Способ генерации легких нейтрофилия Использование аэрозольного липосахарид
Summary
Мы опишем метод индукции нейтрофилов воспаление легких на вызов аэрозольного липополисахарида распылением, для моделирования острого повреждения легких. Кроме того, основные хирургические методы для выделения легких, интубации трахеи и бронхоальвеолярного лаважа, также описаны.
Abstract
Острое повреждение легких (ALI) является серьезным заболеванием, которое характеризуется альвеолярной нейтрофилез с ограниченными возможностями лечения и высокой смертностью. Экспериментальные модели ALI являются ключевыми в повышении нашего понимания патогенеза заболевания. Липополисахарид (LPS), полученный из грамположительных бактерий вызывает нейтрофильный воспаление в дыхательных путях и легких паренхимы мышей. Эффективное легочной доставки соединений, таких как ЛПС, однако, трудно достичь. В подходе, описанном здесь, легочная доставка на мышах достигается вызов аэрозольных синегнойной палочки ЛПС. Растворенный ЛПС аэрозоля с помощью распылителя, подключенного к сжатому воздуху. Мыши подвергались воздействию непрерывного потока аэрозоля LPS в коробке из оргстекла в течение 10 мин, а затем 2 мин после кондиционирования аэрозоль был прекращен. Интубация трахеи и последующее бронхоальвеолярного лаважа, а затем формалина перфузии был следующий выполнены, что позволяет характеристике стерильной рulmonary воспаление. Аэрозольный LPS генерирует воспаление легких характеризуется альвеолярной нейтрофилез, обнаруженных в бронхоальвеолярного лаважа и гистологических. Этот метод может быть создана за небольшую плату с нескольких приборов, и требует минимальной подготовки и опыта. Система экспозиции таким образом, может быть выполнена на регулярной основе на любой лаборатории, с потенциалом для повышения нашего понимания легких патологии.
Introduction
Липополисахарид (ЛПС) является клеточной стенки компонент грамотрицательных бактерий 1. Вызов ЛПС хорошо документированы модель острого повреждения легких, синдром характеризуется острым нейтрофилов воспаления и отека 2. Кроме того, легочная нейтрофилия также отличительной чертой хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) 3, и ЛПС у человека был использован для моделирования ХОБЛ обострений 4. Таким образом, экспериментальные модели воздействия ЛПС клинически значимых и ценных инструментов, чтобы понять патологии человека.
Целью легочной доставки аэрозольных ЛПС, описанных здесь, чтобы генерировать нейтрофильный воспалительную реакцию в проводящей и дыхательных путей, без системного вовлечения. Несколько методик ЛПС были описаны ранее. Внутривенной инъекции LPS является наиболее широко используется способ введения. Хотя этот метод является легко доступным, тОн первичной повреждение к эндотелию, со средним разрушения легочный эпителий следующей миграции нейтрофилов в легкие. Внутривенного введения также вызывает системное воспаление 2, который может осложнить клинической картины на животных моделях. Системное воспаление в отличие не наблюдается с администрацией внутри трахеи. Этот метод, однако, является трудоемким и требует анестетиков, а также значительное подготовку 5, 6. Кроме того, легочной осаждения этого способа введения зависит от дыхания 7. Таким образом, осаждение легких зависит от глубины анестезии, необходимых для можно наблюдать внутри трахеи и введение переменной осаждения в дыхательных путях. В отличие от этого, в легкие с аэрозольными LPS требуется минимальное обучение, и может быть легко достигнуто на большом количестве животных с небольшим или без изменения между индивидами 5, 8.Недавнее исследование подтверждает, что аэрозоль доставка превосходит внутри трахеи маршрута с учетом осаждения, и что более актуальной дозы ЛПС вызвать нейтрофильный воспаление с этой моделью 8.
Предыдущие исследования показали, что вызов в виде аэрозоля Psuedomonas палочки LPS генерирует заметное воспалительной реакции в просвете дыхательных путей и паренхимы легких, в том числе альвеолярных пространств 9, 10. Воспаление характеризуется преобладанием нейтрофилов и наличие отека легких, и, таким образом, может быть использована для решения патогенеза острого повреждения легких и получить дополнительные знания о механизмах, способствующих патологии болезни.
Protocol
Representative Results
Discussion
Аэрозольный LPS генерирует воспалительную реакцию в дыхательных путях, характеризуется нейтрофилов в эпителиальных подслизистой, пробелы, окружающие проводящие дыхательные пути, а также альвеолярных пространств. Это, вместе с увеличением общего содержания белка в БАЛ, указателем уте?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы хотели бы поблагодарить Керстин Thim (AstraZeneca, Лунд, Швеция), Бенита Dahlberg и д-р Андерс Эклунд (Каролинского института, Стокгольм, Швеция), а также д-р Мартин Stampfli (Макмастер университет, Гамильтон, Онтарио, Канада) за умелую помощь и консультации экспертов.
