Name: murine salivary functional assessment via pilocarpine stimulation following fractionated radiation
Uploaded: 2018-05-04T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Murine Salivary Functional Assessment via Pilocarpine Stimulation Following Fractionated Radiation at JoVE.com

Ricerca riportata in questa pubblicazione è stata sostenuta dal National Institute of Dental e Craniofacial Research (NIDCR) e il National Cancer Institute (NCI) dei National Institutes of Health, sotto Premio numero R56 DE025098, UG3 DE027695 e F30 CA206296. Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non rappresentano necessariamente il punto di vista ufficiale del National Institutes of Health. Quest'opera fu appoggiata anche dalla NSF DMR 1206219 e l'innovazione di IADR in Oral Care Award (2016).
Vorremmo ringraziare il Dr. Eri Maruyama e Andrew Hollomon per la loro assistenza con raccolta di saliva. Vorremmo ringraziare Weng Pei-Lun per la sua assistenza con la dissezione della ghiandola. Vorremmo ringraziare Matthew Ingalls per la sua assistenza nella preparazione di figura. Vorremmo ringraziare Dr. Elaine Smolock ed Emily Wu per la lettura critica di questo manoscritto.

Tutte le procedure in vivo descritte di seguito sono state approvate dal Comitato Università sulle risorse animali presso l'Università di Rochester, Rochester. NY.
1. preparazione
<ol><li>Utilizzando una bilancia analitica, pesano 20 mg di pilocarpina. Scioglierli in 2 mL di soluzione fisiologica sterile in una microcentrifuga. Nota: Poiché Pilocarpina è sensibile alla luce e perde l'attività nel corso del tempo, questa soluzione dovrebbe essere preparata il giorno dell'inie...

