Forekomsten av fedme er stigende og øker risikoen for kroniske lungesykdommer. For å etablere de underliggende mekanismene og forebyggende strategier, veldefinerte dyr modeller er nødvendig. Her gir vi tre metoder (glukose toleranse test, kroppen plethysmography og lunge fiksering) å studere effekten av fedme på lunge resultater i mus.
Fedme og respirasjonsproblemer er store helseproblemer. Fedme er blitt en fremvoksende epidemi med forventet antall over 1 milliard overvektige personer over hele verden i 2030, dermed representerer en voksende sosioøkonomiske byrde. Samtidig, er fedme-relaterte samtidige, inkludert diabetes som hjertet og kroniske lungesykdommer, kontinuerlig på vei oppover. Selv om fedme har blitt assosiert med økt risiko for astma eksaserbasjoner, forverring av respiratoriske symptomer og dårlig kontroll, funksjonelle rolle fedme og plaget metabolisme i patogenesen av kronisk lungesykdom er ofte undervurdert, og underliggende molekylære mekanismer forblir unnvikende. Denne artikkelen tar sikte på å presentere metoder for å vurdere effekten av fedme på stoffskiftet, samt lunge struktur og funksjon. Her beskriver vi tre teknikker for mus studier: (1) vurdering av intraperitoneal glukosetoleranse (ipGTT) til å analysere effekten av fedme på glukose metabolisme; (2) måling av luftveiene motstand (Res) og luftveiene samsvar (Cdyn) til å analysere effekten av fedme på lungefunksjonen; og (3) forberedelse og fiksering av lunge for påfølgende kvantitativ histologiske vurdering. Fedme-relaterte lungesykdommer er sannsynligvis multifaktoriell, stammer fra systemisk inflammatorisk og metabolske feilregulering som potensielt negativt påvirke lungefunksjonen og svaret terapi. Derfor er en standardisert metode for å studere molekylære mekanismer og effekten av romanen behandlinger viktig.
Ifølge Verdens helseorganisasjon (WHO) i 2008, var mer enn 1,4 milliarder voksne i alderen 20 og eldre, overvektig med en kroppsmasseindeks (BMI) større enn eller lik 25; Videre, over 200 millioner menn og nærmere 300 millioner kvinner ble overvektige (BMI≥30)1. Fedme og Metabolsk syndrom er større risk faktorene for en rekke sykdommer. Mens fedme og samtidig økt hvit fettvev masse har blitt forbundet for å type 2 diabetes2,3, kardiovaskulære sykdommer, inkludert koronar hjertesykdom (CHD), hjertesvikt (HF), atrieflimmer4 og slitasjegikt5, sin funksjonelle rolle i patogenesen av respirasjonsproblemer fortsatt dårlig forstått. Imidlertid har Epidemiologiske studier vist at fedme er sterkt assosiert med kroniske luftveissykdommer forhold, herunder exertional dyspné, obstruktiv søvnapné syndrom (OSAS), fedme hypoventilasjon syndrom (OHS), kronisk hindrende lunge sykdom (COPD), lunge embolism, aspirasjon lungebetennelse og bronkial astma6,7,8,9. Potensielle mekanismer kobler fedme og plaget metabolisme, f.eks, insulinresistens og type II diabetes, til patogenesen av kronisk lungesykdom ikke bare omfatter mekanisk og fysisk konsekvensene av vekt gevinst på ventilasjon men også indusere en kronisk subakutt inflammatorisk stat10,11. Fedme og lungesykdommer i løpet av det siste tiåret, kombinert med mangel på effektive forebyggende strategier og terapeutiske metoder, fremhever behovet for å undersøke molekylære mekanismer for å definere nye veier for å behandle fedme-relaterte lunge sykdommer.
