Name: noninvasive intratracheal lipopolysaccharide instillation in mice
Uploaded: 2023-03-31T13:40:00
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Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China (Nr.: 81903902), der China Postdoctoral Science Foundation (Nr.: 2019M663457), dem Sichuan Science and Technology Program (Nr.: 2020YJ0172) und dem Xinglin Scholar Research Premotion Project der Chengdu University of TCM (Nr.: QJRC2022053) unterstützt.

Das Tierversuchsprotokoll wurde vom Verwaltungsausschuss der Universität für Traditionelle Chinesische Medizin Chengdu geprüft und genehmigt (Aktenzeichen 2021-11). Für die vorliegende Studie wurden männliche C57/BL-Mäuse (20-25 g, 6-8 Wochen alt) verwendet. Die Mäuse wurden in einer Tierkammer gehalten und konnten während des Experiments frei trinken und essen.
1. Vorbereitung
<ol><li>Stellen Sie sicher, dass die Intubationsplattform aus einer Basis, einem Steigrohr...

<ol>
	<li>Xia, 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=Protective+effect+of+human+amnion+epithelial+cells+through+endotracheal+instillation+against+lipopolysaccharide-induced+acute+lung+injury+in+mice.">Protective effect of human amnion epithelial cells through endotracheal instillation against lipopolysaccharide-induced acute lung injury in mice.</a> Xi Bao Yu Fen Zi Mian Yi Xue Za Zhi. 33 (1), 7-11 (2017).</li><li>Butt, Y., Kurdowska, A., Allen, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+lung+injury:+A+clinical+and+molecular+review.">Acute lung injury: A clinical and molecular review.</a> Archives of Pathology and Lab Medicine. 140 (4), 345-350 (2016).</li><li>Ware, L. B., Matthay, M. 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(149), e59999 (2019).</li><li>Yang, H., 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=STAT6+inhibits+ferroptosis+and+alleviates+acute+lung+injury+by+regulating+P53/SLC7A11+pathway.">STAT6 inhibits ferroptosis and alleviates acute lung injury by regulating P53/SLC7A11 pathway.</a> Cell Death &amp; Disease. 13 (6), 530 (2022).</li><li>Aramaki, O., 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=Induction+of+operational+tolerance+and+generation+of+regulatory+cells+after+intratracheal+delivery+of+alloantigen+combined+with+nondepleting+anti-CD4+monoclonal+antibody.">Induction of operational tolerance and generation of regulatory cells after intratracheal delivery of alloantigen combined with nondepleting anti-CD4 monoclonal antibody.</a> Transplantation. 76 (9), 1305-1314 (2003).</li><li>Lan, W. <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+mammalian+target+of+rapamycin+(mTOR)+in+a+murine+model+of+lipopolysaccharide+(LPS)+-induced+acute+lung+injury+(ALI).">Activation of mammalian target of rapamycin (mTOR) in a murine model of lipopolysaccharide (LPS) -induced acute lung injury (ALI).</a> Peking Union Medical College. , (2010).</li><li>Lv, H., 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=Tenuigenin+ameliorates+acute+lung+injury+by+inhibiting+NF-&#954;B+and+MAPK+signalling+pathways.">Tenuigenin ameliorates acute lung injury by inhibiting NF-&#954;B and MAPK signalling pathways.</a> Respiratory Physiology &amp; Neurobiology. 216, 43-51 (2015).