<ol>
	<li>Bradley, P., O'Hara, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diseases+of+the+salivary+glands.">Diseases of the salivary glands.</a> Surgery (Oxford). 33 (12), 614-619 (2015).</li><li>Fox, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Salivary+enhancement+therapies.">Salivary enhancement therapies.</a> Caries Research. 38 (3), 241-246 (2004).</li><li>Konings, A. W. T., Coppes, R. P., Vissink, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+mechanism+of+salivary+gland+radiosensitivity.">On the mechanism of salivary gland radiosensitivity.</a> International Journal of Radiation Oncology Biology Physics. 62 (4), 1187-1194 (2005).</li><li>Burlage, F. R., Coppes, R. 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E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Salivary+Glands:+Stem+Cells,+Self-duplication,+or+Both?.">Salivary Glands: Stem Cells, Self-duplication, or Both?.</a> Journal of Dental Research. 94 (11), 1502-1507 (2015).</li><li>Ono, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+effects+of+cevimeline+and+pilocarpine+on+salivary+mechanisms,+cardiovascular+response+and+thirst+sensation+in+rats.">Distinct effects of cevimeline and pilocarpine on salivary mechanisms, cardiovascular response and thirst sensation in rats.</a> Archives of Oral Biology. 57 (4), 421-428 (2012).</li><li>Proctor, G. B., Carpenter, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+salivary+gland+function+by+autonomic+nerves.">Regulation of salivary gland function by autonomic nerves.</a> Auton Neuroscience. 133 (1), 3-18 (2007).</li><li>Nezu, A., Morita, T., Tojyo, Y., Nagai, T., Tanimura, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Partial+agonistic+effects+of+pilocarpine+on+Ca(2+)+responses+and+salivary+secretion+in+the+submandibular+glands+of+live+animals.">Partial agonistic effects of pilocarpine on Ca(2+) responses and salivary secretion in the submandibular glands of live animals.</a> Experimental Physiology. 100 (6), 640-651 (2015).</li><li>Urita, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rebamipide+and+mosapride+enhance+pilocarpine-induced+salivation.">Rebamipide and mosapride enhance pilocarpine-induced salivation.</a> North American Journal of Medical Sciences. 1 (3), 121-124 (2009).</li><li>Arany, S., Benoit, D. S., Dewhurst, S., Ovitt, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle-mediated+gene+silencing+confers+radioprotection+to+salivary+glands+in+vivo.">Nanoparticle-mediated gene silencing confers radioprotection to salivary glands in vivo.</a> Molecular Therapy. 21 (6), 1182-1194 (2013).</li><li>Kondo, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+differences+in+the+acinar+cells+of+the+murine+major+salivary+glands.">Functional differences in the acinar cells of the murine major salivary glands.</a> Journal of Dental Research. 94 (5), 715-721 (2015).</li><li>Evans, R. 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F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Profound+differences+between+humans+and+rodents+in+the+ability+to+concentrate+salivary+nitrate:+Implications+for+translational+research.">Profound differences between humans and rodents in the ability to concentrate salivary nitrate: Implications for translational research.</a> Redox biology. 10, 206-210 (2016).</li><li>Choi, J. S., Park, I. S., Kim, S. K., Lim, J. Y., Kim, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphometric+and+Functional+Changes+of+Salivary+Gland+Dysfunction+After+Radioactive+Iodine+Ablation+in+a+Murine+Model.">Morphometric and Functional Changes of Salivary Gland Dysfunction After Radioactive Iodine Ablation in a Murine Model.</a> Thyroid. 23 (11), 1445-1451 (2013).</li><li>Imamura, T. 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S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotype+analysis+of+aquaporin-8+null+mice.">Phenotype analysis of aquaporin-8 null mice.</a> American Journal of Physiology-Cell Physiology. 288 (5), C1161-C1170 (2005).</li><li>Kamiya, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-Ray-Induced+Damage+to+the+Submandibular+Salivary+Glands+in+Mice:+An+Analysis+of+Strain-Specific+Responses.">X-Ray-Induced Damage to the Submandibular Salivary Glands in Mice: An Analysis of Strain-Specific Responses.</a> BioResearch Open Access. 4 (1), 307-318 (2015).</li><li>Patel, R. M., Varma, S., Suragimath, G., Zope, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimation+and+Comparison+of+Salivary+Calcium,+Phosphorous,+Alkaline+Phosphatase+and+pH+Levels+in+Periodontal+Health+and+Disease:+A+Cross-sectional+Biochemical+Study.">Estimation and Comparison of Salivary Calcium, Phosphorous, Alkaline Phosphatase and pH Levels in Periodontal Health and Disease: A Cross-sectional Biochemical Study.</a> Journal of Clinical and Diagnostic Research. 10 (7), ZC58-ZC61 (2016).</li><li>Droebner, K., Sandner, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modification+of+the+salivary+secretion+assay+in+F508del+mice--the+murine+equivalent+of+the+human+sweat+test.">Modification of the salivary secretion assay in F508del mice--the murine equivalent of the human sweat test.</a> Journal of Cystic Fibrosis. 12 (6), 630-637 (2013).</li><li>Lamy, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+mouse+whole+saliva+soluble+proteome+induced+by+tannin-enriched+diet.">Changes in mouse whole saliva soluble proteome induced by tannin-enriched diet.</a> Proteome Science. 8 (1), 65 (2010).</li><li>Mahomed, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+mucin+immunohistochemistry+in+salivary+gland+tumors+and+head+and+neck+squamous+cell+carcinoma.">Recent advances in mucin immunohistochemistry in salivary gland tumors and head and neck squamous cell carcinoma.</a> Oral Oncology. 47 (9), 797-803 (2011).</li><li>Kohlgraf, K. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitation+of+SPLUNC1+in+saliva+with+an+xMAP+particle-based+antibody+capture+and+detection+immunoassay.">Quantitation of SPLUNC1 in saliva with an xMAP particle-based antibody capture and detection immunoassay.</a> Archives of Oral Biology. 57 (2), 197-204 (2012).</li><li>Maimets, M., Bron, R., de Haan, G., van Os, R., Coppes, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Similar+ex+vivo+expansion+and+post-irradiation+regenerative+potential+of+juvenile+and+aged+salivary+gland+stem+cells.">Similar ex vivo expansion and post-irradiation regenerative potential of juvenile and aged salivary gland stem cells.</a> Radiotherapy and Oncology. , (2015).</li><li>Lombaert, I. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rescue+of+salivary+gland+function+after+stem+cell+transplantation+in+irradiated+glands.">Rescue of salivary gland function after stem cell transplantation in irradiated glands.</a> PLoS One. 3 (4), e2063 (2008).</li></ol>

Presentiamo un metodo multistep per valutare la funzione della ghiandola salivaria, che può essere applicata a studiare terapeutica e lesioni della ghiandola. La nostra procedura prevede tracheostomia, raccolta di saliva e la dissezione della ghiandola, ognuno dei quali ha applicazioni sperimentali che possono supportare uno studio integrato di biologia della ghiandola salivaria. Ad esempio, tracheostomy murino è stato utilizzato per la gestione generale delle vie aeree durante le procedure che ostruisce la cavità ora...

