &quot;&gt;이 그림의 확대 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. 3. 마이크로 컨트롤러 어셈블리 및 소프트웨어 <ol><li> 별도의 마이크로 컨트롤러로 전자 담배 증기 챔버 및 담배 연기 챔버의 펌핑 시스템을 제어하십시오. 마이크로 컨트롤러 소프트웨어를 다운로드하고 S upplementary Materials에 제공된 작동 코드를 업로드하십시오. 전자 담배 증기 코드는 실내 공기 펌프를 연속적으로 가동하고 30 초마다 4 초 동안 전자 담배 펌프를 작동시킵니다. 담배 연기 코드는 실내 공기 펌프를 연속적으로 가동하고 40 초 동안 담배 펌프를 작동 시키며 담배 펌프가 정지 한 후 20 초 동안 컴퓨터 팬을 작동시킵니다. 팬은 3 분 동안 작동 후 차단됩니다. 참고 : 필요에 따라 펌프 및 팬의 타이밍을 조정할 수 있습니다. 관련 코드를 마이크로 컨트롤러에 업로드하는 방법에 대한 제조업체 지침을 참조하십시오. </li><li> 조립하기마이크로 컨트롤러에서 그림 3 과 같이 브레드 보드에 지퍼 와이어, 다이오드, 레지스터 및 커패시터를 연결하고 악어 클립 와이어를 해당 공기 펌프 (및 담배 연기 챔버의 컴퓨터 팬)에 연결합니다. 가능한 경우 흄 후드 외부에 마이크로 컨트롤러를 설치하십시오. </li></ol><img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/55672/55672fig3.jpg" /> 그림 3. 마이크로 컨트롤러의 회로도. 공기 펌프 및 팬 타이밍을 작동시키는 마이크로 컨트롤러 및 빵 보드의 회로도. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/55672/55672fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 4. 동물 <ol><li> 몸무게 450-520 g의 성인 쥐를 사용하십시오. </li><li> 노출 유형 ( 예 : 전자 담배, 담배 연기, 실내로 펌핑 된 실내 공기)에 따라 그룹화 된 쥐. </li><li> 이 시점에서 pr노출 기준으로 주사기를 사용하여 꼬리 정맥에서 EDTA 코팅 튜브에서 500 μL의 혈액을 수집하여 기준 혈청 코티닌 농도를 측정합니다. </li><li> 혈액 검체를 4 ℃에서 30 분간 20,000 xg으로 회전시키고 혈청을 채취합니다. 이 과정에서 샘플이 얼음 위에서 차가워 지는지 확인하십시오. </li><li> 제조자 프로토콜에 따라 수집 된 혈청 샘플에서 코티닌에 대한 분석. 나중에 사용할 수 있도록 샘플을 -80 ℃에서 보관할 수도 있습니다. </li></ol> 5. 전자 담배 실내 조작 <ol><li> 70 % 에탄올로 챔버의 내부를 닦은 다음 탈 이온수로 세척하고 챔버가 완전히 건조 될 때까지 공기를 건조시킵니다 (약 30 분). </li><li> 가스 모니터를 보정하고 전체 모니터를 챔버 내부의 벽에 장착하십시오. </li><li> 챔버 안에 쥐를 놓으십시오. 