この研究は、大動脈研究助成金（ミシガン大学）によってEliason博士に可能になった。また著者は、シガレット照明器具の設計と組立てを支援するため、ミシガン大学プラントオペレーションサイングラフィック部門のNick Scott氏に感謝したいと思います。

以下のプロトコールは、ミシガン大学機関動物管理および使用委員会（IACUC）の指導および承認の下で実施されている。 1.電子たばこ - 蒸気チャンバアセンブリ注：完全なチャンバーは、使用中にヒュームフードに置かなければなりません。ここの室は、温度制御されたろ過された実験室環境に収容されていた。調査官は、室内空気質の一貫性を確保するために、システムのそのような側面を監視することを選択することができる。オプションとして、金属ケージでモニターを覆うことで、モニターが室内の環境をサンプリングできるようにしながら、げっ歯類の改ざんを防ぐことができます。 <ol><li>容積20Lの気密性の取り外し可能な蓋を備えた麻酔室を得る。 </li><li>材料を切断するのに適したブレードを備えた治具の鋸を用いて、チャンバの蓋の直径10.2cmの穴を、蓋の後端から約7.6cmチャンバー。 </li><li>調節可能な通気孔を穴に挿入し、カール接着剤で固定します。 注記：接着剤コーキングは、コーキングを噛む可能性があるため、チャンバー内の齧歯動物がアクセスできないようにしてください。この可能性のある問題を防ぐために、ベントを取り付けるためにコーキングをチャンバー壁の外側に適用してください。 </li><li>シリコーンチューブを2つの15 cmセグメントに切断し、T字型コネクタの両端に端を取り付けます。 注記：シリコーンチューブは、電子蒸気やタバコの煙の一部の成分と反応する可能性があります。したがって、研究者は、非反応性チュービングの使用を検討することができる。 </li><li> T字型コネクタがチャンバの内側にくるように、両方のシリコーンチューブをチャンバのふたの正面近くのプレマイド穴に通します。チューブが接着剤コーキングまたは電気テープでふたに固定されていることを確認します。 </li><li>シリコーンチューブの自由端を2つのマイクロエアポンプの出力端に接続します。ポンプは、チャンバのふたに二重管を使用して取り付けてください。両面粘着テープまたはコーキング材である。 注：ポンプの出力端に接続されている配管の長さは、使用中に配管の内面の蒸気収集量を制限するために短くする必要があります。 </li><li>新しいシリコンチューブを使用して、エアーポンプの1つの入力側（ 図1のポンプA）に一端を取り付け、このチューブを約4 cmの長さに切断します。これは、電子タバコがチャンバ使用中に挿入される場所である。チューブの直径がe-cigの端部にぴったり合うようにしてください。 </li><li>新しいシリコンチューブを使用して、一方の端を他方のエアポンプの入力側に接続します（ 図1のポンプB）。このポンプは室内に空気を導入します。そのため、チューブの端はヒュームフードの外側に配置する必要があります。このチューブの長さは重要ではありませんが、通気抵抗を制限するためにできるだけ短くする必要があります。 </li><li>チャンバー内に2つの小さなフックを取り付け、両面接着剤で酸素を保持するenおよび一酸化炭素ガスモニター。 </li></ol><img alt="図1" src="/files/ftp_upload/55672/55672fig1.jpg" /> 図1電子タバコ・蒸気チャンバーの概略図。 チャンバーは、ヒュームフード（図示せず）内に収容される。室内空気ポンプ（ポンプB）は、ヒュームフードの外側から2L /分で連続的に室内に空気を導入します。 E-cigポンプ（ポンプA）は、3秒間133mLのE-蒸気を30秒の休止間隔でパフします。 E-蒸気および室内空気を混合してから、室内に圧送する。ガスモニターは、室内の一酸化炭素（CO）と酸素（O 2 ）濃度を連続的に測定します。 E-蒸気は、排気口を通って煙霧フード内に受動的に排出される。 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55672/55672fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。</a> 2.たばこ煙チャンバアセンブリ注：実質的にどのブランドofシガレットはこのシステムで使用することができますが、ケンタッキー大学の1R6Fリサーチシガレットなどの標準化されたリサーチ紙巻タバコは費用効果が高く、信頼性が高く、この用途に最適です。 <ol><li>ステップ1.1〜1.6、およびステップ1.9に従ってください。 </li><li>新しいシリコンチューブを使用して、一端をタバコ照明装置に取り付け、もう一端をエアポンプの入力側に接続します（ 図2のポンプA）。タバコの照明器具は、使用中にヒュームフードの内側およびチャンバの外側に配置する必要があります。 注：シガレット照明装置の構築には、金属製作と電気工学の知識が必要です。建設の詳細な手順はここでは示されませんが、計画の補足資料を参照してください。 </li><li>新しいシリコンチューブを使用して、一方の端を他方のエアポンプに接続します（ 図2のポンプB）。このポンプは室内に空気を導入するので、チューブの端はヒュームフードの外側に配置する必要があります。 </li<html> &gt; <li>チャンバーの正面壁に5mm幅の垂直スリットを数個切り取り、この開口部を覆うようにコンピューターファンをチャンバーの外側に取り付けます。ファンの前面がチャンバの方を向いていることを確認し、ファンがこの開口部を通ってチャンバに空気を吹き込むようにします。 </li></ol><img alt="図2" src="/files/ftp_upload/55672/55672fig2.jpg" /> 図2.シガレット・スモーク・チャンバーの概略図。 室内空気ポンプ（ポンプB）は、ヒュームフードの外側から2L /分で連続的に室内に空気を導入します。ポンプAは、2リットル/分の速度で40秒間、点灯した紙巻きタバコを吸い取り、20秒後にコンピュータファンが3分間にわたってチャンバを排気する。煙と室内の空気を混合してから室内に吹き込む。ガスモニターは、一酸化炭素（CO）および酸素（O 2 ）チャンバー濃度を連続的に測定します。