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

Detta arbete finansierades av NHLBI Grant HL125371 to E.P.S. och av DOD (CDMRP) Grant W81XWH-17-1-0051 till Y.Y.

Alla djur protokoll har godkänts av University of Colorado Denver institutionella djuromsorg och användning kommittén (IACUC). Alla procedurer som beskrivs nedan (avsnitten 4 – 7) har optimerats med både manliga och kvinnliga C57BL/6-möss. Denna metod har validerats med möss som sträcker sig från 19 – 40 g i kroppsvikt.
1. inrättande av en plattform för IB-administration
<ol><li>Böj bokslutet från den ursprungliga 90 ° vinkeln mellan den basala flygeln och stående vinge til...

<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>

Lung skada har klassiskt modelleras på gnagare med hjälp av IT-administration av skadliga ämnen såsom BLM6. Sådan IT-administration, men leder bara till fläckig skada, vilket återspeglar den icke-riktade karaktären av lung leverans med denna metod7. Dessa begränsningar av modellering lungskada är lärorika utmaningar inför när man försöker IT-leverans av icke-skadevållande experimentella agenter, såsom droger, siRNA, eller cellulära terapier.
<p class="...

Direkt pulmonell administrering av experimentella medel i möss möjliggör studiet av lung immunsvar, Akut lungskada, och lungfibros. Direkt pulmonell administrering utförs vanligtvis via intratrakeal (IT) instillation, som beskrivitstidigare 1,2,3. Emellertid, denna metod är nonselective, påverkar båda lungorna i en nonmålinriktat och ofta asymmetrisk sätt.  Experimentell modellering av lungskada kan dra nytta av förmågan att selektivt rikta en specifik lung, möjliggör användning av den kontralaterala lungan som en kontroll. Omvänt, noggrann modellering av mänskliga diffusa lungsjukdomar fördelar från symmetrisk fördelning av experimentella agenter till den bilaterala lungparenkymet.
Det övergripande målet med denna rapport är att beskriva en metod för selektiv leverans av försöks agenter till vänster eller höger lunga i en mus (figur 1). Denna intrabronchial (IB) administreringssätt möjliggör ensidig behandling av en mus lunga och kan lätt anpassas för att säkerställa lika leverans av en agent till den bilaterala mainstem bronkerna. Genom att använda IB-administrering för att leverera större doser av experimentella medel till den större högra lungan och mindre volymer till den mindre vänstra lungan (dvs. Dosjusterad IB-administrering), som visats i denna rapport, är en förbättring av homogeniteten hos pulmonell leverans av försöks agenter, optimera modellen av diffus lungskada hos möss. Som sådan, denna rapport kan hålla värde för utredare som vill antingen ensidigt administrera försöks agenter till möss eller förbättra symmetrin av drogen deposition i båda lungorna.

<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 av experimentella medel är en viktig teknik i murina modeller av diffusa lungsjukdomar, såsom bleomycin-inducerad lungfibros.  Emellertid, distribution av intratracheally-administrerade agenter till distala muslungan är ofta asymmetrisk, med lungparenkymal koncentrationer ökade i mindre (men lika tillgängliga) vänster lunga av musen.  Beskrivs i denna rapport är en roman intrabronchial (IB) tillvägagångssätt för att kannulera vänster och/eller höger lungor levande möss icke-operativt.  Det är också visat hur denna metod kan användas för att selektivt administrera agenter till en lunga eller anpassas (via DOSJUSTERAD IB-leverans) för att förbättra den vänster-högra symmetrin för lung leverans av experimentella medel, och därigenom förbättra modeller av diffusa lungsjukdom såsom bleomycin-inducerad lungfibros.

Selektiv IB-intubation riktar sig till specifika lober (höger lunga) eller basilaris segment (vänster lunga).
IB-administrering av EBD till höger lunga utfördes enligt beskrivningen i avsnitt 5,1. Efter avslutad försöket, möss administrerades en dödlig dos av intraperitoneal ketamin/xylazin, och lungor skördades för demonstration av EBD distribution (figur 4a, höger). Bru...

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) administrering av experimentella medel hos möss resulterar ofta i asymmetrisk tillförsel till distala lungorna.  I denna rapport beskriver vi en direkt intrabronchial (IB) metod för att kannulera varje lunga i levande möss icke-operativt.  Denna metod kan användas för att selektivt administrera agenter till en lunga eller kan anpassas för att förbättra den symmetriska agenten leverans till båda lungorna.

Direkt Intrabronchial administrering för att förbättra det selektiva medlet deposition inom mus lung

