The authors would like to thank Dr. Anthony Suffredini (Critical Care Medicine Department, National Institutes for Health Clinical Center, Bethesda, USA) for his careful review of the manuscript and many thoughtful suggestions. We would also like to thank the National Institutes of Health for making freely available the Clinical Center Reference Endotoxin employed within this study.
JNF and DWG are funded by the Wellcome Trust, which supported the generation of the described data and the publication of this article.

<ol>
	<li>Nathan, C., Ding, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonresolving+inflammation.">Nonresolving inflammation.</a> Cell. 140 (6), 871-882 (2010).</li><li>Adhikari, N. K., Fowler, R. A., Bhagwanjee, S., Rubenfeld, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+care+and+the+global+burden+of+critical+illness+in+adults.">Critical care and the global burden of critical illness in adults.</a> Lancet. 376 (9749), 1339-1346 (2010).</li><li>Xu, J., 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=Extracellular+histones+are+major+mediators+of+death+in+sepsis.">Extracellular histones are major mediators of death in sepsis.</a> Nature medicine. 15 (11), 1318-1321 (2009).</li><li>Zhang, Q., 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=Circulating+mitochondrial+DAMPs+cause+inflammatory+responses+to+injury.">Circulating mitochondrial DAMPs cause inflammatory responses to injury.</a> Nature. 464 (7285), 104-107 (2010).</li><li>Lorne, E., Dupont, H., Abraham, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toll-like+receptors+2+and+4:+initiators+of+non-septic+inflammation+in+critical+care+medicine?.">Toll-like receptors 2 and 4: initiators of non-septic inflammation in critical care medicine?.</a> Intensive care medicine. 36 (11), 1826-1835 (2010).</li><li>Brightbill, H. D., 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=Host+defense+mechanisms+triggered+by+microbial+lipoproteins+through+toll-like+receptors.">Host defense mechanisms triggered by microbial lipoproteins through toll-like receptors.</a> Science. 285 (5428), 732-736 (1999).</li><li>Zhang, G., Ghosh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toll-like+receptor-mediated+NF-kappaB+activation:+a+phylogenetically+conserved+paradigm+in+innate+immunity.">Toll-like receptor-mediated NF-kappaB activation: a phylogenetically conserved paradigm in innate immunity.</a> J Clin Invest. 107 (1), 13-19 (2001).</li><li>Lawrence, T., Gilroy, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+inflammation:+a+failure+of+resolution?.">Chronic inflammation: a failure of resolution?.</a> International journal of experimental pathology. 88 (2), 85-94 (2007).</li><li>Fullerton, J. N., O'Brien, A. J., Gilroy, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathways+mediating+resolution+of+inflammation:+when+enough+is+too+much.">Pathways mediating resolution of inflammation: when enough is too much.</a> The Journal of pathology. 231, 8-20 (2013).</li><li>Fullerton, J. N., O'Brien, A. J., Gilroy, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+mediators+in+immune+dysfunction+after+severe+inflammation.">Lipid mediators in immune dysfunction after severe inflammation.</a> Trends in Immunology. 35 (1), 12-21 (2014).</li><li>Seok, J., 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=Genomic+responses+in+mouse+models+poorly+mimic+human+inflammatory+diseases.">Genomic responses in mouse models poorly mimic human inflammatory diseases.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (9), 3507-3512 (2013).</li><li>Zolfaghari, P. S., Pinto, B. B., Dyson, A., Singer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+metabolic+phenotype+of+rodent+sepsis:+cause+for+concern.">The metabolic phenotype of rodent sepsis: cause for concern.</a> Intensive Care Medicine Experimental. 1 (6), (2013).</li><li>Dyson, A., Singer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+sepsis:+why+does+preclinical+efficacy+fail+to+translate+to+the+clinical+setting.">Animal models of sepsis: why does preclinical efficacy fail to translate to the clinical setting.</a> Critical care medicine. 37 (1 Suppl), S30-S37 (2009).</li><li>Rittirsch, D., Hoesel, L. M., Ward, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+disconnect+between+animal+models+of+sepsis+and+human+sepsis.">The disconnect between animal models of sepsis and human sepsis.</a> Journal of leukocyte biology. 81 (1), 137-143 (2007).</li><li>van der Worp, H. B., 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=Can+animal+models+of+disease+reliably+inform+human+studies?.">Can animal models of disease reliably inform human studies?.</a> PLoS Med. 7 (3), e1000245 (2010).</li><li>Calvano, S. E., Coyle, 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=Experimental+human+endotoxemia:+a+model+of+the+systemic+inflammatory+response+syndrome?.">Experimental human endotoxemia: a model of the systemic inflammatory response syndrome?.</a> Surgical infections. 13 (5), 293-299 (2012).</li><li>Suffredini, A. F., Noveck, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+endotoxin+administration+as+an+experimental+model+in+drug+development.">Human endotoxin administration as an experimental model in drug development.</a> Clin Pharmacol Ther. 96 (4), 418-422 (2014).</li><li>Lowry, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+endotoxemia:+a+model+for+mechanistic+insight+and+therapeutic+targeting.">Human endotoxemia: a model for mechanistic insight and therapeutic targeting.</a> Shock. 24, 94-100 (2005).</li><li>Andreasen, A. S., 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=Human+endotoxemia+as+a+model+of+systemic+inflammation.">Human endotoxemia as a model of systemic inflammation.</a> Current Medicinal Chemistry. 15 (17), 1697-1705 (2008).</li><li>Thorn, J., 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=The+inflammatory+response+in+humans+after+inhalation+of+bacterial+endotoxin:+a+review.">The inflammatory response in humans after inhalation of bacterial endotoxin: a review.</a> Inflamm Res. 50 (5), 254-261 (2001).</li><li>Basran, A., 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=Roles+of+neutrophils+in+the+regulation+of+the+extent+of+human+inflammation+through+delivery+of+IL-1+and+clearance+of+chemokines.">Roles of neutrophils in the regulation of the extent of human inflammation through delivery of IL-1 and clearance of chemokines.</a> Journal of leukocyte biology. 93 (1), 7-19 (2013).</li><li>Plovsing, R. R., 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=Transcompartmental+inflammatory+responses+in+humans:+IV+versus+endobronchial+administration+of+endotoxin*.">Transcompartmental inflammatory responses in humans: IV versus endobronchial administration of endotoxin*.</a> Crit Care Med. 42 (7), 1658-1665 (2014).</li><li>van Eijk, L. T., 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=Gender+differences+in+the+innate+immune+response+and+vascular+reactivity+following+the+administration+of+endotoxin+to+human+volunteers.">Gender differences in the innate immune response and vascular reactivity following the administration of endotoxin to human volunteers.</a> Crit Care Med. 35 (6), 1464-1469 (2007).</li><li>Krabbe, K. S., 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=Ageing+is+associated+with+a+prolonged+fever+response+in+human+endotoxemia.">Ageing is associated with a prolonged fever response in human endotoxemia.</a> Clin Diagn Lab Immunol. 8 (2), 333-338 (2001).</li><li>Krabbe, K. S., 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=Hypotension+during+endotoxemia+in+aged+humans.">Hypotension during endotoxemia in aged humans.</a> Eur J Anaesthesiol. 18 (9), 572-575 (2001).</li><li>Engelhardt, R., Mackensen, A., Galanos, C., Andreesen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+response+to+intravenously+administered+endotoxin+in+patients+with+advanced+cancer.">Biological response to intravenously administered endotoxin in patients with advanced cancer.</a> J Biol Response Mod. 9 (5), 480-491 (1990).</li><li>Patel, P. N., Shah, R. Y., Ferguson, J. F., Reilly, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+experimental+endotoxemia+in+modeling+the+pathophysiology,+genomics,+and+therapeutics+of+innate+immunity+in+complex+cardiometabolic+diseases.">Human experimental endotoxemia in modeling the pathophysiology, genomics, and therapeutics of innate immunity in complex cardiometabolic diseases.</a> Arterioscler Thromb Vasc Biol. 35 (3), 525-534 (2015).</li><li>Michie, H. R., 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=Tumor+necrosis+factor+and+endotoxin+induce+similar+metabolic+responses+in+human+beings.">Tumor necrosis factor and endotoxin induce similar metabolic responses in human beings.</a> Surgery. 104 (2), 280-286 (1988).</li><li>van Deventer, S. J., 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=Experimental+endotoxemia+in+humans:+analysis+of+cytokine+release+and+coagulation,+fibrinolytic,+and+complement+pathways.">Experimental endotoxemia in humans: analysis of cytokine release and coagulation, fibrinolytic, and complement pathways.</a> Blood. 76 (12), 2520-2526 (1990).</li><li>Fong, Y. 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=The+acute+splanchnic+and+peripheral+tissue+metabolic+response+to+endotoxin+in+humans.">The acute splanchnic and peripheral tissue metabolic response to endotoxin in humans.</a> The Journal of clinical investigation. 85 (6), 1896-1904 (1990).</li><li>Stephens, R. C., O'Malley, C. M., Frumento, R. J., Mythen, M. G., Bennett-Guerrero, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-dose+endotoxin+elicits+variability+in+the+inflammatory+response+in+healthy+volunteers.">Low-dose endotoxin elicits variability in the inflammatory response in healthy volunteers.</a> Journal of endotoxin research. 11 (4), 207-212 (2005).</li><li>Taudorf, S., Krabbe, K. S., Berg, R. M., Pedersen, B. K., Moller, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+models+of+low-grade+inflammation:+bolus+versus+continuous+infusion+of+endotoxin.">Human models of low-grade inflammation: bolus versus continuous infusion of endotoxin.</a> Clin Vaccine Immunol. 14 (3), 250-255 (2007).</li><li>Leentjens, J., 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=Reversal+of+immunoparalysis+in+humans+in+vivo:+a+double-blind,+placebo-controlled,+randomized+pilot+study.">Reversal of immunoparalysis in humans in vivo: a double-blind, placebo-controlled, randomized pilot study.</a> Am J Respir Crit Care Med. 186 (9), 838-845 (2012).</li><li>Hamers, L., Kox, M., Pickkers, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sepsis-induced+immunoparalysis:+mechanisms,+markers,+and+treatment+options.">Sepsis-induced immunoparalysis: mechanisms, markers, and treatment options.</a> Minerva Anestesiol. 81 (4), 426-439 (2015).</li><li>Xiao, W., 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+genomic+storm+in+critically+injured+humans.">A genomic storm in critically injured humans.</a> The Journal of experimental medicine. 208 (13), 2581-2590 (2011).</li><li>Williams, W. 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=Asystole+following+endotoxin+administration.">Asystole following endotoxin administration.</a> J Endotoxin Res. 6 (4), 303-306 (2000).</li><li>van Eijk, L. T., Pickkers, P., Smits, P., Bouw, M. P., van der Hoeven, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Severe+vagal+response+after+endotoxin+administration+in+humans.">Severe vagal response after endotoxin administration in humans.</a> Intensive Care Med. 30 (12), 2279-2281 (2004).</li><li>Kox, 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=Differential+ex+vivo+and+in+vivo+endotoxin+tolerance+kinetics+following+human+endotoxemia.">Differential ex vivo and in vivo endotoxin tolerance kinetics following human endotoxemia.</a> Critical care medicine. 39 (8), 1866-1870 (2011).</li><li>Draisma, A., Pickkers, P., Bouw, M. P., van der Hoeven, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+endotoxin+tolerance+in+humans+in+vivo.">Development of endotoxin tolerance in humans in vivo.</a> Critical care medicine. 37 (4), 1261-1267 (2009).</li><li>Anel, R., Kumar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+endotoxemia+and+human+sepsis:+limits+to+the+model.">Human endotoxemia and human sepsis: limits to the model.</a> Critical care. 9 (2), 151-152 (2005).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