煙は、換気フード内の通気口を通して排出される。ftp_upload / 55672 / 55672fig2large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt;この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。 3.マイクロコントローラアセンブリおよびソフトウェア<ol><li>電子タバコ蒸気チャンバとタバコ煙チャンバの排気システムを別々のマイクロコントローラで制御します。マイクロコントローラソフトウェアをダウンロードし、S 補充資料に記載されている操作コードをアップロードしてください。電子タバコの蒸気コードは室内空気ポンプを連続的に作動させ、30秒ごとに4秒間電子タバコポンプを作動させる。タバコの煙のコードは室内空気ポンプを連続的に作動させ、タバコポンプを40秒間作動させ、タバコポンプが停止した後に20秒間コンピュータファンを作動させる。ファンは3分間運転した後に停止します。 注意：必要に応じてポンプとファンのタイミングを調整することができます。関連するコードをマイクロコントローラにアップロードする方法については、製造元の指示を参照してください。 </li><li>組み立てる図3に示すようにパンボードにジップワイヤ、ダイオード、抵抗器、コンデンサを接続し、ワニ口クリップ線を対応するエアポンプ（およびシガレットスモークチャンバーのコンピュータファン）に接続します。可能であれば、ヒュームフードの外側にマイクロコントローラを設置してください。 </li></ol><img alt="図3" src="/files/ftp_upload/55672/55672fig3.jpg" /> 図3.マイクロコントローラの回路図 空気ポンプとファンのタイミングを操作するためのマイクロコントローラとパンボードの概略図。 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55672/55672fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。</a> 4.動物<ol><li>体重450〜520 gの成体ラットを使用する。 </li><li> （ 例えば 、電子たばこ、タバコの煙、室内に汲み上げられた室内空気）のグループラット。 </li><li>この時点でpr暴露する前に、ベースラインの血清コチニン濃度を測定するために注射器を使用して尾静脈からEDTA被覆チューブ中の500μLの血液を収集する。 </li><li>血液サンプルを20,000 xgで4℃で30分間遠心し、血清を集める。このプロセスの間、サンプルが氷上で冷却されることを確認してください。 </li><li>製造業者のプロトコールに従って、採取した血清サンプル中のコチニンについてのアッセイを行った。サンプルは、後で使用するために-80℃で保存することもできます。 </li></ol> 5.電子シガレットチャンバーの操作<ol><li> 70％エタノールで、次に脱イオン水でチャンバーの内部を洗浄し、チャンバーが完全に乾燥するまで（または約30分間）空気乾燥させます。 </li><li>ガスモニターをキャリブレーションし、モニター全体をチャンバー内の壁にマウントします。 </li><li>ラットをチャンバーの中に入れる。最大3匹の動物を同時に暴露することができることに留意されたい。 </li><li> E-シガレットが十分なE-液体で完全に満たされていることを確認し、E-シガレットを挿入する入力チューブに入れます。 E-シガレット電池とE-液体レベルが90分間の暴露の間中適切であることを保証することが重要です。 </li><li>エアポンプをオンにして、タイマーを開始します。 </li><li>暴露中に、ガスモニターを観察して、チャンバーが&gt; 20％のO 2と0ppmのCOを含むことを確認します。 注：酸素レベルが低下すると、チャンバーの換気が不十分になったり、酸素モニターが適切に較正されないことがあります。 </li><li>暴露時間が90分に達したら、電子タバコを取り出し、ガスポンプを運転して残りの蒸気を排出させます。さらに、換気を早くするためにチャンバーの上部を持ち上げることができます。 </li><li>蒸気がなくなったら、ラットを取り出してチャンバーをきれいにしてください。 </li><li>実験プロトコールの終了時に、曝露の約1時間後に各ラットから尾静脈から500μLの血液を収集する。 </li><li>血清を単離し、コチニンについてアッセイするために、4.4〜4.5のステップに従う。 </li></ol><ol><li>手順5.1〜5.3に従ってください。 </li><li>シガレットをシガレットの照明器具に挿入し、シガレットの端部を加熱素子に当てる。 </li><li>タバコのつまみがくすぶり始めるまで（約5秒）タバコの照明器具をオンにします。 </li><li>シガレットが点灯したら、ポンプシステムをオンにしてタイマーを起動し、タバコの燃焼が完了するまで（約40秒）観察します。 </li><li>シガレットが燃えたら、使用済みのシガレットを鉗子でシガレット照明装置から慎重に取り出します。 </li><li> COレベルが1000ppmを超えないようにし、O 2レベルが20％を下回らないようにしてください。コンピュータファンのタイミングと持続時間は、一酸化炭素の蓄積を防ぐ上で重要です。 </li><li> 4分後、ポンプシステムをオフにし、ラットがタバコの煙に90分（または約23個のタバコ）曝されるまでステップ6.2に戻る。 注：一酸化炭素レベルはタバコの後4分で400 ppmを下回ると、一酸化炭素がチャンバーに蓄積し始める可能性があります。 </li><li>暴露が完了したら、ポンプシステムをオンのままにして、残留煙を換気してください。一酸化炭素が100ppmを下回ると、ラットをチャンバーから除去する。これには5〜10分かかります。 </li><li>ラットを取り除き、チャンバーをきれいにする。 </li><li> E-タバコのように実験プロトコールの終了時に、曝露の約1時間後に尾静脈から500μLの血液を収集する。 </li><li>血清を単離し、コチニンについてアッセイするために、4.4〜4.5のステップに従う。 </li></ol>