</li><li>Yang, H., Lv, H., Li, H., Ci, X., Peng, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oridonin+protects+LPS-induced+acute+lung+injury+by+modulating+Nrf2-mediated+oxidative+stress+and+Nrf2-independent+NLRP3+and+NF-&#954;B+pathways.">Oridonin protects LPS-induced acute lung injury by modulating Nrf2-mediated oxidative stress and Nrf2-independent NLRP3 and NF-&#954;B pathways.</a> Cell Communication and Signaling. 17 (1), 62 (2019).</li><li>Im, G. H., 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=Improvement+of+orthotopic+lung+cancer+mouse+model+via+thoracotomy+and+orotracheal+intubation+enabling+in+vivo+imaging+studies.">Improvement of orthotopic lung cancer mouse model via thoracotomy and orotracheal intubation enabling in vivo imaging studies.</a> Laboratory Animals. 48 (2), 124-131 (2014).</li><li>Hamacher, 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=Microscopic+wire+guide-based+orotracheal+mouse+intubation:+description,+evaluation+and+comparison+with+transillumination.">Microscopic wire guide-based orotracheal mouse intubation: description, evaluation and comparison with transillumination.</a> Laboratory Animals. 42 (2), 222-230 (2008).</li><li>Nelson, A. M., Nolan, K. E., Davis, I. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeated+orotracheal+intubation+in+mice.">Repeated orotracheal intubation in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (157), e60844 (2020).</li><li>Zhang, 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=Microvesicles+packaging+IL-1&#946;+and+TNF-&#945;+enhance+lung+inflammatory+response+to+mechanical+ventilation+in+part+by+induction+of+cofilin+signaling.">Microvesicles packaging IL-1&#946; and TNF-&#945; enhance lung inflammatory response to mechanical ventilation in part by induction of cofilin signaling.</a> International Immunopharmacology. 63, 74-83 (2018).</li><li>Feng, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+study+of+different+intratracheal+instillation+in+acute+lung+injury+model+of+mice.">Comparative study of different intratracheal instillation in acute lung injury model of mice.</a> Jilin University. , (2010).</li><li>Chen, J. H., 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=Comparison+of+acute+lung+injury+mice+model+established+by+intranasal+and+intratracheal+instillation+of+lipopolysaccharide.">Comparison of acute lung injury mice model established by intranasal and intratracheal instillation of lipopolysaccharide.</a> Pharmacology and Clinics of Chinese Materia Medica. 38 (02), 222-227 (2022).</li><li>Luckow, B., Lehmann, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simplified+method+for+bronchoalveolar+lavage+in+mice+by+orotracheal+intubation+avoiding+tracheotomy.">A simplified method for bronchoalveolar lavage in mice by orotracheal intubation avoiding tracheotomy.</a> BioTechniques. 71 (4), 534-537 (2021).</li><li>Cai, Y., Kimura, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+intratracheal+intubation+to+study+the+pathology+and+physiology+of+mouse+lung.">Noninvasive intratracheal intubation to study the pathology and physiology of mouse lung.</a> Journal of Visualized Experiments. (81), e50601 (2013).</li></ol>

