Name: direct intrabronchial administration to improve the selective agent deposition within the mouse lung
Uploaded: 2019-05-20T14:00:00
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この研究は、NHLBI助成金HL125371からE.P.S.に、DOD(CDMRP)助成金W81XWH-17-1-0051によってY.Y.Y.に資金提供されました。

すべての動物プロトコルは、コロラド大学デンバー大学機関動物ケアおよび使用委員会(IACUC)によって承認されています。以下に説明するすべての手順(セクション4-7)は、雄および雌のC57BL/6マウスの両方を使用して最適化されている。このアプローチは、体重19~40gのマウスを用いて検証された。
1. IB管理のためのプラットフォームの構築
<ol><li>基底翼と立翼の間の元の 90...

<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>

肺損傷は、BLM6などの有害な薬剤のIT投与を用いてげっ歯類で古典的にモデル化されている。しかし、このようなIT投与は、このアプローチ7を用いて肺送達の非標的性を反映した斑状の傷害を引き起こしうる。肺損傷のモデリングのこれらの制限は、薬物、siRNA、細胞療法などの有害でない実験薬のIT提供を試みる際に直面する有益な課題です。
<p class="jov...

マウスにおける実験剤の直接肺投与は、肺免疫応答、急性肺損傷、および肺線維症の研究を可能にする。直接肺投与は、典型的には、前述の1、2、3に記載されているように、気管内(IT)インスティレーションを介して行われる。しかし、このアプローチは非選択的であり、非標的およびしばしば非対称的な方法で両方の肺に影響を与える。 肺損傷の実験的モデリングは、1つの特定の肺を選択的に標的化する能力から利益を得ることができ、対照として反対索肺を使用することを可能にする。逆に、ヒト拡散性肺疾患の正確なモデリングは、両側肺無益に対称的な実験剤の分布から利益を得る。
このレポートの全体的な目標は、マウスの左右の肺に実験剤を選択的に送達する方法を記述することです(図1)。この気管支内(IB)投与アプローチは、マウス肺の一方的な治療を可能にし、両側の主体気管支への薬剤の均等な送達を確実にするために容易に適合させることができる。IB投与を使用して、より大きな右肺に大きな用量の実験剤を、より小さな左肺(すなわち、用量調整IB投与)に少量を提供することにより、この報告書で実証された肺の均質性の改善である。実験剤の送達は、マウスにおける拡散性肺損傷のモデルを最適化する。したがって、この報告書は、マウスに実験剤を一方的に投与するか、両肺における薬物沈着の対称性を改善しようとする研究者にとって価値を保持する可能性がある。

<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

実験剤の気管内(IT)投与は、ブレオマイシン誘発肺線維症などの拡散性肺疾患のマウスモデルにおいて不可欠な技術である。 しかし、遠位マウス肺への気管内投与剤の分布はしばしば非対称であり、マウスの左肺の小さい(しかし同様にアクセス可能な)肺の無分別濃度が増加した。 この報告に記載されているのは、生きているマウスの左および/または右の肺を非手術的にカニューレする新しい気管支内(IB)アプローチである。 また、このアプローチを使用して、1つの肺に薬剤を選択的に投与するか、または(用量調整されたIB送達を介して)実験剤の肺送達の左右対称性を改善し、それによって拡散のモデルを改善するためにどのように使用できるかも実証されている。ブレオマイシン誘発肺線維症などの肺疾患。

選択的IB挿管は、特定の葉(右肺)またはバジラーセグメント(左肺)を標的とする。
右肺へのEBDのIB投与は、セクション5.1に記載されているように行われた。実験終了後、マウスに皮腔内ケタミン/キシラジンの致死量を投与し、EBD分布のデモンストレーションのために肺を採取した(図4A、右...

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

マウスにおける実験剤の気管内(IT)投与は、しばしば遠位肺への非対称的な送達をもたらす。 本報告では、生きているマウスの各肺を非手術的にカニューレする直接気管支内(IB)アプローチについて述べた。 このアプローチは、1つの肺に薬剤を選択的に投与するために使用することができ、または両方の肺への対称剤送達を改善するために適合されてもよい。

