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

Dit werk werd gefinancierd door afdelingsondersteuning van de afdeling Anesthesie en Perioperatieve Zorg, University of California San Francisco en San Francisco General Hospital, evenals door een NIH R01-prijs (aan AP): 1R01HL146753.

Alle hieronder beschreven procedures en stappen zijn goedgekeurd door de institutional animal care and use committee (IACUC) van de University of California San Francisco. Elke muizenstam kan worden gebruikt, hoewel sommige stammen een robuustere ir-ontstekingsreactie van de longen hebben in vergelijking met andere12. Muizen die ongeveer 12-15 weken oud (30-40 g) of ouder zijn, verdragen en overleven de LONG IR-operatie beter dan jongere muizen. Zowel mannelijke als vrouwelijke muizen kunnen voor ...

<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>

Dit manuscript beschrijft de stappen die betrokken zijn bij het uitvoeren van het geventileerde long IR-model ontwikkeld door Dodd-o et al.9. Dit model heeft geholpen bij het identificeren van moleculaire routes die betrokken zijn bij het genereren en oplossen van ontstekingen van long IR in isolatie 14,15,16,17, long IR in combinatie met co-bestaande infectie18, en long IR in relatie tot de darm-longas e...

Ischemie reperfusie (IR) letsel kan optreden wanneer de bloedstroom wordt hersteld naar een orgaan of weefselbed na een periode van onderbreking. In de longen kan IR geïsoleerd optreden of in combinatie met andere schadelijke processen zoals infectie, hypoxie, atelectase, volutrauma (van hoge getijdenvolumes tijdens mechanische beademing), barotrauma (hoge piek of aanhoudende druk tijdens mechanische ventilatie) of stomp (niet-penetrerend) longkneuzingsletsel 1,2,3 . Er blijven verschillende hiaten in onze kennis over de mechanismen van LIRI en de impact van gelijktijdige processen (bijvoorbeeld infectie) op LIRI-uitkomsten, en ook de behandelingsopties voor LIRI zijn beperkt. Een in vivo model van pure LIRI is nodig om de pathofysiologie van long-IR-letsel in isolatie te identificeren en om de bijdrage ervan aan elk multi-hit proces waarvan longletsel een onderdeel is, te bestuderen.
Murine lung IR-modellen kunnen worden gebruikt om de longspecifieke pathofysiologie van meerdere processen te bestuderen, waaronder longtransplantatie3, longembolie4 en longletsel na hemorragisch trauma met reanimatie5. Momenteel gebruikte modellen omvatten chirurgische longtransplantatie6, hilar clamping7, ex vivo longperfusie8 en geventileerde long IR9. Hier bieden we een gedetailleerd protocol voor een murine geventileerd long IR-model van steriel longletsel. Er zijn meerdere voordelen van deze aanpak (figuur 2), waaronder dat het minimale hypoxie en minimale atelectase induceert, en het is een overlevingschirurgiemodel dat langetermijnstudies mogelijk maakt.
Redenen om dit model van LIRI te kiezen boven andere modellen zoals de hilar clamping en ex vivo perfusiemodellen zijn de volgende: dit model minimaliseert de inflammatoire bijdragen van atelectase, mechanische ventilatie en hypoxie; het behoudt cyclische ventilatie; het onderhoudt een intact in vivo bloedsomloop immuunsysteem dat kan reageren op de IR-verwonding; en ten slotte, als overlevingsprocedure, maakt het de analyse op langere termijn mogelijk van de mechanismen van secundaire letselgeneratie (2-hitmodellen) en letseloplossing. Over het algemeen geloven we dat dit geventileerde long IR-model de "zuiverste" vorm van IR-letsel biedt die experimenteel kan worden bestudeerd.
Andere publicaties hebben het gebruik van orotracheale intubatie van muizen beschreven om IT-injecties of installaties uit te voeren10,11, maar niet als uitgangspunt voor een overlevingsoperatie zoals in dit model. De plaatsing van een orotracheale buis maakt het mogelijk om longchirurgie uit te voeren door de instorting van de operatieve long mogelijk te maken. Het maakt ook de herflatie van de long aan het einde van de procedure mogelijk, wat van cruciaal belang is voor de pneumothorax en voor het vermogen van de muis om terug te keren naar spontane ventilatie aan het einde van de procedures. Ten slotte is het verwijderen van de beveiligde orotracheale buis een eenvoudige procedure die, in tegenstelling tot een invasieve tracheotomie, compatibel is met een overlevingsoperatie. Dit maakt onderzoek op langere termijn mogelijk dat gericht is op het begrijpen van de progressie en oplossing van LIRI en bijbehorende aandoeningen, evenals het creëren van chronische letselmodellen.

