应用小鼠灌胃针和点样吸头建立的大、小鼠肺泡灌洗新方法
杨 彪1肖纯凌2▲
1.辽宁中医药大学,辽宁沈阳 110032;2.沈阳医学院环境污染与微生态重点实验室,辽宁沈阳 110034
[摘要]目的建立一套新型易操作的大、小鼠肺泡灌洗新方法。方法依靠小鼠灌胃针和电泳点样吸头为工具,建立一套新型的大、小鼠肺泡灌洗操作系统。分别使用10 ml或1 ml的无菌注射器配合插管工具完成肺泡灌洗操作。研究中对10只雄性Wistar大鼠(体重220~250 g)和10只雄性CB17-SCID小鼠(体重24~28 g)进行插管和肺泡灌洗液收集。结果共完成20次大、小鼠的插管和肺泡灌洗操作,成功收集到1×107个大鼠肺泡巨噬细胞和3× 106个小鼠肺泡巨噬细胞。结论应用小鼠灌胃针和电泳点样吸头完成的收集大、小鼠肺泡灌洗液新方法,能够被广泛用于大、小鼠呼吸系统疾病模型的研究。
[关键词]实验技术;小鼠灌胃器;电泳点样吸头;大鼠;小鼠
随着呼吸系统相关疾病研究的深入,利用肺泡灌洗液中成分的变化及其在疾病中的意义,对研究各种因素所引发的肺相关疾病具有重要价值[1-2]。很多实验室对大、小鼠肺泡灌洗方法不断的进行革新[3-9],随之而来的许多成功有效的技术手段得到广泛的应用。为了本课题组开展进一步科学研究的需要,本研究建立了应用常规实验器材建立大、小鼠肺泡灌洗的新方法,这种方法的应用和推广将从经济层面和技术层面帮助到更多实验室的科研人员。本研究简要描述具体的操作方法和要点,期待与广大研究者进行探讨和学习。
1 材料与方法
1.1 实验材料
动物:10只Wistar大鼠[体重220~250 g,许可证号:SCXK(京)2012-0001]和10只雄性CB17-SCID小鼠[体重24~28 g,许可证号:SCXK(京)2012-0001]购于北京维通利华动物实验动物技术有限公司,常规饲养于辽宁中医药大学实验动物中心SPF级动物房内,12 h/ 12 h昼夜光照,动物房温度为22~24℃,湿度为70%。
材料:乙醚(国药集团化学试剂有限公司)、小鼠灌胃针(12#,6 cm)、1~200 μl Pipette Tip(Thermo Fisher,Cat.#010-Q)、PBS(Ca2+,Mg2+Free,Hyclone,GE)、血细胞计数板、1#手术线、Leica AM6000显微镜、1640培养基、四季青胎牛血清及1 ml和10 ml无菌注射器(镇江康利医疗器械有限公司)。
1.2 操作方法
1.2.1 大鼠肺泡灌洗操作方法 实验准备:首先对小鼠灌胃针等器具进行灭菌。在50 ml离心管底部填充约5 ml体积的棉球,然后用吸管向棉球内部添加3 ml乙醚液体,如果需要增加大鼠麻醉数量,适时补充乙醚的使用剂量。对Wistar大鼠进行麻醉处理,观察大鼠的呼吸频率,待呼吸由急促转慢时,将其固定于鼠板上,此时如果大鼠苏醒,重复进行麻醉。将大鼠处死(大鼠腹主动脉法采血),然后喷洒适量75%乙醇,在无菌条件下进行支气管肺泡灌洗术。
肺泡灌洗操作:①沿正中线剪开腹部和颈部皮肤,分离大鼠肺和气管组织。将气管和肺组织置于直径100 mm培养皿中,先将1#手术线打结放在距离气管切口端5 mm左右位置,然后将经过灭菌处理的小鼠灌胃针插入到大鼠气管中,同时用力系紧之前在近气管切口端的打结(图1)。取注射器抽取预冷的不含钙镁离子的PBS缓冲液5 ml注入肺腔,轻轻按摩肺脏,停留20 s后再缓慢回抽支气管肺泡灌洗液。以上操作重复10次,25~40 ml液体。② 置于 4℃离心机以1000 r/min,离心10 min,后弃上清液。③10%小牛血清的RPMI1640细胞培养液悬浮细胞,经过培养后,贴壁生长的大鼠肺泡巨噬细胞可以进行下一步的实验研究。

 
图1 大鼠插管操作的肺组织
1.2.2 小鼠肺泡灌洗操作方法 实验准备:首先进行插管器具处理,即用剪刀减掉吸头末端约5 mm,在实验操作之前完成Thermo吸头与1 ml注射器的吻合要求,注意一定要吻合良好(如果剪刀剪去的长度不合适,会使吸头与注射器的吻合性差,灌洗时发生漏液)。处理好吸头后,与其他实验器具一并灭菌。CB17-SCID鼠处死(小鼠摘眼球法采集外周血),固定鼠板后喷洒适量75%乙醇,在无菌条件下进行支气管肺泡灌洗术。
