Name: direct intrabronchial administration to improve the selective agent deposition within the mouse lung
Uploaded: 2019-05-20T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Direct Intrabronchial Administration to Improve the Selective Agent Deposition Within the Mouse Lung at JoVE.com

Dette arbejde blev finansieret af NHLBI Grant HL125371 to E.P.S. og af DOD (CDMRP) Grant W81XWH-17-1-0051 til Y.Y.

Alle animalske protokoller er blevet godkendt af University of Colorado Denver institutionelle dyrepleje og brug udvalg (IACUC). Alle procedurer beskrevet nedenfor (afsnit 4 – 7) er blevet optimeret ved hjælp af både mandlige og kvindelige C57BL/6 mus. Denne fremgangsmåde er blevet valideret ved hjælp af mus, som spænder fra 19 – 40 g i legemsvægt.
1. oprettelse af en platform for IB-administration
<ol><li>Bøj bogenden fra den originale 90 ° vinkel mellem basal fløjen og den st?...

<ol>
	<li>MacDonald, K. D., Chang, H. Y., Mitzner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+simple+method+of+mouse+lung+intubation.">An improved simple method of mouse lung intubation.</a> Journal of Applied Physiology. 106 (3), 984-987 (2009).</li><li>Thomas, J. L., 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=Endotracheal+intubation+in+mice+via+direct+laryngoscopy+using+an+otoscope.">Endotracheal intubation in mice via direct laryngoscopy using an otoscope.</a> Journal of Visualized Experiments. (86), (2014).</li><li>Vandivort, T. C., An, D., Parks, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Improved+Method+for+Rapid+Intubation+of+the+Trachea+in+Mice.">An Improved Method for Rapid Intubation of the Trachea in Mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (108), 53771 (2016).</li><li>McGovern, T. K., Robichaud, A., Fereydoonzad, L., Schuessler, T. F., Martin, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+respiratory+system+mechanics+in+mice+using+the+forced+oscillation+technique.">Evaluation of respiratory system mechanics in mice using the forced oscillation technique.</a> Journal of Visualized Experiments. (75), e50172 (2013).</li><li>Halbower, A. C., Mason, R. J., Abman, S. H., Tuder, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Agarose+infiltration+improves+morphology+of+cryostat+sections+of+lung.">Agarose infiltration improves morphology of cryostat sections of lung.</a> Laboratory Investigation. 71 (1), 149-153 (1994).</li><li>Thrall, R. S., McCormick, J. R., Jack, R. M., McReynolds, R. A., Ward, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bleomycin-induced+pulmonary+fibrosis+in+the+rat:+inhibition+by+indomethacin.">Bleomycin-induced pulmonary fibrosis in the rat: inhibition by indomethacin.</a> American Journal of Pathology. 95 (1), 117-130 (1979).</li><li>Matute-Bello, G., Frevert, C. W., Martin, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+acute+lung+injury.">Animal models of acute lung injury.</a> American Journal of Physiology Lung Cellular and Molecular Physiology. 295 (3), L379-L399 (2008).</li><li>Del Sorbo, L., 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=Intratracheal+Administration+of+Small+Interfering+RNA+Targeting+Fas+Reduces+Lung+Ischemia-Reperfusion+Injury.">Intratracheal Administration of Small Interfering RNA Targeting Fas Reduces Lung Ischemia-Reperfusion Injury.</a> Criticial Care Medicine. 44 (8), e604-e613 (2016).</li><li>McLemore, T. L., 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=Novel+intrapulmonary+model+for+orthotopic+propagation+of+human+lung+cancers+in+athymic+nude+mice.">Novel intrapulmonary model for orthotopic propagation of human lung cancers in athymic nude mice.</a> Cancer Research. 47 (19), 5132-5140 (1987).</li><li>Vertrees, R. A., 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=Development+of+a+human+to+murine+orthotopic+xenotransplanted+lung+cancer+model.">Development of a human to murine orthotopic xenotransplanted lung cancer model.</a> Journal of Investigative Surgery. 13 (6), 349-358 (2000).</li></ol>