כפי שניתן לראות כאן תיאור מלא של מאמרי ביקורת אחרונים, אתגר רעלן פנימי IV אדם הוא פלטפורמה ניסיונית ייחודית מתן תובנה המסלולים הדלקתיים העומדים בבסיס מגוון רחב של מחלות אנושיות. מתן אפשרות האינדוקציה המבוקר, לשחזור של דלקת מערכתית, המודל מאפשר גישה בשלבים הראשונים של המפל הדלקתי, ביטול ערפלנים אפשריים. התגובות של המשתתף יכולות להיות מווסתות ביחס לחומרה ומשך, ואת ההשפעה הגנטית על המצגת פנוטיפי שלהם מוערכות. יתר על כן, המודל יכול לשמש מבחן מיטה רפוי, לא רק אלה נגד ליגנד LPS עצמו, אבל LPS-induced מסלולי איתות ומגשרים של שני שלבים האקוטיים ברזולוציה של דלקת. זה עשוי לכלול חומרים מכוונים לעבר שיקום של סובלנות רעלן פנימית, מדינת hyporesponsive של מערכת חיסון נושאת דמיון מחלה-i הקריטיimmunoparalysis nduced 33,34 מסוגל לשכפל תכונות עיקריות של שניהם 16 החריפים וכרונית 27 דלקת בבית לא רק ברמה פיזיולוגית / פונקציונלית אלא גם transcriptomic אחד 35, אתגר רעלן פנימי IV שורר לכאורה תפקיד מפתח בתרגום של פריצות דרך מדעיות בסיסיות ניסיון קליני. כאשר מצמידים את החקירה מכוונת במודלים של בעלי החיים מתאימים מסוגלים יותר מקרוב לשכפל את תגובות pathophysiological של מדינות מחלה ספציפיות (למשל, קשירת cecal Murine ו לנקב אלח דם) פרדיגמה מחקרית זו עשויה להיות חזקה במיוחד. בטיחות של המשתתפים בכל דגם מתנדב אדם בריא הוא בעל חשיבות עליונה. IV רעלן פנימי אתגר כבר מנוהל בטווח המינון הגבוה יותר של 2 - 4 ng / kg לאלף אנשים עם, ליידע מחברים שלנו ואחרות, אין תופעות לוואי חמורות או קבועות (תקשורת אישית, ד&quot;ר אנתוני Suffredini) 19. של לאחשבונות דואר ויהיה נידחים של תגובות מחנק חמורות דווחו 36,37. האטיולוגיה כנראה מייצג טון מחנק המנוחה גבוהה, דלדול נפח לאחר צום הלילה, ושחרור קטכולאמינים עם תחילת חום, צמרמורות ותסמינים, שהגיעה לשיאה רפלקס Bezold-Jarisch מוגזם. סיכון זה יכול להשתפר על ידי למעט אנשים עם syncopy העצבית שהביאה להרחבה קודמת או ההטייה בדיקה חיובית, וטעינת נפח עם עירוי נוזלים לפני ובמהלך אתגר רעלן הפנימי 37. חוקרי העסקת אתגר רעלן פנימי במינון גבוה (במיוחד 4 ng / קילו) צריכים להיות משכנע הסיכון של ברדיקרדיה ו / או הפסקות לב, מזהירים משתתפים הנדירים אבל פוטנציאל שלהם, להעסיק ניטור מתאים, ויש להם ציוד החייאה זמין. קריטריוני הדרה אחרים, בנוסף לאלה שתוארו בפרוטוקול, עשויים להידרש תלויים שאלת ניסוי. למשל, בעוד זה נבון לכלול אלה שיש להם participated בניסויים קליניים אחרים או חוו ניתוח / טראומה כניסת שלושה חודשים, הגבלה של העבר (או שימוש לא מקבילות קבוצות עיצוב-על הצלב במחקרים התערבותיים) לאלה שלגמו בעבר בניסויים אתגר רעלן פנימי IV כן רשאי להידרש אם תגובה חיסונית תוערך: סובלנות רעלן פנימית מתמיד לתקופה בלתי ידועה של זמן in vivo 38,39. מספר מגבלות ניכרות עם המודל. זה מתבצע באופן מסורתי בריא, מתנדב זכר צעיר בלתי מייצג של האוכלוסייה הקלינית. אין התערבויות נדרשות לתוצאות פנוטיפי של ממשל רעלן פנימי לפתור. הזרקת LPS מטוהרים מספק חשיפה רק ליגנד TLR יחיד, בניגוד moieties כמה immunogenic על פתוגן חי. מתוך הכרח מוסרי רק תגובה דלקתית צנועה יחסית שניתן לאמוד. החקיינות של כל מאפיין pathophysiological של diseASE אינה מושגת 40. לכן &#39;כל ציפייה כי המודל במלואו משכפל את המצב הקליני של זיהום חמור, מקומי או מערכתי גראם שלילי היא בלתי-מוצדק&#39; 18. היינו טוען לעומת זאת כי כוחו של המודל טמון לא אקסטרפולציה שאינן הולמת את ההגדרה הקלינית, אבל בחקירות שנערכו פיסיולוגי, המטולוגיות, אימונולוגיות, נוירואנדוקריניים ואת התגובה המטבולית של תאי מוסמכות ומערכות גוף לגירוי דלקתי מפתח. פרשנות מתחשבת של השינויים החולפים שעורר ממשל רעלן פנימי האפנון שלהם על ידי אתגר תרופתי כבר, וימשיך להיות, אינפורמטיבי בעיצוב טיפולים חדשים וחיזוי יעילותם.