肺泡灌洗操作:①沿正中线剪开腹部和颈部皮肤,分离小鼠肺和气管组织。将气管和肺组织置于直径60 mm培养皿中,先将1#手术线打结放在在气管切口端5 mm左右位置,然后将经过剪切及灭菌处理的吸头插入到小鼠气管中,同时用力系紧之前在近气管切口端的打结(图2)。取注射器抽取预冷的不含钙镁离子的PBS缓冲液1 ml注入肺腔,轻轻按摩肺脏,停留20 s后再缓慢回抽支气管肺泡灌洗液。以上操作重复10次,5~8 ml液体。②置于4℃离心机以1000r/min,离心10 min,后弃上清液。③10%小牛血清的RPMI1640细胞培养液悬浮细胞,经过培养后,贴壁生长的小鼠肺泡巨噬细胞可以进行下一步的实验研究。

 
图2 小鼠插管操作的肺组织
2 结果
依靠小鼠灌胃针和电泳点样吸头建立的大、小鼠肺泡灌洗新方法共完成20次插管和肺泡灌洗操作,收集的肺泡巨噬细胞,用10%小牛血清的RPMI1640细胞培养,经过细胞计数可以得到约1×107个大鼠肺泡巨噬细胞,细胞形态特征如图3所示;经过计数可以得到约3×106个小鼠肺泡巨噬细胞,形态特征如图4所示。经过贴壁选择及图像采集证明获得的细胞为高质量的肺泡巨噬细胞,提示实验技术方法有效,创新收集肺泡灌洗液的方法成功。

 
图3 大鼠肺泡巨噬细胞

 
图4 小鼠肺泡巨噬细胞
3 讨论
近年呼吸系统疾病的研究呈上升趋势,支气管肺泡灌洗技术已越来越多地应用于外源性化合物对肺脏毒性作用的研究,通过对支气管肺泡灌洗液(bronchalveolar lavage fluid,BALF)中细胞、生化、肺表面活性物质等多种成分的分析,可以探讨化合物对肺脏的作用机制[10-12]。BALF中一些酶类的变化可以直接反映肺组织细胞的氧化损伤情况。获取的肺泡巨噬细胞直接暴露于引发呼吸系统炎性疾病的各种因子中,而这些成分激活的肺泡巨噬细胞能够分泌多种细胞因子和趋化因子并激活其他效应细胞,甚至破坏肺部组织结构[13-14,2]。应用常规实验室耗材建立的大、小鼠肺泡灌洗新方法已经成为呼吸系统损伤机制研究的必要技术。
应用常规实验室耗材建立的大、小鼠肺泡灌洗新方法具有以下优点:①将气管和肺组织剪切下来,可视性更好,可以更加直观地完成灌洗操作;②应用小鼠灌胃针完成大鼠肺泡灌洗操作,首先,可以更好地避免实验器具给组织带来的损伤,另外,还可以防止结扎后组织和灌胃针脱离的发生;③应用处理后于1 ml注射器相吻合的点样吸头,由于吸头一端到另一端逐渐变细,所以可以与小鼠气管接触得更紧密,防止漏液的发生,同时也可以避免使用金属锐器完成灌洗造成的组织破坏。
操作的注意事项:①灌洗前采集血样时,大鼠腹主动脉采血量应>6 ml;小鼠摘眼球采血量应>0.5 ml;如果采集的血量太少,则需要加入适量的红细胞裂解液,消除红细胞对研究带来的影响;按照上述要求完成的肺泡灌洗液收集的细胞经过培养后,经过更换培养基,即可以除去未贴壁生长的红细胞。②分离大、小鼠气管和肺组织时,切勿剪破肺组织,造成灌洗操作无法完成,而且小鼠气管的剪切要尽量靠近其口咽部,保证气管长度足够通过吸头完成肺泡灌洗液的收集。③进行灌洗时,注意灌胃针和吸头的推进角度及注射器推入液体的速度,推进角度太大容易造成气管组织破损,液体推入的速度太快容易漏液。④抽取灌洗液时,要由气管一端到另一端变换位置完成,一般来说,可以由近支气管端向远端进行,因为气管有1/3左右的纤维结缔组织的特殊组织结构,所以抽取液体时结缔组织会阻塞吸头,需要变更位置完成。⑤进行肺泡灌洗操作时,要逐一完成,如同时收集多组气管和肺组织,可由多人完成肺泡灌洗液操作,否则会影响获得肺泡巨噬细胞的质量。
综上所述,通过小鼠灌胃针和电泳点样吸头建立的大、小鼠肺泡灌洗新方法,大胆地改进和创新了肺泡灌洗方法的实验操作,应用常规实验室耗材建立的大、小鼠肺泡灌洗新方法操作简洁,可重复性好,能够广泛用于大、小鼠肺泡灌洗液的收集。熟练此种技术可以更好地为科学研究服务。
[参考文献]
[1]Hodge S,Hodge G,Scicchitano R,et al.Alveolar macrophages from subjects with chronic obstructive pulmonary disease are deficient in their ability to phagocytose apoptotic airway epithelial cell[J].Immunol Cell Biol,2003,81(4):289-296.