Materials
| Name of the material/equipment | Company | Catalog number | Comments/Description |
| Purified Pseudomonas aeruginosa LPS | Sigma-Aldrich | Harmful. Recomended purification. LPS purified from other bactria may be used. | |
| Pari LC sprint star nebulizer | PARI Respiratory Equipment Inc. | 023G1250 | |
| TSI mass flowmeter 4040 | TSI | 4040 | Alternative product from supplier may be used. |
| Saint-Gobain 15.9 mm Tygon tube | Sigma-Aldrich | Z685704 | Recomended brand. |
| Plexiglas boxes with removable lids | Custom built | N/A | 150 x 163 x 205 mm (a 2 mm hole on the side). |
| 3M Half Facepiece Reusable Respirator | 3M | 7503 | Recomended brand. |
| 3M Advanced Particulate Filters (P100) | 3M | 2291 | Recomended brand. |
| Sissors | VWR | 233-1104 | Preferred scissors may be used. |
| Forceps | VWR | 232-1313 | Preferred forceps may be used. |
| Intramedic PE50 polyethylene tube | BD | 427411 | Recomended brand. |
| Ethicon 2-0 Perma-hand silk tread | VWR | 95056-992 | Recomended brand. |
| 26 ½ gage needle | Alternative suppliers exist. | ||
| 1 mL BD slip-tip syringe, non-sterile | BD | 301025 | Alternative suppliers exist. |
| 60 mL BD Luer-Lok syringe, non-sterile, polypropolene | BD | 301035 | Alternative suppliers exist. |
| Fluka Hematoxylin-Eosin | Sigma-Aldrich | 3972 | Alternative suppliers exist. |
| Türk's solution | Merck Millipore | 109277 | |
| Table top centrifuge | Alternative manufacturers exist. | ||
| Cytospin 4 cytocentrifuge | Thermo Scientific | A78300003 | Alternative centrifuge can be used. |
| HEMA-3 stat pack | Fisher Scientific | 23-123-869 | Alternative staining kits exists. |
| Formalin solution, neutral buffered, 10% | Sigma-Aldrich | HT501128 | Alternative suppliers exist. |
Referenzen
- King, J. D., Kocincova, D., Westman, E. L., Lam, J. S. Review: Lipopolysaccharide biosynthesis in Pseudomonas aeruginosa. Innate Immun. 15, 261-312 (2009).
- Grommes, J., Soehnlein, O. Contribution of neutrophils to acute lung injury. Mol Med. 17, 293-307 (2011).
- Pesci, A., et al. Inflammatory cells and mediators in bronchial lavage of patients with chronic obstructive pulmonary disease. Eur Respir J. 12, 380-386 (1998).
- Hoogerwerf, J. J., et al. Lung Inflammation Induced by Lipoteichoic Acid or Lipopolysaccharide in Humans. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 178, 34-41 (2008).
- Scheuchenzuber, W. J., Eskew, M. L., Zarkower, A. Comparative humoral responses to Escherichia coli and sheep red blood cell antigens introduced via the respiratory tract. Exp Lung Res. 13, 97-112 (1987).
- Asti, C., et al. Lipopolysaccharide-induced lung injury in mice. I. Concomitant evaluation of inflammatory cells and haemorrhagic lung damage. Pulm Pharmacol Ther. 13, 61-69 (2000).
- Brand, P., et al. Total deposition of therapeutic particles during spontaneous and controlled inhalations. Journal of pharmaceutical sciences. 89, 724-731 (2000).
- Liu, F., Li, W., Pauluhn, J., Trubel, H., Wang, C. Lipopolysaccharide-induced acute lung injury in rats: comparative assessment of intratracheal instillation and aerosol inhalation. Toxicology. 304, 158-166 (2013).
- Skerrett, S. J., et al. Role of the type 1 TNF receptor in lung inflammation after inhalation of endotoxin or Pseudomonas aeruginosa. American Journal of Physiology – Lung Cellular and Molecular Physiology. 276, L715-L727 (1999).
- Roos, A. B., et al. Lung epithelial-C/EBPbeta contributes to LPS-induced inflammation and its suppression by formoterol. Biochem Biophys Res Commun. 423, 134-139 (2012).
- Didon, L., et al. Lung epithelial CCAAT/enhancer-binding protein-beta is necessary for the integrity of inflammatory responses to cigarette smoke. Am J Respir Crit Care Med. 184, 233-242 (2011).
- Silverpil, E., et al. Negative feedback on IL-23 exerted by IL-17A during pulmonary inflammation. Innate Immunity. 19, 479-492 (2013).
- Mercer, P. F., et al. Proteinase-Activated Receptor-1, CCL2 and CCL7 Regulate Acute Neutrophilic Lung Inflammation. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. , (2013).
- Korkmaz, B., Horwitz, M. S., Jenne, D. E., Gauthier, F. . Neutrophil Elastase, Proteinase 3, and Cathepsin G as Therapeutic Targets in Human Diseases. Pharmacological Reviews. 62, 726-759 (2010).
- Bafadhel, M., et al. Acute Exacerbations of COPD: Identification of Biological Clusters and Their Biomarkers. Am. J. Respir. Crit. Care Med. , 201104-200597 (2011).
- Hurst, J. R., Perera, W. R., Wilkinson, T. M. A., Donaldson, G. C., Donaldson, G. C., Wedzicha, G. C. Systemic and Upper and Lower Airway Inflammation at Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 173, 71-78 (2006).
- Rabe, K. F., et al. Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease: GOLD Executive Summary. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 176, 532-555 (2007).
