Name: noninvasive sampling of mucosal lining fluid for the quantification of in vivo upper airway immune-mediator levels
Uploaded: 2017-08-07T12:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 31 s
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우리는 어린이 가족 COPSAC2010 코 호트 연구의 그들의 지원 및 헌신에 대 한 우리의 감사를 표현 한다. 우리는 인정 하 고 COPSAC 연구 팀과 cytokines와 발산의 측정 기술자 Lisbeth Buus Rosholm, 덴마크의 기술 대학에서에서 기술 도움의 독특한 노력을 주셔서 감사 합니다.

헬싱키의 선언의 원칙에 따라 연구 했다. 코펜하겐 (KF 01-289/96 COPSAC2000 )와 H B-2008-093 COPSAC2010및 덴마크어 데이터 보호 기관에 대 한 윤리 위원회에서 승인, 확인 하 고 등록 하기 전에 각 과목의 두 부모 로부터 서 면된 동의 얻어.
1. 실험 설치
<ol>
	<li>필터 종이 시트를 사용 하 여 (섬유 hydroxylated 폴리에스터 시트 참조 테이블의 재료)6,7.<ol>
		<li>나이가 어린이 성인 (5 x 20 x 10 m m (L의 짧은 팔))에 대 한 스트립 3 x 15 m m 1 개월 된 아이 대 한 크기와 L-모양에 잘라.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>집게를 사용 하 여 유아의 각 콧구멍에 필터 종이의 한 조각을 삽입 합니다. 열 등 한 비 (신생아에 대 한 콧구멍 및 다른 모든 연령대에 1.5 cm 대략 1 cm)의 앞쪽 부분에 필터 종이 놓습니다.<ol>
		<li>신생아를 침대에 놓고 그들에 게 편안 함을 위해 설탕 물. 참고: 다른 모든 연령대의 어린이 위한 샘플링 수행 됩니다 가장 쉽게의 자에 앉아 주제.</li>
		<li>더 오래 된 아이 들에 대 한 각 콧구멍에 L 모양 필터 종이의 긴 팔을 삽입 합니다.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>불편을 최소화 하 고 필터 종이의 실수로 손실을 방지 하기 위해 콧구멍 주위 코 클립을 적용 합니다.</li>
	<li>흡수의 2 분 후 필터 종이 제거 합니다.</li>
	<li>레이블이 지정 된 튜브에 필터 종이 놓고-80 ° c.에 즉시 그들을 멈추게합니다</li>
	<li>샘플링의 날에는 아이 의해 표시 된 기도 감염의 증상의 기록을 합니다.</li>
	<li>어떤, 재채기, 지속적인 울고, 또는 샘플링의 2 분 동안 발생 하는 비 출혈을 기록 합니다.</li>
</ol>
2입니다. 기도 면역-중재자의 정량화
<ol>
	<li>냉동 실에서 10 무작위로 샘플을 가져가 라. Id 번호를 기록 합니다. 전체 작업 과정에서 얼음에 샘플을 유지.</li>
	<li>얼음에 녹고 후 담가 (주제) 당 필터 종이 양쪽 콧구멍에서 300 µ L 갓의 버퍼 ( 재료의 표참조) 포함 한 완전 한 protease 억제제 태블릿 ( 재료의 표참조) 버퍼의 25 mL 당.<ol>
		<li>필터 종이의 크기에 따라 버퍼의 볼륨을 조정 합니다.<ol>
			<li>버퍼의 300 µ L를 사용 하 여 필터 용지 크기에서 3 x 15 m m에 대 한.</li>
			<li>하나의 필터 종이 사용할 수 있는 경우에 절반 버퍼 볼륨 (150 µ L)을 사용 합니다.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>타이머를 5 분 사용에 대 한 접시 통 (400 rpm)에 샘플을 전송.</li>
	<li>전송 촉촉한 필터 서류 및 분석 결과 버퍼는 microcentrifuge 배치는 셀 루 로스 아세테이트 튜브 필터 (0.22 μ m 기 공 크기)의 컵으로 튜브 ( 재료의 표참조).</li>
	<li>필터링 된 코 추출 튜브를 5 분 (4 ° C)에서 냉각된 원심 분리기에서 16000 x g에서 원심.</li>
	<li>컵을 제거 하 고 낮은 단백질 바인딩 스토리지 접시 ( 테이블의 자료를 참조)의 우물에 비 추출 물 aliquoting 동안 얼음에 튜브를 유지.</li>
	<li>분석까지-80 ° C에 저장 합니다.</li>
	<li>Cytokines와 높은 감도, electrochemiluminesce 기반 다중화 어레이 시스템을 사용 하 여 비 강 추출 물에 발산의 농도 결정 ( 재료의 표참조). 참고: 인간의 10-플렉스 TH1/TH2 cytokine 분석 결과, 9-플렉스 chemokine 분석 결과, 및 단일-플렉스 IL-17A, TGF-β1, 및 TSLP 수행 했다 여기.<ol>
		<li>분석, 대 한 코 추출 물 4 ° c.에 하룻밤을 품 어 ( 재료의 표참조) 프로토콜 표준 제조 업체 당으로 측정을 수행 합니다. 참고:는 immunoassays 1 사이 배열 하는 측정에 대 한 높은 동적 범위는 일반적으로 ( 테이블의 자료를 참조) &#38; 10000 pg/mL, 일부 분석에 대 한 100000 pg/mL 될 수 있습니다. 즉, 같은 희석, 따라서 건강 하 고 병에 걸린 주제에 서로 다른 희석의 영향을 제한 하는 다른 유사한 immunoassays에서 경우에서 모든 샘플을 실행할 수 있습니다. 모든 cytokines에 대 한 검색의 하한값 1 pg/mL 또는 1 사이 배열, 그리고 발산, &#38; 50 pg/mL. TSLP 나이의 1 달에서 샘플의 98%에서 감지 되지 않았습니다.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3입니다. 통계
<ol>
	<li>로그 변환 cytokine 및 chemokine 레벨의 일반적으로 분산된 오차를 분석 하기 전에 데이터입니다.</li>
	<li>샘플 하나 이상의 일괄 처리에서 분석 되는 경우 batch-wise 로그 변환 데이터 중심으로 대 한 cytokine 및 chemokine 데이터를 수정 합니다.<ol>
		<li>전체 평균 및 안티 로그 변환 원래 측정 단위로 데이터를 통합 합니다. 참고: 분석 완료의 모든 집합에 대 한 cytokines 및 발산의 수준에 영향을 주는 변수를 조절 보십시오. 이 샘플링, 형제, 가정, 등등 있는 애완 동물 중 모성 영향 (예를 들어, 알코올 소비와 흡연 임신 중), 모유 수 유, 불리 한 이벤트 수 있습니다.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Bousquet, J., van Cauwenberge, P., Khaltaev, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Allergic+Rhinitis+and+Its+Impact+on+Asthma.">Allergic Rhinitis and Its Impact on Asthma.</a> J Allergy Clin Immunol. 108 (5), 147-334 (2001).</li><li>Howarth, P. H., Persson, C. G. A., Meltzer, E. O., Jacobson, M. R., Durham, S. R., Silkoff, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Objective+monitoring+of+nasal+airway+inflammation+in+rhinitis.">Objective monitoring of nasal airway inflammation in rhinitis.</a> J Allergy Clin Immunol. 115 (3), 414-441 (2005).</li><li>Bensch, G. W., Nelson, H. S., Borish, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+cytokines+in+nasal+secretions+after+nasal+antigen+challenge:+lack+of+influence+of+antihistamines.">Evaluation of cytokines in nasal secretions after nasal antigen challenge: lack of influence of antihistamines.</a> Ann Allergy Asthma Immunol. 88 (5), 457-462 (2002).</li><li>Sussman, G. L., Mason, J., Compton, D., Stewart, J., Ricard, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+efficacy+and+safety+of+fexofenadine+HCl+and+pseudoephedrine,+alone+and+in+combination,+in+seasonal+allergic+rhinitis.">The efficacy and safety of fexofenadine HCl and pseudoephedrine, alone and in combination, in seasonal allergic rhinitis.</a> J Allergy Clin Immunol. 104 (1), 100-106 (1999).</li><li>Bisgaard, H., Robinson, C., R&#248;meling, F., Mygind, N., Church, M., Holgate, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leukotriene+C4+and+histamine+in+early+allergic+reaction+in+the+nose.">Leukotriene C4 and histamine in early allergic reaction in the nose.</a> Allergy. 43 (3), 219-227 (1988).</li><li>Chawes, B. L. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+method+for+assessing+unchallenged+levels+of+mediators+in+nasal+epithelial+lining+fluid.">A novel method for assessing unchallenged levels of mediators in nasal epithelial lining fluid.</a> J Allergy Clin Immunol. 125 (6), 1387-1389 (2010).</li><li>F&#0248;lsgaard, N. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathogenic+bacteria+colonizing+the+airways+in+asymptomatic+neonates+stimulates+topical+inflammatory+mediator+release.">Pathogenic bacteria colonizing the airways in asymptomatic neonates stimulates topical inflammatory mediator release.</a> Am J Respir Crit Care Med. 187 (6), 589-595 (2013).</li><li>F&#0248;lsgaard, N. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neonatal+Cytokine+Profile+in+the+Airway+Mucosal+Lining+Fluid+Is+Skewed+by+Maternal+Atopy.">Neonatal Cytokine Profile in the Airway Mucosal Lining Fluid Is Skewed by Maternal Atopy.</a> Am J Respir Crit Care Med. 185 (3), 275-280 (2012).</li><li>Chawes, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Vitamin+D3+Supplementation+During+Pregnancy+on+Risk+of+Persistent+Wheeze+in+the+Offspring:+A+Randomized+Clinical+Trial.">Effect of Vitamin D3 Supplementation During Pregnancy on Risk of Persistent Wheeze in the Offspring: A Randomized Clinical Trial.</a> JAMA. 315 (4), 353-361 (2016).</li><li>Bischoff, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+Response+to+A(H1N1)pnd09+Vaccination+in+Pregnant+Women:+A+Single+Blinded+Randomized+Controlled+Trial.">Altered Response to A(H1N1)pnd09 Vaccination in Pregnant Women: A Single Blinded Randomized Controlled Trial.</a> PloS One. 8 (4), 56700 (2013).</li><li>Wolsk, H. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Picornavirus-Induced+Airway+Mucosa+Immune+Profile+in+Asymptomatic+Neonates.">Picornavirus-Induced Airway Mucosa Immune Profile in Asymptomatic Neonates.</a> J Infect Dis. 213 (8), 1262-1270 (2016).</li><li>Wolsk, H. M., Chawes, B. L., F&#248;lsgaard, N. V., Rasmussen, M. A., Brix, S., Bisgaard, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Siblings+Promote+a+Type+1/Type+17-oriented+immune+response+in+the+airways+of+asymptomatic+neonates.">Siblings Promote a Type 1/Type 17-oriented immune response in the airways of asymptomatic neonates.</a> Allergy. 71 (6), 820-828 (2016).</li><li>Alam, R., Sim, T. C., Hilsmeier, K., Grant, J. 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L., Horak, F., Wildhaber, J. H., Stick, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+exhaled+breath+condensates+in+infants.">Measuring exhaled breath condensates in infants.</a> Pediatr Pulmonol. 41 (2), 184-187 (2006).</li></ol>