최대 3 마리의 동물을 동시에 노출시킬 수 있습니다. </li><li> 전자 담배가 적절한 전자 액으로 완전히 충전되었는지 확인하고 전자 담배를 삽입하십시오입력 튜브에 넣는다. 90 분 노출 기간 동안 전자 담배 배터리 및 E 액체 레벨이 적절한 지 확인하는 것이 중요합니다. </li><li> 공기 펌프를 켜고 타이머를 시작하십시오. </li><li> 노출 중 가스 모니터를 관찰하여 챔버에&gt; 20 % O 2 및 0ppm CO가 있는지 확인하십시오. 참고 : 산소 수준이 떨어지면 챔버가 잘 환기되지 않거나 산소 모니터가 적절히 보정되지 않을 수 있습니다. </li><li> 노출 시간이 90 분에 도달하면 전자 담배를 꺼내고 가스 펌프를 계속 가동하여 남아있는 증기를 배출시킵니다. 또한 환기를 촉진하기 위해 챔버의 상단을들 수 있습니다. </li><li> 증기가 제거되면 쥐를 제거하고 챔버를 청소하십시오. </li><li> 실험 프로토콜의 결론에 노출 후 약 1 H 각 쥐에서 꼬리 정맥에서 500 μL 혈액을 수집합니다. </li><li> 혈청을 분리하고 코티닌에 대한 분석을 위해 4.4 - 4.5 단계를 수행하십시오. </li></ol><ol><li> 5.1 - 5.3 단계를 수행하십시오. </li><li> 가열 요소에 대해 궐련의 끝 부분과 함께 궐련 조명 장치에 궐련을 삽입하십시오. </li><li> 담배 꽁초가 연기가 날 때까지 (약 5 초) 담배 조명 장치를 켜십시오. </li><li> 담배가 켜지면 펌핑 시스템을 켜고 타이머를 시작한 후 담배가 완료 될 때까지 (약 40 초) 화상을 관찰합니다. </li><li> 담배가 타 버린 후에는 조심스럽게 사용 된 담배를 집게로 담배 조명 장치에서 제거하십시오. </li><li> CO 수준이 1000ppm 이상으로 상승하지 않으며 O2 수준이 20 % 미만으로 떨어지지 않도록하십시오. 컴퓨터 팬 타이밍과 지속 시간은 일산화탄소 축적을 방지하는 데 중요합니다. </li><li> 4 분 후 펌핑 시스템을 끄고 래트가 담배 연기에 90 분 (또는 약 23 개피) 씩 노출 될 때까지 단계 6.2로 돌아갑니다. 참고 : 일산화탄소 수준 담배 꽁초 다음 4 분ning이 400ppm 이하로 떨어지면 일산화탄소가 챔버에 축적되기 시작할 수 있습니다. </li><li> 노출이 완료되면 펌핑 시스템을 켜두고 잔류 연기를 환기 시키십시오. 일산화탄소가 100ppm 이하로 떨어지면 실험실에서 쥐를 제거합니다. 이것은 5-10 분이 소요됩니다. </li><li> 쥐를 제거하고 챔버를 청소하십시오. </li><li> E - 담배와 실험 프로토콜의 결론에 노출 후 약 1 시간 후 꼬리 정맥에서 500 μL 혈액을 수집합니다. </li><li> 혈청을 분리하고 코티닌에 대한 분석을 위해 4.4 - 4.5 단계를 수행하십시오. </li></ol>

