마우스 폐 전 절제술 및 보철물 삽입을 통한 내시경 표면 측정을위한 표준화 된 방법
Summary
내부 폐 표면적 (ISA)은 폐 질환 및 부상 유발 폐포 재생에서 폐 형태 및 생리학을 평가하는 데 중요한 기준입니다. 폐 절제술 및 인공 삽입물 마우스 모델에서 ISA의 측정 편향을 최소화 할 수있는 표준화 된 방법을 설명합니다.
Abstract
Pulmonary morphology, physiology, and respiratory functions change in both physiological and pathological conditions. Internal lung surface area (ISA), representing the gas-exchange capacity of the lung, is a critical criterion to assess respiratory function. However, observer bias can significantly influence measured values for lung morphological parameters. The protocol that we describe here minimizes variations during measurements of two morphological parameters used for ISA calculation: internal lung volume (ILV) and mean linear intercept (MLI). Using ISA as a morphometric and functional parameter to determine the outcome of alveolar regeneration in both pneumonectomy (PNX) and prosthesis implantation mouse models, we found that the increased ISA following PNX treatment was significantly blocked by implantation of a prosthesis into the thoracic cavity1. The ability to accurately quantify ISA is not only expected to improve the reliability and reproducibility of lung function studies in injured-induced alveolar regeneration models, but also to promote mechanistic discoveries of multiple pulmonary diseases.
Introduction
폐의 기본 기능은 혈관과 대기 사이의 산소와 이산화탄소의 교환입니다. 기관지 폐 이형성증 (BPD), 만성 폐색 성 폐 질환 (COPD) 및 급성 호흡기 감염과 같은 폐 질환은 ISA 2 를 감소시킵니다. 폐 질환을 연구하는 연구자들은 MLI, ILV, 기체 교환 단위 수, ISA 및 폐 조직 적합성 2 , 3을 포함하여 폐의 형태 학적 변화를 평가하기위한 몇 가지 정량적 방법을 개발했습니다. Weibel 등의 선구자 연구 4 및 Duguid et al. 5는 함께 ISA가 인간의 폐에서 폐 가스 교환 용량의 직접 척도로 사용될 수 있음을 입증했으며 기종의 심각성을 판단하는 기준으로 사용할 수있다. 지난 5 년 동안 발표 된 여러 연구에서 폐 형태 학적 매개 변수 ( 예 : </em> ISA 및 MLI)가 개발 중에 6 및 부상 PNX 1 (7)로부터 복구시 쥐의 폐에 형태 학적 및 기능적 변화를 평가한다. ISA는 식 1 8 , 9를 사용하여 계산됩니다.
, ILV 내부 폐 용적이며 MLI는 말초 폐 공역 10 크기를 나타내는 매개 변수이다.
하나 이상의 폐엽의 외과 적 제거 인 PNX는 인간 11 , 마우스 1 , 개 12 , 쥐 13 및 토끼 14 , 15를 비롯한 많은 종에서 폐포 재생을 유도하는 것으로 널리보고되었습니다. 스터드PNX 후 14 일째 생쥐의 폐는 기존 폐포의 팽창과 폐포의 새로운 형성 모두 남아있는 폐 조직에서 ISA, ILV 및 폐포의 수를 회복시키는 데 기여한다고보고했다 1 . 우리와 다른 사람들은 스폰지, 왁스 또는 주문형 보철물과 같은 재료를 PNX ( 즉 , 보철물 삽입) 후 빈 흉부 공동에 삽입하면 폐포 재생을 손상시키는 것으로 나타났습니다. 기계적 힘은 폐포 재생을 시작하는 가장 중요한 요인 중 하나로 작용한다고 확고하게 확립되었습니다 1 , 16 , 17 . 이러한 연구는 PNX 치료 및 인공 삽입물 폐에서 ISA 값을 사용하여 폐포 재생을 정량적으로 평가하는 기준으로 사용하는 것이 효과적이라는 것을 강조했습니다.
옵서버 바이어스는 측정 된 VA에 유의 한 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다.폐 형태 학적 매개 변수 ( 예 : MIL 및 ILV)에 대한 정보. 표준화 된 프로토콜은 ISA 계산에 사용 된 두 가지 매개 변수 인 ILV와 MLI를 결정할 때이 편향을 없애기 위해 사용할 수 있습니다. 여기서는 이러한 폐 매개 변수를 측정하기위한 매우 상세한 표준화 된 프로토콜을 제공합니다. 중요하게도, ISA를 정확히 정량화하는 능력은 손상 유발 폐포 재생 모델에서 폐 기능 연구의 신뢰성과 재현성을 향상시키고 다중 폐 질환에서 기계적 발견을 촉진해야한다고 약속한다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 프로토콜에서는 마우스 왼쪽 폐 PNX 및 보철물 삽입 후 폐 매개 변수 측정에 대한 자세한 설명을 제공합니다. ISA는 현재 많은 폐 질환 및 부상 유발 폐포 재생에서 호흡 기능 평가의 주요 척도로 간주됩니다. 그러나 폐 연구 공동체가 ISA의 유용성에 관해서는 유용한 척도로 동의하고 있지만 현재까지는 ISA를 계산하는 데 사용 된 두 가지 매개 변수 인 ILV 및 MLI 측정의 표준화에 대해서는 거의 고?…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 북경 생물 과학 연구소 (Beijing Institute of Biological Sciences)에 도움을 청한다. 이 연구는 베이징 시립 자연 과학 재단 (No. Z17110200040000)의 지원을 받았다.
Materials
| Low cost cautery kit | Fine Science Tools | 18010-00 | |
| Noyes scissors | Fine Science Tools | 15012-12 | |
| Standard pattern forceps | Fine Science Tools | 11000-12 | |
| Castroviejo Micro Needle Holders | Fine Science Tools | 12060-01 | |
| Vessel clips | Fine Science Tools | 18374-44 | |
| I. V. Cannula-20 gauge | Jinhuan Medical Product Co., LTD. | 29P0601 | |
| Surgical suture | Jinhuan Medical Product Co., LTD. | F602 | |
| Mouse intubation platform | Penn-Century, Inc | Model MIP | |
| Small Animal Laryngoscope | Penn-Century, Inc | Model LS-2-M | |
| TOPO Small Animal Ventilator | Kent Scientific | RSP1006-05L | |
| Thermal pad | Stuart equipment | SBH130D | |
| Pentobarbital sodium salt | Sigma | P3761 | |
| Heparin sodium salt | Sigma | H3393 | |
| Hematoxylin Solution | Sigma | GHS132 | |
| Eosin Y solution, alcoholic | Sigma | HT110116 | |
| 10 ml Pipette | Thermo Scientific | 170356 | |
| Paraformaldehyde | Sigma | P6148 | |
| O.C.T Compound | Tissue-Tek | 4583 | |
| cryosection machine | Leica | CM1950 | |
| Disposable Base Molds | Fisher HealthCare | 22-363-553 | |
| 18 gauge needle | Becton Dickinson | 305199 | |
| Povidone iodine | Fisher Scientific | 19-027132 | |
| 70% ethanol | Fisher Scientific | BP82011 | |
| Infusion sets for single use | Weigao | SFDA 2012 3661704 | |
| Phosphate buffered saline | Gibco | 10010023 | |
| Tapes | 3M Scotch | 8915 | |
| Cotton pad | Vinda | Dr.P | |
| Silicone prosthesis | Custom made | ||
| Brightfield microscope | Olympus | VS120 | |
| Ruler tool | Adobe Photoshop |
Referencias
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