דלקת שונה אטיולוגיה, חומרה ומשך מהווה מרכיב מרכזי בפתולוגיה של מחלות מרובות. החל מדינות מחלות קשות כגון אלח דם או טראומה היכן, חמור יחסית וקצר מועד דלקת השולט, למחלות כרוניות, כולל סוכרת מסוג 2, טרשת עורקים ומחלת אלצהיימר שבו הטון דלקתיות ברמה נמוכה מתמיד נחשב לגורם פתולוגיים, מסלולים דלקתיים dysregulated הם נהג המפתח של 1,2 התחלואה והתמותה העולמית. דלקת הוא שיזמה בנוכחות דפוסים מולקולריים הקשורים הפתוגן (PAMPs) או דפוסים מולקולריים הקשורים סכנה (damps) - רכיבים תאיים נפוצה שוחררו באמצעות רקמות ניזק 3-5. קולטנים דפוס-הכרה לאגד מוטיבים מולקולריים נשמרים אלה (PRRs) כגון קולטנים דמוי אגרה (TLRs) נמצא על תאי אפיתל, תאי אנדותל ואלה של sys החיסון המולדTEM, כדי לעורר איתות תאית במורד זרם משותפת מסלולי 6. הפעלה של κB הפקטור הגרעיני גורם שעתוק גרעיני, בין היתר, מוביל שעתוק של גנים המקודדים ציטוקינים פרו-דלקתיים, אשר קובעות את מפל 7 דלקתיות. דלקת המשרה היא השפעות מקומיות ומערכתיות נועדו לבודדים ולהסיר את העלבון הראשוני. שינויים מקומיים לכלול עד-רגולציה של סמני הידבקות, שחרור chemokine, התרחבות ו חדירות כלי דם עלו ל להקל גלגול תא חיסון מולד. המערכות השלמות וקרישה מופעלות גם. מערכתי, שינויים פיסיולוגיים איבר ספציפי מרובים הם נצפו, מתוזמר באמצעות רשת נוירואנדוקריניים. עליות משמעותיות מתווכי לחות להתרחש, יחד עם פרופיל תא במחזור המשנה באופן קיצוני. אי של דלקת להפסיק הומאוסטזיס להיות מחדש יכול להיות בגלל ההתמדה של גירויים ליזום אוכישלון של רזולוציה ייעודית מסלולי 8. מנגנוני עצמה אלה, לעתים קרובות בתיאום מתווכי שומנים עשויים עצמם להיות 9,10 פתוגניים. חקירה את התגובה הדלקתית צעדי רגולטורים המרכזיים אלה באוכלוסייה הקלינית היא מאתגר. דמוגרפי (גיל, מין, מוצא אתני), זמני (זמן תחילה, משך החשיפה) ושונה קליני (סוג של גירויי ייזום, חומרת העלבון, שיתוף תחלואה ניטלת, התערבות טיפולית) ימנע את גישת מסלולים ביולוגיים מפתח. הפתרון המסורתי כבר להשתמש במודלים של בעלי חיים. למרות ונותן יתרונות מרובים, דמיון היסוד שלהם פתופיזיולוגיה אדם 11,12 ואת הרלוונטיות של התפוקה שלהם, הגיעו תחת הגדלת בדיקת 13-15. חלופה אחת היא להעסיק מודלים אנושיים והרדוקציוניסטי. זו פותחה בשנות ה -1960 המאוחרות, תוך ורידי (IV) הממשל רעלן פנימי לאדם מציעה פלטפורמה חיונית שדרכולגלות, להתוות מסלולים דלקתיים סמים פוטנציאל 16-19. אנדוטוקסינים (בשימוש כמילה נרדף עם lipopolysaccharide [LPS] במאמר זה) הוא אגוניסט TLR4 חזק שמפעיל את המפל הדלקתי באופן תלוי מינון. מוזרק כמו בולוס או עירוי או שהוא עשוי ובכך לשמש מודל הוא ברמה נמוכות דלקת מערכתית מתונה של משך שונה. התגובה הדלקתית הקצרה כתוצאת התיר הערכת מרכיב אחד של אינטראקצית מארח הפתוגן המורכבת ביותר שמתפתחת במהלך זיהום חיידקים. אמנם לא מודל של הלם, אתגרי רעלן פנימיים IV מעוררים תגובות שנראות לשכפל בשלבים המוקדמים של זיהום. ביטול מחסומי translational בין מינים מחק את הפנוטיפ הקליני במדויק איכותי אם לא באופן כמותי, היא פותחת פתח לפרשנות בזמן אמת של השפעות דלקתיות, השלכות הזדמנות לבחון התערבויות. רעלן פנימי עשוי גם להיות מנוהל endobronchially 20, intradermally 21 או בשילוב עם IV LPS 22 לחקור תגובות דלקתיות מקומיות תאים שונים. מה שפחות ידוע מתודולוגיות אלטרנטיבה מועסקת כולל עירוי של ציטוקינים הפרוקסימלי פרו-דלקתיים כגון α tumor necrosis factor (TNFα) ו- interleukin (IL) 6 19. אלה לא יידונו עוד כאן.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Clinical Center Reference Endotoxin (CCRE, Escherichia coli O:113:H10:K negative)</td>
			<td>National Institutes for Health</td>
			<td>n/a</td>
			<td>GMP Manufactured Endotoxin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringes (1ml, 5ml)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water for injection</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.9% sodium chloide (sterile, clinical grade)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intravenous cannulae</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Miminum 20G French</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sphygmomanometer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>If intraarterial line placed, transduction equipment for invasive blood pressure monitoring</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulse oximeter</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermometer&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Typmanic, oral or core (rectal, oropharyngeal)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrocardiograph machine</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sample collection tubes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>As utilized by local clinical laboratory</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

