متعدد الوسائط التصوير النهج استناداً إلى التصوير المقطعي الجزيئية الصغيرة-الأشعة المقطعية والأسفار لتقييم طولية لتليف الرئة الناجمة عن بليوميسين في الفئران
Summary
يصف لنا النقل المتعدد الوسائط غير الغازية التصوير النهج القائم على التصوير المقطعي الجزيئية الصغيرة-الأشعة المقطعية والأسفار لتقييم طولية من طراز تليف الرئة الماوس الناجم عن تقطير إعطاء مزدوجة من بليوميسين.
Abstract
تليف رئوي مجهول السبب (IPF) هو مرض الرئة قاتلة تتميز بتدمير بنية الرئة، مما يسبب تدهورا كبيرا في وظائف الرئة والوفاة اللاحقة من فشل في الجهاز التنفسي تدريجيا ولا رجعة فيها.
وقد حملت الآلية المرضية للفريق الحكومي الدولي في نماذج حيوانية تجريبية بليوميسين الإدارة. في هذه الدراسة، ونحن التحقيق طراز ماوس مثل الفريق الحكومي الدولي الناجم عن تقطير بليوميسين إعطاء مزدوجة. تقييمات النسيجي القياسية المستخدمة لدراسة تليف الرئة إجراءات المحطة الغازية. والهدف من هذا العمل رصد تليف الرئة عن طريق موسع تقنيات التصوير مثل التصوير المقطعي الجزيئية الفلورسنت (FMT) والصغرى-قيراط يمكن أن تمثل هذه التقنيات اثنين التحقق من صحتها مع النتائج التي توصل إليها علم الأنسجة ثورية وظيفية لرصد الوقت الحقيقي غير الغازية من شدة المرض الحكومي والتقدم. الدمج بين نهج مختلفة تمثل خطوة أخرى لفهم هذا المرض الحكومي، حيث يمكن ملاحظة الأحداث الجزيئية التي تحدث في حالة مرضية مع معاهدة المواد الانشطارية، ويمكن رصد التغيرات التشريحية اللاحقة بالدقيقة-قيراط
Introduction
تليف رئوي مجهول السبب (IPF) مرض الرئة المزمن مع الانخفاض التدريجي لوظائف الرئة التي للأسف غالباً ما تكون قاتلة في غضون أربع سنوات من تشخيص1. السمات الرئيسية لمقترحات ترسب المصفوفة خارج الخلية، وانتشار تنتجها الخلايا الليفية، ولكن الآلية المرضية غير مفهومة تماما حتى الآن. الفرضية الأكثر المعتمدة هو أن دورات متعددة لإصابات الرئة يسبب تدمير الخلايا الظهارية السنخية تؤدي إلى تغيير انتشار دورة الخلية الوسيطة، وتراكم مبالغ فيها الخلايا الليفية وميوفيبروبلاستس، و مصفوفة زيادة الإنتاج. الوسطاء المتورطين في هذه العمليات مثل مصفوفة ميتالوبروتيناسيس (يتولى) وقد تم العثور على dysregulated في التليف التنمية البشرية الحكومي أو في النماذج الحيوانية المستحثة بليوميسين. إنتاج نظام التمثيل التناسبي المختلط غير المنضبط يؤدي إلى ترسيب الكولاجين غير متوازن داخل الرئة إينتيرستيتيوم والفضاء السنخية، محاكاة الجرح غير طبيعي إصلاح1،2.
واحدة من العقبات الرئيسية لاكتشاف المخدرات والتنمية هو توافر نماذج الماوس موجوداً التي تحاكي البشرية المرضية والنمط الظاهري المرض. عوامل مختلفة قد استخدمت للحث على تليف الرئة في نماذج حيوانية: أضرار الإشعاع، وإدارة الأسبستوس ووالسليكا، الإدارة من السيتوكينات فيبرينوجينيك و3،بليوميسين4؛ لكن بليوميسين الأكثر استخداماً في الفئران، خنازير غينيا، الهامستر، الأرانب5 الجرذان، أو في الحيوانات الكبيرة (الرئيسيات غير البشرية والخيول والكلاب والحيوانات المجترة)6،7. هو مضاد حيوي أدلى به بكتيريا فيرتيسيلوس متسلسلة8 بليوميسين ويستخدم ك عامل مضاد لسرطان9. التليف الرئوي أحد آثار الجانبية شائعة للدواء ولهذا السبب، ويتم استخدامه في نماذج حيوانية تجريبية للحث على التليف الرئوي.
في نماذج تليف الرئة الناجمة عن بليوميسين، تحدث الآفات تليفية بعد الإدارة بليوميسين 14-21 يوما. في الأعمال المعروضة، استخدمنا بروتوكولا جديداً لحمل تليف الرئة في الفئران بتقطير إعطاء بليوميسين مزدوجة. الطراز الماوس بليوميسين هو وقتاً طويلاً جداً للعقاقير الجديدة بحاجة إلى تقييم على آفات تليفية الراسخة، واختبار للتمييز بين آثارها تليفية المضادة الآثار المضادة للالتهابات.
