Yaklaşım Imaging Multimodal Bleomycin kaynaklı akciğer fibrozis farelerde boyuna değerlendirmesi için mikro-CT ve floresan moleküler tomografi dayalı
Summary
Biz bir non-invaziv multimodal bleomycin Çift Kişilik boğaza korumak tarafından indüklenen fare akciğer fibrozis modelinin boyuna değerlendirmesi için mikro-CT ve floresan moleküler tomografi dayalı yaklaşım Imaging tanımlamak.
Abstract
İdiyopatik Pulmoner Fibrozis (IPF) akciğer fonksiyon ve solunum yetmezliği nedeniyle sonraki ölüm önemli bozulma nedenleri akciğer mimari, ilerici ve geri dönüşü olmayan imha ile karakterize bir ölümcül akciğer hastalığıdır.
Deneysel hayvan modelleri IPF patogenezinde bleomycin idare tarafından indüklenen. Bu çalışmada, bir çift boğaza bleomycin korumak tarafından indüklenen bir IPF benzer fare modeli araştırıyoruz. Standart histolojik Değerlendirmeler akciğer fibrozis çalışmak için kullanılan invaziv terminal işlemlerdir. Bu eser amacı akciğer fibrozis floresan moleküler tomografi (FMT) ve mikro-CT gibi noninvaziv görüntüleme teknikleri izlemektir Bu iki teknoloji Histoloji bulguları ile doğrulanmış gerçek zamanlı izleme non-invaziv IPF hastalık şiddeti ve ilerleme için devrimci bir fonksiyonel yaklaşım temsil edebilir. Farklı yaklaşımlar füzyonu nerede patolojik bir durumda oluşan moleküler olaylar ile FMT görülebilir ve sonraki anatomik değişiklikler mikro-CT tarafından izlenebilir IPF hastalığı anlamak için bir adım daha ileri temsil eder.
Introduction
İdiyopatik Pulmoner Fibrozis (IPF) ne yazık ki sık sık tanı1dört yıl içinde ölümcül akciğer fonksiyonları progresif azalma ile kronik akciğer hastalığı var. Hücre dışı matriks ifade ve fibroblast proliferasyonu IPF en önemli özellikleri vardır, ama Patogenez henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Birden fazla döngüleri akciğer yaralanmalara yol açar değişiklik Mezenkimal hücre döngüsü yayılması, abartılı birikimi fibroblastlar ve myofibroblasts, alveoler epitel hücreleri imha neden en desteklenen hipotezdir ve artan matris üretim. Arabulucu gibi matriks metalloproteinazların (MMPs) dysregulated fibrozis gelişiminde insan IPF veya hayvan modellerinde bleomycin kaynaklı bulunmuştur Bu süreçlerle ilgili. Kontrolsüz MMP üretim anormal yara onarım1,2taklit eden bir dengesiz kollajen birikimi için akciğer interstitium ve alveoler alanı içinde açar.
İlaç bulma ve geliştirme için ana engellerden biri insan Patogenez ve hastalık fenotip taklit erişilebilir fare modelleri olduğunu. Farklı ajanlar akciğer fibrozis hayvan modellerinde ikna etmek için kullanılmıştır: ışınlama zararı, yönetim asbest ve silis, yönetim fibrinogenic sitokinler ve bleomycin3,4; Ancak bleomycin en kullanılan fare, rats, eskiden şiling şimdi pigs, hamster, adatavşanı5 veya büyük hayvanlar (insan dışı primatlar, atlar, köpekler ve ruminants)6,7. Bleomycin antibiyotik bakteri Streptomyces verticillus8 tarafından yapılan ve bir anti-kanser ajanı9olarak kullanılır. Pulmoner Fibrozis uyuşturucunun ve bu nedenle ortak bir yan etkisi, Pulmoner Fibrozis ikna etmek için deneysel hayvan modellerinde kullanılır.
Bleomycin kaynaklı akciğer fibrozis modellerinde, 14-21 gün sonra bleomycin yönetim fibrotik lezyonlar ortaya çikmaktadir. Sunulan çalışma, biz yeni farelerde akciğer fibrozis Çift Kişilik bleomycin boğaza korumak tarafından ikna etmek için kullanılan protokol. Bleomycin fare modeli yeni ilaçlar üzerinde kurulan fibrotik lezyonlar değerlendirilmesi gerektiğinden çok zaman alıcıdır ve anti-fibrotik etkileri anti-inflamatuar etkileri ayırt etmek için test edilmiştir.
Kollajen içeriği, morfometrik ve histolojik analiz biyokimyasal belirlenmesi, post mortem analizi, aynı hayvan hastalık patogenezinde takip imkanı sınırlayan dayalı. Her ne kadar bu parametreler fibrozis değerlendirilmesi için altın standart olarak kabul edildi, onlar değil fibrotik doku bozulması zamansal veya mekansal dağılımı sağlamak ve hastalık ilerleme süreci araştırmak için bir yol engel. 10
Son zamanlarda, non-invaziv görüntüleme teknolojileri hava yolu monitör yenileme, inflamasyon ve fare modelleri ilerlemesinde fibrozis uygulanmış olan: manyetik rezonans görüntüleme (MRG), mikro Bilgisayarlı Tomografi (mikro-CT), Floresans moleküler Tomografi (FMT) ve kollarındaki (BLI)11,12,13,14,15,16,17,18,19 ,20,21. Boyuna farklı noktalarda zaman-bir bleomycin meydan sonra22FMT ve mikro-CT akciğer fibrozis ilerleme izlemek için bir non-invaziv görüntüleme yaklaşım öneriyorum.
Birçok yollar kuruluş ve fibrozis geliştirilmesi dahil olan ve pek bilinir. Bu işlemler sadece daha derin bir anlayış kliniğe transfer olabilir daha fazla uyuşturucu hedeflerine çevirmek olabilir. Boyuna Floresans moleküler tomografi akciğer parenkima değişiklikleri algılama için mikro-BT ile birleştiğinde tarafından MMP etkinleştirme izleme olanağı gelecekte tedavi klinik yanıt erişmek için kullanılan.
Protocol
Representative Results
Discussion
IPF tedavi etmek için yeni ilaçların geliştirilmesi üzerinde odaklanan birçok araştırma grupları rağmen şu anda sadece iki hasta için kullanılabilir. Bir acil tıbbi gerek çünkü daha etkili tedaviler7 bulmak sadece akciğer transplantationis 4-5 yıl26yaşama uzatmak mümkün. Translasyonel tıp ve yeni ilaçların geliştirilmesi için gerekli ön koşul IPF ve Girişimsel hangi çalışmalar başarı klinikte akıllı özellikler taklit eden bir hayvan mod…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar Dr Daniela Pompilio ve Roberta Ciccimarra teknik yardım için teşekkür etmek istiyorum.
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).