intravenous endotoxin challenge in healthy humans: an experimental platform to investigate and modulate systemic inflammation

הפעלת מסלולים דלקתיים מייצגת מנגנון מרכזי מצב מחלה מרובה הוא כרוני וחמור. מופעל באמצעות או הפתוגן או רקמות ניזק הקשורים מוטיבים מולקולריים, הביוכימיים משותפים להוביל שינויים פיסיולוגיים אימונולוגיים משתנים נשמרים עדיין. דיסקציה התיחום של גורמים ואת המנגנונים שונים פנוטיפי בתגובה צפויה להניב התקדמות טיפולית חדשנית. עירוי לוריד (IV) של רעלן פנימי (lipopolysaccharide חיידקי גרם שלילי), אגוניסט לקולטן 4 ספציפיים אגרה דמוית, מייצג מודל in vivo של דלקת מערכתית באדם. המכונים הלאומיים עבור אנדוטוקסינים הפניה המרכז הקליני בריאות (CCRE, Escherichia coli O: 113: H10: K שלילי) הוא מועסק באופן אמין reproducibly ליצור כלי דם, המטולוגיות, האנדוקרינית, אימונולוגיות איבר ספציפי השפעות פונקציונליות שבמקביל, בדרגות שונות,לאלו לראות בשלבים הראשונים של מצבים פתולוגיים. שינוי של מינון (0.06 - 4 ng / ק&quot;ג) וזמן בקנה מידה של חשיפה (בולוס לעומת עירוי) מאפשר שכפול או של דלקת חריפה או כרונית ומגוון של החומרה שיש שהושרו, עם מינונים גבוהים יותר (2 - 4 ng / kg ) בשימוש כדי ליצור מדינה &#39;דמוי אלח דם &quot;לעיתים קרובות. הוקם ותרכובות מרפא רומן ייתכן גם להינתן לפני או פוסט רעלן פנימי חשיפה להעריך את השפיע על המפל הדלקתי. למרות מגבלות בהיקפה הכללה, אתגר רעלן פנימי IV אדם מציע פלטפורמה ייחודית לקבל תובנה מכניסטית לתוך תגובות פיסיולוגיות מושרות ושבילים דלקתיים. הגיוני מועסק זה יכול להואיל תרגום הידע הזה לתוך חידושים טיפוליים.