<ol>
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著者は何も開示することはない。

ここでは、制御された方法でげっ歯類をE蒸気とタバコの煙にさらすチャンバーを構築する方法について説明します（ 図6 ）。 E-シガレットチャンバの構築は、市販の露光システム14,15,16と比較して、比較的簡単で安価である。チャンバーを構築するために必要な部品とツールは、オンラインの商用供給元から容易に入手できます。同様に、シガレット煙チャンバを構成することは、製作しなければならないタバコの照明装置を除いて比較的簡単である（計画の補足資料参照）。 チャンバーが構築されると、露出システムの重要なステップは、齧歯類を所望の量のニコチンに暴露するようにチャンバーを較正することである。 E-シガレットチャンバおよびシガレットチャンバの両方において、総曝露量tおそらく、ニコチンの暴露量を増減するための最も簡単な方法です。 E-シガレット曝露システムにおけるパフ時間の増加は、ニコチン用量を増加させる可能性があるが、E-タバコからの蒸気を引き延ばす時間は、ROS、アルデヒドおよび他の有害化合物のレベルを増加させることが示されており、電子タバコユーザ5の典型的な習慣を反映していない可能性がある。パフの持続時間と総露光時間は、マイクロコントローラにアップロードされたコードを変更することで調整できます。また、電子タバコ溶液中のニコチン濃度、ならびに電子タバコ加熱要素の電圧は、大幅に変化することがあり、システムを較正する際に考慮する必要があることに留意すべきである。 この露光システムの最大の利点の1つは、その多様性です。このシステムでは、事実上、あらゆるブランドのe-cigまたはe-cigソリューションを使用することができます。これは特に有用な機能です電子タバコ市場には現在400以上のブランドと数千種類の電子タバコソリューションが含まれていることを考えると、さらに、曝露システムは、様々な臓器系および疾患プロセスに対するE-シガレットの効果を研究することを可能にする複数の実験的エンドポイントと互換性がある。動物が蒸気にさらされる方法など、この暴露パラダイムにはいくつかの制限があることも認めています。 E-タバコの使用者は直接E-蒸気を吸入するが、このパラダイムでは、齧歯類はE-蒸気を受動的に吸入する。加えて、げっ歯類は、他の経路（ すなわち、直接的な皮膚吸収および摂取中の摂取）によって蒸気または煙の中の化合物を吸収する可能性もある。しかし、私たちは、露出システムの利点が限界をはるかに上回ると考えています。 全体として、この曝露のパラダイムは、一貫性があり、臨床的に関連するE蒸気とタバコの煙の曝露をもたらし、E-たばことタバコの煙の健康への悪影響を特定するための研究努力を支援する。

