Name: a mouse model of orotracheal intubation and ventilated lung ischemia reperfusion surgery
Uploaded: 2022-09-09T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Mouse Model of Orotracheal Intubation and Ventilated Lung Ischemia Reperfusion Surgery at JoVE.com

Dette arbejde blev finansieret af afdelingsstøtte fra Department of Anesthesia and Perioperative Care, University of California San Francisco og San Francisco General Hospital samt af en NIH R01-pris (til AP): 1R01HL146753.

Alle procedurer og trin beskrevet nedenfor blev godkendt af den institutionelle dyrepleje- og brugskomité (IACUC) ved University of California San Francisco. Enhver musestamme kan bruges, selvom nogle stammer har en mere robust lunge IR-inflammatorisk respons sammenlignet med andre12. Mus, der er ca. 12-15 uger gamle (30-40 g) eller ældre, tolererer og overlever lunge-IR-operationen bedre end yngre mus. Både han- og hunmus kan bruges til disse operationer.
1. P...

<ol>
	<li>Shen, H., Kreisel, D., Goldstein, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Processes+of+sterile+inflammation.">Processes of sterile inflammation.</a> Journal of Immunology. 191 (6), 2857-2863 (2013).</li><li>Fiser, S. 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=Lung+transplant+reperfusion+injury+involves+pulmonary+macrophages+and+circulating+leukocytes+in+a+biphasic+response.">Lung transplant reperfusion injury involves pulmonary macrophages and circulating leukocytes in a biphasic response.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 121 (6), 1069-1075 (2001).</li><li>Lama, V. N., 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=Models+of+lung+transplant+research:+A+consensus+statement+from+the+National+Heart,+Lung,+and+Blood+Institute+workshop.">Models of lung transplant research: A consensus statement from the National Heart, Lung, and Blood Institute workshop.</a> JCI Insight. 2 (9), 93121 (2017).</li><li>Miao, R., Liu, J., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview+of+mouse+pulmonary+embolism+models.">Overview of mouse pulmonary embolism models.</a> Drug Discovery Today: Disease Models. 7 (3-4), 77-82 (2010).</li><li>Mira, J. 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=Mouse+injury+model+of+polytrauma+and+shock.">Mouse injury model of polytrauma and shock.</a> Methods in Molecular Biology. 1717, 1-15 (2018).</li><li>Krupnick, A. S., 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=Orthotopic+mouse+lung+transplantation+as+experimental+methodology+to+study+transplant+and+tumor+biology.">Orthotopic mouse lung transplantation as experimental methodology to study transplant and tumor biology.</a> Nature Protocols. 4 (1), 86-93 (2009).</li><li>Gielis, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+murine+model+of+lung+ischemia+and+reperfusion+injury:+Tricks+of+the+trade.">A murine model of lung ischemia and reperfusion injury: Tricks of the trade.</a> The Journal of Surgical Research. 194 (2), 659-666 (2015).</li><li>Nelson, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+ex+vivo+lung+perfusion+as+a+platform+for+transplantation+research.">Animal models of ex vivo lung perfusion as a platform for transplantation research.</a> World Journal of Experimental Medicine. 4 (2), 7-15 (2014).</li><li>Dodd-o, J. M., Hristopoulos, M. L., Faraday, N., Pearse, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+ischemia+and+reperfusion+without+airway+occlusion+on+vascular+barrier+function+in+the+in+vivo+mouse+lung.">Effect of ischemia and reperfusion without airway occlusion on vascular barrier function in the in vivo mouse lung.</a> Journal of Applied Physiology. 95 (5), 1971-1978 (2003).</li><li>Lawrenz, M. B., Fodah, R. A., Gutierrez, M. G., Warawa, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intubation-mediated+intratracheal+(IMIT)+instillation:+a+noninvasive,+lung-specific+delivery+system.">Intubation-mediated intratracheal (IMIT) instillation: a noninvasive, lung-specific delivery system.</a> Journal of Visualized Experiments. (93), e52261 (2014).