Name: vinyl chloride and high-fat diet as a model of environment and obesity interaction
Uploaded: 2020-01-12T13:00:00
Duration: 9 min 15 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Vinyl Chloride and High-Fat Diet as a Model of Environment and Obesity Interaction at JoVE.com

Это исследование было профинансировано наградами от Национальных институтов здравоохранения (K01 DK096042 и R03 DK107912) Джулиану Бейеру. Исследования также были поддержаны премией институционального развития (IDeA) от Национального института общих медицинских наук Национальных институтов здравоохранения под грантом номер P20GM113226 и Национального института по злоупотреблению алкоголем и алкоголизмом Национальные институты здравоохранения под номером премии P50AA024337. Содержание является исключительно ответственностью авторов и не обязательно отражает официальные взгляды Национальных институтов здравоохранения.

<ol>
	<li>Sass, J. B., Castleman, B., Wallinga, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vinyl+chloride:+a+case+study+of+data+suppression+and+misrepresentation.">Vinyl chloride: a case study of data suppression and misrepresentation.</a> Environmental Health Perspectives. 113 (7), 809-812 (2005).</li><li>ATSDR. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR): Toxicological profile for Vinyl Chloride. , (2006).</li><li>Wahlang, B., 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=Toxicant-associated+steatohepatitis.">Toxicant-associated steatohepatitis.</a> Toxicologic Pathology. 41 (2), 343-360 (2013).</li><li>Cave, 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=Toxicant-associated+steatohepatitis+in+vinyl+chloride+workers.">Toxicant-associated steatohepatitis in vinyl chloride workers.</a> Hepatology. 51 (2), 474-481 (2010).</li><li>Cave, M., Falkner, K. C., McClain, C. J., Boyer, D. T., Manns, M. P., Sanyal, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Occupational+and+Environmental+Hepatotoxicity.">Occupational and Environmental Hepatotoxicity.</a> Zakim and Boyer's Hepatology. , 476-492 (2012).</li><li>Tamburro, C. H., Makk, L., Popper, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+hepatic+histologic+alterations+among+chemical+(vinyl+monomer)+workers.">Early hepatic histologic alterations among chemical (vinyl monomer) workers.</a> Hepatology. 4 (3), 413-418 (1984).</li><li>EPA. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicological+review+of+vinyl+chloride+in+support+of+summary+information+on+the+Integrated+Risk+Information+System.">Toxicological review of vinyl chloride in support of summary information on the Integrated Risk Information System.</a> EPA. , (2000).</li><li>Lang, A. L., Beier, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+of+volatile+organic+compounds+and+underlying+liver+disease:+a+new+paradigm+for+risk.">Interaction of volatile organic compounds and underlying liver disease: a new paradigm for risk.</a> Biological Chemistry. 399 (11), 1237-1248 (2018).</li><li>Abplanalp, W., 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=Benzene+exposure+is+associated+with+cardiovascular+disease+risk.">Benzene exposure is associated with cardiovascular disease risk.</a> PLoS ONE. 12 (9), 0183602 (2017).</li><li>Younossi, Z., 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=Global+burden+of+NAFLD+and+NASH:+trends,+predictions,+risk+factors+and+prevention.">Global burden of NAFLD and NASH: trends, predictions, risk factors and prevention.</a> Nature Reviews Gastroenterology &amp; Hepatology. 15 (1), 11-20 (2018).</li><li>Younossi, Z. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-alcoholic+fatty+liver+disease+-+A+global+public+health+perspective.">Non-alcoholic fatty liver disease - A global public health perspective.</a> Journal of Hepatology. 70 (3), 531-544 (2019).</li><li>Lang, A. 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=Vinyl+chloride+dysregulates+metabolic+homeostasis+and+enhances+diet-induced+liver+injury+in+mice.">Vinyl chloride dysregulates metabolic homeostasis and enhances diet-induced liver injury in mice.</a> Hepatology Communications. 2 (3), 270-284 (2018).</li><li>Lotti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Do+occupational+exposures+to+vinyl+chloride+cause+hepatocellular+carcinoma+and+cirrhosis.">Do occupational exposures to vinyl chloride cause hepatocellular carcinoma and cirrhosis.</a> Liver International. 37 (5), 630-633 (2017).</li><li>Antweiler, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+the+metabolism+of+vinyl+chloride.">Studies on the metabolism of vinyl chloride.</a> Environmental Health Perspectives. 17, 217-219 (1976).</li><li>Bolt, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+activation+of+vinyl+chloride,+formation+of+nucleic+acid+adducts+and+relevance+to+carcinogenesis.">Metabolic activation of vinyl chloride, formation of nucleic acid adducts and relevance to carcinogenesis.</a> IARC Scientific Publications. (70), 261-268 (1986).</li><li>Guengerich, F. P., Crawford, W. M., Watanabe, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activation+of+vinyl+chloride+to+covalently+bound+metabolites:+roles+of+2-chloroethylene+oxide+and+2-chloroacetaldehyde.">Activation of vinyl chloride to covalently bound metabolites: roles of 2-chloroethylene oxide and 2-chloroacetaldehyde.</a> Biochemistry. 18 (23), 5177-5182 (1979).