電子タバコ（E-タバコ）は、2004年に米国市場に参入して以来、10億ドル規模の産業に拡大しており、およそ900万人の大人が定期的に使用していると推定されています1 。 2014年と2015年には、高校生が従来のタバコよりもE-タバコを使用していました2 。電子タバコの使用者が増えているため、健康への悪影響を評価するための研究努力が始まっています。 E-シガレットは、典型的には水、ポリエチレングリコールまたは植物グリセリン、ニコチン、および香料の混合物を含有する粘性溶液を加熱することによって蒸気（「E-蒸気」と呼ばれる）を生成する3,4 。 E蒸気は、反応性酸素種（ROS）、ニコチン、種々のアルデヒド、および多環式芳香族炭化水素を含むいくつかの有害な化合物を含有することが示されている5 、6。これらの化合物の多くは、吸入前のE液体の気化プロセス中に形成されます7 。特に、これらの有害な化合物のいくつかはたばこの煙にも含まれており、E-たばこの使用が同様の健康への悪影響を及ぼす可能性が懸念されています7 。 E-タバコの健康への影響についてはコンセンサスがほとんどありません。これに対処するために、E-蒸気暴露のいくつかの動物モデルが開発されている（ 表1 ）。これらのモデルは、全身E-蒸気暴露および機械的換気などの様々な方法を採用する。現行モデルは洞察力のあるデータを提供しているが、同じ曝露システム内でタバコの煙と直接比較する者はほとんどない（ 表1 ）。さらに、いくつかのヒトの研究では、E-タバコ使用者およびタバコ喫煙者が30-200ng / mLの間の血清コチニンレベルを有することが示されているが、多くのE-蒸気およびタバコ喫煙曝露モデルが低下するこの範囲は8,9,10,11,12である。 本明細書では、ヒトの研究と同様の血清コチニンレベルを生じる、インビボでのタバコの煙およびE-蒸気曝露の影響を比較する方法を提示する。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="793">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:348px;">blu PLUS Rechargeable Kit</td>
			<td style="width:219px;">blu eCigs</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td style="width:107px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1R6F Reference Cigarettes</td>
			<td>Center for Tob Ref&#160; Prod UK</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Lexan Anesthesia Chamber 20 L</td>
			<td>Jorgensen Laboratories</td>
			<td>JOR265</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Arduino UNO</td>
			<td>Arduino</td>
			<td>2877</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Diode Rectifier - 1A 50V</td>
			<td>Spark Fun</td>
			<td>COM-08589</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Resistor 10K Ohm 1/6th Watt PTH - 20 pack</td>
			<td>Spark Fun</td>
			<td>COM-11508</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Electrolytic Decoupling Capacitors - 100uF/25V</td>
			<td>Spark Fun</td>
			<td>COM-00096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Solderless Plug-in BreadBoard&#160;</td>
			<td>BusBoard Prototype Systems</td>
			<td>BB400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Alligator-Clip Wires</td>
			<td>BusBoard Prototype Systems</td>
			<td>CA-M-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ZipWire</td>
			<td>BusBoard Prototype Systems</td>
			<td>ZW-MM-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Standard Fan 80 ST2</td>
			<td>Cooler Master</td>
			<td>R4-S8R-20AK-GP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ARIC 4&#34; adjustable vent</td>
			<td>Bestlouver</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ToxiPro&#160; Carbon Monoxide Monitor</td>
			<td>Honeywell Analytics</td>
			<td>54-00-10316</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ToxiPro Oxygen Monitor</td>
			<td>Honeywell Analytics</td>
			<td>54-45-90-VD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ToxiPro IQ Express Docking Station</td>
			<td>Honeywell/Sperian Biosystems&#160;</td>
			<td>54-46-9100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Command Wall Hook Small Wire 6-Pack</td>
			<td>3M</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micro Water/Air Pump</td>
			<td>Xiamen Conjoin Electronics</td>
			<td>CJWP40-A12A1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1/4&#34; Silicon Tubing</td>
			<td>NewAge</td>
			<td>2801470-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">T Connector</td>
			<td>Bel-Art Scienceware</td>
			<td>F196060000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Plastic Whole Blood tube with spray-coated K2EDTA</td>
			<td>Becton, Dickinson and Company</td>
			<td>367841</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cotinine ELISA kit</td>
			<td>Calbiotech</td>
			<td>CO096D</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

comparing the effects of electronic cigarette vapor and cigarette smoke in a novel in vivo exposure system

<html>電子タバコ（E- タバコ ）は広く使用されており、人気が高まっている。 900万人以上の成人が定期的に使用していると推定されています。電子たばこ蒸気（E-蒸気）暴露の潜在的な健康への悪影響は、あまり定義されていません。 E- 蒸気曝露のいくつかの動物モデルが開発されているが、齧歯類を臨床的に関連する量のニコチンに曝露し、同じ曝露系内でタバコの煙と直接比較するモデルはほとんどない。ここでは、 E- ベーパチャンバおよびタバコ煙チャンバを構築および操作する方法を提示する。チャンバーは、一定の量のEを送達するコンピューター制御のポンピングシステムで麻酔チャンバーを装備することによって構築される暴露前と曝露後の血清コチニン濃度を定量化することにより間接的にニコチン曝露を測定する。この曝露システムは、様々なタイプのE-タバコとたばこタバコに対応するように改変することができ、 インビボでの E- 蒸気およびタバコの煙の効果を比較するために使用される。