Zunächst suchten wir in der Mundhöhle, um die Lage der Luftröhrezu finden 19. Dabei stellten wir jedoch fest, dass die Luftröhre von C57/BL-Mäusen schmal ist, was es schwierig macht, mit dieser Methode ohne die Hilfe von Geräten wie einem Endoskop20 die richtige Stelle zu finden. Bei weiteren Untersuchungen stellten wir fest, dass das Licht der Intubatorlampe die Oberfläche des Körpers durchdringen konnte, so dass der Bediener die Position der Kanüle<sup class="xre...

Die akute Lungenschädigung (ALI) ist ein häufiges klinisches Syndrom. Unter einer Vielzahl von pathogenen Faktoren führt die Störung der physiologischen Barriere der Lungenepithelzellen und der vaskulären Endothelzellen zu einer erhöhten alveolären Permeabilität, wodurch eine verminderte Lungencompliance, ein Lungenödem und eine schwere Hypoxämie verursachtwerden 1. Das akute Atemnotsyndrom (ARDS) ist die schwerste Form der ALI. Unkontrollierte Entzündungen und Schäden durch oxidativen Stress gelten als Hauptursachen für ALI und das schwerere ARDS2. Wenn Alveoladepithelzellen durch ein Trauma direkt verletzt werden, wird die Entzündungsreaktionskette der Alveolarmakrophagen aktiviert, was zu einer Entzündung in der Lunge führt3. Weltweit gibt es mehr als 3 Millionen Patienten mit akutem ARDS pro Jahr, und sie machen etwa 10 % der Einweisungen auf Intensivstationen aus. Darüber hinaus liegt die Sterblichkeitsrate in schweren Fällen bei bis zu 46 %4,5,6. Daher ist es notwendig, ein geeignetes Tiermodell für ALI zu etablieren, um seine Pathogenese zu untersuchen. Die Maus ist das am häufigsten verwendete Versuchstier in der ALI-Studie, da ihre Atemwege die menschlichen Atemwege für ALI-Studien gut simulieren können. Darüber hinaus äußert sich ALI als massive Infiltration von Entzündungszellen, erhöhte pulmonale Gefäßpermeabilität und Lungenödeme. Die Veränderungen der inflammatorischen Zytokine im Serum und das Trocken-Nass-Gewichtsverhältnis der Lunge spiegeln den Grad der ALI7 wider.
Gegenwärtig umfassen die wichtigsten Methoden zur Modellierung der LPS-induzierten ALI in Mäusen die intranasale und chirurgische tracheale Intubation 8,9. In dieser Arbeit schlagen wir eine neue Methode vor, um LPS mittels nicht-invasiver oropharyngealer Intubation in die Luftröhre zu bringen. Bei dieser Methode wird ein beleuchteter Intubator verwendet, um die Luftröhre der Maus zu finden, und dann LPS in die Luftröhre und die Lunge abgegeben. Bei dieser Methode gelangt LPS genauer in die Lunge als bei der intranasalen Verabreichungsmethode. Im Vergleich zur chirurgischen trachealen Intubation ist bei dieser Methode keine Operation erforderlich, es werden keine Wunden verursacht und die Schmerzen bei Mäusen reduziert10. Daher kann diese Methode verwendet werden, um ein überzeugenderes Mausmodell von ALI zu etablieren.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Lipopolysaccharide</td>
			<td>MERK</td>
			<td>L4130</td>
			<td>LPS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microliter Syringes</td>
			<td>SHANGHAI GAOGE INDUSTRY AND TRADE CO., LTD</td>
			<td>10028505008124</td>
			<td>To deliver LPS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse cannula</td>
			<td>RWD Life Science</td>
			<td>803-03008-00</td>
			<td>Mouse cannula</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse intubation kit</td>
			<td>RWD Life Science</td>
			<td>903-03027-00</td>
			<td>Including a base, a riser, a intubator, a surgical forceps and some strings</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur pipette</td>
			<td>Biosharp life science</td>
			<td>BS-XG-03</td>
			<td>To verify the success of intubation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital sodium</td>
			<td>Beijing Chemical Co., China</td>
			<td>20220918</td>
			<td>To anesthetize mice</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

noninvasive intratracheal lipopolysaccharide instillation in mice

Das Mausmodell der akuten Lungenschädigung (ALI), das durch Lipopolysaccharid (LPS) oder Endotoxin induziert wird, gehört nach wie vor zu den am häufigsten verwendeten Modellen in Tierstudien zur akuten Lungenschädigung oder akuten Entzündung. Die derzeit am häufigsten verwendeten Methoden in Mausmodellen für akute Lungenverletzungen sind eine intraperitoneale Injektion von LPS und eine Tracheotomie für die tracheale Infusion von LPS. Die erste Methode ist jedoch nicht zielgerichtet auf die Lunge ausgerichtet und schädigt andere Organe, und die letztere Methode induziert ein operatives Trauma, ein Infektionsrisiko und eine niedrige Überlebensrate. Hier empfehlen wir eine nicht-invasive oropharyngeale endotracheale Intubationsmethode für die LPS-Instillation bei Mäusen. Bei dieser Methode wird LPS nicht-invasiv durch die oropharyngeale Höhle in die Luftröhre eingeführt, um mit Hilfe einer Apparatur zur endotrachealen Intubation in die Lunge instilliert zu werden. Diese Methode gewährleistet nicht nur die gezielte Ausrichtung auf die Lunge, sondern vermeidet auch Schäden und das Risiko des Todes bei den Tieren. Wir gehen davon aus, dass dieser Ansatz im Bereich der akuten Lungenschädigung weit verbreitet sein wird.

Die vorgeschlagene Methode zur LPS-Instillation in Mäusen wurde durch die Auswertung der Expression des inflammatorischen Zytokins TNF-α und des Trocken-Nass-Gewichtsverhältnisses der Lunge 12 h nach LPS-Instillation verifiziert. Es gab vier Gruppen im Experiment: Blindkontrolle (ohne Behandlung), chirurgische Intubation16, intranasale 17,18 und nichtinvasive oropharyngeale Intubation (n = 6). Im Verglei...