</li><li>Anders, L. C., 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=Vinyl+Chloride+Metabolites+Potentiate+Inflammatory+Liver+Injury+Caused+by+LPS+in+Mice.">Vinyl Chloride Metabolites Potentiate Inflammatory Liver Injury Caused by LPS in Mice.</a> Toxicological Sciences. 151 (2), 312-323 (2016).</li><li>Anders, L. C., 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=Role+of+dietary+fatty+acids+in+liver+injury+caused+by+vinyl+chloride+metabolites+in+mice.">Role of dietary fatty acids in liver injury caused by vinyl chloride metabolites in mice.</a> Toxicology and Applied Pharmacology. 311, 34-41 (2016).</li><li>Morinello, E. J., Koc, H., Ranasinghe, A., Swenberg, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+induction+of+N(2),3-ethenoguanine+in+rat+brain+and+liver+after+exposure+to+vinyl+chloride.">Differential induction of N(2),3-ethenoguanine in rat brain and liver after exposure to vinyl chloride.</a> Cancer Research. 62 (2), 5183-5188 (2002).</li><li>Guardiola, J. J., 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=Occupational+exposures+at+a+polyvinyl+chloride+production+facility+are+associated+with+significant+changes+to+the+plasma+metabolome.">Occupational exposures at a polyvinyl chloride production facility are associated with significant changes to the plasma metabolome.</a> Toxicology and Applied Pharmacology. 313, 47-56 (2016).</li><li>Chen, L. C., Lippmann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhalation+toxicology+methods:+the+generation+and+characterization+of+exposure+atmospheres+and+inhalational+exposures.">Inhalation toxicology methods: the generation and characterization of exposure atmospheres and inhalational exposures.</a> Current Protocols in Toxicology. 63 (1), 1-24 (2015).</li><li>Wahlang, B., 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=Mechanisms+of+Environmental+Contributions+to+Fatty+Liver+Disease.">Mechanisms of Environmental Contributions to Fatty Liver Disease.</a> Current Environmental Health Reports. 6 (3), 80-94 (2019).</li><li>Liang, 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=Exposure+to+Vinyl+Chloride+and+Its+Influence+on+Western+Diet-Induced+Cardiac+Remodeling.">Exposure to Vinyl Chloride and Its Influence on Western Diet-Induced Cardiac Remodeling.</a> Chemical Research in Toxicology. 31 (6), 482-493 (2018).</li><li>Chen, L., Lang, A. L., Poff, G. D., Ding, W. X., Beier, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vinyl+chloride-induced+interaction+of+nonalcoholic+and+toxicant-associated+steatohepatitis:+Protection+by+the+ALDH2+activator+Alda-1.">Vinyl chloride-induced interaction of nonalcoholic and toxicant-associated steatohepatitis: Protection by the ALDH2 activator Alda-1.</a> Redox Biology. 24, 101205 (2019).</li><li>Goldsmith, W. T., 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=A+computer-controlled+whole-body+inhalation+exposure+system+for+the+oil+dispersant+COREXIT+EC9500A.">A computer-controlled whole-body inhalation exposure system for the oil dispersant COREXIT EC9500A.</a> Journal of Toxicology and Environmental Health. Part A. 74 (21), 1368-1380 (2011).</li><li>IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risk to Humans. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=IARC+Monographs+on+the+Evaluation+of+Carcinogenic+Risks+to+Humans.">IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans.</a> International Agency for Research on Cancer. , (2008).</li><li>IARC. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+agents+and+related+occupations.">Chemical agents and related occupations.</a> IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. 100, 9 (2012).</li><li>Fedeli, U., 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=Mortality+from+liver+angiosarcoma,+hepatocellular+carcinoma,+and+cirrhosis+among+vinyl+chloride+workers.">Mortality from liver angiosarcoma, hepatocellular carcinoma, and cirrhosis among vinyl chloride workers.</a> American Journal of Industrial Medicine. 62 (1), 14-20 (2019).</li><li>Kirpich, I. 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=Ethanol+and+dietary+unsaturated+fat+(corn+oil/linoleic+acid+enriched)+cause+intestinal+inflammation+and+impaired+intestinal+barrier+defense+in+mice+chronically+fed+alcohol.">Ethanol and dietary unsaturated fat (corn oil/linoleic acid enriched) cause intestinal inflammation and impaired intestinal barrier defense in mice chronically fed alcohol.</a> Alcohol. 47 (3), 257-264 (2013).</li><li>Kirpich, I. 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=Saturated+and+Unsaturated+Dietary+Fats+Differentially+Modulate+Ethanol-Induced+Changes+in+Gut+Microbiome+and+Metabolome+in+a+Mouse+Model+of+Alcoholic+Liver+Disease.">Saturated and Unsaturated Dietary Fats Differentially Modulate Ethanol-Induced Changes in Gut Microbiome and Metabolome in a Mouse Model of Alcoholic Liver Disease.</a> American Journal of Pathology. 186 (4), 765-776 (2016).</li><li>Spruss, A., Bergheim, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dietary+fructose+and+intestinal+barrier:+potential+risk+factor+in+the+pathogenesis+of+nonalcoholic+fatty+liver+disease.">Dietary fructose and intestinal barrier: potential risk factor in the pathogenesis of nonalcoholic fatty liver disease.</a> Journal of Nutritional Biochemistry. 20 (9), 657-662 (2009).</li></ol>