一酸化炭素および酸素モニタリング電子蒸気暴露中に酸素濃度は20％以下に低下せず、CO濃度は暴露期間中は検出されないままであった。紙巻たばこの煙曝露中のガスモニターは、酸素濃度が20％を超えていることを示した。一酸化炭素濃度は1,000ppmを超えなかった（ 図4 ）。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/55672/55672fig4.jpg" /> 図4：たばこ煙チャンバー内の一酸化炭素濃度。一酸化炭素濃度は、1R6F紙巻きタバコから煙を導入する過程で30秒ごとに記録された。示された結果は、3つの連続する4分サイクルからの平均である。一酸化炭素濃度は1,000ppmを超えなかった。タバコは40秒以上で完全燃焼し、ファンは作動するd 20秒後（ すなわち、ファンはシガレットの点火の1分後に作動する）。 曝露前および曝露後の血清コチニン E-蒸気群（n = 3）の曝露前および曝露後1時間の血清コチニンはそれぞれ4.2±0.4ng / mLおよび171.6±20.5ng / mLであった。タバコ煙群（n = 3）の曝露前および曝露後1時間の血清コチニンは、それぞれ3.9±0.3ng / mLおよび98.8±2.1ng / mLであった（ 図5 ）。 <img alt="図5" src="/files/ftp_upload/55672/55672fig5.jpg" /> 図5：タバコ煙または電子タバコの蒸気曝露後の血清コチニンレベル。血清コチニンは、プロトコール開始前、および90分の曝露セッションの1時間後に測定した。暴露前および曝露後1時間のe-蒸気群の血清コチニンは、4.2±0.4ng / mL and 171.6±20.5ng / mLであった。タバコ煙群の曝露前および曝露後1時間の血清コチニンは、それぞれ3.9±0.3ng / mLおよび98.8±2.1ng / mLであった。曝露前と曝露後の血清コチニン濃度の差は統計学的に有意であった。 * P &lt;0.05。 <img alt="図6" src="/files/ftp_upload/55672/55672fig6.jpg" /> 図6：電子タバコ蒸気チャンバーおよびタバコ煙チャンバー。ヒュームフード内の電子タバコ蒸気（右）とタバコ煙チャンバー（左）の画像。赤いボックスにはマイクロコントローラが含まれています。 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55672/55672fig6large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="2"> 動物モデル </td><td colspan="2"> &lt;&gt;電子タバコ</td><td colspan="2"> タバコのたばこ </td><td> 参照 </td></tr><tr><td> 暴露方法 </td><td> モデル生物 </td><td> ブランド（ニコチン） </td><td> コチニンng / mL（血清、尿） </td><td> ブランド </td><td> コチニンng / mL（血清、尿） </td><td></td></tr><tr><td>全身暴露</td><td> C57BL / 6Jマウス</td><td> Joytech 510-T（1.8％） </td><td> 62.3±3.3、[892.5±234] </td><td> N / A </td><td> N / A </td><td> McGrath-Morrow </td></tr><tr><td>機械式換気装置</td><td> BALB / cJマウス</td><td>報告されていない</td><td> [400〜500] </td><td>報告されていない</td><td> [500 - 800] </td><td>ポンゾーニ</td></tr><tr><td>全身暴露</td><td> CD-1マウス</td><td>複数*（0.6〜24％） </td><td>報告されていない</td><td> N /A </td><td> N / A </td><td>黄</td></tr><tr><td>全身暴露</td><td>ウィスターアルビノラット</td><td>自我T（0.9％） </td><td>報告されていない</td><td>報告されていない</td><td>報告されていない</td><td>サルトルク</td></tr><tr><td>全身暴露</td><td> C57BL / 6マウス</td><td> NJOY（1.8％） </td><td> 267±17 </td><td> N / A </td><td> N / A </td><td>スサン</td></tr><tr><td>全身暴露</td><td> C57BL / 6Jマウス</td><td> CoolCart、蒸気タイタン</td><td> 500±10 </td><td> 3R4Fリファレンスタバコ</td><td> 76±7.6 </td><td>ウサリ</td></tr><tr><td colspan="5"> * Xtreme Vaping、Vapure、Vape Addict Juice、Grimm Creations、Green Smart Living、Free Masons Elixer </td><td></td><td></td></tr></tbody></table> 表1：電子たばこ曝露モデルの特性。

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Comparing the Effects of Electronic Cigarette Vapor and Cigarette Smoke in a Novel In Vivo Exposure System

このプロトコルは、げっ歯類を電子タバコ蒸気（E蒸気）およびタバコ煙にさらす方法を記載している。暴露チャンバは、E蒸気またはタバコの煙を齧歯類に送達する自動ポンピングシステムで麻酔チャンバを改変することによって構築される。このシステムは、多くの実験的エンドポイントに対応するように簡単に変更することができます。

電子たばこの蒸気とたばこの煙が小説に与える影響の比較<em&gt;インビボ</em&gt;露光システム

Electronic cigarettes (E-cigarettes) are being widely used, and growing in popularity. It is estimated that more than 9 million adults use them regularly. ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

Comparing the Effects of Electronic Cigarette Vapor and Cigarette Smoke in a Novel In Vivo Exposure System

11.4K ビュー.  University of Michigan Medical School. このプロトコルは、げっ歯類を電子タバコ蒸気（E蒸気）およびタバコ煙にさらす方法を記載している。暴露チャンバは、E蒸気またはタバコの煙を齧歯類に送達する自動ポンピングシステムで麻酔チャンバを改変することによって構築される。このシステムは、多くの実験的エンドポイントに対応するように簡単に変更することができます。 

ビデオ: Comparing the Effects of Electronic Cigarette Vapor and Cigarette Smoke in a Novel In Vivo Exposure System

Making Sense of Listening: The IMAP Test Battery

The ability to hear is only the first step towards making sense of the range of information contained in an auditory signal. Of equal importance are the abilities to extract and use the information encoded in the auditory signal. We refer to these as listening skills (or auditory processing AP). Deficits in these skills are associated with delayed language and literacy development, though the nature of the relevant deficits and their causal connection with these delays is hotly debated.
When a child is referred to a health professional with normal hearing and unexplained difficulties in listening, or associated delays in language or literacy development, they should ideally be assessed with a combination of psychoacoustic (AP) tests, suitable for children and for use in a clinic, together with cognitive tests to measure attention, working memory, IQ, and language skills. Such a detailed examination needs to be relatively short and within the technical capability of any suitably qualified professional. Current tests for the presence of AP deficits tend to be poorly constructed and inadequately validated within the normal population. They have little or no reference to the presenting symptoms of the child, and typically include a linguistic component. Poor performance may thus reflect problems with language rather than with AP. To assist in the assessment of children with listening difficulties, pediatric audiologists need a single, standardized child-appropriate test battery based on the use of language-free stimuli.
We present the IMAP test battery which was developed at the MRC Institute of Hearing Research to supplement tests currently used to investigate cases of suspected AP deficits. IMAP assesses a range of relevant auditory and cognitive skills and takes about one hour to complete. It has been standardized in 1500 normally-hearing children from across the UK, aged 6-11 years. Since its development, it has been successfully used in a number of large scale studies both in the UK and the USA. IMAP provides measures for separating out sensory from cognitive contributions to hearing. It further limits confounds due to procedural effects by presenting tests in a child-friendly game-format. Stimulus-generation, management of test protocols and control of test presentation is mediated by the IHR-STAR software platform. This provides a standardized methodology for a range of applications and ensures replicable procedures across testers. IHR-STAR provides a flexible, user-programmable environment that currently has additional applications for hearing screening, mapping cochlear implant electrodes, and academic research or teaching.