</li><li>Rayamajhi, 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=Non-surgical+intratracheal+instillation+of+mice+with+analysis+of+lungs+and+lung+draining+lymph+nodes+by+flow+cytometry.">Non-surgical intratracheal instillation of mice with analysis of lungs and lung draining lymph nodes by flow cytometry.</a> Journal of Visualized Experiments. (51), e2702 (2011).</li><li>Dodd-o, J. M., Hristopoulos, M. L., Welsh-Servinsky, L. E., Tankersley, C. G., Pearse, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain-specific+differences+in+sensitivity+to+ischemia-reperfusion+lung+injury+in+mice.">Strain-specific differences in sensitivity to ischemia-reperfusion lung injury in mice.</a> Journal of Applied Physiology. 100 (5), 1590-1595 (2006).</li><li>Prakash, 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=Lung+ischemia+reperfusion+(IR)+is+a+sterile+inflammatory+process+influenced+by+commensal+microbiota+in+mice.">Lung ischemia reperfusion (IR) is a sterile inflammatory process influenced by commensal microbiota in mice.</a> Shock. 44 (3), 272-279 (2015).</li><li>Prakash, 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=Alveolar+macrophages+and+toll-like+receptor+4+mediate+ventilated+lung+ischemia+reperfusion+injury+in+mice.">Alveolar macrophages and toll-like receptor 4 mediate ventilated lung ischemia reperfusion injury in mice.</a> Anesthesiology. 117 (4), 822-835 (2012).</li><li>Dodd-o, J. 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=The+role+of+natriuretic+peptide+receptor-A+signaling+in+unilateral+lung+ischemia-reperfusion+injury+in+the+intact+mouse.">The role of natriuretic peptide receptor-A signaling in unilateral lung ischemia-reperfusion injury in the intact mouse.</a> American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 294 (4), 714-723 (2008).</li><li>Prakash, A., Kianian, F., Tian, X., Maruyama, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ferroptosis+mediates+inflammation+in+lung+ischemia-reperfusion+(IR)+sterile+injury+in+mice.">Ferroptosis mediates inflammation in lung ischemia-reperfusion (IR) sterile injury in mice.</a> American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 201, (2020).</li><li>Tian, X., 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=NLRP3+inflammasome+mediates+dormant+neutrophil+recruitment+following+sterile+lung+injury+and+protects+against+subsequent+bacterial+pneumonia+in+mice.">NLRP3 inflammasome mediates dormant neutrophil recruitment following sterile lung injury and protects against subsequent bacterial pneumonia in mice.</a> Frontiers in Immunology. 8, 1337 (2017).</li><li>Tian, X., Hellman, J., Prakash, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elevated+gut+microbiome-derived+propionate+levels+are+associated+with+reduced+sterile+lung+inflammation+and+bacterial+immunity+in+mice.">Elevated gut microbiome-derived propionate levels are associated with reduced sterile lung inflammation and bacterial immunity in mice.</a> Frontiers in Microbiology. 10, 159 (2019).</li><li>Liu, Q., Tian, X., Maruyama, D., Arjomandi, M., Prakash, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lung+immune+tone+via+gut-lung+axis:+Gut-derived+LPS+and+short-chain+fatty+acids'+immunometabolic+regulation+of+lung+IL-1&#946;,+FFAR2,+and+FFAR3+expression.">Lung immune tone via gut-lung axis: Gut-derived LPS and short-chain fatty acids' immunometabolic regulation of lung IL-1&#946;, FFAR2, and FFAR3 expression.</a> American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 321 (1), 65-78 (2021).</li><li>Dodd-o, J. 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=Interactive+effects+of+mechanical+ventilation+and+kidney+health+on+lung+function+in+an+in+vivo+mouse+model.">Interactive effects of mechanical ventilation and kidney health on lung function in an in vivo mouse model.</a> American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 296 (1), 3-11 (2009).</li></ol>

Dette manuskript beskriver de trin, der er involveret i udførelsen af den ventilerede lunge IR-model udviklet af Dodd-o et al.9. Denne model har hjulpet med at identificere molekylære veje involveret i generering og opløsning af inflammation fra lunge IR isoleret 14,15,16,17, lunge IR i kombination med sameksisterende infektion 18 og lunge IR i forhold til tarm-lungeaksen og bidraget fra tarmmikrobiomet13,18,19<sup class="xre...

