Экспериментальная модель легочного фиброза у мышей, индуцированная посредством аэрозольной доставки LPS

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Повреждение легких, вызванное воздействием липополисахарида (LPS), является наиболее часто используемой моделью острого воспаления легочной ткани у мышей, что позволяет имитировать развитие синдрома респираторного расстройства у человека. Эффекты индуцированного экспериментального острого LPS-зависимого воспаления дыхательных путей хорошо изучены и связаны с накоплением нейтрофилов в бронхоальвеолярной жидкости (БАЛ), локальной и системной продукцией провоспалительных цитокинов, а также сужением просвета дыхательных путей. В последнее время появляется все больше исследований, показывающих наличие признаков легочного фиброза, таких как усиленная пролиферация фибробластов и избыточное отложение внеклеточного матрикса на поздних стадиях острого воспаления легких, вызванного воздействием LPS. В данной работе описана экспериментальная модель острого повреждения легких, индуцированная с помощью однократного аэрозольного введения LPS в качестве воспроизводимой in vivo модели легочного фиброза. Для этого мышей линии C57BL/6 помещали в камеру, и с помощью распылителя Aeroneb Lab Nebulizer подвергали воздействию аэрозоля, содержащего 10 мг LPS.

Было установлено, что через 5 недель после однократного ингаляционного введения LPS мыши демонстрировали повышенную продукцию IL-6 в БАЛ. Несмотря на то, что количество нейтрофилов не изменялось, на 5-й неделе после воздействия LPS происходило снижение процентного содержания альвеолярных макрофагов, что может свидетельствовать о продолжающемся локальном воспалении. В то же время доставка LPS с помощью аэрозольной установки, спустя несколько недель, приводило к увеличению продукции и экспрессии ключевых медиаторов фиброза, таких как повышенной продукции IL-10 в БАЛ, увеличенной экспрессии Tgfb1, Col1a1, Il13 и Acta2, а также отложению коллагена в легочной ткани по сравнению с мышами с острым воспалением легких.

Таким образом, использование метода однократного введения LPS с помощью небулайзера представляет собой релевантную, воспроизводимую и физиологичную модель на мышах, что в дальнейшем позволит исследовать механизмы развития фиброза легких и поможет в поиске новых терапевтических средств и подходов.

Об авторах

О. А. Намаканова

ФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: olga.namakanova@gmail.com

младший научный сотрудник Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины

Россия, Москва

Е. О. Губернаторова

ФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наук

Email: olga.namakanova@gmail.com

старший научный сотрудник Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины

Россия, Москва

Н. Р. Чичерина

АНOО ВО «Научно-технологический университет “Сириус”»

Email: olga.namakanova@gmail.com

студент, магистр направления «Иммунобиология и биомедицина»

Россия, Федеральная территория «Сириус», Краснодарский край

Р. В. Зварцев

ФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наук

Email: olga.namakanova@gmail.com

младший научный сотрудник Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины

Россия, Москва

М. С. Друцкая

ФГБУН «Институт молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта» Российской академии наук; АНOО ВО «Научно-технологический университет “Сириус”»

Email: olga.namakanova@gmail.com

д.б.н., ведущий научный сотрудник Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины; доцент

Россия, Москва; Федеральная территория «Сириус», Краснодарский край

Список литературы

  1. Bain C.C., MacDonald A.S. The impact of the lung environment on macrophage development, activation and function: diversity in the face of adversity. Mucosal Immunol., 2022, Vol. 15, no. 2, pp. 223-234.
  2. Byrne A.J., Maher T.M., Lloyd C.M. Pulmonary macrophages: a new therapeutic pathway in fibrosing lung disease? Trends Mol. Med., 2016, Vol. 22, no. 4, pp 303-316.
  3. de Souza Xavier Costa N., Ribeiro Junior G., Dos Santos Alemany A.A., Belotti L., Zati D.H., Frota Cavalcante M., Matera Veras M., Ribeiro S., Kallas E.G., Nascimento Saldiva P.H., Dolhnikoff M., Ferraz da Silva L.F. Early and late pulmonary effects of nebulized LPS in mice: An acute lung injury model. PLoS One, 2017, Vol. 12, no. 9, e0185474. doi: 10.1371/journal.pone.0185474.
  4. Frangogiannis N. Transforming growth factor-beta in tissue fibrosis. J. Exp. Med., 2020, Vol. 217, no. 3, e20190103. doi: 10.1084/jem.20190103.
  5. Kolahian S., Fernandez I.E., Eickelberg O., Hartl D. Immune mechanisms in pulmonary fibrosis. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol., 2016, Vol. 55, no. 3, pp. 309-322.
  6. Mizgerd J.P., Skerrett S.J. Animal models of human pneumonia. Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol., 2008, Vol. 294, no. 3, pp. L387-L398.
  7. Nakagome K., Dohi M., Okunishi K., Tanaka R., Miyazaki J., Yamamoto K. In vivo IL-10 gene delivery attenuates bleomycin induced pulmonary fibrosis by inhibiting the production and activation of TGF-beta in the lung. Thorax, 2006, Vol. 61, no. 10, pp. 886-894.
  8. Schmittgen T.D., Livak K.J. Analyzing real-time PCR data by the comparative C(T) method. Nat. Protoc., 2008, Vol. 3, no. 6, pp. 1101-1108.
  9. Tsikis S.T., Fligor S.C., Hirsch T.I., Pan A., Yu L.J., Kishikawa H., Joiner M.M., Mitchell P.D., Puder M. Lipopolysaccharide-induced murine lung injury results in long-term pulmonary changes and downregulation of angiogenic pathways. Sci. Rep., 2022, Vol. 12, no. 1, 10245. doi: 10.1038/s41598-022-14618-8.
  10. Zheng M., Li H., Sun L., Brigstock D.R., Gao R. Interleukin-6 participates in human pancreatic stellate cell activation and collagen I production via TGF-beta1/Smad pathway. Cytokine, 2021, Vol. 143, 155536. doi: 10.1016/j. cyto.2021.155536.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1. Воспалительный профиль в легких через 24 ч и 5 недель после однократного ингаляционного введения LPS

3. Рисунок 2. Введение LPS в виде аэрозоля через 5 недель приводит к увеличению экспрессии ключевых медиаторов, ассоциированных с фиброзом


© Намаканова О.А., Губернаторова Е.О., Чичерина Н.Р., Зварцев Р.В., Друцкая М.С., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».