모든 저자는 아무 잠재적인, 인식, 또는 진짜 상충이이 원고 내용에 관한 선언합니다. 자금 지원 기관 설계 및 연구;의 행위에 어떤 역할을 없 었 어 요 수집, 관리, 및 해석 데이터; 나는 준비 검토을 원고의 승인. 제약 회사는 연구에 참여 했다.

여기에 제시 된 기술로, vivo에서 위 기도 점 막 면역 프로필 1 개월 이전 완료 하지 않은 나이 일찍부터 어린이 확인할 수 있었습니다. 우리는 신생아의 기도 면역 프로필에 특정 기도 박테리아의 그 존재와 感7,11, 뿐 아니라 다른 전과 perinatal 노출, 미러 했다 관찰 했다. 또한, 우리는 높은 복용량 비타민 d의 무작위 미 량 재판의 행동의 메커니즘을 연구를 이러한 기도 면역 프로필 데이터 사용 이러한 결과 유효성과 기도 면역 중재자의 후속 vivo에서 정량화에 대 한 비 침 투 적인 샘플링 기법으로 점 막 내벽 유체 기술의 유틸리티를 밑줄.
다음 방법 구현 하기 전에 고려 가치가 있다: 점 막 내벽 액체 매트릭스에서 cytokines를 측정 하기 위해 electrochemiluminescence 프로토콜에 의해 제공 하는 등 높은 감도-기반 immunoassay 방법론을 사용 하는 것이 중요 하다. 효소 연결 된 immunoassays 사용 하 여 흡 광도 판독에서 유추 될 수 있습니다. 또한, 코와 기관지 사이 강한 관계가 있지만 위 기도에 면역 프로 파일 측정 여전히 한계입니다. 샘플링; 점 막 층의 상부에서 수행 되었다 따라서, 우리는 액체 주로 젤 레이어, 솔 레이어 하지의 구성을 나타내는 것을 기대 합니다. 우리 하이 제한 점액 레이어 마커를 측정 하지 않았다. 비 강 유체 분 비에서 개별 유사 수 있습니다 이론 영향 cytokines와 발산의 감지 수준. 그러나, 우리 수 있다 명확 하 고 다양 한 면역학 고기 다른 노출7,,89,10,11,12에 대 한 응답을 식별 하기 위해 나타내는 간 개별 변화 비 강 분 비 역학에이 기술에 대 한 주요 장애물이 되지 않을 수 있습니다. 기술을 수행 하는 동안 그것은 낮은 온도 (얼음 냉각)을 처리 하는 동안 단백질 저하를 피하기 위해에서 모든 절차를 수행 하는 것이 중요. 단백질 저하 권장된 단백질 protease 억제제 단백질 추출 버퍼에 추가 하 여 더욱 줄어들 수 있다.
그럼에도 불구 하 고,이 기술은 강도 그것은 하기 쉽고 수행, 비 침 투 적인 기도 점 막 면역 서명 신생아 기간에서 및 앞으로의 경도 평가 있습니다. 이러한 정보에 어떻게 로컬 기도 면역 체계가 성숙 어린 시절 내내 고 성인으로 잠재적으로 지식을 제공할 수 있습니다. 또한, 샘플링 기법 그대로 수행 하 고 in vivo-관련, undiluted 방식으로,를 사용 했을 코 게 기술을 감지 희석 알 수 없는 요소가 발견13의 타당성을 감소 면역 중재자의 검출. 우리 샘플 수집, 저장, 및 어원이 릴리스 상용 ( 재료의 표참조)를 설계 합성, 섬유, 폴리에스터 hydroxylated 매체 사용. 자료 낮은 바이오 바인딩으로 친수성 이며 단백질이 포함 된 샘플 안정-80 ° c.에 보관 시 물자는 높게 흡수 성, 그리고 섬유 표면 물 습윤을 향상 시키기 위해 수정 되었습니다.
COPSAC2010 연구에서 우리는 21 cytokines, 선험적으로 기도에 로컬 행동 면역 시스템의 주요 phenotypical 경로 표현 하기 위해 선정 됐다 발산의 패널을 선택. 이러한 중재자, TSLP, 단 하나 나이의 1 달에서 감지 되지 않았습니다.
낮은 기도 (예를 들어, bronchoscopic microsampling 기술을 사용 하 여)에서 점 막 내벽 액체를 수집 하는 것이 중요 한 미래의 응용 프로그램 낮은 기도 면역학을 평가 하기 위해. Bronchoscopic microsampling bronchoscopic 진단, 로컬 기관지 상피 안 대기 액체; 수집의 능력에 대 한 새로운 절차는 그것은 넣어진된 폴리에스터 섬유 조사14를 이용 한다. 원심 항공에 도달 하면, 조사 칼 집 끝에서 기관지 루멘에 기관지 상피 액체 흡수에 밀어넣기됩니다. Bronchoscopic microsampling는 급성 호흡 곤란 증후군14,,1516 와17만성 폐쇄성 폐 질환 사용 되었습니다. 그러나, 천식,는 기존 문제는 프로브 상피 취약성 질병 유발 및 증가 vascularization 출혈을 일으킬 수 있습니다. Bronchoscopic microsampling 절차에 점 막 내벽 유체 기술을 적용 하는 것은 중요 한 임상 암시 우리의 이해에 관하여 이상의 뿐만 아니라 감시, 치료, 그리고 어린이 성인 모두에서 여러 가지 급성과 만성 폐 질병의 결과 예측 가질 수 있습니다.
모든 유형의 중재자 이론적으로 측정 될 수 있다 여기에서 사용 하는 상용 시스템의 다중 immunoassay 플랫폼을 사용 하 여 ( 재료의 표참조). 플랫폼 높은 감도 정확한 정량화는 어떤 중재자의 단일 클론 항 체는 immunoassay의 개발에 적용 한 켤레를 얻을 수 있습니다. 이 플랫폼은 또한 함께 제공 높은 정밀도 및 분석할 체액의 pH, 온도 및 점도 변화에 덜 감도.