Iskæmi reperfusion (IR) skade kan opstå, når blodgennemstrømningen genoprettes til et organ eller væv seng efter en periode med afbrydelse. I lungen kan IR forekomme isoleret eller i forbindelse med andre skadelige processer såsom infektion, hypoxi, atelektase, volutrauma (fra høje tidevandsvolumener under mekanisk ventilation), barotrauma (højt peak eller vedvarende tryk under mekanisk ventilation) eller stump (ikke-penetrerende) lungekontusionsskade 1,2,3 . Der er stadig flere huller i vores viden om LIRI's mekanismer og virkningen af samtidige processer (f.eks. infektion) på LIRI-resultaterne, og også behandlingsmulighederne for LIRI er begrænsede. En in vivo-model af ren LIRI er nødvendig for at identificere patofysiologien af lunge IR-skade isoleret og for at studere dens bidrag til enhver multi-hit-proces, hvor lungeskade er en komponent.
Murine lunge IR-modeller kan bruges til at studere den lungespecifikke patofysiologi af flere processer, herunder lungetransplantation3, lungeemboli4 og lungeskade efter hæmoragisk traume med genoplivning5. Aktuelt anvendte modeller omfatter kirurgisk lungetransplantation6, hilar fastspænding7, ex vivo lungeperfusion8 og ventileret lunge IR9. Her giver vi en detaljeret protokol for en murinventileret lunge-IR-model af steril lungeskade. Der er flere fordele ved denne tilgang (figur 2), herunder at den inducerer minimal hypoxi og minimal atelektase, og det er en overlevelseskirurgisk model, der giver mulighed for langsigtede undersøgelser.
Grunde til at vælge denne model af LIRI frem for andre modeller såsom hilar fastspænding og ex vivo perfusion modeller er følgende: denne model minimerer de inflammatoriske bidrag fra atelektase, mekanisk ventilation og hypoxi; det bevarer cyklisk ventilation; det opretholder et intakt in vivo kredsløbsimmunsystem, der kan reagere på IR-skaden; og endelig tillader den som en overlevelsesprocedure en langsigtet analyse af mekanismerne for sekundær skadesgenerering (2-hit-modeller) og skadeopløsning. Samlet set mener vi, at denne ventilerede lunge IR-model giver den "reneste" form for IR-skade, der kan studeres eksperimentelt.
Andre publikationer har beskrevet brugen af orotracheal intubation af mus til at udføre IT-injektioner eller installationer10,11, men ikke som udgangspunkt for en overlevelsesoperation, som det er i denne model. Placeringen af et orotrachealrør tillader udførelse af lungekirurgi ved at tillade sammenbrud af den operative lunge. Det giver også mulighed for genopblussen af lungen i slutningen af proceduren, hvilket er kritisk for pneumothorax og for musens evne til at vende tilbage til spontan ventilation ved afslutningen af procedurerne. Endelig er fjernelsen af det sikrede orotrachealrør en simpel procedure, der i modsætning til en invasiv trakeotomi er kompatibel med en overlevelsesoperation. Dette giver mulighed for langsigtede forskningsundersøgelser med fokus på at forstå progression og opløsning af LIRI og tilhørende lidelser samt oprettelse af kroniske skademodeller.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber Optic Light Pipe</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>UX-41720-65</td>
			<td>Fiberoptic light pipe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber Optic Light Source</td>
			<td>AmScope</td>
			<td>SKU: CL-HL250-B</td>
			<td>Light source for fiberoptic lights</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Germinator 500</td>
			<td>Cell Point Scientific, Inc.</td>
			<td>No.5-1450</td>
			<td>Bead Sterilizer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Pad</td>
			<td>AIMS</td>
			<td>14-370-223</td>
			<td>Alternative option</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium.Ion Grooming Kits(hair clipper)</td>
			<td>WAHL home products</td>
			<td>SKU 09854-600B</td>
			<td>To remove mouse hair on surgical site</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>SMZ-10</td>
			<td>Other newer options available at the company website</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MiniVent Ventilator</td>
			<td>Havard Apparatus</td>
			<td>Model 845</td>
			<td>Mouse ventilator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic Cleaner</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>UX-08895-05</td>
			<td>Clean tools that been used in operation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Warming Pad</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td>RT-0501</td>
			<td>To keep mouse warm while recovering from surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weighing Scale</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>UX-11003-41</td>
			<td>Weighing scale</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgery Tools</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 Silk Suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>683G</td>
			<td>For closing muscle layer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7-0 Prolene Suture</td>
			<td>Ethicon Industry</td>
			<td>EP8734H</td>
			<td>Using for making a slip knot of left pulmonary artery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bard-Parker (11) Scalpel (Rib-Back Carbon Steel Surgical Blade, sterile, single use)</td>
			<td>Aspen Surgical</td>
			<td>372611</td>
			<td>For entering thoracic cavity (option 1)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bard-Parker (12) Scalpel</td>
			<td>Aspen Surgical</td>
			<td>372612</td>
			<td>For entering thoracic cavity (option 2)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extra Fine Graefe Forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11150-10</td>
			<td>Muscle/rib holding forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic Fixator Retraction System</td>
			<td>FST</td>
			<td>1. Base Plate (Nos. 18200-03) 
			2. Fixators (Nos. 18200-01) 
			3. Retractors (Nos. 18200-05 through 18200-12) 
			4. Elastomer (Nos.18200-07) 5. Retractor(No.18200-08)</td>
			<td>Small Animal Retraction System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monoject Standard Hypodermic Needle</td>
			<td>COVIDIEN</td>
			<td>05-561-20</td>
			<td>For medication delivery IP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Narrow Pattern Forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11002-12</td>
			<td>Skin level forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle holder/Needle driver</td>
			<td>FST</td>
			<td>12565-14</td>
			<td>for holding needles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needles</td>
			<td>BD</td>
			<td>305110</td>
			<td>26 gauge needle for externalizing slipknot (24 or 26 gauge needle okay too)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PA/Vessel Dilating forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>00125-11</td>
			<td>To hold PA; non-damaging gripper</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>14060-09</td>
			<td>Used for incision and cutting into the muscular layer durging surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra Fine Dumont micro forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11295-10 (Dumont #5 forceps, Biology tip, tip dimension:0.05*0.02mm,11cm)</td>
			<td>For passing through the space between the left pulmonary artery and bronchus</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reagents</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.25% Bupivacaine</td>
			<td>Hospira, Inc.</td>
			<td>0409-1159-02</td>
			<td>Topical analgesic used during surgical wound closure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Avertin (2,2,2-Tribromoethanol)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T48402-25G</td>
			<td>Anesthetic, using for anesthetize the mouse for IR surgery, the concentration used in IR surgery is 250-400 mg/kg.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>Covetrus North America</td>
			<td>59122</td>
			<td>Analgesic: concentration used for surgery is 0.05-0.1 mg/kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye Lubricant</td>
			<td>BAUSCH+LOMB</td>
			<td>Soothe Lubricant Eye Ointment</td>
			<td>Relieves dryness of the eye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone-Iodine 10% Solution</td>
			<td>MEDLINE INDUSTRIES INC</td>
			<td>SKU MDS093944H (2 FL OZ, topical antiseptic)</td>
			<td>Topical liquid applied for an effective first aid antiseptic at beginning of surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Materials</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol Swab</td>
			<td>BD brand</td>
			<td>&#160;BD 326895</td>
			<td>for sterilzing area of injection and surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic film</td>
			<td>KIRKLAND</td>
			<td>Stretch-Tite premium</td>
			<td>Alternative for covering the sterilized surgical field (more cost effective)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rodent Surgical Drapes</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>50981</td>
			<td>Sterile field or drape for surgical field</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Cotton Tipped Application</td>
			<td>Pwi-Wnaps</td>
			<td>703033</td>
			<td>used for applying eye lubricant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Top Sponges</td>
			<td>Dukal Corporaton</td>
			<td>Reorder # 5360</td>
			<td>Stopping bleeding from skin/muscle</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a mouse model of orotracheal intubation and ventilated lung ischemia reperfusion surgery