Ghiandola salivare disturbi includono le sindromi di dysregulated o secrezione alterata che conduce alla sovrapproduzione (scialorrea) o sottoproduzione (xerostomia e hyposalivation) di saliva1. In entrambi i casi, c'è un interesse nel migliorare la nostra comprensione della biologia della ghiandola salivaria verso l'obiettivo finale di sviluppo terapeutico2.
Le ghiandole salivari sono organi altamente radiosensibili e spesso sono danneggiate durante la radioterapia cancro testa e del collo, che porta a permanente secchezza delle fauci (xerostomia)3,4. A differenza di altri tessuti radiosensibili, tuttavia, il tasso di turnover della ghiandola salivaria è relativamente basso e il meccanismo di perdita secretiva è capita male5,6. In questa cornice unica ferita, strategie di rigenerazione e protezione dalle radiazioni del tessuto richiedono valutazione funzionale salivare. Sperimentalmente, raccolta di saliva murino è uno strumento particolarmente valido nel valutare la risposta della ghiandola alla radiazione sia agenti terapeutici.
Qui, presentiamo un metodo per l'esecuzione e quantificare la secrezione di saliva stimolata utilizzando pilocarpina, un potente agonista muscarinico7. Pilocarpina stimola il sistema nervoso autonomo per indurre la secrezione della ghiandola8,9. Per completare questo test in modo appropriato, un tracheostomy è necessario per garantire che il mouse mantiene pervietà durante tutta la procedura e di ridurre i rischi di soffocamento e di aspirazione dalle secrezioni riunite nella cavità orale10.
Si tratta di una procedura di terminale, che si conclude con la rimozione delle ghiandole salivarie principali tre: parotide (PG), la sottomandibolare (SMG) e sublingual (SLG). Per gli studi funzionali, ghiandola pesi vengono registrati e sono spesso utilizzati per normalizzare saliva misura11,12,13. Questi dati sono particolarmente importanti negli studi di radiazione, in cui l'atrofia della ghiandola è un risultato atteso14,15
Non c'è variabilità nella letteratura per quanto riguarda la secrezione di saliva come stimolata viene eseguita e segnalato16. Ad esempio, dosi di Pilocarpina all'interno della letteratura span almeno tre ordini di grandezza17,18,19,20,21,22,23. Qui, presentiamo un protocollo di Pilocarpina ottimizzato ad alte dosi con l'intento di una migliore riproducibilità in esecuzione del metodo, come pure fornendo una piattaforma modulare di tecniche (tracheostomia, raccolta di saliva e la dissezione della ghiandola) che può essere adattato come necessari.
Oltre alla dimostrazione di protocollo, includiamo dati rappresentativi funzionali del flusso della saliva a 2 settimane che seguono radioterapia frazionata (4 dosi di 6.85 Gy) nella regione di SMG.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="690">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Pilocarpine hydrochloride</td>
			<td style="width:128px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P6503</td>
			<td style="width:225px;">Pilocarpine</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Student Vannas Spring Scissors</td>
			<td style="width:128px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">91500-9</td>
			<td>Spring Scissors for Tracheostomy</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Sterile Saline Solution</td>
			<td style="width:128px;">Medline</td>
			<td style="width:119px;">RDI30296H</td>
			<td>Saline</td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;width:219px;">Dumont #7 Forceps</td>
			<td style="width:128px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">11274-20</td>
			<td>Curved Forceps</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:219px;">Dumont #5 Forceps</td>
			<td style="width:128px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">11251-10</td>
			<td>Straight Forceps</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:219px;">Standard Pattern Forceps</td>
			<td style="width:128px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">11000-12</td>
			<td>Blunt Forceps</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Fine Scissors- Tungsten Carbide</td>
			<td style="width:128px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:119px;">14568-09</td>
			<td>Dissection Scissors</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Microhematocrit Heparinized Capillary Tubes</td>
			<td style="width:128px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">22362566</td>
			<td>Capillary tubes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Lubricant Eye Ointment</td>
			<td style="width:128px;">Refresh</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>Refresh Lacri-Lube</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">Goat polyclonal anti-Nkcc1</td>
			<td style="width:128px;">Santa Cruz Biotech</td>
			<td style="width:119px;">SC-21545</td>
			<td>Nkcc1 Antibody</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">DAPI (4&#39;,6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride)</td>
			<td style="width:128px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">D1306</td>
			<td>DAPI</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">GraphPad Prism</td>
			<td style="width:128px;">GraphPad</td>
			<td style="width:119px;">ver6.0</td>
			<td>Statistical Software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:219px;">Cotton tipped applicator</td>
			<td style="width:128px;">Medline</td>
			<td style="width:119px;">MDS202000</td>
			<td>Applicator for eye ointment</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:219px;">0.5cc Insulin Syringe, 29G x 1/2&#34;</td>
			<td style="width:128px;">BD</td>
			<td style="width:119px;">7629</td>
			<td>Syringe for intraperitoneal injection</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

murine salivary functional assessment via pilocarpine stimulation following fractionated radiation