A test battery (IMAP) for performing an in-depth assessment of auditory and cognitive abilities contributing to listening skills is described. It is quick to administer, child-friendly and free from linguistic confounds. Stimulus generation and protocol management are controlled via a software platform (IHR-STAR) to ensure replicable procedures.

IMAPのテストバッテリー：リスニングの意味を理解する

The ability to hear is only the first step towards making sense of the range of information contained in an auditory signal. Of equal importance are the ...

医学

Isolation of Mouse Respiratory Epithelial Cells and Exposure to Experimental Cigarette Smoke at Air Liquid Interface

Pulmonary epithelial cells can be isolated from the respiratory tract of mice and cultured at air-liquid interface (ALI) as a model of differentiated respiratory epithelium. A protocol is described for isolating and exposing these cells to mainstream cigarette smoke (CS), in order to study epithelial cell responses to CS exposure. The protocol consists of three parts: the isolation of airway epithelial cells from mouse trachea, the culturing of these cells at air-liquid interface (ALI) as fully differentiated epithelial cells, and the delivery of calibrated mainstream CS to these cells in culture. The ALI culture system allows the culture of respiratory epithelia under conditions that more closely resemble their physiological setting than ordinary liquid culture systems. The study of molecular and lung cellular responses to CS exposure is a critical component of understanding the impact of environmental air pollution on human health. Research findings in this area may ultimately contribute towards understanding the etiology of chronic obstructive pulmonary disease (COPD), and other tobacco-related diseases, which represent major global health problems.

Pulmonary epithelial cells can be isolated from the respiratory tract of mice and cultured at air-liquid interface as a model of differentiated respiratory epithelium. A protocol is described for isolating, culturing and exposing these cells to mainstream cigarette smoke, in order to study molecular responses to this environmental toxin.

エアー液界面におけるマウスの呼吸器上皮細胞と実験たばこの煙への暴露の分離

Pulmonary epithelial cells can be isolated from the respiratory tract of mice and cultured at air-liquid interface (ALI) as a model of differentiated ...

A Strategy to Identify de Novo Mutations in Common Disorders such as Autism and Schizophrenia

There are several lines of evidence supporting the role of de novo mutations as a mechanism for common disorders, such as autism and schizophrenia. First, the de novo mutation rate in humans is relatively high, so new mutations are generated at a high frequency in the population. However, de novo mutations have not been reported in most common diseases. Mutations in genes leading to severe diseases where there is a strong negative selection against the phenotype, such as lethality in embryonic stages or reduced reproductive fitness, will not be transmitted to multiple family members, and therefore will not be detected by linkage gene mapping or association studies. The observation of very high concordance in monozygotic twins and very low concordance in dizygotic twins also strongly supports the hypothesis that a significant fraction of cases may result from new mutations. Such is the case for diseases such as autism and schizophrenia. Second, despite reduced reproductive fitness1 and extremely variable environmental factors, the incidence of some diseases is maintained worldwide at a relatively high and constant rate. This is the case for autism and schizophrenia, with an incidence of approximately 1% worldwide. Mutational load can be thought of as a balance between selection for or against a deleterious mutation and its production by de novo mutation. Lower rates of reproduction constitute a negative selection factor that should reduce the number of mutant alleles in the population, ultimately leading to decreased disease prevalence. These selective pressures tend to be of different intensity in different environments. Nonetheless, these severe mental disorders have been maintained at a constant relatively high prevalence in the worldwide population across a wide range of cultures and countries despite a strong negative selection against them2. This is not what one would predict in diseases with reduced reproductive fitness, unless there was a high new mutation rate. Finally, the effects of paternal age: there is a significantly increased risk of the disease with increasing paternal age, which could result from the age related increase in paternal de novo mutations. This is the case for autism and schizophrenia3. The male-to-female ratio of mutation rate is estimated at about 4&#x2013;6:1, presumably due to a higher number of germ-cell divisions with age in males. Therefore, one would predict that de novo mutations would more frequently come from males, particularly older males4. A high rate of new mutations may in part explain why genetic studies have so far failed to identify many genes predisposing to complexes diseases genes, such as autism and schizophrenia, and why diseases have been identified for a mere 3% of genes in the human genome. Identification for de novo mutations as a cause of a disease requires a targeted molecular approach, which includes studying parents and affected subjects. The process for determining if the genetic basis of a disease may result in part from de novo mutations and the molecular approach to establish this link will be illustrated, using autism and schizophrenia as examples.

Molecular genetic strategy for finding de novo mutations causing common disorders such as autism and schizophrenia.

そのような自閉症や統合失調症のような一般的な疾患でのde novo変異を同定するための戦略

There are several lines of evidence supporting the role of de novo mutations as a mechanism for common disorders, such as autism and schizophrenia. First, ...