ההשלכות מגוונת, רב-מערכתית של הממשל רעלן פנימי IV לאחרונה נבדקו באופן מקיף לא תידון במלואו כאן (לפרטים מלאים ראה 17-19,27). במקום סקירה קצרה של מגוון ותחולה של המודל יסופק לצד הנתונים העיקריים הנוגעים משטר בולוס-מינון קלאסי (2 ng / ק&quot;ג). תרשים סכמטי המתאר את ציר הזמן של ניסוי כזה מסופק באיור 1. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53913/53913fig1.jpg" /> איור 1:. נציג סכמטי של בולוס IV אנדוטוקסינים אתגר פרוטוקול לאחר הגעה, הסכמת המשתתף כדי להמשיך צריכה תאושר ביחד עם מצב בריאותם ותאימות פרוטוקול (צום, הימנעות אלכוהול, וכו &#39;). בעקבות החדרת קווי intravascular, attachmeNT של ניטור ואיסוף של תצפיות דגימות קליניות מחקר, מינון מותאם משקל CCRE מחדש מנוהל. ניטור קליני למשך תקופה מינימלית של 6 - 8 שעות היא חובה. דוגמאות, לרוב דם, ניתן לקחת נקודות זמן שנבחר מראש. עירוי נוזלי גְבִישָׁן ניתנים בדרך כלל, ב L במקרה 1 זה מעל 2 hr ואחריו 1 L מעל 6 שעות. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53913/53913fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> השפעת רעלן פנימי IV תלויה במינון שנבחרו ואת שיטת הממשל (בולוס לעומת עירוי). בולוס של 2 - 4 ng / kg באופן מהימן מעורר התכונות של תסמונת התגובה המערכתית דלקתית עם טמפרטורת ליבה הרים, קצב לב ואת תאי דם לבנים (WBC) לספור 16. זה מלווה על ידי הנוכחות של מתווכי לחות למחלות דלקתיות כגון הפרתי נמלהציטוקינים i-דלקתיות, חלבונים בשלב האקוטי (כגון C-reactive protein) (ראה איורים 2 ו -3) והפעלה של ציר-היפופיזה hypothalamo 28 ושניהם הפרו-coagulatory ומערכות Fibrinolytic 29. מטבוליזם בשתי רקמות מרכזיות והיקפיות משתנה ושינויים פונקציונליים איבר ספציפי מרובים שהושרו 19,30. המשתתף לחוות מגוון רחב של סימפטומים &quot;דמוית שפעת&quot; כי שיא בעצמה סביב 1 - 2 שעות ו אבטה בעיקר על ידי 6 שע &#39;(ראה איור 4). לבולוס פרוטוקול &#39;במינון גבוה &quot;מעורר עקבית ואיכותי אבל כמותית משתנית תגובה במתנדבים 31. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/53913/53913fig2.jpg" /> איור 2: פרופיל תצפית קליני שינוי סימנים חיוניים ממשל שלאחר בולוס התייחסות מרכז קליני אנדוטוקסינים 2 n.g / kg (חציון עם IQR, n = 10). קצב הנשימה (RR, נשימות לדקה, א), הדופק (פעימות לדקה, B), לחץ דם סיסטולי (SBP, מ&quot;מ כספית, C) וטמפרטורה (מעלות צלזיוס, באמצעות מדחום התוף, D) מוצגים. SBP לא לנפול בשל מתן עירוי נוזלים, העלייה הקטנה המשקפת יצוא אוהד גדל סביר. זמן מוצג על ציר x (HR הממשל שלאחר רעלן פנימי). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53913/53913fig2large.jpg" target="_blank">נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/53913/53913fig3.jpg" /> איור 3:. סלולארי ו לחות תגובת שינויים עקביים בספירת לויקוציטים בסך הכל, כולל neutrophilia חולף, הם נצפו (א) יחד עם אינדיקטורים קליני נפוץ של inflammation כגון C-reactive protein (B). כמותית ומגוונים, עדיין נשמרים איכותי שינויים במחזור ריכוזים ציטוקינים פלזמה להתרחש לאחר רעלן פנימי IV. TNFα (C) ו- IL-6 (ד) מוצגים מופת. כל ממשל נתונים שלאחר בולוס של קלינית מרכז הפניה אנדוטוקסינים 2 ng / kg (חציון עם IQR, n = 10. ריכוז ציטוקין מייצג את ממוצע של 2 חזרות טכניות / בודדים בכל נקודת זמן). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53913/53913fig3large.jpg" target="_blank">נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של נתון זה.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/53913/53913fig4.jpg" /> איור 4:. פרופיל סימפטום סימפטום מצטבר להבקיע נרשם הממשל שנקבע מראש בזמן נקודות שלאחר בולוס של 2 אנדוטוקסינים הפניה המרכז הקליני ng / kg (חציון עם IQR, n = 10). המשתתפים נשאלו to להבקיע את חומרת כאבי ראש, רעד, כאבי שרירים, בחילות במאזניים אנלוגית ויזואלית. (10 - 0, מקסימום להבקיע 40) <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53913/53913fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> &quot;במינון נמוך&quot; רעלן פנימי בניגוד השפעה הרבה יותר מגוונת על יחידים ניתן להשתמש כדי לחקור את ההבדלים בין הפרט את התגובה הדלקתית 31. מנהל של 0.06 - 0.2 ng / kg באמצעות או בולוס או עירוי גורם 2 - 10 עליות של פי ציטוקינים פלזמה בקנה אחד עם אלה לראות מצבים דלקתיים בדרגה נמוכה כרוניים 32. פרוטוקולים כאלה ייתכן שיש תפקיד מפתח לחקור את התרומה של דלקת ואת המסלולים המווסתים אותו לתנאים הקרדיו מורכבים מרובים 27.

Watch this Scientific Journal Video about Intravenous Endotoxin Challenge in Healthy Humans: An Experimental Platform to Investigate and Modulate Systemic Inflammation at JoVE.com

Intravenous Endotoxin Challenge in Healthy Humans: An Experimental Platform to Investigate and Modulate Systemic Inflammation

Intravenous administration of endotoxin reliably elicits dose-dependent physiological and immunological alterations consistent with several pathological states. This reductionist approach permits the investigation, modeling and experimental modification of systemic inflammation and its downstream effects in man.

תוך ורידי אנדוטוקסינים אתגר בריא לבני אדם: פלטפורמה ניסויית לחקור ולווסת דלקת מערכתית

Activation of inflammatory pathways represents a central mechanism in multiple disease states both acute and chronic. Triggered via either pathogen or ...

intravenous-endotoxin-challenge-healthy-humans-an-experimental

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

11.5K Views.  University College London. Intravenous administration of endotoxin reliably elicits dose-dependent physiological and immunological alterations consistent with several pathological states. This reductionist approach permits the investigation, modeling and experimental modification of systemic inflammation and its downstream effects in man.