<ol>
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여기에서는 설치류를 E-vapor 및 담배 연기에 제어 된 방식으로 노출시키는 챔버를 구성하는 방법을 설명합니다 ( 그림 6 ). E - 담배 챔버의 건설은 상용 노출 시스템 14 , 15 , 16에 비해 상대적으로 간단하고 저렴합니다. 챔버를 만드는 데 필요한 부품과 도구는 온라인으로 상용 공급 업체에서 쉽게 이용할 수 있습니?...

2004 년 미국 시장에 진출한 이래 전자 담배 (E 담배)가 10 억 달러 규모의 산업으로 확대되면서 거의 9 백만 명의 성인이 정기적으로 담배를 사용하고있는 것으로 추산됩니다 1 . 2014 년과 2015 년에는 고교생이 기존의 담배보다 전자 담배를 더 많이 사용했습니다 2 . E- 담배 사용자가 늘어나면서 잠재적 인 건강 상 악영향을 평가하기위한 연구 노력이 시작되었습니다. 전자 담배는 일반적으로 물, 폴리에틸렌 글리콜 또는 식물성 글리세린, 니코틴 및 향료의 혼합물을 포함하는 점성 솔루션을 가열하여 증기 ( &quot;E- 증기&quot;라고 함)를 생성합니다 3 , 4 . 전자 증기는 반응성 산소 종 (ROS), 니코틴, 다양한 알데히드 및 ​​다환 방향족 탄화수소를 포함한 몇 가지 유해 화합물을 함유하고 있으며 ,6. 이러한 많은 화합물은 흡입 전에 E- 액체의 증발 과정에서 형성됩니다. 주목할 만하게,이 유해한 화합물의 몇몇은 또한 담배 연기 안에 또한 있고, E 담배가 유사한 건강 결과 초래할 수 있는다 고 우려를 제기했다. 전자 담배의 건강에 미치는 영향에 대해서는 거의 합의가 없습니다. 이를 해결하기 위해 E- 증기 노출에 대한 몇 가지 동물 모델이 개발되었다 ( 표 1 ). 이 모델은 전신 E- 증기 노출 및 기계식 환기와 같은 다양한 방법을 사용합니다. 현재 모델은 통찰력있는 데이터를 제공하지만, 동일한 노출 시스템 내에서 담배 연기를 직접 비교하는 사람은 거의 없습니다 ( 표 1 ). 또한 여러 사람의 연구에서 E 담배와 흡연자가 혈청 cotinine 수치가 30-200ng / mL 사이임을 보여 주었지만 E- 증기 및 담배 연기 노출의 많은 모델이 감소했습니다이 범위는 8 , 9 , 10 , 11 , 12 입니다. 여기서 우리는 인체 연구와 유사한 혈청 코티닌 수준을 산출 하는 생체 내에서의 담배 연기 및 E- 증기 노출의 효과를 비교하는 방법을 제시한다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="793">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:348px;">blu PLUS Rechargeable Kit</td>
			<td style="width:219px;">blu eCigs</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td style="width:107px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1R6F Reference Cigarettes</td>
			<td>Center for Tob Ref&#160; Prod UK</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Lexan Anesthesia Chamber 20 L</td>
			<td>Jorgensen Laboratories</td>
			<td>JOR265</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Arduino UNO</td>
			<td>Arduino</td>
			<td>2877</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Diode Rectifier - 1A 50V</td>
			<td>Spark Fun</td>
			<td>COM-08589</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Resistor 10K Ohm 1/6th Watt PTH - 20 pack</td>
			<td>Spark Fun</td>
			<td>COM-11508</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Electrolytic Decoupling Capacitors - 100uF/25V</td>
			<td>Spark Fun</td>
			<td>COM-00096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Solderless Plug-in BreadBoard&#160;</td>
			<td>BusBoard Prototype Systems</td>
			<td>BB400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Alligator-Clip Wires</td>
			<td>BusBoard Prototype Systems</td>
			<td>CA-M-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ZipWire</td>
			<td>BusBoard Prototype Systems</td>
			<td>ZW-MM-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Standard Fan 80 ST2</td>
			<td>Cooler Master</td>
			<td>R4-S8R-20AK-GP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ARIC 4&#34; adjustable vent</td>
			<td>Bestlouver</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ToxiPro&#160; Carbon Monoxide Monitor</td>
			<td>Honeywell Analytics</td>
			<td>54-00-10316</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ToxiPro Oxygen Monitor</td>
			<td>Honeywell Analytics</td>
			<td>54-45-90-VD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ToxiPro IQ Express Docking Station</td>
			<td>Honeywell/Sperian Biosystems&#160;</td>
			<td>54-46-9100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Command Wall Hook Small Wire 6-Pack</td>
			<td>3M</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micro Water/Air Pump</td>
			<td>Xiamen Conjoin Electronics</td>
			<td>CJWP40-A12A1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1/4&#34; Silicon Tubing</td>
			<td>NewAge</td>
			<td>2801470-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">T Connector</td>
			<td>Bel-Art Scienceware</td>
			<td>F196060000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Plastic Whole Blood tube with spray-coated K2EDTA</td>
			<td>Becton, Dickinson and Company</td>
			<td>367841</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cotinine ELISA kit</td>
			<td>Calbiotech</td>
			<td>CO096D</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

comparing the effects of electronic cigarette vapor and cigarette smoke in a novel in vivo exposure system