Lungeskade er blevet klassisk modelleret i gnavere ved hjælp af IT-administration af skadelige agenser såsom BLM6. En sådan IT-administration, dog kun fører til fragmentarisk skade, afspejler den ikke-målrettede karakter af lunge levering med denne tilgang7. Disse begrænsninger af modellering lungeskade er lærerige udfordringer, når de forsøger den IT-leveringen af ikke-skadevoldende eksperimentelle agenter, såsom narkotika, siRNA, eller cellulære terapier.
<...

Direkte lunge administration af eksperimentelle agenter i mus giver mulighed for studiet af lunge immunrespons, akut lungeskade, og lungefibrose. Direkte lunge administration udføres typisk via intratrakeal (IT) instillation, som beskrevet tidligere1,2,3. Denne fremgangsmåde er imidlertid ikke selektiv og påvirker begge lunger på en ikke-målrettet og ofte asymmetrisk måde.  Eksperimentel modellering af lungeskade kan drage fordel af evnen til selektivt at målrette en bestemt lunge, giver mulighed for brug af den kontralaterale lunge som en kontrol. Omvendt, nøjagtig modellering af humane diffuse lungesygdomme nyder godt af symmetrisk fordeling af eksperimentelle agenter til den bilaterale lunge parenkyma.
Det overordnede mål med denne rapport er at beskrive en metode til selektiv levering af forsøgs agenter til venstre eller højre lunge af en mus (figur 1). Denne intrabronchial (Ib) administration tilgang giver mulighed for ensidig behandling af en mus lunge og kan let tilpasses for at sikre lige levering af en agent til den bilaterale højre bronkier. Ved at anvende IB-administration til at levere større doser af forsøgsmidler til den større højre lunge og mindre volumener til den mindre venstre lunge (dvs. dosis justeret IB-administration), er påvist i denne rapport en forbedring af homogeniteten af pulmonal levering af eksperimentelle agenter, optimering af modellen af diffus lungeskade i mus. Som sådan kan denne rapport være af værdi for undersøgere, som søger enten ensidigt at administrere forsøgs agenter til mus eller forbedre symmetrien af narkotika aflejring i begge lunger.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:739px;" width="739">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">22 G shielded IV Catheter</td>
			<td style="width:139px;">BD</td>
			<td style="width:140px;">381423</td>
			<td style="width:180px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">Bleomycin</td>
			<td style="width:139px;">Enzo life sciences</td>
			<td style="width:140px;">BML-AP302-0010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:280px;">Compact Mini rodent anesthesia machine&#160;</td>
			<td style="width:139px;">DRE Veterinary</td>
			<td style="width:140px;">9280</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">Evans blue dye</td>
			<td style="width:139px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:140px;">E2129</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">FITC-dextran</td>
			<td style="width:139px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:140px;">FD150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:280px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:139px;">Piramal Critical Care</td>
			<td style="width:140px;">NDC&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:280px;">LED-30W Fiber Optic Dual Gooseneck Lights Microscope Illuminator</td>
			<td style="width:139px;">AmScope</td>
			<td style="width:140px;">LED-30W</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Low temperature cautery with fine tip&#160;</td>
			<td style="width:139px;">Bovie</td>
			<td style="width:140px;">AA02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">Precisionglide needle, 18G x 1&#34;</td>
			<td style="width:139px;">BD</td>
			<td style="width:140px;">305195</td>
			<td>Beveled tip, 12 mm in length&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">Xylazine</td>
			<td style="width:139px;">AKORN</td>
			<td style="width:140px;">NDC 59399-110-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:280px;">Zatamine</td>
			<td>VetOne</td>
			<td style="width:140px;">NDC 13985-702-10&#160;</td>
			<td>Ketamine</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

direct intrabronchial administration to improve the selective agent deposition within the mouse lung