WT Goldsmith имеет финансовый интерес к IEStechno, который является шаблоном для системы описано. Остальным авторам нечего раскрывать.

Эта модель VC-улучшенной NAFLD является новым методом для оценки влияния суб-OSHA предел vc воздействия в парадигме ингаляции всего тела. Эта модель позволяет следователям изучать суб-гепатотоксических и сенсибилизирующих эффектов на низкий уровень VC в одиночку. Действительно, эта модель совместного воздействия достигает повышенной травмы печени, высота плазмы ALT и AST и умеренное воспаление, в то время как в значительной степени не влияет на другие системы органов, таких как сердце, при этой концентрации23. Эта хроническая модель требует ингаляционных камер всего тела, но сводит к минимуму стресс и концентрацию воздействия. Хотя представленный здесь протокол является программным подходом, наш опыт показал, что ручной подход также является точным и последовательным методом воздействия12,24. Кроме того, он легко применим к нескольким областям исследований, включая другие повреждения органов23, вызванные летучих органических соединений воздействия22. Примечательно, что эта модель может больше напоминать патогенез человеческого совместного воздействия на экологические химические вещества и основные заболевания5.
Для достижения аналогичных результатов необходимо предпринять определенные критические шаги по оптимизации протокола. Например, исследователи должны установить, что концентрация VC или другого токсиканта в камерах находится в пределах желаемого диапазона воздействия (т.е. низкоуровневого, суб-OSHA, или острых уровней). Оптимизация этого шага ингаляционной камеры имеет решающее значение для успешной модели человеческого воздействия интереса. Во-вторых, также может быть изменено время воздействия в день и продолжительность эксперимента. В интересах этой группы была достигнута профессиональная обстановка воздействия, а также был изучен дополнительный параметр диеты. Однако с помощью этого протокола можно также моделировать экологические и острые воздействия.
Эта работа бросает вызов парадигме, что нынешние пределы воздействия VC (профессиональные и экологические) являются безопасными. Действительно, хотя текущий предел воздействия OSHA для VC составляет 1 промилле, эта модель доказала, что концентрации VC ниже этого предела являются достаточными для повышения травмы печени, вызванные HFD у мышей. Этот протокол позволяет следователям изучить и охарактеризовать новую токсикантную парадигму воздействия и смоделировать TASH.
Это первая модель хронического, низкодозного воздействия VC. Предыдущая работа использовала очень высокие концентрации болуса, острые воздействия или активные метаболиты в качестве суррогатов для воздействия VC. Все эти подходы снижают значимость полученных результатов для воздействия на человека. Таким образом, эта новая модель взаимодействия TASH-NAFLD обеспечивает необходимую платформу для исследователей для изучения сложных взаимодействий низкого уровня воздействия VC.
Эта модель токсикант-индуцированной травмы печени могут быть использованы для других летучих органических соединений, а также для изучения других взаимодействий, которые могут повлиять на печень и другие системы органов8,22,23. Кроме того, эта модель была и может быть использована для дальнейшего изучения методов лечения и углубленных механистических исследований способа действия для этого распространенного токсиканта24. Как VC является известным канцерогеном26,27,28, эта парадигма воздействия также могут быть изменены для изучения VC-индуцированного рака. Другие сопутствующие заболевания, такие как алкогольное заболевание печени, также могут быть усилены vc совместного воздействия. Кроме того, было бы интересно изучить различные виды жира, такие как полиненасыщенные жиры18,29,30, или различные виды углеводов31 и их совместное воздействие с VC в этой модели. Действительно, все эти факторы, как известно, имеют дифференцированное воздействие на развитие травмы печени и может играть определенную роль в VC-индуцированной печеночной болезни.
В заключение, это новая модель ингаляции экологических токсичных индуцированной травмы печени и устанавливает парадигму воздействия для хронического, низкого уровня воздействия VC. Концентрация VC, используемая в этой модели, сама по себе субгепатотоксична, в то время как она усиливает повреждение печени, вызванное другим фактором (HFD) у мышей. Эта модель позволит следователям изучать механизмы и мероприятия для хронической токсичности VC и может быть полезна для трансляционных исследований, глядя на открытые человеческие субъекты и на самый высокий риск воздействия.