<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

Ischemie reperfusie (IR) letsel is vaak het gevolg van processen die een voorbijgaande periode van onderbroken bloedstroom met zich meebrengen. In de long maakt geïsoleerde IR de experimentele studie van dit specifieke proces mogelijk met voortgezette alveolaire beademing, waardoor de samengestelde schadelijke processen van hypoxie en atelectase worden vermeden. In de klinische context wordt longischemie reperfusieletsel (ook bekend als long IRI of LIRI) veroorzaakt door tal van processen, waaronder maar niet beperkt tot longembolie, gereanimeerd hemorragisch trauma en longtransplantatie. Er zijn momenteel beperkte effectieve behandelingsopties voor LIRI. Hier presenteren we een omkeerbaar chirurgisch model van long-IR met eerst orotracheale intubatie gevolgd door unilaterale linkerlongischemie en reperfusie met geconserveerde alveolaire ventilatie of gasuitwisseling. Muizen ondergaan een linker thoracotomie, waarbij de linker longslagader wordt blootgesteld, gevisualiseerd, geïsoleerd en gecomprimeerd met behulp van een omkeerbare slipknot. De chirurgische incisie wordt vervolgens gesloten tijdens de ischemische periode en het dier wordt gewekt en geëxtubeerd. Met de muis die spontaan ademt, wordt reperfusie tot stand gebracht door de slipknot rond de longslagader vrij te maken. Dit klinisch relevante overlevingsmodel maakt de evaluatie mogelijk van long-IR-letsel, de resolutiefase, stroomafwaartse effecten op de longfunctie, evenals twee-hit modellen met experimentele pneumonie. Hoewel technisch uitdagend, kan dit model in de loop van een paar weken tot maanden onder de knie worden gehouden met een uiteindelijke overleving of succespercentage van 80% -90%.

Ontsteking gegenereerd door eenzijdig geventileerd steriel longisch ischemie reperfusie (IR) letsel: Na 1 uur ischemie zagen we verhoogde niveaus van cytokines in het serum en in het longweefsel door zowel ELISA als qRT-PCR die piekten op 1 uur na reperfusie en snel terugkeerden naar baseline binnen 12-24 uur na reperfusie13. Voor monsters verzameld op 3 uur na reperfusie, zagen we intense neutrofiele infiltratie in het linker longweefsel en merkten op dat de intensiteit van de ontsteking afhankel...

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

Een muischirurgisch model om reperfusie (IR) -letsel in de linkerlong te creëren met behoud van ventilatie en het vermijden van hypoxie.

Een muismodel van orotracheale intubatie en beademde longischemie reperfusiechirurgie

