異なる肺換気レジメンと鎮静剤の役割を研究するためのストレッチ誘発性肺損傷モデル

Model of Stretch-Induced Lung Injury to Study Different Lung Ventilation Regimens and the Role of Sedatives.

• Yusuke Mitsui
• Sophia Koutsogiannaki
• Miho Fujiogi
• Koichi Yuki

抄録

背景:

現在、肺損傷は機械的換気を含む支持療法によって保存的に管理されています。しかし、機械的換気はまた、無気力化やサイトカインの放出に伴う過伸展による肺損傷を引き起こす可能性があります。ここで我々は、肺上皮細胞の周期的ストレッチを用いたin vitro機械的換気モデルを開発し、高・低潮容積（TV）換気戦略を模倣して、このプラットフォームを病態解析や治療薬のスクリーニングに使用できるようにしました。

Background: Currently lung injury is managed conservatively through supportive care including mechanical ventilation. However, mechanical ventilation can also cause additional lung injury due to over-stretch along with atelectasis and cytokine release. Here we developed an in vitro mechanical ventilation model using cyclic stretch of lung epithelial cells to mimic high and low tidal volume (TV) ventilation strategy, so that we could use this platform for pathophysiology analysis and screening for therapeutic drugs.

方法:

MLE-15細胞を以下の処理に供した。1）処置なし、2）リポポリサッカライド（100 ng/mL）刺激を24時間、3）6時間の時間点で機械的ストレッチを開始して18時間、4）LPS刺激を時間点0時間で行い、6時間の時間点で機械的ストレッチを追加して18時間行った。Ｆｌｅｘｃｅｌｌ ＦＸ-６０００張力システムを介して三角波による二軸性周期的ストレッチを行い、低・高ＴＶを模倣した。麻酔薬デクスメデトミジンとプロポフォールも試験した。

Method: We subjected MLE-15 cells to the following treatments. 1) No treatment, 2) lipopolysaccharide (100 ng/mL) stimulation for 24 hours, 3) mechanical stretch initiated at 6-hour time point for 18 hours, 4) LPS stimulation at time point 0 hour, and mechanical stretch was added at 6-hour time point for 18 hours. Biaxial cyclic stretch with a triangular wave was given via the Flexcell FX-6000 tension system to mimic low and high TV. Anesthetics dexmedetomidine and propofol were also tested.

結果:

我々の高TV擬態ストレッチは細胞死を増加させたが、低TV擬態ストレッチは細胞死の程度に影響を与えなかった。このシステムを用いて、集中治療室で一般的に使用される鎮静剤の細胞死への影響を調べたところ、デクスメデトミジンがストレッチに関連した壊死を減衰させることがわかった。

Result: Our high TV mimic stretch increased cell death, while low TV mimic stretch did not affect the degree of cell death. Using this system, we examined the effect of sedatives commonly used in intensive care units on cell death and found that dexmedetomidine attenuated necrosis associated with stretch.

結論:

我々は、高・低TV換気を模倣したin vitroサイクリックストレッチシステムを説明した。高TV擬態は細胞死の増加と関連していた。デクスメデトミジンは細胞死の程度を減衰させた。

Conclusion: We described the in vitro cyclic stretch system mimicking high and low TV ventilation. High TV mimetic was associated with increased cell death. Dexmedetomidine attenuated the degree of cell death.