미래 연구, 그것은 가치가 있을 것 이라고 큰 측정, 예를 들면 면역 중재자의 현재 패널 확장: 항균 성 펩 티 드; 총과 특정이; C-반응성 단백질; 같은 심각한 단계 반응, prostaglandins; 같은 지질 중재자 그리고 두뇌 파생 된 neurotrophic 요인 (BDNF) 같은 신경 중재자. 이 광범위 한 공중 노출 시체 사이트에서 점 막 응답 시스템의 특성의 더 상세한 보기를 제공할 수 있습니다. 제안 된 중재자도 측정할 수 있습니다 타겟된 양적 고감도 immunoassays에 의하여와 같은 현재 설치 또는 타겟 또는 타겟이 불분명 한 핵 자기 공명 (NMR) 분광학-또는 액체 크로마토그래피-질량 분석 (MS LC)-대사체학 기법을 기반으로. 후자의 접근은 이미 단점이 몇 가지 방법론 biofluid18 의 샘플링에 대해 점 막 내벽 유체 기술에 대 한 분명 하지 않은 exhaled 호흡 응축 메서드를 어느 정도 구현 되었습니다.
성인,으로 신생아 기간에서 경도 샘플링 COPSAC2010 일대에 수행 크게 기본 면역 요소 앞 또는 천식과 알레르기 같은 기도 질환과 수반 행동의 우리의 이해를 증가할 것 이다. 이러한 연구 결과 특정 질병 endotypes을 대상으로 새로운 치료제의 개발 하 고 미 량의 수사에 중요 한 될 수 있으며 약물 메커니즘에서 행동의 무작위 임상 시험.

코의 점 막 내벽 액체 위 기도 시스템의 액체 부분을 게. 복잡 한 매트릭스 상피와 미생물 침입에 대 한 방어의 첫 번째 라인을 구성 하는 면역 세포 사이 상호 작용에서 파생 하는 중재자의 그것에 의하여 이루어져 있다. 비 강 점 막이 쉽게 접근할 수 있는, 그리고 코와 기관지1사이의 강력한 기능과 면역 관계 있다. 이 구획은 어린 시절에, 인생에서 나중에 더 널리 다른 호흡기 질환의 범위 뿐만 아니라 천식과 알레르기 비 염 등 일반적인 기도 질병에 관하여 특별 한 관심의 이다.
여기, 우리는 샘플 그대로 점 막 비 강에서 액체를 안 감 후속 추출 절차 뿐 아니라 필터 종이, 비 침 투 적인 기법을 사용 하 여, 하는 데 사용 그들의 정량화 하기 전에 필터 논문에서 단백질 기반 analytes elute 메서드의 구현을 설명 합니다. 이 기술은 예를 들어 vivo에서 모두 건강 한 개인과 다양 한 호흡기 질환과 개인의 면역 시그니처를 사용할 수 있습니다. 또한, 특정 면역 서명에 대 한 중요성의 노출을 확인 하 고 예측 또는 중재자 나중 질병 개발의 경우 평가를 가능 하다.
점 막 내벽 액체 이전 코 게2는 종종 앞 코 도전 테스트는 알레르기 염증 반응을3,4자극을 높은 수준에서 소개 된다에 의해 획득 되었습니다 했다. 그러나, 코 게 기술은 어린 아이에서 가능 하지 않습니다 하 고 수준 분석 결과5의 검출 한계 보다 낮을 수 있습니다 희석된 중재자로 서, 결과 혼동 한다 한 알 수 없는 희석 요소를 소개 합니다. 또한,이 알 수 없는 희석 요인 때문 코 도전 테스트에서 측정 된 실정이 응답 설정 일대에 코 게 기술의 유용성을 제한 함으로써 개인 간의 비교 되지 않습니다. 마지막으로, 알레르기 도전만 민감하게 과목에 적용 이며 히 스타 민 도전 등 기타 문제는 순수, 잠재적으로 중재자 릴리스에 천장 효과 일으키는. 이러한 문제는 어디 체액과 분석 수준을 개별 분 비 간 개별 분산에 영향을 주는 유일한 요소는 점 막 내벽 유체 컬렉션에 대 한 표시 필터 종이 기반 기술에서 피할.
추출 프로시저 동안 analytes는 eluted 필터 논문에서 버퍼의 동일한 볼륨의 추가 후 모든 샘플. 이 모든 샘플의 비슷한 비보 전 희석 하시 더군요. 알 부 민-기반 isotonic 소금 솔루션의 추출 버퍼 추출 단계;에 사용 그것은 단백질 기반 중재자의 추출 가능 하 게 하 고 단백질 제한 이후 동결 중 정량화 이전 eluted 단백질의 변성을 안정 시킨다. 추출 단계 단백질 저하를 방지 하려면 protease 억제제의 칵테일 추출 버퍼에 추가 됩니다.
그대로, vivo에서정량화를 허용 하는 기술의 구현-점 막 사이트에서 생성 된 면역 중재자는 최대 중요성 이다. 첫째, 점 막 사이트는 신체에서 가장 큰 면역 기관 최대 수 있습니다. 둘째, 코 위치 공중 노출의 주 사이트 이며1폐 호흡기 면역 구획에 밀접 하 게 연결 된. 셋째, 비 침 투 적인 기법으로이 중요 한 장기를 측량의 가능성 건강과 질병 기도에 관하여 중요 한 미생물 면역 상호 작용 축에 과다 한 정보를 제공 하는 가능성을 엽니다. 넷째, 약물과 미 량 영양소의 무작위로 고르 곤, 통제 된 실험에서 로컬 면역학 변경 공부 등이 기술의 다른 많은 가능한 응용 프로그램 있다.
우리 처음 우리 7 세 어린이 건강 한 컨트롤13대 알레르기 비 염으로 점 막 내벽 액체의 면역 프로필을 결정 하는 어린 시절2000 (COPSAC2000) 일대에에 코펜하겐 예비 연구에의 기술 구현. 그 후, 우리가 성공적으로 적용이 기술을 경도 COPSAC2010 코 호트 및 평가 기도 면역 프로필에 1 달, 2 년, 그리고 나이의 6 년 및 급성 호흡기 증상의 인스턴스. 1 개월 된 신생아 결과 면역 서명 및 초기 생활 환경 노출7,8,9,10,,1112사이 중요 한 연결을 설명 했다.