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

Beademde longischemie-reperfusiechirurgie kan worden gebruikt om de longspecifieke pathofysiologie van meerdere processen te bestuderen, waaronder longtransplantatie, longembolie en longletsel na hemorragisch trauma met reanimatie. Dit model minimaliseert de inflammatoire bijdragen van atelectase, mechanische ventilatie en hypoxie. Het handhaaft een intact in vivo bloedsomloop immuunsysteem en maakt de studies op langere termijn mogelijk.Dit model zou inzicht kunnen geven in hoe steriele ontstekingen in de longen worden gecontroleerd en gereguleerd. De microchirurgische techniek vereist eerst uren oefenen. Een zorgvuldige organisatie en planning zijn belangrijk voordat u begint.Ook kan het in eerste instantie worden beoefend door de geëuthanaseerde muis zonder de afleiding van hartactiviteit en de beweging die het veroorzaakt. De bloedstasis in de linker PA maakt het mogelijk om het gemakkelijker te visualiseren en te manipuleren. Plaats om te beginnen voorzichtig het flexibele glasvezellicht op de luchtpijp van een verdoofde muis, iets onder de stembanden.Pas de verlichtingsniveaus zodanig aan dat alleen een donker veld zichtbaar is wanneer u in de mondholte van de muis kijkt, met uitzondering van rood licht dat van onder de stembanden komt. Houd voor intubatie het pincet vast met de dominante hand en gebruik ze om de tong voorzichtig vast te pakken en uit de mondholte te trekken. Open de onderkaak met behulp van een tang die door de niet-dominante hand wordt vastgehouden en duw de tang in het strottenhoofd om de epiglottis op te tillen.Laat op dit punt de tong los van het pincet. Let op de stembanden. Ze moeten openen en sluiten volgens elke ademhaling.Houd de canule vast met de geleidingsdraad vooraf geladen en steek de punt van de draad door de stembanden. Wees vervolgens heel voorzichtig om de draad niet te verplaatsen door een deel ervan vast te houden dat zich buiten de canule bevindt maar net boven de stembanden, trek de canule terug en laat alleen de draad op zijn plaats met het distale uiteinde in de luchtpijp. Voer op dit punt een tweede visualisatie van de stembanden uit om te bevestigen dat de distaalpunt van de draad door de verlichte stembanden en in de luchtpijp blijft en zich niet in de onverlichte slokdarm bevindt.Houd vervolgens de draad buiten de mond met de gebogen tang in de linkerhand gestabiliseerd tegen een hard oppervlak en beweeg de 20 gauge katheter voorzichtig met tapevleugels over de draad. Zodra het distale uiteinde van de draad uit het achterste uiteinde van de katheter of endotracheale buis komt, houdt u dat uiteinde vast met de gebogen tang en brengt u de katheter soepel in de luchtpijp. Verwijder vervolgens voorzichtig de draad van het distale uiteinde van de katheter met de gebogen tang zonder de plaatsing van de katheter te ontwrichten.Sluit vervolgens de katheter kort aan op de ventilator voordat u deze vastzet om de juiste plaatsing in de luchtpijp en niet in de slokdarm te bevestigen. Bevestig tracheale plaatsing door observatie van mechanische ventilatieafhankelijke bilaterale borstwandbewegingen en de afwezigheid van inflatie van de maag. Sluit na intubatie de katheter aan op de ventilatorset met een titelvolume van 0,2 tot 0,225 milliliter en een ademhalingsfrequentie van 120 tot 150 ademhalingen per minuut om de juiste tracheale plaatsing van de orotracheale buis te bevestigen.Koppel vervolgens los met de muis die spontaan door de orotracheale buis ademt. Scheer het muizenhaar over het linker thoraxgebied tot aan het linker schouderblad. Verwijder overtollig geschoren haar met behulp van alcoholdoekjes en desinfecteer het operatiegebied.Plaats de muis vervolgens op een opwarmpad in een linkse laterale of driekwart gedraaide positie. Sluit de tracheale buis aan op de ventilator. Plaats na het maken van de huidincisie drie gesteriliseerde retractors onder de spierlaag.Identificeer vervolgens de tweede intercostale ruimte en houd de tweede rib vast met de extra fijne tang. Trek vervolgens de rib omhoog en gebruik een steriel gebogen scalpelmes met nummer 12 om de meervoudsruimte binnen te gaan door de intercostale spieren van de tweede tot en met de derde ruimte te scheiden en te snijden. Overweeg het pauzeren van de ventilatie om letsel aan de linker longtop te verminderen.Gebruik het kleinste, smalste retractorcephalad langs de oriëntatie van de ribben en het middelgrote retractor links langs de derde rib en het grootste retractor rechts langs het oppervlak van de tweede rib. Open de borst met langzame en progressieve terugtrekking met behulp van de elastische retractorkoorden. Blootstellen en identificeren van de linker longslagader, of PA door de linker longtop weg te