<html> 전자 담배 (E- cigarettes )가 널리 사용되고 있으며 인기가 높아지고 있습니다. 900 만 명 이상의 성인이 정기적으로 사용합니다. 전자 담배 증기 (E- 증기) 노출로 인한 잠재적 인 건강상의 악영향은 잘 정의되어 있지 않습니다. E- 수증기 노출의 여러 동물 모델이 개발되었지만, 설치류를 임상 적으로 관련된 양의 니코틴에 노출시키고 동일한 노출 시스템 내에서 담배 연기와 직접 비교할 수있는 모델은 거의 없습니다. 여기서는 E- 증기 챔버 및 담배 연기 챔버를 구성하고 작동시키는 방법을 제시합니다. 챔버는 컴퓨터 제어 펌핑 시스템으로 마취 챔버를 구성하여 일정한 양의 E쥐에게 증기 또는 담배 연기가 나는 경우 니코틴 노출은 사전 및 사후 노출 혈청 코티닌 수치를 정량적으로 측정하여 간접적으로 측정됩니다.이 노출 시스템은 다양한 종류의 전자 담배 및 담배를 수용 할 수 있도록 변형 될 수 있으며 생체 내에서 의 전자 증기 및 담배 연기의 효과를 비교하는 데 사용됩니다.

일산화탄소 및 산소 모니터링 전자 기상 노출 동안 산소 농도는 20 % 이하로 떨어지지 않았으며 노출 동안 CO 농도는 감지되지 않았습니다. 담배 연기 노출 동안 가스 모니터는 산소 농도가 20 % 이상으로 유지됨을 나타냅니다. 일산화탄소 농도는 1,000ppm을 초과하지 않았다 ( 그림 4 ). <p class="jove_content" fo:keep-together....

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Comparing the Effects of Electronic Cigarette Vapor and Cigarette Smoke in a Novel In Vivo Exposure System

이 프로토콜은 설치류를 전자 담배 (E-vapor) 및 담배 연기에 노출시키는 방법을 설명합니다. 노출 챔버는 설치류에 전자 증기 또는 담배 연기를 전달하는 자동화 된 펌핑 시스템으로 마취 챔버를 개조하여 구성됩니다. 이 시스템은 많은 실험적 엔드 포인트를 수용하도록 쉽게 수정할 수 있습니다.

전자 담배와 담배 연기의 효과 비교<em&gt; In Vivo</em&gt; 노출 시스템

Electronic cigarettes (E-cigarettes) are being widely used, and growing in popularity. It is estimated that more than 9 million adults use them regularly. ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

Comparing the Effects of Electronic Cigarette Vapor and Cigarette Smoke in a Novel In Vivo Exposure System

11.4K 조회수.  University of Michigan Medical School.  이 프로토콜은 설치류를 전자 담배 (E-vapor) 및 담배 연기에 노출시키는 방법을 설명합니다. 노출 챔버는 설치류에 전자 증기 또는 담배 연기를 전달하는 자동화 된 펌핑 시스템으로 마취 챔버를 개조하여 구성됩니다. 이 시스템은 많은 실험적 엔드 포인트를 수용하도록 쉽게 수정할 수 있습니다. 

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Making Sense of Listening: The IMAP Test Battery

The ability to hear is only the first step towards making sense of the range of information contained in an auditory signal. Of equal importance are the abilities to extract and use the information encoded in the auditory signal. We refer to these as listening skills (or auditory processing AP). Deficits in these skills are associated with delayed language and literacy development, though the nature of the relevant deficits and their causal connection with these delays is hotly debated.
When a child is referred to a health professional with normal hearing and unexplained difficulties in listening, or associated delays in language or literacy development, they should ideally be assessed with a combination of psychoacoustic (AP) tests, suitable for children and for use in a clinic, together with cognitive tests to measure attention, working memory, IQ, and language skills. Such a detailed examination needs to be relatively short and within the technical capability of any suitably qualified professional. Current tests for the presence of AP deficits tend to be poorly constructed and inadequately validated within the normal population. They have little or no reference to the presenting symptoms of the child, and typically include a linguistic component. Poor performance may thus reflect problems with language rather than with AP. To assist in the assessment of children with listening difficulties, pediatric audiologists need a single, standardized child-appropriate test battery based on the use of language-free stimuli.
We present the IMAP test battery which was developed at the MRC Institute of Hearing Research to supplement tests currently used to investigate cases of suspected AP deficits. IMAP assesses a range of relevant auditory and cognitive skills and takes about one hour to complete. It has been standardized in 1500 normally-hearing children from across the UK, aged 6-11 years. Since its development, it has been successfully used in a number of large scale studies both in the UK and the USA. IMAP provides measures for separating out sensory from cognitive contributions to hearing. It further limits confounds due to procedural effects by presenting tests in a child-friendly game-format. Stimulus-generation, management of test protocols and control of test presentation is mediated by the IHR-STAR software platform. This provides a standardized methodology for a range of applications and ensures replicable procedures across testers. IHR-STAR provides a flexible, user-programmable environment that currently has additional applications for hearing screening, mapping cochlear implant electrodes, and academic research or teaching.