Iskæmi reperfusion (IR) skade skyldes ofte processer, der involverer en forbigående periode med afbrudt blodgennemstrømning. I lungen tillader isoleret IR eksperimentel undersøgelse af denne specifikke proces med fortsat alveolær ventilation og derved undgår de sammensatte skadelige processer af hypoxi og atelektase. I klinisk sammenhæng er lungeiskæmireperfusionsskade (også kendt som lunge IRI eller LIRI) forårsaget af adskillige processer, herunder men ikke begrænset til lungeemboli, genoplivet hæmoragisk traume og lungetransplantation. Der er i øjeblikket begrænsede effektive behandlingsmuligheder for LIRI. Her præsenterer vi en reversibel kirurgisk model af lunge-IR, der involverer første orotracheal intubation efterfulgt af ensidig venstre lungeiskæmi og reperfusion med bevaret alveolær ventilation eller gasudveksling. Mus gennemgår en venstre thoracotomi, hvorigennem den venstre lungearterie udsættes, visualiseres, isoleres og komprimeres ved hjælp af en reversibel slipknot. Det kirurgiske snit lukkes derefter i den iskæmiske periode, og dyret vækkes og ekstuberes. Når musen spontant trækker vejret, etableres reperfusion ved at frigive slipknuden omkring lungearterien. Denne klinisk relevante overlevelsesmodel tillader evaluering af lunge-IR-skade, opløsningsfasen, nedstrømseffekter på lungefunktionen samt to-hit-modeller, der involverer eksperimentel lungebetændelse. Selvom det er teknisk udfordrende, kan denne model mestres i løbet af et par uger til måneder med en eventuel overlevelses- eller succesrate på 80% -90%.