bewegen met een steriel wattenstaafje of een chirurgische spons.Gebruik de microtang ultrafijne tang in de rechterhand en de PA- of vatverwijdende tang in de linkerhand om voorzichtig het veld bloot te leggen en te creëren waarin de linker PA en bronchus beide zichtbaar zijn. Pak met behulp van de PA-tang de linker PA op en trek voorzichtig maar stevig omhoog en cefalad om de transparante bronchus hieronder te visualiseren. Verhoog de vergroting op de dissectiemicroscoop tot vier X.Terwijl u de PA wegtrekt van de bronchus, passeert u voorzichtig de gesloten ultrafijne tang door de ruimte tussen de linker PA en bronchus.Gebruik vervolgens deze tang om een 7-0 of 8-0 vast te houden en te trekken prolene hechting door de ruimte tussen de linker longslagader boven en de bronchus eronder. Omcirkel vervolgens de linker PA door een slipknoop te binden om een occlusie in de PA te creëren. Onderbreking van de bloedstroom kan op dit punt gemakkelijk worden gevisualiseerd en markeert de initiatie van de ischemische periode. Externaliseer het vrije uiteinde van de knoop via een ander toegangspunt in de voorste linker thorax met behulp van een naald van 24 tot 28 gauge en bevestig het uiteinde van de hechting met een klein stukje tape voor gemakkelijkere identificatie later.Gebruik vervolgens een positieve en expiratoire drukklep of slang op de knaagdierventilator om de long opnieuw op te blazen om zoveel mogelijk lucht uit de borstholte te verdrijven. Sluit vervolgens de ribbenkast met twee onderbroken 4-0 nylon hechtingen, gevolgd door het sluiten van de spier- en huidlaag en het aanbrengen van lokale anesthesie. Koppel de muis los van de ventilator en plaats deze voorzichtig op het opwarmkussen voor postoperatieve zorg om de lichaamstemperatuur tijdens het herstel te handhaven.Zorg ervoor dat de geëxternaliseerde slipknoop wordt gecontroleerd en duidelijk wordt gevisualiseerd tijdens de beweging van de muis. Trek de geëxternaliseerde slipknoop voorzichtig aan het einde van de ischemische periode. De histologie van longsecties bij wildtype muizen van stammen C3H en C57 black six wordt hier getoond.Na een uur ischemie en drie uur reperfusie werd bij beide stammen intense neutrofiele infiltratie in het linker longweefsel waargenomen. De C3H-stam vertoonde echter aanzienlijk grotere ontstekingsniveaus in vergelijking met C57 black six. Fouten tijdens de passage van het monofilament tussen de linker PA en de linker bronchus kunnen leiden tot een niet-versnelde operatie met catastrofale bloedingen van de linker PA of onomkeerbaar letsel aan de linker bronchus.Dit is de stap die technisch het meest uitdagend is en vereist dat u opnieuw oefent wanneer u deze procedure voor het eerst leert. Na het herstel van de muis van longischemie-reperfusiechirurgie ongeveer een uur of minder na reperfusie, kan een intratracheale instillatie van levende bacteriën drie uur of 24 tot 48 uur later worden toegediend om een infectie te simuleren die volgt op steriel longletsel veroorzaakt door ischemie-reperfusie. Intratracheale installatie van andere middelen die de steriele ontsteking kunnen moduleren, kan ook na ischemie-reperfusie op een vergelijkbare manier worden gedaan.Deze techniek hielp bij het ontdekken en bevestigen van de stapsgewijze handel en activering van neutrofielen als reactie op steriel letsel en infectie in de long.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Isolation of Mouse Lung Dendritic Cells

Isolatie van Mouse Lung dendritische cellen

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

Inductie van Graft-versus-host ziekte en<em&gt; In Vivo</em&gt; T-cel monitoren door gebruik van een MHC-matched muizenmodel

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

Compleet thymectomie bij volwassen ratten met niet-invasieve Luchtpijpintubatie

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

Een 3D Human longweefsel Model voor functionele studies op<em&gt; Mycobacterium tuberculosis</em&gt; Infectie

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

Isolatie en Flow cytometrische analyse van de immuuncellen van de ischemische hersenen van muizen

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 Studies in een muismodel van infectie

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

Beoordeling van de cytotoxische en immunomodulerende effecten van stoffen in menselijke precisie-cut Lung plakjes

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

Mondelinge intubatie van volwassen Zebrafish: een Model voor de evaluatie van de intestinale opname van bioactieve stoffen

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

Inductie van muis long letsel door Endotracheale injectie van bleomycine

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