Her beskriver vi tre standard tester, som er viktig grunnleggende undersøke fedme og dens innvirkning på lunge struktur og funksjon i musen modeller: (1) intraperitoneal glukose toleranse (ipGTT) (2) måling av luftveiene motstand (Res) og luftveier systemkompatibiliteten (Cdyn); og (3) forberedelse og fiksering av lunge for påfølgende kvantitativ histologiske vurdering. IpGTT er en robust screening test for å måle glukose opptak, og dermed effekten av fedme på stoffskiftet. Enkelheten av metoden kan godt standardisering, og derfor sammenlignbarheten resultater mellom laboratorier. Mer avanserte metoder, for eksempel hyperglycemic klemmer eller studier på isolerte småøyer, kan brukes for detaljert analyse av metabolske fenotypen12. Her vurderer vi glukosetoleranse for å definere en fedme-assosiert stat systemisk og metabolske lidelse som grunnlag for videre studier på en lunge utfall. For å vurdere effekten av fedme og stoffskiftesykdom på lungefunksjonen, målt vi airway motstand (Res) og luftveiene samsvar (Cdyn). Betegner lungesykdom, er uhemmet samt behersket metoder for vurdering av lungefunksjonen tilgjengelig. Uhemmet plethysmography i fritt flytte dyrene etterligner en naturlig tilstand, reflekterer pusting mønstre; invasive metoder, for eksempel inngangsimpedans måling av Res og cDyn i dypt bedøvet mus å vurdere dynamisk lunge mekanikere, er mer nøyaktig13. Siden kroniske åndedrettsproblemer gjenspeiles ved histologic endringer av lungevev, er riktig lunge fiksering for videre analyse forestående. Valg av vev fiksering og forberedelse avhenger kupé av lungene som vil bli studert, for eksempel gjennomføre luftveiene eller lunge parenchyma14. Her beskriver vi en metode som tillater kvalitativ og kvantitativ vurdering av gjennomfører luftveiene å studere effekten av fedme på astma utvikling.
Denne rapporten gir tre protokoller for tre forskjellige metoder for å analysere virkningen av fedme på glukose metabolisme og lunge resultater. Først glukose toleranse test tilbyr muligheten til å analysere intracellulær glukose opptak og kan være indikativ av insulinresistens. Andre, hele kroppen plethysmography er en teknikk for å måle lungefunksjonen og dermed nyttig å teste effekten av romanen behandlinger. Tredje er en standardisert fiksering protokoll viktig for kvantitative morphometric analyse for å vu…
The authors have nothing to disclose.
Eksperimentene ble støttet av Marga og Walter Boll-Stiftung, Kerpen, Tyskland; Prosjektet 210-02-16 (MAAA), prosjektet 210-03-15 (MAAA) og av tyske Foundation (DFG; AL1632-02; MAAA), Bonn, Tyskland; Senter for molekylær medisin Köln (CMMC; Universitetssykehuset Köln; Karriere fremme Program; MAAA), Köln formue (fakultet, Universitetet i Köln; KD).
GlucoMen LX | A.Menarini diagnostics, Firneze, Italy | 38969 | blood glucose meter |
GlucoMen LX Sensor | A.Menarini diagnostics, Firneze, Italy | 39765 | Test stripes |
Glucose 20% | B. Braun, Melsung, Germany | 2356746 | |
FinePointe Software | DSI, MC s´Hertogenbosch, Netherlands | 601-1831-002 | |
FinePointe RC Single Site Mouse Table | DSI, MC s´Hertogenbosch, Netherlands | 601-1831-001 | |
FPRC Controller | DSI, MC s´Hertogenbosch, Netherlands | 601-1075-001 | |
FPRC Aerosol Block | DSI, MC s´Hertogenbosch, Netherlands | 601-1106-001 | |
Aerogen neb head-5.2-4um | DSI, MC s´Hertogenbosch, Netherlands | 601-2306-001 | |
Forceps | FST, British Columbia, Canada | 11065-07 | |
Blunt scissors | FST, British Columbia, Canada | 14105-12 | |
Micro scissors | FST, British Columbia, Canada | 15000-00 | |
Perma-Hand 4-0 | Ethicon, Puerto Rico, USA | 736H | Surgical suture |
Roti-Histofix 4% | Roth | P087.1 | 4% Paraformaldehyd |
Ketaset | Zoetis, Berlin, Germany | 10013389 | Ketamine |
Rompun 2% | Bayer, Leverkusen, Germany | 770081 | Xylazine |