<table><tbody><tr><td>Fibrous hydroxylatedpolyester sheets</td><td>Accuwik Ultra&amp;nbsp;</td><td>SPR0730</td><td>Filter paper</td></tr><tr><td>Milliplex Assay Buffer&amp;nbsp;</td><td>Millipore</td><td>L-AB</td><td>Buffer</td></tr><tr><td>Low-protein binding storage plates&amp;nbsp;</td><td>Thermo Scientific</td><td>CLS8161</td><td>Plates</td></tr><tr><td>Protease Inhibitor</td><td>Roche</td><td>11873580001</td><td>complete EDTA-free Protease Inhibitor Cocktail</td></tr><tr><td>Reader of multi-spot plates</td><td>Mesoscale</td><td>NA</td><td>Sector imager 6000</td></tr><tr><td>Assays&amp;nbsp;</td><td>Mesoscale</td><td></td><td>Human 10-plex TH1/TH2 cytokine assay and 9-plex chemokine assay, and singleplex IL-17A, TGF-&amp;beta;1and TSLP. A description can be found online on www.mesoscale.com</td></tr></tbody></table>

noninvasive sampling of mucosal lining fluid for the quantification of in vivo upper airway immune-mediator levels

이 프로토콜 설명 그대로 상부 기도 점 막 안 대기의 비 침범 성 샘플링을 합니다. 그것은 또한 기도 국 소 면역 서명, 자극 절차 (종종 다른 기술에서 사용)에 대 한 필요 없이 연구에 대 한 유체 있다 면역 중재자의 분석 전에 사용 추출 절차를 자세히 설명 합니다. 점 막 내벽 액체 필터 종이의 스트립에 샘플링 비와 흡수의 2 분 왼쪽 열 등의 앞쪽 부분에 배치. Analytes는 eluted 필터 논문에서 그리고 추출 된 단백질 기반 있다 동일한 샘플에 낮은 및 높은 레벨 analytes의 높은 감도 정량화에 대 한 수는 electrochemiluminescence 기반 immunoassay에 의해 분석 된다. 상부 기도 점 막에 통로 신호 하는 특정 면역에 관련 된 20 미리 면역 중재자의 비보에 레벨 측정 하지만 기술은 그 특정 패널 또는 샘플링 사이트에 국한 되지 않습니다. 기술은 처음 알레르기 비 염으로 어린 시절2000 (COPSAC2000) 일대에 7 세 어린이 천식에 코펜하겐 예비 연구에서 구현 되었습니다. 그것은 그 후 경도 COPSAC2010 출생 코 호트, 1 달, 2 년, 그리고 나이의 6 년에와에서 급성 호흡기 증상의 경우에에서 사용 되었다. 우리는 성공적으로 얻은 및 700 1 개월 어린이의 620 (89%)에서 샘플을 분석; (중간값 (간 사분 위 수 범위 (IQR))로 보고 분석 결과 검출 한계 아래 몇 가지 샘플 했다 합니다. 각 중재자에 대 한 검출 한계 (즉, 0에서 탐지의 낮은 제한 세트 포인트를) 아래에 샘플의 번호 29 (7.25-119.5) 이었다. 이 기술은 수 에 비보 기도 점 막 면역 프로 파일의 출생에서 정량화, 경도, 적용 될 수 있다 그리고 유전학 및 초기 생활 환경 노출, 이상, endotyping, 및 호흡기 질환, 그리고 개발 및 새로운 치료제의 평가의 효과 대 한 연구에 적용할 수 있습니다.