البيوكيميائية تحديد محتوى الكولاجين، مورفوميتريكال والتحليل النسيجي استندت إلى تحليل ما بعد الوفاة، يحد من إمكانية متابعة الآلية المرضية لهذا المرض في الحيوان نفسه. على الرغم من أن تعتبر هذه البارامترات معيار الذهب لتقييم التليف، أنها لم تقدم أي التوزيع المكاني أو الزماني للآفة تليفية ويحول دون وسيلة للتحقيق في عملية تطور المرض. 10
في الآونة الأخيرة، قد طبقت تقنيات التصوير غير الغازية لمراقبة إعادة عرض مجرى الهواء، والتهاب، وتقدم التليف في نماذج مورين: “التصوير بالرنين المغناطيسي” (التصوير بالرنين المغناطيسي)، والتصوير المقطعي بالكمبيوتر الصغير (الصغرى-CT)، Fluorescence الجزيئية التصوير المقطعي (FMT) وطرحه (BLI)11،،من1213،14،15،16،،من1718،19 ،،من2021. أننا نقترح نهجاً تصوير غير الغازية لرصد التقدم تليف الرئة بمعاهدة المواد الانشطارية والصغرى-CT في نقاط زمنية مختلفة بعد تحدي بليوميسين22طوليا.
مسارات عديدة تشارك في إنشاء وتطوير التليف، ولا يعرف الكثير. يمكن ترجمة فقط إلى فهم أعمق لهذه العمليات إلى المزيد من الأهداف المخدرات التي قد نقل إلى المستشفى. القدرة على رصد تفعيل نظام التمثيل التناسبي المختلط طوليا بالتصوير المقطعي الجزيئية الأسفار بالإضافة إلى الكشف عن التغييرات متني الرئة بالأشعة المقطعية الصغرى قد تستعمل في المستقبل الوصول إلى الاستجابة السريرية للمعالجة.
Protocol
Representative Results
Discussion
وعلى الرغم من العديد من المجموعات البحثية مع التركيز على تطوير أدوية جديدة لعلاج الحكومي، في هذه اللحظة اثنين فقط المتاحة للمرضى. هناك حاجة طبية عاجلة لإيجاد علاجات أكثر فعالية7 نظراً لأن فقط الرئة ترانسبلانتاتيونيس قادرة على إطالة البقاء على قيد الحياة من 4-5 سنوات2…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
الكتاب يود أن يشكر الدكتور دانييلا بومبيليو وروبرتا سيكسيمارا للحصول على مساعدة تقنية.
Materials
| FMT 2500 Fluorescence Tomography System | Perkin Elmer Inc. | Experimental Builder | |
| MMPsense 680 | Perkin Elmer Inc. | NEV10126 | Protect from light, store the probe at 4 °C |
| TrueQuant software | Perkin Elmer Inc. | ||
| Female inbred C57BL/6 | San Pietro NatisoneHorst, The Netherlands (UD), | Prior to use, animals were acclimatized for at least 5 days to the local vivarium conditions | |
| Isoflurane | ESTEVE spa | 571329.8 | Do not inhale |
| Automated cell counter | Dasit XT 1800J | Experimental Builder | |
| Saline Solution, 0.9% Sodium Chloride (NaCl) | Eurospital | 15A2807 | |
| Quantum FX Micro-CT scanner | Perkin Elmer Inc. | ||
| Bleomycin sulphate from Streptomyces Verticillus | Sigma | B2434 | |
| Automatic tissue Processor | ATP700 Histo-Line Laboratories | ATP700 | |
| Embedding system | EG 1160 Leica Biosystems | EG 1160 | |
| Rotary microtome | Slee Cut 6062 | ||
| Digital slide scanner | NanoZoomer S60, Hamamatsu Photonics | ||
| NIS-AR image analysis software | Nikon | ||
| Masson’s Trichrome Staining | Histo-Line Laboratories | ||
| 10% neutral-buffered formalin | Sigma | HT5012-1CS | |
| Penn-century model DP-4M Dry power insufflator | Penn-century | DPM-EXT | |
| PE190 micro medical tubing | 2biological instruments snc | BB31695-PE/8 | |
| Syringe without needle 5 mL | Terumo | SS*05SE1 | Cut the boards of the piston by scissors |
| Hamilton 0.10 mL (model 1710) | Gastight | 81022 | |
| Discofix 3-way Stopcock | Braun | 4095111 | |
| Syringe with needle 1 mL | Pic solution | 3,071,260,300,320 | Use without needle |
| Plastic feeding tubes 18 ga x 50 mm | 2biological instruments snc | FTP-18-50 | Cut obliquely the tip |
References
- Wynn, T. A. Integrating mechanisms of pulmonary fibrosis. J. Exp. Med. 208 (7), 1339-1350 (2011).