マウス肺内の選択的剤沈着を改善するための直接気管支内投与

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

マウスの肺疾患をモデル化するために、実験剤はしばしば気管内注射を介して投与される。しかし、このアプローチは1つの肺を選択的に標的とすることはできず、分布は肺間で非対称である可能性がある。麻酔薬を用いたマウスに個々の肺をカニューララットすることにより、実験剤を一方的に投与することができる。改変を行う場合、このアプローチは両側で使用され、両方の肺にわたる堆積の対称性を改善することができる。研磨、わずかな絞り、およびラベリングを含むカテーテル調製は成功のための重要な要素です。もちろん、このテクニックも練習する必要があります。この手順を実証するのが、研究室の専門研究助手である澄井遼です。つま先ピンチへの応答の欠如を確認した後、麻酔を受けた8〜10週齢のC57-Black/6マウスを、上端方向にドレープ縫合線の切り傷から吊り下げる。マウスを2~3個のフックで緩く固定し、テープをループさせ、換気の制限を回避し、発光ダイオード光ファイバー照明器をオンにします。オペレータをプラットフォームの後ろに置き、マウスに対して背面に配置します。マウスから2〜3センチメートル離れたイルミメーターのグースネックを向け、皮膚を通して喉頭領域を点灯させます。優勢な手に無菌鉗子を使用して、口腔から舌を引き出す。非支配的な手と無菌の抑圧器を使用して舌の根を平らにして、中咽頭を広く露出させます。鉗子を解放した後、口腔を介して気管に拡張カテーテルを挿管するために支配的な手を使用する。注射器の気泡が呼吸ごとに上下に動くかどうかを観察して、配置を確認します。遠位右肺の選択的ローバーカンヌレーションの場合、気管内挿管後、プラスチック板を30度回転させ、カテーテルのハブをマウスの正中線に平行して、表に示すように適切な重量ベースの深さに導きます。ゲルローディングチップを使用して、0.3%のエバンスブルー染料の20マイクロリットルをカテーテルに送り込み、続いてガラススポイトで1〜2個の100マイクロリットルの空気アリコートを送ります。その後、カテーテルを引き出し、動物を温かい毛布の上に置く前に30秒間マウスの位置を維持し、完全回復までモニタリングする。遠位左肺の選択的ローバーカンニュア化の場合、気管内挿管後、プラスチック板をマイナス74度回転させ、カテーテルを左メインステム気管支にそっと進め、控えめな圧力を90度下方に置き、ブックエンドに向かって進めます。左下肺セグメントをカニューラットした後、プラスチック板をマイナス30度回転させ、ゲルローディングチップで0.3%エバンスブルー染料の40マイクロリットルを提供します。次に、ガラスドロッパーを介して100〜300マイクロリットルの空気アリコートを1〜2個送り、カテーテルを引き出してマウスが回復できるようにします。右肺全体投与のために、口腔内挿管後、プラスチック板を30度回転させ、カテーテルをマウスの正中線に平行に導き、右側の遠位ロバール缶取に必要な深さまで到達する。タチプネアサインの外観を確認し、マウスをマイナス74度回転させて、エージェントの配達に重力支援を有効にします。右メインステム気管支の離陸に対応する位置にカテーテルを撤回し、カテーテルのベベルが下向きであることを確認します。右肺に0.3%のエバンスブルー染料の30マイクロリットルを送り、続いて1〜2個の100〜300マイクロリットルの空気アリコートを送ります。その後、カテーテルを引き出し、マウスを回復させる。左肺全体投与の場合、口腔内カヌリン化後、プラスチック板をマイナス74度回転させ、カテーテルを左メインステム気管支にそっと進めながら、90度下方とブックエンドに向かって控えめな圧力を加えます。タキプネア記号がないことを確認し、マウスを86度回転させて、薬剤投与による重力支援を可能にする。左メインステム気管支にカテーテルを引き出し、下向きにカテーテルのベベルを回転させます。左肺にゲルローディングチップを付けた0.3%のエバンスブルー染料の30マイクロリットルを提供し、続いて1〜2個の100〜300マイクロリットルの空気アリコートを提供します。次に、カテーテルを引き出し、マウスが回復できるように、実証されるようにする。気管内投与と対称性気管内投与の両方によるFITC-dextranの二国間送達は、左肺に記載されているより大きな相対濃度を有する非対称肺の花座FITC蛍光をもたらす。これは、気管内投与後の実験剤の非対称性肺送達は、これらの薬剤を各主幹気管支に非対称的に提示した結果ではなく、等しい主幹送達が肺重量と質量の差によって希釈されることを示唆している。用量調整後気管支投与は、肺の花脈薬送達の対称性を改善する。しかし、この補正にもかかわらず、右肺の異なるローブ内では持続的な不均一性が依然として観察される。気管内ブレオマイシン誘発性線維性肺損傷の21日後、炎症は主に左肺で観察され、右肺で顕著な傷害が少ない。逆に、用量調整された気管内ブレオマイシン投与は、左肺への傷害をわずかに減少させ、右肺への傷害を増加させ、中および上のローブで最大の傷害が明らかとなる。肺の投与の間、カテーテルを引き出すことを忘れずに、カテーテルの斜めを下にする傾向がある。

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

高周波高分解能心エコー検査：虚血 - 再灌流マウス心臓における心筋ストレイン、収縮性、および僧帽弁閉鎖不全の非侵襲的な反復測定に関する最初の証拠

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

気管支熱形成術：重篤な喘息の新しい治療アプローチ

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

マウス肺の病理生理学を研究するための非侵襲的気管内挿管

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

マウス絞り機能の診断用超音波イメージング

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

左前下の動脈の結紮を通して心筋虚血再灌流傷害のマウスモデル

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

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生物医学研究における牛の肺：視覚ガイド付き気管支鏡検査、気管支内接種および<em&gt;インビボ</em&gt;サンプリングテクニック

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

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の可視化<em&gt;肺炎球菌</em&gt;心臓Microlesionsとその後の心臓リモデリングの中

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

ハンドアクティブ感覚テスト（ヘイスト）の設計、製造、および管理

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

義歯プラーク沈着を阻害するための総義歯の2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンポリマートリートメント

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

造影剤としてのプロトン磁気共鳴イメージングと酸素を用いたヒト肺における特定の換気の定量的マッピング

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