A test battery (IMAP) for performing an in-depth assessment of auditory and cognitive abilities contributing to listening skills is described. It is quick to administer, child-friendly and free from linguistic confounds. Stimulus generation and protocol management are controlled via a software platform (IHR-STAR) to ensure replicable procedures.

IMAP 테스트 배터리 : 듣기의 감각을 만들기

The ability to hear is only the first step towards making sense of the range of information contained in an auditory signal. Of equal importance are the ...

연구

의학

Isolation of Mouse Respiratory Epithelial Cells and Exposure to Experimental Cigarette Smoke at Air Liquid Interface

Pulmonary epithelial cells can be isolated from the respiratory tract of mice and cultured at air-liquid interface (ALI) as a model of differentiated respiratory epithelium. A protocol is described for isolating and exposing these cells to mainstream cigarette smoke (CS), in order to study epithelial cell responses to CS exposure. The protocol consists of three parts: the isolation of airway epithelial cells from mouse trachea, the culturing of these cells at air-liquid interface (ALI) as fully differentiated epithelial cells, and the delivery of calibrated mainstream CS to these cells in culture. The ALI culture system allows the culture of respiratory epithelia under conditions that more closely resemble their physiological setting than ordinary liquid culture systems. The study of molecular and lung cellular responses to CS exposure is a critical component of understanding the impact of environmental air pollution on human health. Research findings in this area may ultimately contribute towards understanding the etiology of chronic obstructive pulmonary disease (COPD), and other tobacco-related diseases, which represent major global health problems.

Pulmonary epithelial cells can be isolated from the respiratory tract of mice and cultured at air-liquid interface as a model of differentiated respiratory epithelium. A protocol is described for isolating, culturing and exposing these cells to mainstream cigarette smoke, in order to study molecular responses to this environmental toxin.

에어 리퀴드 인터페이스에서 마우스 호흡기 상피 세포 및 실험 담배 연기에 노출의 분리

Pulmonary epithelial cells can be isolated from the respiratory tract of mice and cultured at air-liquid interface (ALI) as a model of differentiated ...

A Strategy to Identify de Novo Mutations in Common Disorders such as Autism and Schizophrenia