Baseline Characteristics of the Airway Immune Profiles: 
Complete data on upper airway mucosal immune mediator levels at 1 month of age was obtained in 620 (89%) of the 700 children enrolled in the COPSAC2010 cohort. Ten neonates were enrolled before the technique was established, and 19 did not attend the 1-month visit. Additionally, 47 samples were excluded because they were extracted and measured in another laboratory used in a pilot study, and 4 samples were lost in transportation (See the study flowchart, Figure 1). Baseline characteristics for the cohort are shown in Table 1.
Most of the mediators had a low level of detection &#60;10 pg/mL (IL-1&#946;, IL-2, IL-4, IL-5, IL-10, IL-12p70, IL-13, IL-17A, TGF-&#946;1, IFN-&#947;, TNF-&#945;, CXCL8, CCL13, CCL4, and CCL17), whereas 5 had a detection level &#62;10 pg/mL (CXCL10, CCL2, CCL11, CCL26, and CCL22) (Table 2). The median (IQR) number of samples below the detection limit (i.e.&#160;from 0 to the lower limit of detection) for each mediator was 29 (7.25 - 119.5) (Table 2). IFN-&#947; levels were below the lower detection limit in almost half (46%) of the samples, whereas CXCL8 and IL-1&#946; levels were detectable in all samples, and TGF-&#946;1, CCL4, and TNF-&#945; levels were below the lower detection limit in &#60;1% of the samples. One of the mediators, TSLP, was only detected in 2% of samples, and TSLP data was therefore not used for consecutive data analyses. A strong multicollinearity was evident for the 20 detected immune mediator levels, which is visualized in a heatmap (Figure 2).
The Influence of Airway Bacteria and Viruses in Neonates: 
We previously found an association between the airway immune profile and colonization in specific airway bacteria sampled concomitantly with mucosal lining fluid at 1 month of age. An upregulated Type 1- and Type 17-based airway immune profile was observed in neonates colonized with intracellular bacteria, whereas the presence of extracellular bacteria was associated with a Type 17-based profile7. We have also shown previously that the presence of picornavirus was associated with an upregulated profile comprised mainly of Type 1 immune mediators (Figure 3)11. These findings were obtained in children without respiratory symptoms, (i.e.&#160;asymptomatic) on the day of sampling, suggesting an immune-triggering role of colonizing bacteria and viruses in the earliest part of life.
The Influence of Pre- and Perinatal Exposure: 
We have further observed an association between the level of immune mediators at 1 month of age and a maternal history of atopy8, where children born to atopic mothers displayed an overall lower level of immune mediators than children of non-atopic mothers. We subsequently identified an association between the presence of siblings in the household at birth and a specific Type 1/Type 17-directed mucosal immune response, with evidence of this being related to an in utero immune priming effect, as the immune response was inversely correlated to the time since last childbirth (Figure 4)12. Further evidence for in utero immune priming effects was determined from an association between maternal H1N1 influenza vaccination status and the upregulation of TGF-&#946;1 levels in the neonatal airway10.
Evidence for Micronutrient Mechanisms of Action: 
In COPSAC2010, we performed a high-dose versus standard-dose vitamin D intervention trial during pregnancy, which showed an almost one-fourth reduction in the risk of asthma/recurrent wheeze in the offspring at 3 years of age9. Utilizing the measured neonatal airway immune profile, we observed that children born to mothers receiving high-dose vitamin D, compared to standard-dose, were characterized by an upregulation of specific mediators (IL-12p70, IL-13, CCL17, TGF-&#946;1, and IL-2), suggesting that vitamin D promotes an anti-bacterial defense system different from that induced by bacteria, virus, siblings, and maternal atopy9 (Figure 5).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55800/55800fig1.jpg" /> 
Figure 1: Study Group Flowchart. Complete data on upper airway mucosal immune mediator levels at 1 month of age was obtained in 620 (89%) of the 700 children enrolled in the COPSAC2010 cohort. Ten neonates were enrolled before the technique was established, and 19 did not attend the 1-month visit. Additionally, 47 samples were excluded because they were extracted and measured in another laboratory used in a pilot study, and 4 samples were lost in transportation. <a href="https://cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55800/55800fig1large.jpg" target="_blank">Please click here to view a larger version of this figure.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55800/55800fig2.jpg" /> 
Figure 2: Heatmap of Pairwise Correlations between the 20 Cytokines and Chemokines. The red color represents a positive correlation and the blue color represents a negative correlation. The number inside every square denotes the correlation between two mediators. The figure shows that all mediators are positively correlated. <a href="https://cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55800/55800fig2large.jpg" target="_blank">Please click here to view a larger version of this figure.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55800/55800fig3.jpg" /> 
Figure 3: The Presence of Picornavirus is Associated with an Upregulated Profile Comprised Mainly of Type 1 Immune-mediators. This figures shows the Geometric Mean Ratios (GMR), with 95% Confidence Intervals (CI), of airway mediators in neonates with/without the concomitant presence of picornavirus, measured at 1 month of age. This figure has been modified from Wolsk et al.11, with permission. <a href="https://cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55800/55800fig3large.jpg" target="_blank">Please click here to view a larger version of this figure.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55800/55800fig4.jpg" /> 
Figure 4: Effects of the Presence of Siblings in the Household at Birth. A) Airway immune signature (PC1) in neonates with and without siblings at birth. B) Scatterplot showing an inverse association between the airway immune signature (PC1) and time since previous birth for children with siblings. This figure has been modified from Wolsk et al.12, with permission. <a href="https://cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55800/55800fig4large.jpg" target="_blank">Please click here to view a larger version of this figure.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55800/55800fig5.jpg" /> 
Figure 5: Principal Component Analysis Biplot of the Effect of Vitamin D Intervention in the COPSAC2010 Cohort on the Airway Immune Mediator Level at 1 Month of Age. Each point represents a sample, colored according to the intervention allocation of the child. The loadings (i.e.&#160;impact) of the original variables on the principal components are shown as arrows. The intervention resulted in a significantly upregulated immune profile in PC1, which is positively correlated with all immune mediators. This figure has been modified from Chawes et al.9, with permission. <a href="https://cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55800/55800fig5large.jpg" target="_blank">Please click here to view a larger version of this figure.</a>
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td>N = 620 (%)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Maternal atopy</td>
			<td>334 (54)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non Caucasian</td>
			<td>29 (5)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cesarean section</td>
			<td>134 (22)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibiotics in 3rd trimester&#160;</td>
			<td>126 (20)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Siblings in the home at birth</td>
			<td>358 (58)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pets (cat and/or dog) in the home</td>
			<td>216 (35)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fully-breastfed at 1 month</td>
			<td>570 (92)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No smoking in 3rd trimester</td>
			<td>597 (96)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No alcohol consumption in 3rd trimester</td>
			<td>591 (95)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Family income &#62;100.000 euro/year</td>
			<td>89 (14)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gestational age &#62;37 weeks</td>
			<td>601 (97)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Apgar score &#62;7 at 5 min</td>
			<td>591 (95)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Table 1: Baseline Characteristics of the COPSAC2010 Cohort.
<table fo:keep-together.within-page="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Mediator</td>
			<td>Detection limit pg/ml</td>
			<td>&#60; Detection limit N (%)</td>
			<td>Median pg/ml</td>
			<td>IQR&#160;pg/ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IL-12p70</td>
			<td>1.4</td>
			<td>102 (16%)</td>
			<td>10.80</td>
			<td>4.99 - 22.22</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CXCL10</td>
			<td>31</td>
			<td>8 (1%)</td>
			<td>1787.78</td>
			<td>722.8 - 5423</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IFN-&#947;</td>
			<td>4.1</td>
			<td>285 (46%)</td>
			<td>20.14</td>
			<td>7.63 - 48.51</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TNF-&#945;</td>
			<td>0.6</td>
			<td>5 (&#60;1%)</td>
			<td>28.33</td>
			<td>10.06 - 88.55</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CCL4</td>
			<td>4.3</td>
			<td>4 (&#60;1%)</td>
			<td>194.90</td>
			<td>71.22 - 655.8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CCL2</td>
			<td>16.0</td>
			<td>9 (1%)</td>
			<td>256.11</td>
			<td>134.4 - 468.5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CCL13</td>
			<td>2.8</td>
			<td>13 (2%)</td>
			<td>15.17</td>
			<td>10.35 - 22.80</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IL-4</td>
			<td>1.1</td>
			<td>196 (32%)</td>
			<td>1.37</td>
			<td>0.42 - 2.86</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IL-5</td>
			<td>1.2</td>
			<td>172 (28%)</td>
			<td>3.72</td>
			<td>1.42 - 8.10</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IL-13</td>
			<td>2.7</td>
			<td>48 (8%)</td>
			<td>14.49</td>
			<td>6.84 - 27.51</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CCL11</td>
			<td>22.0</td>
			<td>39 (6%)</td>
			<td>139.54</td>
			<td>85.00 &#8211; 236.0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CCL26</td>
			<td>45.0</td>
			<td>252 (41%)</td>
			<td>164.93</td>
			<td>56.33 - 350.02</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CCL17</td>
			<td>7.2</td>
			<td>90 (15%)</td>
			<td>41.30</td>
			<td>26.83 - 60.68</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CCL22</td>
			<td>25.0</td>
			<td>78 (13%)</td>
			<td>398.31</td>
			<td>243.4 - 575.7</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IL-1&#946;</td>
			<td>0.4</td>
			<td>0 (0%)</td>
			<td>225.49</td>
			<td>50.07 - 1169</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IL-17A</td>
			<td>1.5</td>
			<td>285 (46%)</td>
			<td>1,480</td>
			<td>0.43 - 4.79</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CXCL8</td>
			<td>3</td>
			<td>0 (0%)</td>
			<td>19465</td>
			<td>6321 - 38274</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TGF-&#946;1</td>
			<td>5.2</td>
			<td>1 (&#60;1%)</td>
			<td>28.66</td>
			<td>20.76 - 39.50</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IL-10</td>
			<td>1</td>
			<td>13 (2%)</td>
			<td>22.32</td>
			<td>9.28 - 49.16</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IL-2</td>
			<td>1.5</td>
			<td>19 (3%)</td>
			<td>18.72</td>
			<td>8.29 - 37.33</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Table 2: Mucosal Lining Fluid Samples from 1-month-old Neonates from the COPSAC2010 Cohort. Most of the mediators had a low level of detection &#60;10 pg/mL (IL-1&#946;, IL-2, IL-4, IL-5, IL-10, IL-12p70, IL-13, IL-17A, TGF-&#946;1, IFN-&#947;, TNF-&#945;, CXCL8, CCL13, CCL4, and CCL17), whereas 5 had a detection level &#62;10 pg/mL (CXCL10, CCL2, CCL11, CCL26, and CCL22).