Многочисленные токсичные вещества присутствуют в воздухе, которым мы дышим на очень низком уровне. Винилхлорид (VC) является мономерный газ, используемый промышленностью для создания поливинилхлорида (ПВХ) пластиковых изделий1. Это распространенный экологический гепатотоксикант, известный канцероген, и занимает #4 в списке приоритетов ATSDR опасных веществ2. Для лучшего понимания токсического воздействия на здоровье человека и взаимодействия с существующими сопутствующими заболеваниями решающее значение имеет создание моделей воздействия, имитирующих воздействие на человека. Основной интерес этой группы заключается в изучении печеночного воздействия хронического воздействия VC при низких концентрациях. VC оказывает свое основное воздействие на печень, где было показано (при высоких концентрациях), чтобы вызвать стеатоз, и токсиканта связанных стеатогепатит (TASH) с некрозом, фиброзом, циррозомпечени 3,4, а также гепатоцеллюлярной карциномы (HCC) и в противном случае чрезвычайно редко гепатической гемангиосаркомы5. TASH, вероятно, существовали в населении в течение десятилетий, но остался uncharacterized и недооценивается следователями4,6. В результате исследований, демонстрирующих прямые проблемы токсичности для воздействия VC, Управление по охране труда и гигиене труда (OSHA) снизило допустимый порог воздействия до 1 промилле в течение 8 ч рабочий день7. Хотя порог воздействия был снижен, влияние этой концентрации VC на здоровье человека неясно7. Кроме того, влияние воздействия VC на существующие сопутствующие заболевания, такие как заболевания печени, в значительной степени неизвестно8. Этот разрыв знаний особенно важен сегодня в связи с ростом глобальной распространенности безалкогольных жировых заболеваний печени (NALFD)4,6,7,9,10,11,12. Важно отметить, что VC недавно было показано, что независимый фактор риска заболевания печени от других причин13. Таким образом, цель этого протокола заключалась в разработке соответствующей модели ингаляции для воздействия летучих экологических токсикантов, VC в контексте основной травмы печени, чтобы имитировать воздействие на человека и определить потенциальные, новые механизмы VC-индуцированной или VC-улучшенной травмы печени.
Основным маршрутом воздействия многих токсичных веществ окружающей среды и загрязняющих веществ является ингаляция. После вдыхания, соединение может войти в системное кровообращение через легкие, поездки в печень, и стать метаболически активирована печеночными ферментами до выводится14,15,16. Часто именно эти активные метаболиты вызывают токсичность и повреждения в организме. Предыдущие исследования этой группы и другие использовали VC метаболитов в качестве суррогатов для воздействия VC газа17,18. Другие группы использовали ингаляционные модели VC; однако, чрезвычайно высокие уровни воздействия (No gt;50 ppm) были реализованы, чтобы вызвать острую токсичность, тяжелые травмы печеночной железы, и развитие опухоли19. Хотя эти исследования обеспечили важную информацию и механизмы канцерогенности, вызванной VC, они не подводят итоги тонких эффектов и сложных взаимодействий с другими факторами, способствующими этому, и поэтому менее актуальны для воздействия на человека.
VC-ингаляции плюс высоким содержанием жира диеты (HFD) модель описана здесь (см. Рисунок 1 для временной шкалы), является первой моделью хронического, низких доз VC воздействия (т.е. суб-OSHA концентрации), в котором мыши подвергаются воздействию токсиканта в условиях, которые имитируют воздействие человека гораздо более тесно. Действительно, данные из этой модели резюмировал результаты наблюдается у людей, подвергающихся воздействию VC, таких как воздействие на метаболические пути20, окислительный стресс и митохондриальной дисфункции4. Другие мыши модели ингаляции, такие как голова только и нос только модели21, требуют, чтобы животное быть сдержанным, вызывая стресс для животного. Здесь этот метод воздействия всего тела не требует инъекций или ненужного стресса для животных. У животных есть доступ к пище и воде и они помещаются в большую ингаляционную камеру в течение определенного количества часов в день и дней в неделю. Кроме того, концепция, согласно которым VC изменяет чувствительность к другому гепатотоксикату, является новым выводом, впервые продемонстрированный этой группой12 и имеет последствия для воздействия VC в концентрациях значительно ниже тех, которые необходимы для непосредственной гепатотоксичности.
Этот метод ингаляции воздействия может быть использован для имитации воздействия различных газотоксичных веществ, в том числе других летучих органических соединений, присутствующих в нашей среде. Действительно, летучие органические соединения представляют собой большую группу токсичных веществ окружающей среды и более распространены в промышленно развитых районах, в результате чего некоторые группы населения подвергаются более высокому риску хронического воздействия22. Этот протокол может быть изменен в соответствии с различными экспериментальными вопросами. Продолжительность времени и концентрация вводимых соединений могут быть разными. Хотя первоначально разработан для определения повреждения печени, другие системы органов могут и были изучены с этой моделью23. Исследователи, которые стремятся изучить хронические воздействия с животными, но хотят свести к минимуму стресс животных, следует рассмотреть вопрос об использовании этой модели.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>ALT/AST reagents</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>TR70121, TR71121</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57Bl/6J mice</td>
			<td>The Jackson Laboratory</td>
			<td>000664</td>
			<td>Animal studies must conform to all relevant ethics and animal welfare regulations and must be reviewed and approved by the 
			appropriate governmental and institutional animal care and use committees. Since this is a chronic study, we recommend using male or female mice 4-6 weeks of age.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 Monitor</td>
			<td>IEStechno</td>
			<td>Ex-Sens</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eosin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>E6003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>HHS16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inhalation exposure chamber system</td>
			<td>IEStechno</td>
			<td>GasExpo</td>
			<td>The inhalation exposure chamber system includes custom software, interface and controller hubs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saturated fat (13%) control diet</td>
			<td>Teklad Diets</td>
			<td>TD.120336</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saturated fat (42%) diet</td>
			<td>Teklad Diets</td>
			<td>TD.07511</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium citrate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>71497</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vinyl Chloride</td>
			<td>MATHESON TRI-GAS</td>
			<td>Series 3590-CGA*</td>
			<td>Handle gas with caution</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