There are several lines of evidence supporting the role of de novo mutations as a mechanism for common disorders, such as autism and schizophrenia. First, the de novo mutation rate in humans is relatively high, so new mutations are generated at a high frequency in the population. However, de novo mutations have not been reported in most common diseases. Mutations in genes leading to severe diseases where there is a strong negative selection against the phenotype, such as lethality in embryonic stages or reduced reproductive fitness, will not be transmitted to multiple family members, and therefore will not be detected by linkage gene mapping or association studies. The observation of very high concordance in monozygotic twins and very low concordance in dizygotic twins also strongly supports the hypothesis that a significant fraction of cases may result from new mutations. Such is the case for diseases such as autism and schizophrenia. Second, despite reduced reproductive fitness1 and extremely variable environmental factors, the incidence of some diseases is maintained worldwide at a relatively high and constant rate. This is the case for autism and schizophrenia, with an incidence of approximately 1% worldwide. Mutational load can be thought of as a balance between selection for or against a deleterious mutation and its production by de novo mutation. Lower rates of reproduction constitute a negative selection factor that should reduce the number of mutant alleles in the population, ultimately leading to decreased disease prevalence. These selective pressures tend to be of different intensity in different environments. Nonetheless, these severe mental disorders have been maintained at a constant relatively high prevalence in the worldwide population across a wide range of cultures and countries despite a strong negative selection against them2. This is not what one would predict in diseases with reduced reproductive fitness, unless there was a high new mutation rate. Finally, the effects of paternal age: there is a significantly increased risk of the disease with increasing paternal age, which could result from the age related increase in paternal de novo mutations. This is the case for autism and schizophrenia3. The male-to-female ratio of mutation rate is estimated at about 4&#x2013;6:1, presumably due to a higher number of germ-cell divisions with age in males. Therefore, one would predict that de novo mutations would more frequently come from males, particularly older males4. A high rate of new mutations may in part explain why genetic studies have so far failed to identify many genes predisposing to complexes diseases genes, such as autism and schizophrenia, and why diseases have been identified for a mere 3% of genes in the human genome. Identification for de novo mutations as a cause of a disease requires a targeted molecular approach, which includes studying parents and affected subjects. The process for determining if the genetic basis of a disease may result in part from de novo mutations and the molecular approach to establish this link will be illustrated, using autism and schizophrenia as examples.

Molecular genetic strategy for finding de novo mutations causing common disorders such as autism and schizophrenia.

같은 자폐증과 정신 분열증과 같은 일반적인 장애에 드 노보 변이를 식별하는 전략

There are several lines of evidence supporting the role of de novo mutations as a mechanism for common disorders, such as autism and schizophrenia. First, ...

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, including mental retardation due to disordered and damaged brain development. Fetal alcohol spectrum disorder (FASD) is a term used to cover a continuum of birth defects that occur due to maternal alcohol consumption, and occurs in approximately 4% of children born in the United States. With 50% of child-bearing age women reporting consumption of alcohol, and half of all pregnancies being unplanned, unintentional exposure is a continuing issue2. In order to best understand the damage produced by ethanol, plus produce a model with which to test potential interventions, we developed a model of developmental ethanol exposure using the zebrafish embryo. Zebrafish are ideal for this kind of teratogen study3-8. Each pair lays hundreds of eggs, which can then be collected without harming the adult fish. The zebrafish embryo is transparent and can be readily imaged with any number of stains. Analysis of these embryos after exposure to ethanol at different doses and times of duration and application shows that the gross developmental defects produced by ethanol are consistent with the human birth defect. Described here are the basic techniques used to study and manipulate the zebrafish FAS model.

In order to understand the molecular mechanisms of the ethanol-induced developmental damage, we have developed a zebrafish model of ethanol exposure and are exploring the physical, cellular, and genetic alterations that occur after ethanol exposure1. We then seek to find potential interventions and rapidly test them in this animal model.

태아 알코올 노출의 Zebrafish 모델에서 Teratogenic 변경 사항 평가

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, ...

Use of Animal Model of Sepsis to Evaluate Novel Herbal Therapies

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several techniques, including infusion of exogenous bacterial toxin (endotoxemia) or bacteria (bacteremia), as well as surgical perforation of the cecum by cecal ligation and puncture (CLP)1-3. CLP allows bacteria spillage and fecal contamination of the peritoneal cavity, mimicking the human clinical disease of perforated appendicitis or diverticulitis. The severity of sepsis, as reflected by the eventual mortality rates, can be controlled surgically by varying the size of the needle used for cecal puncture2. In animals, CLP induces similar, biphasic hemodynamic cardiovascular, metabolic, and immunological responses as observed during the clinical course of human sepsis3. Thus, the CLP model is considered as one of the most clinically relevant models for experimental sepsis1-3.
Various animal models have been used to elucidate the intricate mechanisms underlying the pathogenesis of experimental sepsis. The lethal consequence of sepsis is attributable partly to an excessive accumulation of early cytokines (such as TNF, IL-1 and IFN-&gamma;)4-6 and late proinflammatory mediators (e.g., HMGB1)7. Compared with early proinflammatory cytokines, late-acting mediators have a wider therapeutic window for clinical applications. For instance, delayed administration of HMGB1-neutralizing antibodies beginning 24 hours after CLP, still rescued mice from lethality8,9, establishing HMGB1 as a late mediator of lethal sepsis. The discovery of HMGB1 as a late-acting mediator has initiated a new field of investigation for the development of sepsis therapies using Traditional Chinese Herbal Medicine. In this paper, we describe a procedure of CLP-induced sepsis, and its usage in screening herbal medicine for HMGB1-targeting therapies.