Video: Intravenous Endotoxin Challenge in Healthy Humans: An Experimental Platform to Investigate and Modulate Systemic Inflammation

Spectral Karyotyping to Study Chromosome Abnormalities in Humans and Mice with Polycystic Kidney Disease

Conventional method to identify and classify individual chromosomes depends on the unique banding pattern of each chromosome in a specific species being analyzed 1, 2. This classical banding technique, however, is not reliable in identifying complex chromosomal aberrations such as those associated with cancer. To overcome the limitations of the banding technique, Spectral Karyotyping (SKY) is introduced to provide much reliable information on chromosome abnormalities.
SKY is a multicolor fluorescence in-situ hybridization (FISH) technique to detect metaphase chromosomes with spectral microscope 3, 4. SKY has been proven to be a valuable tool for the cytogenetic analysis of a broad range of chromosome abnormalities associated with a large number of genetic diseases and malignancies 5, 6. SKY involves the use of multicolor fluorescently-labelled DNA probes prepared from the degenerate oligonucleotide primers by PCR. Thus, every chromosome has a unique spectral color after in-situ hybridization with probes, which are differentially labelled with a mixture of fluorescent dyes (Rhodamine, Texas Red, Cy5, FITC and Cy5.5). The probes used for SKY consist of up to 55 chromosome specific probes 7-10.
The procedure for SKY involves several steps (Figure 1). SKY requires the availability of cells with high mitotic index from normal or diseased tissue or blood. The chromosomes of a single cell from either a freshly isolated primary cell or a cell line are spread on a glass slide. This chromosome spread is labeled with a different combination of fluorescent dyes specific for each chromosome. For probe detection and image acquisition,the spectral imaging system consists of sagnac interferometer and a CCD camera. This allows measurement of the visible light spectrum emitted from the sample and to acquire a spectral image from individual chromosomes. HiSKY, the software used to analyze the results of the captured images, provides an easy identification of chromosome anomalies. The end result is a metaphase and a karyotype classification image, in which each pair of chromosomes has a distinct color (Figure 2). This allows easy identification of chromosome identities and translocations. For more details, please visit Applied Spectral Imaging website (<a href="http://www.spectral-imaging.com/" target="_blank">http://www.spectral-imaging.com/</a>).
SKY was recently used for an identification of chromosome segregation defects and chromosome abnormalities in humans and mice with Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease (ADPKD), a genetic disease characterized by dysfunction in primary cilia 11-13. Using this technique, we demonstrated the presence of abnormal chromosome segregation and chromosomal defects in ADPKD patients and mouse models 14. Further analyses using SKY not only allowed us to identify chromosomal number and identity, but also to accurately detect very complex chromosomal aberrations such as chromosome deletions and translocations (Figure 2).

Spectral Karyotyping (SKY) is an advanced cytogenetics technique to identify genomic and chromosomal aberrations. This technique takes advantage of chromosome painting probes, which allow classification of all chromosomes. SKY can also identify complex chromosome aberrations and segregation defects in mice and humans with various diseases, including polycystic kidney disease.

Karyotyping רפאים ללמוד חריגות כרומוזום בבני אדם ועכברים עם מחלת כליות פוליציסטיות

Conventional method to identify and classify individual chromosomes depends on the unique banding pattern of each chromosome in a specific species being ...

Combined In vivo Optical and &#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

Multimodality imaging has emerged as a common technological approach used in both preclinical and clinical research. Advanced techniques that combine in vivo optical and &#956;CT imaging allow the visualization of biological phenomena in an anatomical context. These imaging modalities may be especially useful to study conditions that impact bone. In particular, orthopaedic implant infections are an important problem in clinical orthopaedic surgery. These infections are difficult to treat because bacterial biofilms form on the foreign surgically implanted materials, leading to persistent inflammation, osteomyelitis and eventual osteolysis of the bone surrounding the implant, which ultimately results in implant loosening and failure. Here, a mouse model of an infected orthopaedic prosthetic implant was used that involved the surgical placement of a Kirschner-wire implant into an intramedullary canal in the femur in such a way that the end of the implant extended into the knee joint. In this model, LysEGFP mice, a mouse strain that has EGFP-fluorescent neutrophils, were employed in conjunction with a bioluminescent Staphylococcus aureus strain, which naturally emits light. The bacteria were inoculated into the knee joints of the mice prior to closing the surgical site. In vivo bioluminescent and fluorescent imaging was used to quantify the bacterial burden and neutrophil inflammatory response, respectively. In addition, &#956;CT imaging was performed on the same mice so that the 3D location of the bioluminescent and fluorescent optical signals could be co-registered with the anatomical &#956;CT images. To quantify the changes in the bone over time, the outer bone volume of the distal femurs were measured at specific time points using a semi-automated contour based segmentation process. Taken together, the combination of in vivo bioluminescent/fluorescent imaging with &#956;CT imaging may be especially useful for the noninvasive monitoring of the infection, inflammatory response and anatomical changes in bone over time.

Combined In vivo Optical and  &#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

Combined optical and &#956;CT imaging in a mouse model of orthopaedic implant infection, utilizing a bioluminescent engineered strain of Staphylococcus aureus, provided the capability to noninvasively and longitudinally monitor the dynamics of the bacterial infection, as well as the corresponding inflammatory response and anatomical changes in the bone.

בשילוב<em&gt; בvivo</em&gt; אופטי וμCT הדמיה למעקב אחר זיהום, דלקת, ועצם אנטומיה בזיהום אורטופדיים שתל בעכברים

Multimodality imaging has emerged as a common technological approach used in both preclinical and clinical research. Advanced techniques that combine in ...

Ischemic Tissue Injury in the Dorsal Skinfold Chamber of the Mouse: A Skin Flap Model to Investigate Acute Persistent Ischemia

Despite profound expertise and advanced surgical techniques, ischemia-induced complications ranging from wound breakdown to extensive tissue necrosis are still occurring, particularly in reconstructive flap surgery. Multiple experimental flap models have been developed to analyze underlying causes and mechanisms and to investigate treatment strategies to prevent ischemic complications. The limiting factor of most models is the lacking possibility to directly and repetitively visualize microvascular architecture and hemodynamics. The goal of the protocol was to present a well-established mouse model affiliating these before mentioned lacking elements. Harder et al. have developed a model of a musculocutaneous flap with a random perfusion pattern that undergoes acute persistent ischemia and results in ~50% necrosis after 10 days if kept untreated. With the aid of intravital epi-fluorescence microscopy, this chamber model allows repetitive visualization of morphology and hemodynamics in different regions of interest over time. Associated processes such as apoptosis, inflammation, microvascular leakage and angiogenesis can be investigated and correlated to immunohistochemical and molecular protein assays. To date, the model has proven feasibility and reproducibility in several published experimental studies investigating the effect of pre-, peri- and postconditioning of ischemically challenged tissue.