vinyl chloride and high-fat diet as a model of environment and obesity interaction

Винилхлорид (VC), обильный загрязнитель окружающей среды, вызывает стеатогепатит на высоком уровне, но считается безопасным на более низких уровнях. Хотя несколько исследований исследовали роль VC в качестве прямого гепатотоксиканта, концепция, что VC изменяет чувствительность печени к другим факторам, таким как безалкогольные жировые заболевания печени (NAFLD), вызванные высоким содержанием жира диеты (HFD) является новым. В этом протоколе описывается парадигма воздействия для оценки последствий хронического, низкого уровня воздействия VC. Мыши акклиматизированы к диете с низким содержанием жира или с высоким содержанием жира за неделю до начала ингаляционного воздействия и остаются на этих диетах на протяжении всего эксперимента. Мыши подвергаются воздействию VC (уровень sub-OSHA: lt;1 ppm) или комнатного воздуха в ингаляционных камерах в течение 6 часов/день, 5 дней в неделю, на срок до 12 недель. Еженедельно ведется наблюдение за животными в целях увеличения веса тела и потребления пищи. Эта модель воздействия VC не вызывает явных повреждений печени с вдыханием VC в одиночку. Тем не менее, сочетание VC и HFD значительно усиливает заболевания печени. Техническим преимуществом этой модели совместного воздействия является экспозиция всего тела, без ограничений. Кроме того, условия больше напоминают очень распространенную человеческую ситуацию комбинированного воздействия VC с основной безалкогольной жировой болезни печени и, следовательно, поддерживают новую гипотезу, что VC является фактором экологического риска для развития повреждения печени как осложнение ожирения (т.е. NAFLD). Эта работа бросает вызов парадигме, что нынешние пределы воздействия VC (профессиональные и экологические) являются безопасными. Использование этой модели может пролить новый свет и озабоченность по поводу рисков воздействия VC. Эта модель токсикант-индуцированной травмы печени могут быть использованы для других летучих органических соединений и для изучения других взаимодействий, которые могут повлиять на печень и другие системы органов.