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Noninvasive Intratracheal Lipopolysaccharide Instillation in Mice

In dieser Arbeit schlagen wir ein Protokoll für die intratracheale Lipopolysaccharid-Abgabe (LPS) mittels nicht-invasiver oropharyngealer endotrachealer Intubation vor. Diese Methode minimiert das Trauma des chirurgischen Eingriffs für das Tier und gibt LPS genau in die Luftröhre und dann in die Lunge ab.

Nichtinvasive intratracheale Lipopolysaccharid-Instillation bei Mäusen

The acute lung injury (ALI) mouse model induced by lipopolysaccharide (LPS) or endotoxin is still among the most commonly used models in animal studies of ...

Unser Protokoll schlägt eine neue nicht-invasive Methode zur Verabreichung von LPS von der Luftröhre in die Lunge vor, genauer gesagt. Menschen, die diese Methode zum ersten Mal ausprobieren, sollten sich viel Mühe geben, die Position der Luftröhre zu finden. Um die Intubationsplattform vorzubereiten, führen Sie die Schnur durch die beiden Löcher und binden Sie ihre Enden an die kleinen Vorsprünge oben am Tragegurt.Befestigen Sie als Nächstes zwei Gummibänder an jedem Ende der Büroklammer und kleben Sie sie an die Rückseite der Tragegurte. Zum Schluss befestigen Sie das Riser in einem 90-Grad-Winkel an der Basis. Montieren Sie die Kanüle auf einem Kanülenstift und schalten Sie das Licht des Pens ein.Desinfizieren Sie anschließend eine kleine chirurgische Pinzette und eine Pasteurpipette mit 70%igem Alkohol. Um die Testverbindungslösung herzustellen, fügen Sie drei Milligramm Lipopolysaccharid (LPS) in einem Milliliter pH 7,2 PBS hinzu. Als nächstes lösen Sie 10 Milligramm Pentobarbital-Natrium in einem Milliliter normaler Kochsalzlösung auf und filtrieren die Lösung mit einem 0,45-Mikrometer-Spritzenvorsatzfilter.Legen Sie die betäubte Maus auf die Intubationsplattform. Fixieren Sie dann die oberen Vorderzähne mit der Schnur und die beiden Vorderfüße mit den Gummibändern. Ziehen Sie die Zunge mit einer Pinzette heraus und halten Sie sie fest.Schieben Sie die Kanüle langsam am Mund entlang bis zum Kehldeckel des Unterkiefers. Lokalisieren Sie die Luftröhre mit dem Licht des Kanülenstifts und führen Sie die Kanüle langsam ein. Ziehen Sie dann den Intubationspen heraus und lassen Sie die Kanüle drin.Führen Sie die Pasteur-Pipette in das Kanülengelenk ein und drücken Sie den Kopf. Nach erfolgreicher endotrachealer Intubation mit einer Flachkopf-Mikrospritze wird die vorbereitete LPS-Lösung in einer Dosis von drei Milligramm pro Kilogramm durch die Kanüle intriert. Wenn Sie fertig sind, nehmen Sie die Mikrospritze und die Kanüle heraus.Nehmen Sie die Maus von der Intubationsplattform und legen Sie sie zur Genesung in einen separaten Käfig. Beobachten Sie den Atemzustand der Maus, bis sie sich erholt und das Bewusstsein wiedererlangt. 12 Stunden nach LPS-Trachealinstillation wurden die Expression eines inflammatorischen Zytokins, TNF-alpha, und das Trocken-Nass-Gewichtsverhältnis der Lunge bewertet und mit anderen Instillationsmethoden verglichen.Die TNF-alpha-Serumspiegel in der nicht-invasiven oropharyngealen Intubationsgruppe waren im Vergleich zur Blindkontrollgruppe signifikant erhöht. Das Trocken-Nass-Gewichtsverhältnis der Lunge war ebenfalls erhöht und erreichte das gleiche Niveau wie in der chirurgischen Trachealintubationsgruppe. Es ist wichtig, die Luftröhre nicht zu zerkratzen, um die Position der Luftröhre zu finden.Die Technik könnte auch verwendet werden, um andere Medikamente zu verabreichen, die auf nicht-invasive Weise in die Lunge gelangen müssen.

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