The window of the murine dorsal skinfold chamber presented visualizes a zone of acute persistent ischemia of a musculocutaneous flap. Intravital epi-fluorescence microscopy permits for direct and repetitive assessment of the microvasculature and quantification of hemodynamics. Morphologic and hemodynamic results can further be correlated with histological and molecular analyses.

פגיעה ברקמות איסכמי בהגבו skinfold לשכת העכבר: דגם דש עור לחקור איסכמיה מתמיד חריפה

Despite profound expertise and advanced surgical techniques, ischemia-induced complications ranging from wound breakdown to extensive tissue necrosis are ...

Monitoring of Systemic and Hepatic Hemodynamic Parameters in Mice

The use of mouse models in experimental research is of enormous importance for the study of hepatic physiology and pathophysiological disturbances. However, due to the small size of the mouse, technical details of the intraoperative monitoring procedure suitable for the mouse were rarely described. Previously we have reported a monitoring procedure to obtain hemodynamic parameters for rats. Now, we adapted the procedure to acquire systemic and hepatic hemodynamic parameters in mice, a species ten-fold smaller than rats. This film demonstrates the instrumentation of the animals as well as the data acquisition process needed to assess systemic and hepatic hemodynamics in mice. Vital parameters, including body temperature, respiratory&#160;rate&#160;and heart&#160;rate were recorded throughout the whole procedure. Systemic hemodynamic parameters consist of carotid artery pressure (CAP) and central venous pressure (CVP). Hepatic perfusion parameters include portal vein pressure (PVP), portal flow rate as well as the flow rate of the common hepatic artery (table 1). Instrumentation and data acquisition to record the normal values was completed within 1.5 h. Systemic and hepatic hemodynamic parameters remained within normal ranges during this procedure.
This procedure is challenging but feasible. We have already applied this procedure to assess hepatic hemodynamics in normal mice as well as during 70% partial hepatectomy and in liver lobe clamping experiments. Mean PVP after resection (n= 20), was 11.41&#177;2.94 cmH2O which was significantly higher (P&#60;0.05) than before resection (6.87&#177;2.39 cmH2O). The results of liver lobe clamping experiment indicated that this monitoring procedure is sensitive and suitable for detecting small changes in portal pressure and portal flow rate. In conclusion, this procedure is reliable in the hands of an experienced micro-surgeon but should be limited to experiments where mice are absolutely needed.

This film demonstrates how to acquire systemic and hepatic hemodynamics in mice. The whole monitoring includes acquisition of vital parameters, systemic blood pressure, central venous pressure, common hepatic artery flow rate, and portal vein pressure as well as the portal flow rate in mice.

ניטור של פרמטרים מערכתיים והבדיה המודינמית בעכברים

The use of mouse models in experimental research is of enormous importance for the study of hepatic physiology and pathophysiological disturbances. ...

An Ex vivo Model to Study Hormone Action in the Human Breast

The study of hormone action in the human breast has been hampered by lack of adequate model systems. Upon in vitro culture, primary mammary epithelial cells tend to lose hormone receptor expression. Widely used hormone receptor positive breast cancer cell lines are of limited relevance to the in vivo situation. Here, we describe an ex vivo model to study hormone action in the human breast. Fresh human breast tissue specimens from surgical discard material such as reduction mammoplasties or mammectomies are mechanically and enzymatically digested to obtain tissue fragments containing ducts and lobules and multiple stromal cell types. These tissue microstructures kept in basal medium without growth factors preserve their intercellular contacts, the tissue architecture, and remain hormone responsive for several days. They are readily processed for RNA and protein extraction, histological analysis or stored in freezing medium. Fluorescence activated cell sorting (FACS) can be used to enrich for specific cell populations. This protocol provides a straightforward, standard approach for translational studies with highly complex, varied human specimens.

An Ex vivo Model to Study Hormone Action in the Human Breast

We have developed a novel ex vivo model to study hormone action in the human breast. It is based on tissue microstructures isolated from surgical breast tissue specimens which preserve tissue architecture, intercellular interactions, and paracrine signaling.

<em&gt; Ex vivo</em&gt; דגם לחקר הורמוני פעולה בשד האדם

The study of hormone action in the human breast has been hampered by lack of adequate model systems. Upon in vitro culture, primary mammary epithelial ...

Symmetric Bihemispheric Postmortem Brain Cutting to Study Healthy and Pathological Brain Conditions in Humans

Neuropathologists, at times, feel intimidated by the amount of knowledge needed to generate definitive diagnoses for complex neuropsychiatric phenomena described in those patients for whom a brain autopsy has been requested. Although the advancements of biomedical sciences and neuroimaging have revolutionized the neuropsychiatric field, they have also generated the misleading idea that brain autopsies have only a confirmatory value. This false idea created a drastic reduction of autopsy rates and, consequently, a reduced possibility to perform more detailed and extensive neuropathological investigations, which are necessary to comprehend numerous normal and pathological aspects yet unknown of the human brain. The traditional inferential method of correlation between observed neuropsychiatric phenomena and corresponding localization/characterization of their possible neurohistological correlates continues to have an undeniable value. In the context of neuropsychiatric diseases, the traditional clinicopathological method is still the best possible methodology (and often the only available) to link unique neuropsychiatric features to their corresponding neuropathological substrates, since it relies specifically upon the direct physical assessment of brain tissues. The assessment of postmortem brains is based on brain cutting procedures that vary across different neuropathology centers. Brain cuttings are performed in a relatively extensive and systematic way based on the various clinical and academic contingencies present in each institution. A more anatomically inclusive and symmetric bi-hemispheric brain cutting methodology should at least be used for research purposes in human neuropathology to coherently investigate, in depth, normal and pathological conditions with the peculiarities of the human brain (i.e., hemispheric specialization and lateralization for specific functions). Such a method would provide a more comprehensive collection of neuropathologically well-characterized brains available for current and future biotechnological and neuroimaging techniques. We describe a symmetric bi-hemispheric brain cutting procedure for the investigation of hemispheric differences in human brain pathologies and for use with current as well as future biomolecular/neuroimaging techniques.