В ходе эксперимента еженедельно отслеживались вес тела животных и потребление пищи для обеспечения здоровья животных и оценки метаболизма vivo. На рисунке 3А изображены масса тела и потребление пищи для 12-недельного эксперимента. Вес тела измерялся один раз в неделю, а потребление пищи измерялось два раза в неделю для всех групп. Все мыши набрали вес на протяжении всего исследования. В то время как, как и ожидалось, мыши в группах HFD получили больший вес, как мыши в группах LFD, мыши подвергаются VC не получить больший вес, чем мыши в соответствующей контрольной группе. Потребление продуктов питания не отличалось между всеми группами12,24.
На рисунке 3B изображены репрезентативные фотомикрографы секций печени, окрашенных Н И Е для анализа общей морфологии. В группе LFD VC не вызвал явных патологических изменений. HFD кормления значительно увеличилось стеатоз (накопление жира) и VC воздействия увеличилэтот эффект. Кроме того, vc воздействия в группе HFD привело к некоторым воспалительным очагов12,24.
Уровни плазменной трансаминаза (ALT и AST) измерялись как показатели повреждения печени, а повышенный уровень трансаминаза является показателем повреждения печени. В группе LFD VC не повысил уровень трансаминаза. HFD только несколько увеличилось трансаминаза уровнях и важно VC значительно усилил этот эффект(Рисунок 3C)12,24.
Для каждой группы были рассчитаны коэффициенты веса печени к массе тела. HFD значительно увеличил соотношение печени к массе тела. Тем не менее, VC не значительно увеличить этот эффект(Рисунок 3D)12.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60351/60351fig01.jpg"> Рисунок 1: Обзор процедуры ингаляционной модели. Мышей кормят соответствующим низким содержанием жиров (13% насыщенных жиров) или высоким содержанием жира (42% насыщенных жиров) диеты ad libitum в течение 1 недели, чтобы акклиматизировать их к очищенной диете. Через неделю мышей вводят в режим ингаляции. Для этого мышей помещают в современные ингаляционные камеры всего тела для воздействия на суб-OSHA уровень VC концентрации lt;1 ppm (0,85 промилле и 0,1 промилле) или комнатный воздух (контроль) в течение 6 ч/день, 5 дней в неделю, в течение 12 недель. Во время ингаляционной процедуры мышам разрешается свободный доступ к пище и воде. В 12 недель мышей усылают утром. Эта модель может быть продлена до более длительных периодов хронического воздействия. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60351/60351fig01large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60351/60351fig02.jpg"> Рисунок 2: Конструкция ингаляционной камеры. Показана схема автоматизированной ингаляционной системы воздействия, обеспечивающей однородные токсичные концентрации. Пользовательское программное обеспечение позволяет пользователю изменять, контролировать и записывать экологические переменные во время ингаляционных экспозиций. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60351/60351fig02large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60351/60351fig03.jpg"> Рисунок 3: Винил хлорид сам по себе не вызывает явную травму печени, но усиливает диетические заболевания печени. (A) Вес тела и потребление пищи отслеживались еженедельно. (B) Представлены репрезентативные фотомикробые графологии общей печеночной патологии по н и e окрашиванию (увеличение 200x). (C) Цитированная плазма была собрана в конце периода воздействия и проанализирована для трансаминазы ферментатической активности в качестве индекса повреждения печени. (D) Вес печени был определен в разных экспериментальных точек времени и по сравнению с всей массы тела. Результаты представлены в виде среднего значения - SEM.a, p qlt; 0,05 по сравнению с соответствующим управлением LFD; b, р Злт; 0,05 по сравнению с отсутствием VC. Размер образцов на группу n no 8-10. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60351/60351fig03large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Vinyl Chloride and High-Fat Diet as a Model of Environment and Obesity Interaction at JoVE.com

Vinyl Chloride and High-Fat Diet as a Model of Environment and Obesity Interaction

Цель этого протокола заключалась в разработке модели murine низкого уровня токсичного воздействия, который не вызывает явные повреждения печени, а скорее усугубляет уже существующие повреждения печени. Эта парадигма лучше резюмирует воздействие на человека и тонкие изменения, которые происходят при воздействии токсичных концентраций, которые считаются безопасными.

Винилхлорид и с высоким содержанием жира диета в качестве модели окружающей среды и ожирения взаимодействия

Vinyl chloride (VC), an abundant environmental contaminant, causes steatohepatitis at high levels, but is considered safe at lower levels. Although ...