Inflammation genereret af ensidig ventileret steril lungeiskæmireperfusion (IR) skade: Efter 1 time iskæmi observerede vi øgede niveauer af cytokiner i serumet og i lungevævet ved både ELISA og qRT-PCR, der toppede ved 1 time efter reperfusion og hurtigt vendte tilbage til baseline inden for 12-24 timer efter reperfusion13. For prøver indsamlet efter 3 timer efter reperfusion observerede vi intens neutrofilinfiltration i venstre lungevæv og bemærkede, at intensiteten af betændelsen var af...

Watch this Scientific Journal Video about A Mouse Model of Orotracheal Intubation and Ventilated Lung Ischemia Reperfusion Surgery at JoVE.com

A Mouse Model of Orotracheal Intubation and Ventilated Lung Ischemia Reperfusion Surgery

En musekirurgisk model til at skabe venstre lungeiskæmireperfusion (IR) skade, samtidig med at ventilationen opretholdes og hypoxi undgås.

En musemodel af orotracheal intubation og ventileret lungeiskæmi reperfusion kirurgi

Ischemia reperfusion (IR) injury frequently results from processes that involve a transient period of interrupted blood flow. In the lung, isolated IR ...

Ventileret lungeiskæmi-reperfusionskirurgi kan bruges til at studere lungespecifik patofysiologi af flere processer, herunder lungetransplantation, lungeemboli og lungeskade efter hæmoragisk traume med genoplivning. Denne model minimerer de inflammatoriske bidrag fra atelektase, mekanisk ventilation og hypoxi. Det opretholder et intakt in vivo kredsløbsimmunsystem og tillader de langsigtede undersøgelser.Denne model kan give indsigt i, hvordan steril inflammation kontrolleres og reguleres i lungen. Den mikrokirurgiske teknik kræver først timers øvelse. Omhyggelig organisering og planlægning er vigtig, før du begynder.Det kan også oprindeligt praktiseres af den aflivede mus uden distraktion af hjerteaktivitet og den bevægelse, den forårsager. Blodstasis i venstre PA gør det lettere at visualisere og manipulere. Til at begynde med skal du forsigtigt placere det fiberoptiske fleksible lys på luftrøret af en bedøvet mus, lidt under stemmebåndene.Juster belysningsniveauerne, så kun et mørkt felt er synligt, når du kigger ind i musens orale svælg, bortset fra rødt lys, der kommer fra under stemmebåndene. Ved intubation skal du holde pincetten med den dominerende hånd og bruge dem til forsigtigt at gribe og trække tungen ud af mundhulen. Åbn underkæben ved hjælp af tang, der holdes af den ikke-dominerende hånd, og skub tangen ind i strubehovedet for at løfte epiglottis.På dette tidspunkt skal du slippe tungen fra pincetten. Overhold vokalakkorderne. De skal åbne og lukke i henhold til hvert åndedrag.Hold kanylen med styretråden forudindlæst, indsæt spidsen af ledningen gennem stemmebåndene. Dernæst skal du være meget forsigtig med ikke at flytte ledningen ved at holde en del af den, der er uden for kanylen, men lige over stemmebåndene, trække kanylen tilbage og efterlade kun ledningen på plads med dens distale ende i luftrøret. På dette tidspunkt skal du udføre en anden visualisering af stemmebåndene for at bekræfte, at trådens distale spids forbliver passeret gennem de oplyste stemmebånd og ind i luftrøret og ikke er i den uoplyste spiserør.Hold derefter ledningen uden for munden med de buede tang i venstre hånd stabiliseret mod en hård overflade, og før forsigtigt 20 gauge kateteret med tapevinger over ledningen. Når den distale ende af ledningen kommer ud af bagenden af kateteret eller endotrachealrøret, hold den ende med de buede tang og træk kateteret glat ind i luftrøret. Fjern derefter forsigtigt ledningen fra kateterets distale ende med de buede tang uden at løsne kateterets placering.Tilslut derefter kateteret kort til ventilatoren, før du sikrer det for at bekræfte korrekt placering i luftrøret og ikke spiserøret. Bekræft trakeal placering ved observation af mekanisk ventilationsafhængig bilateral brystvægsbevægelser og fraværet af inflation i maven. Efter intubation skal kateteret tilsluttes ventilatoren indstillet til titelvolumen på 0,2 til 0,225 ml og respirationsfrekvens på 120 til 150 vejrtrækninger pr. Minut for at bekræfte den korrekte trakealplacering af orotrachealrøret.Afbryd derefter forbindelsen med musen, der trækker vejret spontant gennem orotrachealrøret. Barber musehåret over