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection, and can be simulated by a surgical technique termed cecal ligation and puncture (CLP). Here we describe a method to use CLP-induced animal model to screen medicinal herbs for therapeutic agents.

소설 허벌 요법을 평가하는 패혈증의 동물 모델의 사용

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several ...

Intraoperative Detection of Subtle Endometriosis: A Novel Paradigm for Detection and Treatment of Pelvic Pain Associated with the Loss of Peritoneal Integrity

Endometriosis is a common disease affecting 40 to 70% of reproductive-aged women with chronic pelvic pain (CPP) and/or infertility. The purpose of this study was to demonstrate the use of a blue dye (methylene blue) to stain peritoneal surfaces during laparoscopy (L/S) to detect the loss of peritoneal integrity in patients with pelvic pain and suspected endometriosis. Forty women with CPP and 5 women without pain were evaluated in this pilot study. During L/S, concentrated dye was sprayed onto peritoneal surfaces, then aspirated and rinsed with Lactated Ringers solution. Areas of localized dye uptake were evaluated for the presence of visible endometriotic lesions. Areas of intense peritoneal staining were resected and some fixed in 2.5% buffered gluteraldehyde and examined by scanning (SEM) electron microscopy. Blue dye uptake was more common in women with endometriosis and chronic pelvic pain than controls (85% vs. 40%). Resection of the blue stained areas revealed endometriosis by SEM and loss of peritoneal cell-cell contact compared to normal, non-staining peritoneum. Affected peritoneum was associated with visible endometriotic implants in most but not all patients. Subjective pain relief was reported in 80% of subjects. Based on scanning electron microscopy, we conclude that endometrial cells extend well beyond visible implants of endometriosis and appear to disrupt the underlying mesothelium. Subtle lesions of endometriosis could therefore cause pelvic pain by disruption of peritoneal integrity, allowing menstrual or ovulatory blood and associated pain factors access to underlying sensory nerves. Complete resection of affected peritoneum may provide a better long-term treatment for endometriosis and CPP. This simple technique appears to improve detection of subtle or near invisible endometriosis in women with CPP and minimal visual findings at L/S and may serve to elevate diagnostic accuracy for endometriosis at laparoscopy.

Loss of peritoneal integrity provides a new paradigm to understand and treat chronic pelvic pain in women with mild forms of endometriosis and can be easily detected using intraoperative instillation of dye at the time of laparoscopy.

미묘한 Endometriosis의 Intraoperative 감지 : 복막 무결성의 손실과 관련된 골반 통증의 감지 및 치료를위한 소설 패러다임

Endometriosis is a  common disease affecting 40 to 70% of reproductive-aged women with chronic  pelvic pain (CPP) and/or infertility. The purpose of this ...

A Novel in vivo Gene Transfer Technique and in vitro Cell Based Assays for the Study of Bone Loss in Musculoskeletal Disorders

Differentiation and activation of osteoclasts play a key role in the development of musculoskeletal diseases as these cells are primarily involved in bone resorption. Osteoclasts can be generated in vitro from monocyte/macrophage precursor cells in the presence of certain cytokines, which promote survival and differentiation. Here, both in vivo and in vitro techniques are demonstrated, which allow scientists to study different cytokine contributions towards osteoclast differentiation, signaling, and activation. The minicircle DNA delivery gene transfer system provides an alternative method to establish an osteoporosis-related model is particularly useful to study the efficacy of various pharmacological inhibitors in vivo. Similarly, in vitro culturing protocols for producing osteoclasts from human precursor cells in the presence of specific cytokines enables scientists to study osteoclastogenesis in human cells for translational applications. Combined, these techniques have the potential to accelerate drug discovery efforts for osteoclast-specific targeted therapeutics, which may benefit millions of osteoporosis and arthritis patients worldwide.