Винилхлорид усугубляет повреждение печени, вызванное другими факторами, такими как диета в концентрациях ниже нынешних ограничений безопасности. Таким образом, необходимо пересмотреть параметры использования средних популяций. Основным преимуществом этого метода является то, что он использует хронический, неинвазивный протокол ингаляции, который тесно имитирует воздействие человека, вызывая при этом минимальный стресс для животного.Демонстрация процедуры будет Анна Ланг, пост-док, и Регина Шнегельбергер, аспирант, как из моей лаборатории. За неделю до начала ингаляционных экспериментов взвесим всех экспериментальных животных и взвесим количество низкой или жирной диетической пищи, которая будет предоставлена на клетку. Обеспечить пищу и воду ad libitum, заменив регулярный чау для каждой группы воздействия с низким или высоким содержанием жира диеты чау, по мере необходимости.Взвесить оставшуюся пищу в конце каждого дня кормления и контролировать мышей на протяжении всего эксперимента, чтобы убедиться, что здоровье животных поддерживается. Для настройки виниловой системы ингаляционного воздействия хлорида убедитесь, что разгрунтованный воздух как в экспериментальных, так и в контрольных камерах является высокореабиционным твердым воздухом и активированным углеродом, фильтруемым, высушенным и регулируемым давлением перед входом в соответствующие измерительные приборы потока. Подтвердите, что температура и относительная влажность контролируются из экспериментальных и контрольных камер, что выхлопные газы камеры передаются через фильтр HEPA, зонд двуокиси углерода и активированный углеродный фильтр, прежде чем войти в выхлопную зону химического капота, чтобы гарантировать, что мыши получают приемлемую вентиляцию.Пользовательское программное обеспечение может быть использовано для изменения, мониторинга и записи экологических переменных, представляющих интерес во время ингаляционных экспозиций. Чтобы подготовить камеру к ингаляционной экспозиции, начните с выключа всех воздушных потоков в экспериментальных и контрольных камерах. Откройте каждую камеру дверь и поместите абсорбент постельных принадлежностей материал, абсорбент вверх, на верхней части кастрюли экскрементов.Затем, мокрый абсорбент материала, чтобы обеспечить комфортный уровень влажности около 40 до 60% относительной влажности в течение всего периода воздействия и установить желаемый уровень воздействия хлорида винила в экспериментальной камере. Когда камеры будут готовы, передать мышей в отдельных клетках в ингаляционной камере клетки стойки, рандомизации размещения каждой мыши в стеллажах ежедневно, чтобы убедиться, что каждая мышь подвергается однородно в камерах. Затем поместите каждую стойку клетки в свою камеру и закройте двери камеры.Для проведения эксперимента по ингаляционной экспозиции подтвердите, что клапан для винилхлоридного газового баллона находится в открытом положении, и установите разбоменциальный поток для экспериментальной камеры до 25 литров в минуту. Подтвердите, что ротометр на камере управления установлен на 25 литров в минуту и убедитесь, что все датчики работают правильно и отображения ожидаемых результатов как в экспериментальных и контрольных камер. На протяжении всего воздействия, контролировать и записывать время экспозиции, разгрунтный поток, поток хлорида винила, температура, влажность, камерное давление, уровень углекислого газа, и теоретическая концентрация хлорида винила в экспериментальной камере.Подтвердите, что температура и влажность для контрольной камеры также отображаются, отображаются и регистрируются. Примерно на полпути через каждую экспозицию, разбить стеклянные наконечники на винил хлорид детектор трубки и предварительной обработки трубки и прикрепить поток из конца винилового хлорида детектор трубки насоса. Используйте короткий кусок трубки, чтобы прикрепить поток в конце виниловой трубки детектор хлорида к потоку из конца предварительной трубки и прикрепить короткий кусок трубки к потоку в конце предварительной обработки.Удалите вилку из одного из портов отбора проб вблизи дыхательной зоны и прикрепите трубку из потока в конце предварительной обработки трубки к порту отбора проб. Из полного положения, расширить ручку на поршне насоса трубки детектора в полном положении, чтобы вытащить 100 миллилитров пробуемого газа из камеры в трубку детектора винил хлорида. Через 90 секунд нажмите рукоятку обратно.После получения последнего образца газа удалите трубку из порта отбора проб камеры и переустановите вилку в порту. Осмотрите изменение цвета в трубке детектора хлорида винила для того чтобы установить концентрацию хлорида винила внутри камера и записать чтение пробки детектора для сравнения к теоретической стоимости. Если какие-либо проблемы возникают во время экспозиции, установите поток хлорида винила до нуля и увеличьте разминотельный поток до максимального значения, чтобы быстро очистить камеру.После того, как продолжительность экспозиции была достигнута, программное обеспечение автоматически выключит поток винилхлорида. 15-минутный таймер безопасности затем начнет отсчитывает продолжительность экспериментальной камеры для очищения винилового хлорида. Как только это безопасно, чтобы удалить животных, нажмите нормально.В конце периода экспозиции поверните виниловый хлоридный газовый клапан стопкок в закрытое положение и выключите все потоки воздуха в камере экспозиции. Поверните ротометр до тех пор, пока воздух не протекет через камеру управления и не удалите дверь из каждой камеры. Удалите стеллажи клетки из камер и передать мышей обратно в свои домашние клетки под капотом ламинарного потока.Затем утилизировать любые отходы из экскрементной кастрюли в соответствии с институциональными правилами здоровья и безопасности и очистить двери камеры, кастрюлю, экспозицию стойки, и камеры. Здесь показаны еженедельный вес тела и двухнедельное потребление пищи в течение 12 недель эксперимента. Все мыши набрали вес на протяжении всего этого исследования.Однако, в то время как мыши в группах с высоким содержанием жира диеты получили больший вес по сравнению с мышами в группах с низким содержанием жира диеты, мышей, подвергшихся воздействию винилхлорида не получить больше веса, чем мыши в соответствующих контрольных групп. Потребление продовольствия также не отличалось между группами. В этих представителях фотомикрографы H и E окрашенных секций печени, винилхлорид не вызвало никаких явных патологических изменений в группе с низким содержанием жира диеты.Диета с высоким содержанием жира, питаясь значительно повышенным стеатозом, еще больше усугублялась воздействием винилхлорида. Кроме того, воздействие винилхлорида в группе с высоким содержанием жира привело к некоторым воспалительным очагам. В обезжиренной диете животных, винилхлорид не увеличить уровень трансаминазы, в то время как с высоким содержанием жира диета только немного увеличилось трансаминазы выражение, со значительным повышением этого эффекта наблюдается в группе с высоким содержанием жира диеты подвергаются винил хлорида.Кроме того, диета с высоким содержанием жира значительно увеличила соотношение веса печени и тела, хотя винилхлорид не сильно повлиял на этот эффект. При реализации этого протокола, всегда заботиться о том, что надлежащие меры предосторожности принимаются так, что непреднамеренное воздействие хлорида винила людьми избежать. Эта процедура может ответить на вопросы о краткосрочном, долгосрочном и кумулятивном воздействии воздействия винилхлорида на здоровье, благополучие и повреждение органов.Эти исследования влияют на область нашей экологической и профессиональной оценки рисков. Например, наша группа сейчас изучает механистическое взаимодействие между винилхлоридом и диетой.