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, including mental retardation due to disordered and damaged brain development. Fetal alcohol spectrum disorder (FASD) is a term used to cover a continuum of birth defects that occur due to maternal alcohol consumption, and occurs in approximately 4% of children born in the United States. With 50% of child-bearing age women reporting consumption of alcohol, and half of all pregnancies being unplanned, unintentional exposure is a continuing issue2. In order to best understand the damage produced by ethanol, plus produce a model with which to test potential interventions, we developed a model of developmental ethanol exposure using the zebrafish embryo. Zebrafish are ideal for this kind of teratogen study3-8. Each pair lays hundreds of eggs, which can then be collected without harming the adult fish. The zebrafish embryo is transparent and can be readily imaged with any number of stains. Analysis of these embryos after exposure to ethanol at different doses and times of duration and application shows that the gross developmental defects produced by ethanol are consistent with the human birth defect. Described here are the basic techniques used to study and manipulate the zebrafish FAS model.

In order to understand the molecular mechanisms of the ethanol-induced developmental damage, we have developed a zebrafish model of ethanol exposure and are exploring the physical, cellular, and genetic alterations that occur after ethanol exposure1. We then seek to find potential interventions and rapidly test them in this animal model.

胎児性アルコール暴露のゼブラフィッシュモデルの催奇形性変化を評価する

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, ...

Use of Animal Model of Sepsis to Evaluate Novel Herbal Therapies

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several techniques, including infusion of exogenous bacterial toxin (endotoxemia) or bacteria (bacteremia), as well as surgical perforation of the cecum by cecal ligation and puncture (CLP)1-3. CLP allows bacteria spillage and fecal contamination of the peritoneal cavity, mimicking the human clinical disease of perforated appendicitis or diverticulitis. The severity of sepsis, as reflected by the eventual mortality rates, can be controlled surgically by varying the size of the needle used for cecal puncture2. In animals, CLP induces similar, biphasic hemodynamic cardiovascular, metabolic, and immunological responses as observed during the clinical course of human sepsis3. Thus, the CLP model is considered as one of the most clinically relevant models for experimental sepsis1-3.
Various animal models have been used to elucidate the intricate mechanisms underlying the pathogenesis of experimental sepsis. The lethal consequence of sepsis is attributable partly to an excessive accumulation of early cytokines (such as TNF, IL-1 and IFN-&gamma;)4-6 and late proinflammatory mediators (e.g., HMGB1)7. Compared with early proinflammatory cytokines, late-acting mediators have a wider therapeutic window for clinical applications. For instance, delayed administration of HMGB1-neutralizing antibodies beginning 24 hours after CLP, still rescued mice from lethality8,9, establishing HMGB1 as a late mediator of lethal sepsis. The discovery of HMGB1 as a late-acting mediator has initiated a new field of investigation for the development of sepsis therapies using Traditional Chinese Herbal Medicine. In this paper, we describe a procedure of CLP-induced sepsis, and its usage in screening herbal medicine for HMGB1-targeting therapies.

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection, and can be simulated by a surgical technique termed cecal ligation and puncture (CLP). Here we describe a method to use CLP-induced animal model to screen medicinal herbs for therapeutic agents.

新しいハーブ治療法を評価するために敗血症の動物モデルの使用

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several ...

Intraoperative Detection of Subtle Endometriosis: A Novel Paradigm for Detection and Treatment of Pelvic Pain Associated with the Loss of Peritoneal Integrity

Endometriosis is a common disease affecting 40 to 70% of reproductive-aged women with chronic pelvic pain (CPP) and/or infertility. The purpose of this study was to demonstrate the use of a blue dye (methylene blue) to stain peritoneal surfaces during laparoscopy (L/S) to detect the loss of peritoneal integrity in patients with pelvic pain and suspected endometriosis. Forty women with CPP and 5 women without pain were evaluated in this pilot study. During L/S, concentrated dye was sprayed onto peritoneal surfaces, then aspirated and rinsed with Lactated Ringers solution. Areas of localized dye uptake were evaluated for the presence of visible endometriotic lesions. Areas of intense peritoneal staining were resected and some fixed in 2.5% buffered gluteraldehyde and examined by scanning (SEM) electron microscopy. Blue dye uptake was more common in women with endometriosis and chronic pelvic pain than controls (85% vs. 40%). Resection of the blue stained areas revealed endometriosis by SEM and loss of peritoneal cell-cell contact compared to normal, non-staining peritoneum. Affected peritoneum was associated with visible endometriotic implants in most but not all patients. Subjective pain relief was reported in 80% of subjects. Based on scanning electron microscopy, we conclude that endometrial cells extend well beyond visible implants of endometriosis and appear to disrupt the underlying mesothelium. Subtle lesions of endometriosis could therefore cause pelvic pain by disruption of peritoneal integrity, allowing menstrual or ovulatory blood and associated pain factors access to underlying sensory nerves. Complete resection of affected peritoneum may provide a better long-term treatment for endometriosis and CPP. This simple technique appears to improve detection of subtle or near invisible endometriosis in women with CPP and minimal visual findings at L/S and may serve to elevate diagnostic accuracy for endometriosis at laparoscopy.

Loss of peritoneal integrity provides a new paradigm to understand and treat chronic pelvic pain in women with mild forms of endometriosis and can be easily detected using intraoperative instillation of dye at the time of laparoscopy.

微妙な子宮内膜症の術中検出：腹膜整合性の喪失に伴う骨盤痛の検出および治療のための新たなパラダイム

Endometriosis is a  common disease affecting 40 to 70% of reproductive-aged women with chronic  pelvic pain (CPP) and/or infertility. The purpose of this ...