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Noninvasive Sampling of Mucosal Lining Fluid for the Quantification of In Vivo Upper Airway Immune-mediator Levels

이 프로토콜에서는 위 항공에서 그대로 점 막 안 대기의 샘플링에 대 한 비 침 투 적인 기법을 설명합니다. 그것은 모든 연령대의 주제에 vivo에서 단백질 중재자, cytokines, 발산, 등의 레벨의 정량화를 수행 하기 위해 사용할 수 있습니다.

상부 기도 면역 중재자 수준 Vivo에서 의 정량화에 대 한 점 막 안 대기의 비 침범 성 샘플링

This protocol describes noninvasive sampling of undisturbed upper airway mucosal lining fluid. It also details the extraction procedure used prior to the ...

noninvasive-sampling-mucosal-lining-fluid-for-quantification-vivo

Universidad San Sebastian

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Medical-Surgical Nursing

Immunology and Infection

Unit 1

Noninvasive Sampling of Mucosal Lining Fluid for the Quantification of In Vivo Upper Airway Immune-mediator Levels

Upper Respiratory Tract Infections

SCIENTISTS IN ACTION

10.2K 조회수.  University of Copenhagen. 이 프로토콜에서는 위 항공에서 그대로 점 막 안 대기의 샘플링에 대 한 비 침 투 적인 기법을 설명합니다. 그것은 모든 연령대의 주제에 vivo에서 단백질 중재자, cytokines, 발산, 등의 레벨의 정량화를 수행 하기 위해 사용할 수 있습니다.

비디오: Noninvasive Sampling of Mucosal Lining Fluid for the Quantification of In Vivo Upper Airway Immune-mediator Levels

Murine Model of Allergen Induced Asthma

Asthma is a major cause of morbidity and mortality, affecting some 300 million people throughout the world.1 More than 8% of the US population has asthma, with the prevalence increasing.2 As with other diseases, animal models of allergic airway disease greatly facilitate understanding of the underlying pathophysiology, help identify potential therapeutic targets, and allow preclinical testing of possible new therapies. Models of allergic airway disease have been developed in several animal species, but murine models are particularly attractive due to the low cost, ready availability, and well-characterized immune systems of these animals.3 Availability of a variety of transgenic strains further increases the attractiveness of these models.4 Here we describe two murine models of allergic airway disease, both employing ovalbumin as the antigen. Following initial sensitization by intraperitoneal injection, one model delivers the antigen challenge by nebulization, the other by intratracheal delivery. These two models offer complementary advantages, with each mimicking the major features of human asthma.5
The major features of acute asthma include an exaggerated airway response to stimuli such as methacholine (airway hyperresponsiveness; AHR) and eosinophil-rich airway inflammation. These are also prominent effects of allergen challenge in our murine models,5,6 and we describe techniques for measuring them and thus evaluating the effects of experimental manipulation. Specifically, we describe both invasive7 and non-invasive8 techniques for measuring airway hyperresponsiveness as well as methods for assessing infiltration of inflammatory cells into the airways and the lung. Airway inflammatory cells are collected by bronchoalveolar lavage while lung histopathology is used to assess markers of inflammation throughout the organ. These techniques provide powerful tools for studying asthma in ways that would not be possible in humans.

Experimental mouse models of allergic asthma offer new possibilities for studying disease pathogenesis and developing new therapeutics. These models are well suited to measuring factors governing the allergic immune response, airway inflammation, and pulmonary pathophysiology.

알레르기 항원 유도 천식의 Murine 모델

Asthma is a major cause of morbidity and mortality, affecting some 300 million people throughout the world.1 More than 8% of the US population has asthma, ...

연구

면역학 및 감염병학

A Reversible, Non-invasive Method for Airway Resistance Measurements and Bronchoalveolar Lavage Fluid Sampling in Mice

Airway hyperreactivity (AHR) measurements and bronchoalveolar lavage (BAL) fluid sampling are essential to experimental asthma models, but repeated procedures to obtain such measurements in the same animal are generally not feasible.  Here, we demonstrate protocols for obtaining from mice repeated measurements of AHR and bronchoalveolar lavage fluid samples.  Mice were challenged intranasally seven times over 14 days with a potent allergen or sham treated.  Prior to the initial challenge, and within 24 hours following each intranasal challenge, the same animals were anesthetized, orally intubated and mechanically ventilated.  AHR, assessed by comparing dose response curves of respiratory system resistance (RRS) induced by increasing intravenous doses of acetylcholine (Ach) chloride between sham and allergen-challenged animals, were determined.  Afterwards, and via the same intubation, the left lung was lavaged so that differential enumeration of airway cells could be performed.  These studies reveal that repeated measurements of AHR and BAL fluid collection are possible from the same animals and that maximal airway hyperresponsiveness and airway eosinophilia are achieved within 7-10 days of initiating allergen challenge.  This novel technique significantly reduces the number of mice required for longitudinal experimentation and is applicable to diverse rodent species, disease models and airway physiology instruments.  

Repeated measurements of rodent respiratory physiology and sampling of airway inflammatory cells are desirable, but generally not feasible. Here we describe a repeatable method for orally intubating mice that permits repeated measurements of airway hyperreactivity and sampling of airway inflammatory cells.