venstre brystkasseområde op til venstre skulderblad. Fjern overskydende barberet hår ved hjælp af alkoholpinde og desinficer det kirurgiske område.Placer derefter musen på en varmepude i en venstre lateral eller tre fjerdedele drejet position. Tilslut trakealrøret til ventilatoren. Efter at have lavet hudsnittet indsættes tre steriliserede retraktorer under muskellaget.Identificer derefter det andet interkostale rum og hold det andet ribben med de ekstra fine tang. Træk derefter ribben opad, brug et sterilt nummer 12 buet skalpelblad til at komme ind i flertalsrummet ved at adskille og skære på tværs af det andet til tredje rum interkostale muskler. Overvej at sætte ventilationen på pause for at reducere skaden på venstre lungespids.Brug den mindste, smalleste retraktor cephalad langs ribbenenes orientering og mellemstore retraktor til venstre langs den tredje ribbe og den største retraktor til højre langs overfladen af den anden ribbe. Åbn brystet med langsom og progressiv tilbagetrækning ved hjælp af de elastiske retraktorsnore. Udsæt og identificer den venstre lungearterie eller PA ved at flytte venstre lungespids væk med en steril vatpind eller en kirurgisk svamp.Brug mikrotangens ultrafine tang i højre hånd og PA eller kar dilaterende tang i venstre hånd til forsigtigt at udsætte og skabe det felt, hvor venstre PA og bronchus begge er synlige. Brug PA-tangen til at samle den venstre PA op og trække forsigtigt, men fast opad og cephalad for at visualisere de gennemsigtige bronchus nedenfor. Forøg forstørrelsen på dissektionsmikroskopet til fire X.Mens du trækker PA'en væk fra bronchus, skal du forsigtigt føre de lukkede ultrafine tang gennem mellemrummet mellem venstre PA og bronchus.Brug derefter disse tang til at holde og trække en 7-0 eller 8-0 prolene sutur gennem mellemrummet mellem venstre lungearterie over og bronchus nedenfor. Omslut derefter den venstre PA ved at binde en slipknude for at skabe en okklusion i PA. Afbrydelse af blodgennemstrømningen visualiseres let på dette tidspunkt, hvilket markerer den iskæmiske periodes indvielse. Eksternaliser den frie ende af knuden gennem et andet indgangspunkt i den forreste venstre brystkasse ved hjælp af en 24 til 28 gauge nål og fastgør enden af suturen med et lille stykke tape for lettere identifikation senere.Brug derefter en positiv og ekspiratorisk trykventil eller slange på gnaverventilatoren til at puste lungen op igen for at udvise så meget luft ud af brysthulen som muligt. Luk derefter brystkassen med to afbrudte 4-0 nylonsuturer, efterfulgt af lukning af muskel- og hudlaget og påføring af lokalbedøvelse. Frakobl musen fra ventilatoren og læg den forsigtigt på varmepuden til postoperativ pleje for at opretholde kropstemperaturen under genopretningen.Sørg for, at den eksternaliserede slipknude styres og visualiseres tydeligt under musens bevægelse. Træk forsigtigt i den eksternaliserede slipknude i slutningen af den iskæmiske periode. Histologien af lungeafsnit i vildtypemus af stammerne C3H og C57 black six er vist her.Efter en times iskæmi og tre timers reperfusion blev intens neutrofil infiltration i det lunge venstre væv observeret i begge stammer. C3H-stammen viste imidlertid markant større niveauer af inflammation sammenlignet med C57 black six. Fejl under passagen af monofilamentet mellem venstre PA og venstre bronchus kan føre til ureddet kirurgi med katastrofal blødning af venstre PA eller irreversibel skade på venstre bronchus.Dette er det trin, der er mest teknisk udfordrende og kræver gentagen øvelse, når du først lærer denne procedure. Efter musegendannelse fra lungeiskæmi-reperfusionskirurgi ca. en time eller mindre efter reperfusion kan en intratracheal instillation af levende bakterier administreres tre timer eller 24 til 48 timer senere for at simulere en infektion, der følger steril lungeskade forårsaget af iskæmi-reperfusion. Intratracheal installation af andre midler, der kan modulere den sterile inflammation, kan også udføres efter iskæmi-reperfusion på en lignende måde.Denne teknik hjalp med at opdage og bekræfte den trinvise handel og aktivering af neutrofiler som reaktion på steril skade og infektion i lungen.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Isolation of Mouse Lung Dendritic Cells