A Novel in vivo Gene Transfer Technique and in vitro Cell Based Assays for the Study of Bone Loss in Musculoskeletal Disorders

Differentiation and activation of osteoclasts play a key role in the development of musculoskeletal diseases as these cells are primarily involved in bone resorption. Osteoclasts can be generated in vitro from monocyte/macrophage precursor cells in the presence of certain cytokines, which promote survival and differentiation. Here, both in vivo and in vitro techniques are demonstrated, which allow scientists to study different cytokine contributions towards osteoclast differentiation, signaling, and activation. The minicircle DNA delivery gene transfer system provides an alternative method to establish an osteoporosis-related model is particularly useful to study the efficacy of various pharmacological inhibitors in vivo. Similarly, in vitro culturing protocols for producing osteoclasts from human precursor cells in the presence of specific cytokines enables scientists to study osteoclastogenesis in human cells for translational applications. Combined, these techniques have the potential to accelerate drug discovery efforts for osteoclast-specific targeted therapeutics, which may benefit millions of osteoporosis and arthritis patients worldwide.

A Novel in vivo Gene Transfer Technique and in vitro Cell Based Assays for the Study of Bone Loss in Musculoskeletal Disorders

Differentiation of precursor cells into osteoclasts is regulated by cytokines and growth factors. Here, a novel gene transfer technique for differentiation of osteoclasts in vivo and cell culture protocols for differentiating precursor cells into osteoclasts in vitro as a method to study the effects of cytokines on osteoclastogenesis are described.

小説<em&gt; in vivoで</em&gt;遺伝子導入技術と<em&gt; in vitroで</em筋骨格障害における骨損失の検討のための&gt;細胞ベースのアッセイ

Differentiation and activation of osteoclasts play a key role in the development of musculoskeletal diseases as these cells are primarily involved in bone ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

マウスにおけるタキサンの薬物動態学的および薬力学的分析のための頸動脈煎茶

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Automated Measurement of Pulmonary Emphysema and Small Airway Remodeling in Cigarette Smoke-exposed Mice

COPD is projected to be the third most common cause of mortality world-wide by 2020(1). Animal models of COPD are used to identify molecules that contribute to the disease process and to test the efficacy of novel therapies for COPD. Researchers use a number of models of COPD employing different species including rodents, guinea-pigs, rabbits, and dogs(2). However, the most widely-used model is that in which mice are exposed to cigarette smoke. Mice are an especially useful species in which to model COPD because their genome can readily be manipulated to generate animals that are either deficient in, or over-express individual proteins. Studies of gene-targeted mice that have been exposed to cigarette smoke have provided valuable information about the contributions of individual molecules to different lung pathologies in COPD(3-5). Most studies have focused on pathways involved in emphysema development which contributes to the airflow obstruction that is characteristic of COPD. However, small airway fibrosis also contributes significantly to airflow obstruction in human COPD patients(6), but much less is known about the pathogenesis of this lesion in smoke-exposed animals. To address this knowledge gap, this protocol quantifies both emphysema development and small airway fibrosis in smoke-exposed mice. This protocol exposes mice to CS using a whole-body exposure technique, then measures respiratory mechanics in the mice, inflates the lungs of mice to a standard pressure, and fixes the lungs in formalin. The researcher then stains the lung sections with either Gill&#8217;s stain to measure the mean alveolar chord length (as a readout of emphysema severity) or Masson&#8217;s trichrome stain to measure deposition of extracellular matrix (ECM) proteins around small airways (as a readout of small airway fibrosis). Studies of the effects of molecular pathways on both of these lung pathologies will lead to a better understanding of the pathogenesis of COPD.

The goal of this protocol is to provide automated methods to quantify chronic lung pathologies in a murine model of COPD. The protocol includes exposing mice to cigarette smoke (CS), measuring pulmonary function, inflating the lungs, and using morphometry methods to measure emphysema and small airway remodeling in mice.

肺気腫とタバコ煙曝露マウスにおける末梢気道リモデリングの自動測定

COPD is projected to be the third most common cause of mortality world-wide by 2020(1).  Animal models of COPD are used to identify molecules that ...

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. Despite the discovery of key regulators of uterine contractility, this process is still not fully understood. Transgenic mice provide an ideal model in which to study parturition. Previously, the only method to study uterine contractility in the mouse was ex vivo isometric tension recordings, which are suboptimal for several reasons. The uterus must be removed from its physiological environment, a limited time course of investigation is possible, and the mice must be sacrificed. The recent development of radiometric telemetry has allowed for longitudinal, real-time measurements of in vivo intrauterine pressure in mice. Here, the implantation of an intrauterine telemeter to measure pressure changes in the mouse uterus from mid-pregnancy until delivery is described. By comparing differences in pressures between wild type and transgenic mice, the physiological impact of a gene of interest can be elucidated. This technique should expedite the development of therapeutics used to treat myometrial disorders during pregnancy, including preterm labor.

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

This manuscript provides a protocol for implanting telemeters in the mouse for the purpose of measuring intrauterine pressures during pregnancy.

マウス収縮圧力を測定するために子宮内テレメトリ<em&gt;インビボ</em

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. ...

電子たばこの蒸気とたばこの煙が小説に与える影響の比較

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