全身體積描記系統(tǒng)是一種對(duì)清醒自由活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行呼吸功能和氣道反應(yīng)相關(guān)檢測(cè)的儀器。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可在體描箱內(nèi)自由活動(dòng)、自然呼吸,避免了創(chuàng)傷性氣管切開(kāi)以及麻醉的影響。根據(jù)波義爾定律(Boyle’s Law),體描箱內(nèi)氣流變化與動(dòng)物呼吸氣流變化密切相關(guān)。全身體積描記系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)進(jìn)出體描箱的氣流變化衍算出實(shí)驗(yàn)動(dòng)物呼吸產(chǎn)生的細(xì)微氣流變化。
系統(tǒng)軟件通過(guò)專業(yè)算法可檢測(cè)多種呼吸相關(guān)的氣流變化,包括潮氣量、Penh氣道縮窄指數(shù)、氣道炎癥指標(biāo)、代謝、咳嗽等。數(shù)據(jù)采集過(guò)程實(shí)驗(yàn)動(dòng)物自然呼吸無(wú)束縛,同時(shí)也避免了手術(shù)和麻醉影響,該系統(tǒng)為需要高通量或長(zhǎng)期縱向研究的首選。
近日,南京某科研單位使用上海塔望智能科技有限公司自主研發(fā)的全身體積描記系統(tǒng)及軟件。將ARDS模型組小鼠,低劑量藥物處理組小鼠,高劑量藥物處理組小鼠及空白對(duì)照組小鼠分別置于四通道獨(dú)立體描箱內(nèi)后,開(kāi)始實(shí)驗(yàn)并記錄小鼠穩(wěn)定的呼吸曲線數(shù)據(jù)。
隨后,使用上海塔望智能科技有限公司自主研發(fā)全身體積描記系統(tǒng)分析軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后,結(jié)果見(jiàn)下圖,不同組別的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物各參數(shù)區(qū)分明顯,且趨勢(shì)符合預(yù)期結(jié)果。呼氣時(shí)間,吸氣峰值流速及penh在ARDS模型組中最高,而在空白對(duì)照組中最低;而呼氣峰值流速,呼吸頻率,分鐘通氣量,潮氣量,及EF50則在ARDS模型組中最低,而在空白對(duì)照組中最高。
根據(jù)研究結(jié)果,使用此類無(wú)約束全身體積描記系統(tǒng),在研究急性呼吸窘迫綜合征領(lǐng)域內(nèi),可快速高效的檢測(cè)獲得各呼吸參數(shù),且反應(yīng)出的變化真實(shí)有效,不同組別的差異趨勢(shì)明顯,檢測(cè)時(shí)間相較傳統(tǒng)的有創(chuàng)麻醉手段大大縮短,且可以真實(shí)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物清醒活動(dòng)狀態(tài),未受麻醉劑影響下的呼吸指標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1] Lim, R., Zavou, M. J., Milton, P. L., Chan, S. T., Tan, J. L., Dickinson, H., Murphy, S. V., Jenkin, G., Wallace, E. M. Measuring Respiratory Function in Mice Using Unrestrained Whole-body Plethysmography. J. Vis. Exp. (90), e51755, doi:10.3791/51755 (2014).
[2] de Azevedo-Quintanilha, I.G., Vieira-de-Abreu, A., Ferreira, A.C. et al. Integrin αDβ2 (CD11d/CD18) mediates experimental malaria-associated acute respiratory distress syndrome (MA-ARDS). Malar J 15, 393 (2016). https://doi-org.ezproxy.lb.polyu.edu.hk/10.1186/s12936-016-1447-7