에어웨이 저항 측정 및 마우스에 Bronchoalveolar 세척 유체 샘플링에 대한 가역, 비침습 방법

Airway hyperreactivity (AHR) measurements and bronchoalveolar lavage (BAL) fluid sampling are essential to experimental asthma models, but repeated ...

생물학

Sublingual Immunotherapy as an Alternative to Induce Protection Against Acute Respiratory Infections

Sublingual route has been widely used to deliver small molecules into the bloodstream and to modulate the immune response at different sites. It has been shown to effectively induce humoral and cellular responses at systemic and mucosal sites, namely the lungs and urogenital tract. Sublingual vaccination can promote protection against infections at the lower and upper respiratory tract; it can also promote tolerance to allergens and ameliorate asthma symptoms. Modulation of lung&#8217;s immune response by sublingual immunotherapy (SLIT) is safer than direct administration of formulations by intranasal route because it does not require delivery of potentially harmful molecules directly into the airways. In contrast to intranasal delivery, side effects involving brain toxicity or facial paralysis are not promoted by SLIT. The immune mechanisms underlying SLIT remain elusive and its use for the treatment of acute lung infections has not yet been explored. Thus, development of appropriate animal models of SLIT is needed to further explore its potential advantages. 
This work shows how to perform sublingual administration of therapeutic agents in mice to evaluate their ability to protect against acute pneumococcal pneumonia. Technical aspects of mouse handling during sublingual inoculation, precise identification of sublingual mucosa, draining lymph nodes and isolation of tissues, bronchoalveolar lavage and lungs are illustrated. Protocols for single cell suspension preparation for FACS analysis are described in detail. Other downstream applications for the analysis of the immune response are discussed. Technical aspects of the preparation of Streptococcus pneumoniae inoculum and intranasal challenge of mice are also explained.
SLIT is a simple technique that allows screening of candidate molecules to modulate lungs&#8217; immune response. Parameters affecting the success of SLIT are related to molecular size, susceptibility to degradation and stability of highly concentrated formulations.

The present work illustrates the convenience of using sublingual immunotherapy to boost the innate immune response in the lungs and confer protection against acute pneumococcal pneumonia in mouse.

Sublingual route has been widely used to deliver small molecules into the bloodstream and to modulate the immune response at different sites. It has been ...

의학

Human Lung Dendritic Cells: Spatial Distribution and Phenotypic Identification in Endobronchial Biopsies Using Immunohistochemistry and Flow Cytometry

The lungs are constantly exposed to the external environment, which in addition to harmless particles, also contains pathogens, allergens, and toxins. In order to maintain tolerance or to induce an immune response, the immune system must appropriately handle inhaled antigens. Lung dendritic cells (DCs) are essential in maintaining a delicate balance to initiate immunity when required without causing collateral damage to the lungs due to an exaggerated inflammatory response. While there is a detailed understanding of the phenotype and function of immune cells such as DCs in human blood, the knowledge of these cells in less accessible tissues, such as the lungs, is much more limited, since studies of human lung tissue samples, especially from healthy individuals, are scarce. This work presents a strategy to generate detailed spatial and phenotypic characterization of lung tissue resident DCs in healthy humans that undergo a bronchoscopy for the sampling of endobronchial biopsies. Several small biopsies can be collected from each individual and can be subsequently embedded for ultrafine sectioning or enzymatically digested for advanced flow cytometric analysis. The outlined protocols have been optimized to yield maximum information from small tissue samples that, under steady-state conditions, contain only a low frequency of DCs. While the present work focuses on DCs, the methods described can directly be expanded to include other (immune) cells of interest found in mucosal lung tissue. Furthermore, the protocols are also directly applicable to samples obtained from patients suffering from pulmonary diseases where bronchoscopy is part of establishing the diagnosis, such as chronic obstructive pulmonary disease (COPD), sarcoidosis, or lung cancer.

Lung-resident immune cells, including dendritic cells (DCs) in humans, are critical for defense against inhaled pathogens and allergens. However, due to the scarcity of human lung tissue, studies are limited. This work presents protocols to process human mucosal endobronchial biopsies for studying lung DCs using immunohistochemistry and flow cytometry.

면역 및 유동 세포 계측법을 사용하여 기관지 생검의 공간 분포 및 표현형 확인 : 인간의 폐 수지상 세포

The lungs are constantly exposed to the external environment, which in addition to harmless particles, also contains pathogens, allergens, and toxins. In ...

Bronchoalveolar Lavage of Murine Lungs to Analyze Inflammatory Cell Infiltration

Bronchoalveolar Lavage (BAL) is an experimental procedure that is used to examine the cellular and acellular content of the lung lumen ex vivo to gain insight into an ongoing disease state.
Here, a simple and efficient method is described to perform BAL on murine lungs without the need of special tools or equipment. BAL fluid is isolated by inserting a catheter in the trachea of terminally anesthetized mice, through which a saline solution is instilled into the bronchioles. The instilled fluid is gently retracted to maximize BAL fluid retrieval and to minimize shearing forces. This technique allows the viability, function, and structure of cells within the airways and BAL fluid to be preserved.
Numerous techniques may be applied to gain further understanding of the disease state of the lung. Here, a commonly used technique for the identification and enumeration of different types of immune cells is described, where&#160;flow cytometry is combined with a select panel of fluorescently labeled cell surface-specific markers. The BAL procedure presented here can also be used to analyze infectious agents, fluid constituents, or inhaled particles within murine lungs.

The health status of the lung is reflected by the type and number of immune cells that are present in the bronchioles of the lung. We describe a bronchoalveolar lavage technique that allows the isolation and study of nonadherent cells and soluble factors from the lower respiratory tract of mice.

쥐 폐의 기관지 폐포 세척은 염증성 세포의 침윤을 분석하는

Bronchoalveolar Lavage (BAL) is an experimental procedure that is used to examine the cellular and acellular content of the lung lumen ex vivo to gain ...

Label-free Neutrophil Enrichment from Patient-derived Airway Secretion Using Closed-loop Inertial Microfluidics

Airway secretions contain a large number of immune-related cells, e.g., neutrophils, macrophages, and lymphocytes, which can be used as a major resource to evaluate a variety of pulmonary diseases, both for research and clinical purposes. However, due to the heterogeneous and viscous nature of patient mucus, there is currently no reliable dissociation method that does not damage the host immune cells in the patient airway secretion. In this research, we introduce a sample preparation method that uses inertial microfluidics for the patient&#39;s immune assessment. Regardless of the heterogeneous fluidic properties of the clinical samples, the proposed method recovers more than 95% of neutrophils from airway secretion samples that are diluted 1,000-fold with milliliters of clean saline. By recirculating the concentrated output stream to the initial sample reservoir, a high concentration, recovery, and purity of the immune cells are provided; recirculation is considered a trade-off to the single-run syringe-based operation of inertial microfluidics. The closed-loop operation of spiral microfluidics provides leukocytes without physical or chemical disturbance, as demonstrated by the phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)-induced elastase release of sorted neutrophils.

In this research, we demonstrate a label-free neutrophil separation method from clinical airway secretions using closed-loop operation of spiral inertial microfluidics. The proposed method would expand the clinical in vitro assays for various respiratory diseases.