Intratracheal (IT) administration af eksperimentelle agenser er en essentiel teknik i murine modeller af diffuse lungesygdomme, såsom bleomycin-induceret lungefibrose.  Men fordelingen af intratracheally-administrerede midler til den distale mus lunge er ofte asymmetrisk, med lunge parentchymale koncentrationer øges i den mindre (men lige så tilgængelig) venstre lunge af musen.  Beskrevet i denne rapport er en roman intrabronchial (IB) tilgang til at cannulere venstre og/eller højre lunger af levende mus ikke-operativt.  Det er også påvist, hvordan denne fremgangsmåde kan anvendes til selektivt at administrere agenter til en lunge eller tilpasset (via dosis justeret Ib-levering) for at forbedre den venstre-højre symmetri i lunge leveringen af eksperimentelle agenser og derved forbedre modeller af diffus lungesygdom såsom bleomycin-induceret lungefibrose.

Selektiv Ib intubation er rettet mod specifikke lapper (Right Lung) eller basilær segmenter (venstre lunge).
IB administration af EBD til højre lunge blev udført som beskrevet i punkt 5,1. Efter afslutningen af forsøget, mus blev administreret en dødelig dosis af intraperitoneal ketamin/xylazine, og lunger blev høstet til påvisning af EBD-distribution (figur 4a, højre). Brut...

Watch this Scientific Journal Video about Direct Intrabronchial Administration to Improve the Selective Agent Deposition Within the Mouse Lung at JoVE.com

Direct Intrabronchial Administration to Improve the Selective Agent Deposition Within the Mouse Lung

Intratracheal (IT) administration af eksperimentelle agenter i mus resulterer ofte i asymmetrisk levering til de distale lunger.  I denne rapport beskriver vi en direkte intrabronchial (IB) tilgang til at cannulere hver lunge i levende mus ikke-operativt.  Denne fremgangsmåde kan bruges til selektivt at administrere agenter til en lunge eller kan tilpasses til at forbedre den symmetriske middel levering til begge lunger.

Direkte Intrabronchial administration til at forbedre den selektive agens deposition i mus lunge

Intratracheal (IT) administration of experimental agents is an essential technique in murine models of diffuse lung diseases, such as bleomycin-induced ...