Isolering af Mouse Lung dendritiske celler

Lung dendritic cells (DC) play a fundamental role in sensing invading pathogens 1,2 as well as in the control of tolerogenic responses 3 in the ...

Induction of Graft-versus-host Disease and In Vivo T Cell Monitoring Using an MHC-matched Murine Model

Induction of Graft-versus-host Disease and In Vivo T Cell Monitoring Using an MHC-matched Murine Model

Induktion af graft-versus-host sygdom og<em&gt; In Vivo</em&gt; T Cell Monitoring Brug en MHC-matchet murin model

Graft-versus-host disease (GVHD) is the limiting barrier to the broad use of bone marrow transplant as a curative therapy for a variety of hematological ...

Pseudomonas aeruginosa Induced Lung Injury Model

Pseudomonas aeruginosa Induced Lung Injury Model

In order to study human acute lung injury and pneumonia, it is important to develop animal models to mimic various pathological features of this disease. ...

Complete Thymectomy in Adult Rats with Non-invasive Endotracheal Intubation

Komplet thymektomi i voksne rotter med Non-invasiv endotrakeal intubation

Thymectomy in neonatal rodents is an established and reliable procedure for immunological studies. However, in adult rats, complications of hemorrhage and ...

A 3D Human Lung Tissue Model for Functional Studies on Mycobacterium tuberculosis Infection

A 3D Human Lung Tissue Model for Functional Studies on Mycobacterium tuberculosis Infection

En 3D Menneskelig Lung Tissue Model for Funktionelle Undersøgelser om<em&gt; Mycobacterium tuberculosis</em&gt; Infektion

Tuberculosis (TB) still holds a major threat to the health of people worldwide, and there is a need for cost-efficient but reliable models to help us ...

Isolation and Flow Cytometric Analysis of Immune Cells from the Ischemic Mouse Brain

Isolering og flowcytometrisk analyse af immunceller fra iskæmisk Mouse Brain

Ischemic stroke initiates a robust inflammatory response that starts in the intravascular compartment and involves rapid activation of brain resident ...

Influenza A Virus Studies in a Mouse Model of Infection

Influenza A Virus undersøgelser i en musemodel af infektion

Influenza viruses cause over 500,000 deaths worldwide1 and are associated with an annual cost of 12 - 14 billion USD in the United States alone ...

Assessment of the Cytotoxic and Immunomodulatory Effects of Substances in Human Precision-cut Lung Slices

Vurdering af den cytotoksiske og immunmodulerende virkninger af stoffer i menneskelige præcision-cut lunge skiver

Respiratory diseases in their broad diversity need appropriate model systems to understand the underlying mechanisms and enable development of new ...

Oral Intubation of Adult Zebrafish: A Model for Evaluating Intestinal Uptake of Bioactive Compounds

Mundtlige Intubation af voksen zebrafisk: en Model for evaluering af tarmens optagelse af bioaktive stoffer

Most pathogens invade organisms through their mucosa. This is particularly true in fish as they are continuously exposed to a microbial-rich water ...

Induction of Mouse Lung Injury by Endotracheal Injection of Bleomycin

Induktion af mus lungeskade ved Endotracheal injektion af bleomycin

Pulmonary fibrosis is a hallmark of several human lung diseases with a different etiology. Since current therapies are rather limited, mouse models ...