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

För att modellera lungsjukdom hos möss administreras experimentella medel ofta via intratrakeal injektion. Detta tillvägagångssätt kan dock inte selektivt rikta en lunga, och fördelningen kan vara asymmetrisk mellan lungorna. Genom att cannulating en enskild lunga i en sövd mus, kan vi ensidigt administrera experimentella medel.Med modifiering, detta tillvägagångssätt kan användas bilateralt, förbättra symmetrin i nedfall över båda lungorna. Kateterpreparering inklusive polering, lätt angulation och märkning är nyckelelement för framgång. Naturligtvis, öva denna teknik är också nödvändigt.Demonstrerar proceduren blir Sumei Liao, en professionell forskningsassistent från mitt laboratorium. Efter att ha bekräftat en brist på svar på tå nypa, upphäva en sövd, åtta-till 10-veckors gamla, C57-Black/6 mus från framtå på en draperad sutur linje i en supine orientering. Löst säkra musen med två till tre bitar av krok, och slinga bandet, undvika begränsning av ventilation, och slå på en ljusavgivande diod fiberoptisk illuminator.Placera operatören bakom plattformen, dorsala till musen. Orientera illuminatörens gåshals två till tre centimeter bort från musen så att den tänder struphuvudets område genom huden. Med hjälp av sterila tetspinne i den dominerande handen, dra tungan ut ur munhålan.Använd nondominant handen och den sterila depressorn att platta roten av tungan för att allmänt exponera orofarynx. Efter att ha släppt tlyckan, använd den dominerande handen för att intubera den förlängda katetern i luftstrupen via munhålan. Bekräfta placering genom att observera om bubblan i sprutan rör sig upp och ner med varje andetag.För selektiv lobar cannulation av den distala högra lungan, efter intratrakeal intubation, rotera plast styrelsen 30 grader, och styra navet av katetern parallellt med musen mittlinjen till lämplig vikt-baserade djup, som anges i tabellen. Med hjälp av en gel-lastning spets, leverera 20 mikroliter av 0,3% Evans blått färgämne i katetern, följt av en till två 100-microliter alikvoter av luft med glas dropper. Dra sedan tillbaka katetern och bibehålla musen i position i 30 sekunder innan djuret placeras på en värmande filt, med övervakning tills full återhämtning.För selektiv lobar cannulation av den distala vänstra lungan, efter intratrakeal intubation, rotera plast ombord minus 74 grader, och försiktigt föra katetern i vänster mainstem bronchus samtidigt som blygsamma tryck 90 grader nedåt och mot boktaget. Efter cannulating den vänstra nedre lungsegment, rotera plast ombord minus 30 grader, och leverera 40 mikroliter av 0,3% Evans blått färgämne med en gel-lastning spets. Sedan levererar du en till två 100-till 300-mikroliter alikvoter av luft via glasdlar, och dra tillbaka katetern så att musen kan återhämta sig, vilket visas.För rätt hela lung administrering, efter intratrakeal intubation, rotera plast ombord 30 grader, och vägleda katetern parallellt med musen mittlinjen, når till djup som är nödvändiga för högersidig distala lobar kannulation. Bekräfta utseendet på tämja på takypné- tecknet, och rotera musen minus 74 grader för att möjliggöra gravitationshjälp för agentleverans. Dra tillbaka katetern till en position som motsvarar start av rätt huvudstammen bronchus, och se till att avfasningen av katetern ansikten nedåt.Leverera 30 mikroliter av 0,3% Evans blått färgämne till höger lunga, följt av en till två 100-till 300-mikroliter alikvoter av luft. Dra sedan tillbaka katetern och låt musen återhämta sig. För vänster hela lung administrering, efter intratrakeal cannulation, rotera plast ombord minus 74 grader, och försiktigt förväg katetern i vänster mainstem bronchus samtidigt som blygsamt tryck både 90 grader nedåt och mot bokomd.Bekräfta no tachypnea-tecknet, och rotera musen 86 grader för att tillåta gravitationshjälp med agentadministration. Dra tillbaka katetern till vänster huvudstammen bronchus, och rotera avfasningen av katetern för att vända nedåt. Leverera 30 mikroliter av 0,3%Evans blått färgämne med en gel-lastande spets till vänster lunga, följt av en till två 100-till 300-mikroliter alikvoter luft.Dra sedan tillbaka katetern, så att musen kan återhämta sig, vilket visas. Bilaterala leverans av FITC-dextran av både intratracheal och symmetrisk intrabronchial administration leder till asymmetriska lunga parenchymal FITC fluorescens med större relativa koncentrationer noteras i den vänstra lungan. Detta tyder på att asymmetriska lung leverans av experimentella agenter efter intratrakeal administration är inte en följd av asymmetrisk presentation av dessa medel till varje mainstem bronchus men att lika mainstem leverans späds ut av skillnader i lung vikt och massa.Dosjusterad intrabronchial administration förbättrar symmetrin i lunga parenchymala agent leverans. Trots denna korrigering, dock långlivade heterogenitet fortfarande observeras inom de olika lober av rätt lunga. 21 dagar efter intratrakeal bleomycin-inducerad fibrotic lungskada, inflammation observeras övervägande i den vänstra lungan, med mindre skada anmärkningsvärt i den högra lungan.Omvänt, dosjusterade intrabronchial bleomycin administration resulterar i en något minskad skada på vänster lunga och en ökad skada på höger lunga, med den största skadan tydligt i mitten och överlägsen loberna. Under hela lung administrering, glöm inte att dra tillbaka katetern och tenderar avfasningen av katetern nedåt.

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

Högfrekvent Högupplöst Ekokardiografi: första beviset på icke-invasiva Upprepad Mät hjärtinfarkt i stam, kontraktilitet och mitralis-insufficiens i ischemi-reperfused Murine hjärta

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

Bronkial Thermoplasty: ett nytt terapeutiskt förhållningssätt till svår astma

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 Intratrakeal Intubation att studera patologi och 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

Diagnostic Ultrasound Imaging av Mouse Membranfunktion

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 mus modell av ischemi-reperfusion skada genom Ligation i vänstra främre nedåt 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 Bovin Lung i biomedicinsk forskning: Visuellt Guidad Bronkoskopi, intrabronkial Ympning och<em&gt; In Vivo</em&gt; Provtagningstekniker

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 av<em&gt; Streptococcus pneumoniae</em&gt; Inom Cardiac små sår och efterföljande hjärt ombyggnad

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, Fabrication och administration Hand 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-metakryloyloxietyl fosforylkolin Polymer Behandling av färdiga tandproteser för att hämma Protes 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 kart läggning av specifik ventilation i Human lung med Proton Magnetic resonanstomografi och syre som kontrast medel

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