For at modellere lungesygdom hos mus administreres forsøgsmidler ofte via intratracheal injektion. Denne fremgangsmåde kan dog ikke selektivt målrette en lunge, og fordelingen kan være asymmetrisk mellem lungerne. Ved at cannulating en individuel lunge i en bedøvet mus, kan vi ensidigt administrere eksperimentelle agenter.Med modifikation, kan denne fremgangsmåde anvendes bilateralt, forbedre symmetrien af deposition på tværs af begge lunger. Kateter forberedelse, herunder polering, let vinkling, og mærkning er et centralt element for succes. Selvfølgelig praksis denne teknik er også nødvendig.Demonstration af proceduren vil være Sumei Liao, en professionel forskningsassistent fra mit laboratorium. Efter at have bekræftet en manglende reaktion på tå knivspids, suspendere en bedøvet, otte-til 10-uger gamle, C57-Black/6 mus fra fortænder på en draperet sutur linje i en liggende orientering. Løst fastgør musen med to til tre stykker krog, og loop båndet, undgå begrænsning af ventilation, og tænde en lysemitterende diode fiberoptisk illuminator.Placer operatøren bag platformen, dorsal til musen. Orient svanehals af lyskilden to til tre centimeter væk fra musen, så det lyser strubehovedet området gennem huden. Brug sterile kraftbecer i den dominerende hånd, trække tungen ud af mundhulen.Brug den ikke-dominerende hånd og den sterile depressor til at flade roden af tungen til bredt eksponere oropharynx. Når der er slippet spint, skal du bruge den dominerende hånd til at indpubere det udvidede kateter ind i luftrøret via mundhulen. Bekræft placering ved at observere, om boblen i sprøjten bevæger sig op og ned med hvert åndedrag.For selektiv lobar cannulation af den distale højre lunge, efter intratracheal intubation, rotere plast bord 30 grader, og guide navet af kateteret parallelt med musen midterlinjen til passende vægt-baseret dybde, som angivet i tabellen. Ved hjælp af en gel-loading tip, levere 20 mikroliter af 0,3% Evans blå farvestof i kateteret, efterfulgt af en til to 100-microliter aliquots af luft ved glas dropper. Træk derefter kateteret tilbage, og hold musen på plads i 30 sekunder, før dyret placeres på et opvarmningstæppe, med overvågning indtil fuld helbredelse.For selektiv lobar cannulation af den distale venstre lunge, efter intratracheal intubation, rotere plast bord minus 74 grader, og forsigtigt føre kateteret ind i venstre mainstem bronkus samtidig placere beskedne tryk 90 grader nedad og mod bogend. Efter kanylere venstre nederste lunge segmenter, rotere plast bord minus 30 grader, og levere 40 mikroliter af 0,3% Evans blå farvestof med en gel-loading spids. Derefter levere en til to 100-til 300-microliter aliquots af luft via glas dropper, og trække kateteret, så musen kan komme sig, som vist.For højre hele lunge administration, efter intratracheal intubation, rotere plast bord 30 grader, og guide kateteret parallelt med musen midterlinjen, nå til dybder er nødvendige for højresidet distale lobar cannulation. Bekræft udseendet af tachypneategnet, og drej musen minus 74 grader for at muliggøre tyngdekraftassistance til levering af agenten. Træk kateteret tilbage til en position, der svarer til start af højre hovedtet bronkial, og sørg for, at facetten af kateteret vender nedad.Levere 30 mikroliter af 0,3% Evans blå farvestof til højre lunge, efterfulgt af en til to 100-til 300-microliter aliquots af luft. Træk derefter kateteret tilbage, og lad musen komme sig. For venstre hele lunge administration, efter intratracheal cannulation, rotere plast bord minus 74 grader, og forsigtigt føre kateteret ind i venstre mainstem bronkial samtidig placere beskedent tryk både 90 grader nedad og mod bogend.Bekræft ingen tachypnea tegn, og rotere musen 86 grader for at tillade tyngdekraften bistand med agent administration. Træk kateteret tilbage til venstre hovedstme bronkial, og drej facetten af kateteret til at vende nedad. Levere 30 mikroliter af 0,3% Evans blå farvestof med en gel-loading tip til venstre lunge, efterfulgt af en til to 100-til 300-microliter aliquots af luft.Træk derefter kateteret tilbage, så musen kan komme sig, som vist. Bilateral levering af FITC-dextran ved både intratracheal og symmetrisk intrabronchial administration fører til asymmetrisk lungeparenkymale FITC fluorescens med større relative koncentrationer observeret i venstre lunge. Dette tyder på, at asymmetrisk lungelevering af forsøgsagensmidler efter intratracheal administration ikke er en konsekvens af asymmetrisk præsentation af disse midler til hver mainstem bronkus, men at lige hovedstem levering fortyndes af forskelle i lungevægt og masse.Dosisjusteret intrabronchial administration forbedrer symmetrien af lunge parenkymal agent levering. På trods af denne korrektion, dog, vedvarende heterogenitet er stadig observeret i de forskellige lapper i højre lunge. 21 dage efter intratracheal bleomycin-induceret fibrotisk lungeskade, betændelse er observeret overvejende i venstre lunge, med mindre skade bemærkelsesværdig i højre lunge.Omvendt, dosis-justeret intrabronchial bleomycin administration resulterer i en lidt nedsat skade på venstre lunge og en øget skade på højre lunge, med den største skade tydeligt i midten og overlegne lapper. Under hele lungerne administration, glem ikke at trække kateteret og tendens facet af kateteret med billedsiden nedad.