A Novel in vivo Gene Transfer Technique and in vitro Cell Based Assays for the Study of Bone Loss in Musculoskeletal Disorders

Differentiation of precursor cells into osteoclasts is regulated by cytokines and growth factors. Here, a novel gene transfer technique for differentiation of osteoclasts in vivo and cell culture protocols for differentiating precursor cells into osteoclasts in vitro as a method to study the effects of cytokines on osteoclastogenesis are described.

소설<em&gt; 생체</em&gt; 유전자 전달 기술과<em&gt; 시험관</em근골격계 질환의 뼈 손실의 연구를위한&gt; 셀 기반 분석 실험

Differentiation and activation of osteoclasts play a key role in the development of musculoskeletal diseases as these cells are primarily involved in bone ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Automated Measurement of Pulmonary Emphysema and Small Airway Remodeling in Cigarette Smoke-exposed Mice

COPD is projected to be the third most common cause of mortality world-wide by 2020(1). Animal models of COPD are used to identify molecules that contribute to the disease process and to test the efficacy of novel therapies for COPD. Researchers use a number of models of COPD employing different species including rodents, guinea-pigs, rabbits, and dogs(2). However, the most widely-used model is that in which mice are exposed to cigarette smoke. Mice are an especially useful species in which to model COPD because their genome can readily be manipulated to generate animals that are either deficient in, or over-express individual proteins. Studies of gene-targeted mice that have been exposed to cigarette smoke have provided valuable information about the contributions of individual molecules to different lung pathologies in COPD(3-5). Most studies have focused on pathways involved in emphysema development which contributes to the airflow obstruction that is characteristic of COPD. However, small airway fibrosis also contributes significantly to airflow obstruction in human COPD patients(6), but much less is known about the pathogenesis of this lesion in smoke-exposed animals. To address this knowledge gap, this protocol quantifies both emphysema development and small airway fibrosis in smoke-exposed mice. This protocol exposes mice to CS using a whole-body exposure technique, then measures respiratory mechanics in the mice, inflates the lungs of mice to a standard pressure, and fixes the lungs in formalin. The researcher then stains the lung sections with either Gill&#8217;s stain to measure the mean alveolar chord length (as a readout of emphysema severity) or Masson&#8217;s trichrome stain to measure deposition of extracellular matrix (ECM) proteins around small airways (as a readout of small airway fibrosis). Studies of the effects of molecular pathways on both of these lung pathologies will lead to a better understanding of the pathogenesis of COPD.

The goal of this protocol is to provide automated methods to quantify chronic lung pathologies in a murine model of COPD. The protocol includes exposing mice to cigarette smoke (CS), measuring pulmonary function, inflating the lungs, and using morphometry methods to measure emphysema and small airway remodeling in mice.

담배 연기에 노출 된 마우스의 폐 폐기종 및 작은기도 리모델링 자동 측정

COPD is projected to be the third most common cause of mortality world-wide by 2020(1).  Animal models of COPD are used to identify molecules that ...

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. Despite the discovery of key regulators of uterine contractility, this process is still not fully understood. Transgenic mice provide an ideal model in which to study parturition. Previously, the only method to study uterine contractility in the mouse was ex vivo isometric tension recordings, which are suboptimal for several reasons. The uterus must be removed from its physiological environment, a limited time course of investigation is possible, and the mice must be sacrificed. The recent development of radiometric telemetry has allowed for longitudinal, real-time measurements of in vivo intrauterine pressure in mice. Here, the implantation of an intrauterine telemeter to measure pressure changes in the mouse uterus from mid-pregnancy until delivery is described. By comparing differences in pressures between wild type and transgenic mice, the physiological impact of a gene of interest can be elucidated. This technique should expedite the development of therapeutics used to treat myometrial disorders during pregnancy, including preterm labor.

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

This manuscript provides a protocol for implanting telemeters in the mouse for the purpose of measuring intrauterine pressures during pregnancy.

자궁 원격 측정은 마우스 수축 압력을 측정하는<em&gt; 생체</em

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. ...