[2]Reddy AT,Lakshmi SP,Muchumarri RR,et al.Nitrated fatty acids reverse cigarette smoke-induced alveolar macrophage activation and inhibit protease activity via electrophilic salkylation[J].PLoS One,2016,11(4):e0153336.
[3]刘文彬,刘贵颖.大鼠支气管肺泡灌洗方法的研究进展[J].临床肺科杂志,2012,17(4):704-706.
[4]史菲,邱晨.大鼠支气管肺泡灌洗术标准化操作的探讨[J].中国现代医学杂志,2002,12(24):67-69.
[5]侯长春,赵海金,蔡绍曦,等.支气管哮喘小鼠模型肺组织和肺泡灌洗液高迁移率族蛋白B1的表达及地塞米松的干预作用[J].南方医科大学学报,2010,30(9):2051-2054.
[6]酆孟洁,邱晨,刘雯雯.支气管肺泡灌洗术在哮喘小鼠模型中的应用[J].国际检验医学杂志,2012,33(19):2305-2306.
[7]李佳曦,汪受传,徐建亚,等.白藜芦醇对RSV感染BALB/c小鼠肺泡灌洗液TNF-α,IL-1β,IL-6表达的调控趋势[J].中国中药杂志,2012,37(10):1451-1454.
[8]董江涛,徐芳,田玺择,等.不同毒力结核分枝杆菌感染小鼠对肺泡巨噬细胞的凋亡率及其时相性变化的影响[J].中国免疫学杂志,2012,28(5):389-392.
[9]武婧,王素华,王春虾,等.两种大鼠肺灌洗方法的对比研究[J].包头医学院学报,2013,29(6):26-28.
[10]曹君,陈平,杨悦,等.烟雾暴露所致肺气肿小鼠模型的建立与评价[J].中国实验动物学报,2010,18(4):278-282.
[11]黄翠萍,张珍祥,徐永健.p38蛋白激酶对大鼠肺泡巨噬细胞活化机制的调控[J].中国病理生理杂志,2003,19(5):661-663.
[12]刘芬,李勇,赵宁,等.MicroRNA-132通过调控胆碱能通路减轻肺泡巨噬细胞炎症反应[J].中国病理生理杂志,2016,32(2):261-266.
[13]谭海涛,胡业焕,黄淑萍,等.纤维支气管镜应用于重症脑卒中伴肺部感染的临床观察[J].中国当代医药,2014,21(3):31-33.
[14]王晓艳,宋瑞瑞,张晓雪,等.PI3K/Akt信号通路在染尘大鼠肺泡巨噬细胞自噬中作用[J].中国职业医学,2016,43(3):247-255.
A new method of alveolar lavage in rat and mouse set up applying mouse stomach needle and point sample suction head
YANG Biao1XIAO Chun-ling2▲
1.Liaoning University of Traditional Chinese Medicine,Shenyang 110032,China;2.Key Lab of Environmental Pollution and Microecology,Shenyang Medical College in Liaoning Province,Shenyang 110034,China
[Abstract]ObjectiveTo develop a new method for easy rat and mouse alveolar lavage.MethodsMouse stomach needle and electrophoresis point sample suction head applied to develop a new alveolar lavage operation system in rat and mouse.Sterile syringe of 10 ml or 1 ml was used respectively to complete the alveolar lavage with the intubation tool. Ten male Wistar rats(weight was 220-250 g)and ten male CB17-SCID mice(weight was 24-28 g)were performed for intubation and alveolar lavage fluid collection.Results20 times of intubation and alveolar lavage operation were completed.1×107alveolar macrophages from rat and 3×106alveolar macrophages from mouse were successfully collected.ConclusionA new method of alveolar lavage in rat and mouse set up applying mouse stomach needle and point sample suction head can be widely used in the study of respiratory disease model in rat and mouse.
[Key words]Experimental technique;Mouse gastric lavage;Electrophoresis point sample suction head;Rats;Mice
[中图分类号]R332
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721(2016)12(b)-0132-03
(收稿日期:2016-10-21 本文编辑:许俊琴)
[基金项目]辽宁省沈阳市环境污染与重点实验室建设项目(F14-181-1-00);辽宁省沈阳市科技局计划项目
[作者简介]杨彪(1984-),男,2014级在读博士研究生,从事环境污染物对呼吸系统影响的研究
通讯作者:肖纯凌(1964-),女,教授,博士生导师,从事大气污染对呼吸道的影响机制及微生态研究