- Wynn, T. A., Ramalingam, T. R. Mechanisms of fibrosis: therapeutic translation for fibrotic disease. Nat. Med. 18 (7), 1028-1040 (2012).
- Moore, B. B. Animal models of fibrotic lung disease. Am J Respir Cell Mol Biol. 49 (2), 167-179 (2013).
- Ackermann, M., et al. Effects of nintedanib on the microvascular architecture in a lung fibrosis model. Angiogenesis. , (2017).
- Moore, B. B., Hogaboam, C. M. Murine models of pulmonary fibrosis. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 294 (2), 152-160 (2008).
- Organ, L., et al. A novel segmental challenge model for bleomycin-induced pulmonary fibrosis in sheep. Exp Lung Res. 41 (3), 115-134 (2015).
- Organ, L., et al. Structural and functional correlations in a large animal model of bleomycin-induced pulmonary fibrosis. BMC Pulm Med. 15, 81 (2015).
- Shen, B., Du, L., Sanchez, C., Edwards, D. J., Chen, M., Murrell, J. M. Cloning and characterization of the bleomycin biosynthetic gene cluster from Streptomyces verticillus ATCC15003. J Nat Prod. 65 (3), 422-431 (2002).
- Yu, Z., et al. Targeted Delivery of Bleomycin: A Comprehensive Anticancer Review. Curr Cancer Drug Targets. 16 (6), 509-521 (2016).
- Ashcroft, T., Simpson, J. M., Timbrell, V. Simple method of estimating severity of pulmonary fibrosis on a numerical scale. J Clin Pathol. 41 (4), 467-470 (1988).
- Stellari, F., et al. In vivo imaging of the lung inflammatory response to Pseudomonas aeruginosa and its modulation by azithromycin. J Transl Med. 13, 251 (2015).
- Stellari, F., et al. In vivo monitoring of lung inflammation in CFTR-deficient mice. J Transl Med. 14 (1), 226 (2016).
- Stellari, F. F., et al. In vivo imaging of transiently transgenized mice with a bovine interleukin 8 (CXCL8) promoter/luciferase reporter construct. PloS one. 7 (6), 39716 (2012).
- Stellari, F. F., et al. Enlightened Mannhemia haemolytica lung inflammation in bovinized mice. Vet Res. 45, 8 (2014).
- Tassali, N., et al. MR imaging, targeting and characterization of pulmonary fibrosis using intra-tracheal administration of gadolinium-based nanoparticles. Contrast Media Mol Imaging. 11 (5), 396-404 (2016).
- Ma, X., et al. Assessment of asthmatic inflammation using hybrid fluorescence molecular tomography-x-ray computed tomography. J Biomed Opt. 21 (1), 15009 (2016).
- Van de Velde, G., et al. Longitudinal micro-CT provides biomarkers of lung disease that can be used to assess the effect of therapy in preclinical mouse models, and reveal compensatory changes in lung volume. Dis Model Mech. 9 (1), 91-98 (2016).
- Stellari, F. F., et al. Heterologous Matrix Metalloproteinase Gene Promoter Activity Allows In Vivo Real-time Imaging of Bleomycin-Induced Lung Fibrosis in Transiently Transgenized Mice. Front Immunol. 8, 199 (2017).
- Hellbach, K., et al. X-ray dark-field radiography facilitates the diagnosis of pulmonary fibrosis in a mouse model. Sci Rep. 7 (1), 340 (2017).
- Zhou, Y., et al. Noninvasive imaging of experimental lung fibrosis. Am J Respir Cell Mol Biol. 53 (1), 8-13 (2015).
- Ruscitti, F., et al. Longitudinal assessment of bleomycin-induced lung fibrosis by Micro-CT correlates with histological evaluation in mice. Multidiscip Respir Med. 12, 8 (2017).
- Stellari, F., et al. Monitoring inflammation and airway remodeling by fluorescence molecular tomography in a chronic asthma model. J Transl Med. 13, 336 (2015).
- . . Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, 8th ed. , (2011).
- Meganck, J. A., Liu, B. Dosimetry in Micro-computed Tomography: a Review of the Measurement Methods, Impacts, and Characterization of the Quantum GX Imaging System. Mol Imaging Biol. , (2016).
- Hubner, R. H., et al. Standardized quantification of pulmonary fibrosis in histological samples). BioTechniques. 44 (4), 507-514 (2008).
- King, T. E., Pardo, A., Selman, M. Idiopathic pulmonary fibrosis. Lancet. 378 (9807), 1949-1961 (2011).
- De Langhe, E., et al. Quantification of lung fibrosis and emphysema in mice using automated micro-computed tomography. PloS one. 7 (8), 43123 (2012).