Research

JoVE Journal

Medicine

Gene-environment Interaction Models to Unmask Susceptibility Mechanisms in Parkinson's Disease

Генно-экологические модели взаимодействия для разоблачения механизмов восприимчивости при болезни Паркинсона

Lipoxygenase (LOX) activity has been implicated in neurodegenerative disorders such as Alzheimer&#39;s disease, but its effects in Parkinson&#39;s disease ...

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Экзайтотоксическим Стимуляция мозга Microslices как<em&gt; В пробирке</em&gt; Модель инсульта

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As ...

Ferric Chloride-induced Thrombosis Mouse Model on Carotid Artery and Mesentery Vessel

Хлорного железа, вызванной Тромбоз мышь Модель на сонной артерии и брыжейки судна

Severe thrombosis and its ischemic consequences such as myocardial infarction, pulmonary embolism and stroke are major worldwide health issues. The ferric ...

Ferric Chloride-induced Murine Thrombosis Models

Хлорного железа-индуцированной мышиной модели Тромбоз

Arterial thrombosis (blood clot) is a common complication of many systemic diseases associated with chronic inflammation, including atherosclerosis, ...

A Primary Human Trophoblast Model to Study the Effect of Inflammation Associated with Maternal Obesity on Regulation of Autophagy in the Placenta

Первичного человека трофобласта модель для изучения эффекта воспаления, связанные с материнской ожирения по регулированию Autophagy в плаценту

Maternal obesity is associated with an increased risk of adverse perinatal outcomes that are likely mediated by compromised placental function that can be ...

Study of In Vivo Glucose Metabolism in High-fat Diet-fed Mice Using Oral Glucose Tolerance Test (OGTT) and Insulin Tolerance Test (ITT)

Study of In Vivo Glucose Metabolism in High-fat Diet-fed Mice Using Oral Glucose Tolerance Test OGTT and Insulin Tolerance Test ITT

Исследование в Vivo метаболизма глюкозы в высоким содержанием жиров диеты кормили мышей с использованием тест на переносимость глюкозы в устной (ТТГ) и инсулина терпимости испытания (ITT)

Obesity represents the most important single risk factor in the pathogenesis of type 2 diabetes, a disease which is characterized by a resistance to ...

An Experimental Model of Diet-Induced Metabolic Syndrome in Rabbit: Methodological Considerations, Development, and Assessment

Экспериментальная модель диета индуцированной метаболического синдрома в кролика: методологические соображения, развития и оценки

In recent years, obesity and metabolic syndrome (MetS) have become a growing problem for public health and clinical practice, given their increased ...

Body Composition and Metabolic Caging Analysis in High Fat Fed Mice

Состав тела и метаболических арретирование анализ высокого жира ФРС мышей

Alterations to body composition (fat or lean mass), metabolic parameters such as whole-body oxygen consumption, energy expenditure, and substrate ...

Puncture-Induced Iris Neovascularization as a Mouse Model of Rubeosis Iridis

Пункция индуцированной неоваскуляризации Iris как модель мыши Рубеоз Радужки

We describe a model of puncture-induced iris neovascularization as a general model for noninvasive evaluation of angiogenesis. The model is also relevant ...

Ferric Chloride-induced Canine Carotid Artery Thrombosis: A Large Animal Model of Vascular Injury

Хлорида железа индуцированной собак сонной артерии тромбоза: Большой животных модель сосудистых повреждений

Occlusive arterial thrombosis leading to cerebral ischemic stroke and myocardial infarction contributes to ~13 million deaths every year globally. Here, ...