Organized brain cutting procedures are necessary to correlate specific neuropsychiatric phenomena with definitive neuropathologic diagnoses. Brain cuttings are performed differently based on various clinico-academic contingencies. This protocol describes a symmetric bihemispheric brain cutting procedure to investigate hemispheric differences in human brain pathologies and to maximize current and future biomolecular/neuroimaging techniques.

סימטרי Bihemispheric לאחר מות מוח חיתוך לחקר בריא והגבלות מוח פתולוגיים בבני אדם

Neuropathologists, at times, feel intimidated by the amount of knowledge needed to generate definitive diagnoses for complex neuropsychiatric phenomena ...

A Model to Simulate Clinically Relevant Hypoxia in Humans

In case of apnea, arterial partial pressure of oxygen (pO2) decreases, while partial pressure of carbon dioxide (pCO2) increases. To avoid damage to hypoxia sensitive organs such as the brain, compensatory circulatory mechanisms help to maintain an adequate oxygen supply. This is mainly achieved by increased cerebral blood flow. Intermittent hypoxia is a commonly seen phenomenon in patients with obstructive sleep apnea. Acute airway obstruction can also result in hypoxia and hypercapnia. Until now, no adequate model has been established to simulate these dynamics in humans. Previous investigations focusing on human hypoxia used inhaled hypoxic gas mixtures. However, the resulting hypoxia was combined with hyperventilation and is therefore more representative of high altitude environments than of apnea. Furthermore, the transferability of previously performed animal experiments to humans is limited and the pathophysiological background of apnea induced physiological changes is poorly understood. In this study, healthy human apneic divers were utilized to mimic clinically relevant hypoxia and hypercapnia during apnea. Additionally, pulse-oximetry and Near Infrared Spectroscopy (NIRS) were used to evaluate changes in cerebral and peripheral oxygen saturation before, during, and after apnea.

Hypoxia simulation in humans has usually been performed by inhaling hypoxic gas mixtures. For this study, apneic divers were used to simulate dynamic hypoxia in humans. Additionally, physiological changes in desaturation and re-saturation kinetics were evaluated with non-invasive tools such as Near-Infrared-Spectroscopy (NIRS) and peripheral oxygenation saturation (SpO2).

מודל כדי לדמות היפוקסיה משמעות קלינית בבני אדם

In case of apnea, arterial partial pressure of oxygen (pO2) decreases, while partial pressure of carbon dioxide (pCO2) increases. To avoid damage 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.

הדמיה של לימפוציטים אנושיים יונת ריאות ב ניסיוני במודל Vivo של דלקת אלרגית בהתבסס על מיקרוסקופ אור גיליונות מתקדמות

Overwhelming tissue accumulation of highly activated immune cells represents a hallmark of various chronic inflammatory diseases and emerged as an ...

On-Site Sampling and Extraction of Brain Tumors for Metabolomics and Lipidomics Analysis

Despite the variety of tools available for cancer diagnosis and classification, methods that enable fast and simple characterization of tumors are still in need. In recent years, mass spectrometry has become a method of choice for untargeted profiling of discriminatory compound as potential biomarkers of a disease. Biofluids are generally considered as preferable matrices given their accessibility and easier sample processing while direct tissue profiling provides more selective information about a given cancer. Preparation of tissues for the analysis via traditional methods is much more complex and time-consuming, and, therefore, not suitable for fast on-site analysis. The current work presents a protocol combining sample preparation and extraction of small molecules on-site, immediately after tumor resection. The sampling device, which is of the size of an acupuncture needle, can be inserted directly into the tissue and then transported to the nearby laboratory for instrumental analysis. The results of metabolomics and lipidomics analyses demonstrate the capability of the approach for the establishment of phenotypes of tumors related to the histological origin of the tumor, malignancy, and genetic mutations, as well as for the selection of discriminating compounds or potential biomarkers. The non-destructive nature of the technique permits subsequent performance of routinely used tests e.g., histological tests, on the same samples used for SPME analysis, thus enabling attainment of more comprehensive information to support personalized diagnostics.

The manuscript presents on-site sampling of human brain tumors with solid phase microextraction followed by their biochemical profiling towards the discovery of biomarkers.

באתר דגימה וחילוץ של גידולים במוח עבור מטבולומיקה וניתוח Lipidomics

Despite the variety of tools available for cancer diagnosis and classification, methods that enable fast and simple characterization of tumors are still ...

An In Vitro Hemodynamic Loop Model to Investigate the Hemocytocompatibility and Host Cell Activation of Vascular Medical Devices

In this study, the hemocompatibility of tubes with an inner diameter of 5 mm made of polyvinyl chloride (PVC) and coated with different bioactive conjugates was compared to uncoated PVC tubes, latex tubes, and a stent for intravascular application that was placed inside the PVC tubes. Evaluation of hemocompatibility was done using an in vitro hemodynamic loop model that is recommended by the ISO standard 10993-4. The tubes were cut into segments of identical length and closed to form loops avoiding any gap at the splice, then filled with human blood and rotated in a water bath at 37 &#176;C for 3 hours. Thereafter, the blood inside the tubes was collected for the analysis of whole blood cell count, hemolysis (free plasma hemoglobin), complement system (sC5b-9), coagulation system (fibrinopeptide A), and leukocyte activation (polymorphonuclear elastase, tumor necrosis factor and interleukin-6). Host cell activation was determined for platelet activation, leukocyte integrin status and monocyte platelet aggregates using flow cytometry. The effect of inaccurate loop closure was examined with x-ray microtomography and scanning electron microscopy, that showed thrombus formation at the splice. Latex tubes showed the strongest activation of both plasma and cellular components of the blood, indicating a poor hemocompatibility, followed by the stent group and uncoated PVC tubes. The coated PVC tubes did not show a significant decrease in platelet activation status, but showed an increased in complement and coagulation cascade compared to uncoated PVC tubes. The loop model itself did not lead to the activation of cells or soluble factors, and the hemolysis level was low. Therefore, the presented in vitro hemodynamic loop model avoids excessive activation of blood components by mechanical forces and serves as a method to investigate in vitro interactions between donor blood and vascular medical devices.

Presented here is a protocol for a standardized in vitro hemodynamic loop model. This model allows to test the hemocompatibility of perfusion tubes or vascular stents to be in accordance with ISO (International Organization for Standardization) standard 10993-4.

תוך ורידי אנדוטוקסינים אתגר בריא לבני אדם: פלטפורמה ניסויית לחקור ולווסת דלקת מערכתית

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video