Research

JoVE Journal

Medicine

High-frequency High-resolution Echocardiography: First Evidence on Non-invasive Repeated Measure of Myocardial Strain, Contractility, and Mitral Regurgitation in the Ischemia-reperfused Murine Heart

Ischemia-reperfusion (IR) was surgically performed in murine hearts which were then subjected to repeated imaging to monitor temporal changes in ...

Bronchial Thermoplasty:  A Novel Therapeutic Approach to Severe Asthma

Bronchial thermoplasty is a non-drug procedure for severe persistent asthma that delivers thermal energy to the airway wall in a precisely controlled ...

Noninvasive Intratracheal Intubation to Study the Pathology and Physiology of Mouse Lung

Noninvasiv Intratracheal Intubation til at studere Patologi og fysiologi Mouse Lung

The use of a model that mimics the condition of lung diseases in humans is critical for studying the pathophysiology and/or etiology of a particular ...

Diagnostic Ultrasound Imaging of Mouse Diaphragm Function

Diagnostisk Ultralydbilleddannelse of Mouse Membran Funktion

Function analysis of rodent respiratory skeletal muscles, particularly the diaphragm, is commonly performed by isolating muscle strips using invasive ...

A Murine Model of Myocardial Ischemia-reperfusion Injury through Ligation of the Left Anterior Descending Artery

En murin model af myokardieiskæmi-reperfusionsskade gennem æggelederne for Venstre Anterior Faldende Artery

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms ...

The Bovine Lung in Biomedical Research: Visually Guided Bronchoscopy, Intrabronchial Inoculation and In Vivo Sampling Techniques

The Bovine Lung in Biomedical Research: Visually Guided Bronchoscopy, Intrabronchial Inoculation and In Vivo Sampling Techniques

Den Bovine Lung i biomedicinsk forskning: Visuelt Guided bronkoskopi, intrabronchial Podning og<em&gt; In Vivo</em&gt; stikprøveteknikker

There is an ongoing search for alternative animal models in research of respiratory medicine. Depending on the goal of the research, large animals as ...

Visualization of Streptococcus pneumoniae within Cardiac Microlesions and Subsequent Cardiac Remodeling

Visualization of Streptococcus pneumoniae within Cardiac Microlesions and Subsequent Cardiac Remodeling

Visualisering af<em&gt; Streptococcus pneumoniae</em&gt; Inden Hjerte småsår og efterfølgende Cardiac Remodeling

During bacteremia Streptococcus pneumoniae can translocate across the vascular endothelium into the myocardium and form discrete bacteria-filled ...

Design, Fabrication, and Administration of the Hand Active Sensation Test (HASTe)

Design, Fabrication, and Administration of the Hand Active Sensation Test HASTe

Design, fremstilling, og Administration af hånden Active Sensation Test (Haste)

The concept of personalizing neurologic rehabilitation, based on individual impairments, has experienced a recent surge. In parallel, the number of ...

2-Methacryloyloxyethyl Phosphorylcholine Polymer Treatment of Complete Dentures to Inhibit Denture Plaque Deposition

2-Methacryloyloxyethyl phosphorylcholin Polymer Behandling af Complete Tandproteser at hæmme Denture Plaque Deposition

Removable dentures made of poly (methyl methacrylate) (PMMA) are prone to bacterial adherence and dental plaque formation, which is called denture plaque. ...

Quantitative Mapping of Specific Ventilation in the Human Lung using Proton Magnetic Resonance Imaging and Oxygen as a Contrast Agent

Kvantitativ kortlægning af specifik ventilation i den menneskelige lunge ved hjælp af Proton magnetisk resonans imaging og ilt som kontrastmiddel

Specific ventilation imaging (SVI) is a functional magnetic resonance imaging technique capable of quantifying specific ventilation &#8213; the ratio of ...