Hyposalivation è osservata comunemente nella reazione autoimmune di sindrome di Sjögren o seguente lesione da radiazioni alla ghiandole salivarie principali. In questi casi, domande rimangono per quanto riguarda la patogenesi della malattia e interventi efficaci. Una tecnica ottimizzata che consente la valutazione funzionale delle ghiandole salivari è preziosa per indagare terapeutica, la disfunzione e la biologia della ghiandola exocrine. Qui, presentiamo un approccio passo per passo all'esecuzione di Pilocarpina ha stimolato la secrezione di saliva, compreso il tracheostomy ed la dissezione delle tre principali ghiandole salivari murine. Dettagliamo anche l'appropriato anatomia di testa e collo di murino letta durante queste tecniche. Questo approccio è scalabile, che consente più topi da elaborare simultaneamente, migliorando così l'efficienza del flusso di lavoro. Puntiamo a migliorare la riproducibilità di questi metodi, ognuno dei quali ha ulteriori applicazioni all'interno del campo. Oltre alla raccolta della saliva, discutiamo metriche per quantificare e normalizzare la capacità funzionale di questi tessuti. Dati rappresentativi sono inclusi da ghiandole sottomandibolari con funzione della ghiandola salivaria depresso 2 settimane che seguono la radiazione frazionata (4 dosi di 6.85 Gy).

Quando eseguire Pilocarpina dose elevata stimolato raccolta della saliva, è importante mantenere le vie respiratorie per impedire l'aspirazione o soffocamento dalle secrezioni nella cavità orale. Lo schema del tracheostomy è fornito (Figura 1). A seguito di incisione tracheale, lo stoma deve rimanere chiaro dei tessuti e dei fluidi.
Per migliorare l'azione capillare durante la raccolta della sali...

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Murine Salivary Functional Assessment via Pilocarpine Stimulation Following Fractionated Radiation

Valutazione funzionale salivare murina attraverso dopo stimolazione Pilocarpina frazionato radiazione

Vi presentiamo un approccio dettagliato dell'esecuzione di raccolta della saliva, compreso il tracheostomy murino ed all'isolamento di tre ghiandole salivari maggiori.

Hyposalivation is commonly observed in the autoimmune reaction of Sj&#246;gren's syndrome or following radiation injury to the major salivary glands. In ...

Research

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Medicine

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irradiation in their ...

Ricerca

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Diffuse Optical Spectroscopy for the Quantitative Assessment of Acute Ionizing Radiation Induced Skin Toxicity Using a Mouse Model

Diffuse spettroscopia ottica per la valutazione quantitativa di acuta radiazioni ionizzanti tossicità cutanee indotte Utilizzando un modello di topo

Acute skin toxicities from ionizing radiation (IR) are a common side effect from therapeutic courses of external beam radiation therapy (RT) and ...

Retroductal Submandibular Gland Instillation and Localized Fractionated Irradiation in a Rat Model of Salivary Hypofunction

Retroductal ghiandola sottomandibolare instillazione e localizzati frazionato irradiazione in un modello murino di salivare Ipofunzione

Normal tissues that lie within the portals of radiation are inadvertently damaged. Salivary glands are often injured during head and neck radiotherapy. ...

Electrophysiological Assessment of Murine Atria with High-Resolution Optical Mapping

Valutazione elettrofisiologica di Atria murino con Mapping ottico ad alta risoluzione

Recent genome-wide association studies targeting atrial fibrillation (AF) have indicated a strong association between the genotype and ...

Development and Functional Characterization of Murine Tolerogenic Dendritic Cells

Sviluppo e caratterizzazione funzionale delle cellule dendritiche tollerogeniche murino

The immune system operates by maintaining a tight balance between coordinating responses against foreign antigens and maintaining an unresponsive state ...

Radiation Treatment of Organotypic Cultures from Submandibular and Parotid Salivary Glands Models Key In Vivo Characteristics

Trattamento radiante delle colture organotipiche da ghiandole salivari Sottomandibulari e parotidi modelli chiave in vivo caratteristiche

Hyposalivation and xerostomia create chronic oral complications that decrease the quality of life in head and neck cancer patients who are treated with ...