폐쇄 루프 관성 마이크로 사용 하 여 환자 파생 기도 분 비에서 레이블 없는 호 중구 농축

Airway secretions contain a large number of immune-related cells, e.g., neutrophils, macrophages, and lymphocytes, which can be used as a major resource ...

Absorption of Nasal and Bronchial Fluids: Precision Sampling of the Human Respiratory Mucosa and Laboratory Processing of Samples

The methods of nasal absorption (NA) and bronchial absorption (BA) use synthetic absorptive matrices (SAM) to absorb the mucosal lining fluid (MLF) of the human respiratory tract. NA is a non-invasive technique which absorbs fluid from the inferior turbinate, and causes minimal discomfort. NA has yielded reproducible results with the ability to frequently repeat sampling of the upper airway. 
By comparison, alternative methods of sampling the respiratory mucosa, such as nasopharyngeal aspiration (NPA) and conventional swabbing, are more invasive and may result in greater data variability. Other methods have limitations, for instance, biopsies and bronchial procedures are invasive, sputum contains many dead and dying cells and requires liquefaction, exhaled breath condensate (EBC) contains water and saliva, and lavage samples are dilute and variable.
BA can be performed through the working channel of a bronchoscope in clinic. Sampling is well tolerated and can be conducted at multiple sites in the airway. BA results in MLF samples being less dilute than bronchoalveolar lavage (BAL) samples.
This article demonstrates the techniques of NA and BA, as well as the laboratory processing of the resulting samples, which can be tailored to the desired downstream biomarker being measured. These absorption techniques are useful alternatives to the conventional sampling techniques used in clinical respiratory research.

This manuscript describes the use of nasal and bronchial absorption techniques, specifically using synthetic absorptive matrices (SAM) to sample the mucosal lining fluid (MLF) of the upper and lower airway. These methods provide better standardization and tolerability than existing respiratory sampling techniques.

비 강 및 기관지 체액의 흡수: 인간의 호흡기 점 막 및 실험실 처리 샘플의 정밀 샘플링

The methods of nasal absorption (NA) and bronchial absorption (BA) use synthetic absorptive matrices (SAM) to absorb the mucosal lining fluid (MLF) of the ...

Methodology for Sputum Induction and Laboratory Processing

The technique of sputum induction and processing is a recognized non-invasive method allowing the collection and analysis of cells from the airways, which is interesting in various respiratory diseases like asthma, chronic obstructive pulmonary disease (COPD), chronic cough, or idiopathic pulmonary fibrosis. This technique is well tolerated, safe and non-invasive, but is currently limited to research services and specialized centers in clinical practice because it is technically demanding, time-consuming, and requires trained staff. The success rate of sputum induction and analysis is about 80%.
Here, we describe the induction and laboratory processing of sputum samples. Sputum is induced by inhalation of hypertonic or isotonic saline with salbutamol. For the processing, we use the whole sputum technique. Dithiothreitol (DTT) is used to allow mucolysis of sputum samples. The primary aim of sputum processing is to obtain a differential cell count to study the cell types present in the airway lumen. Additional analyses may also be performed on sputum supernatant and sputum cells, which may allow further investigation into inflammatory processes and immune mechanisms. Examples include studying mediators in sputum supernatant and performing a large spectrum of analysis on sputum cells such as flow cytometry, genomics, or proteomics.
Finally, representative results of sputum analysis in healthy controls, asthmatics, and COPD patients are presented.

Here we describe the technique of sputum induction. This protocol also explains the sputum processing to perform a differential cell count and to collect sputum supernatant and cells for further analysis.

선 유도 및 실험실 방법론

The technique of sputum induction and processing is a recognized non-invasive method allowing the collection and analysis of cells from the airways, which ...

Assessing Respiratory Immune Responses to Haemophilus Influenzae

Haemophilus influenzae (Hi) is a prevalent bacterium found in a range of respiratory conditions. A variety of different assays/techniques may be used to assess the respiratory immune/inflammatory response to this bacterium. Flow cytometry and confocal microscopy are fluorescence-based technologies that allow detailed characterization of biological responses.&#160;Different forms of Hi antigen can be used, including cell wall components, killed/inactivated preparations, and live bacteria. Hi is a fastidious bacterium that requires enriched media but is generally easy to grow in standard laboratory settings. Tissue samples for stimulation with Hi may be obtained from peripheral blood, bronchoscopy, or resected lung (e.g., in patients undergoing surgery for the treatment of lung cancer). Macrophage and neutrophil function may be comprehensively assessed using flow cytometry with a variety of parameters measured, including phagocytosis, reactive oxygen species, and intracellular cytokine production. Lymphocyte function (e.g., T cell and NK cell function) may be specifically assessed using flow cytometry, principally for intracellular cytokine production. Hi infection is a potent inducer of extracellular trap production, both by neutrophils (NETs) and macrophages (METs). Confocal microscopy is arguably the most optimal way to assess NET and MET expression, which may also be used to assess protease activity. Lung immunity to Haemophilus influenzae can be assessed using flow cytometry and confocal microscopy.

Assessing Respiratory Immune Responses to Haemophilus Influenzae

Haemophilus influenzae induces inflammation in the respiratory tract. This article will focus on the use of flow cytometry and confocal microscopy to define immune responses by phagocytes and lymphocytes in response to this bacterium.

헤모필루스 인플루엔자에 대한 호흡기 면역 반응 평가

Haemophilus influenzae (Hi) is a prevalent bacterium found in a range of respiratory conditions. A variety of different assays/techniques may be used to ...

Advanced Imaging of Lung Homing Human Lymphocytes in an Experimental In Vivo Model of Allergic Inflammation Based on Light-sheet Microscopy

Overwhelming tissue accumulation of highly activated immune cells represents a hallmark of various chronic inflammatory diseases and emerged as an attractive therapeutic target in the clinical management of affected patients. In order to further optimize strategies aiming at therapeutic regulation of pathologically imbalanced tissue infiltration of pro-inflammatory immune cells, it will be of particular importance to achieve improved insights into disease- and organ-specific homing properties of peripheral lymphocytes. The here described experimental protocol allows to monitor lung accumulation of fluorescently labeled and adoptively transferred human lymphocytes in the context of papain-induced pulmonary inflammation. In contrast to standard in vitro assays frequently used for the analysis of immune cell migration and chemotaxis, the now introduced in vivo setting takes into account lung-specific aspects of tissue organization and the influence of the complex inflammatory scenario taking place in the living murine organism. Moreover, three-dimensional cross-sectional light-sheet fluorescence microscopic imaging does not only provide quantitative data on infiltrating immune cells, but also depicts the pattern of immune cell localization within the inflamed lung. Overall, we are able to introduce an innovative technique of high value for immunological research in the field of chronic inflammatory lung diseases, which can be easily applied by following the provided step-by-step protocol.

The here introduced protocol allows characterization of the lung homing capacity of primary human lymphocytes under in vivo inflammatory conditions. Pulmonary infiltration of adoptively transferred human immune cells in a mouse model of allergic inflammation can be imaged and quantified by light-sheet fluorescence microscopy of chemically cleared lung tissue.