Myší model protokolu čiastočnej obštrukcie čreva (preložený do nemčiny)

Zhrnutie

Črevná obštrukcia je čiastočné alebo úplné zablokovanie čreva, ktoré môže spôsobiť silné bolesti brucha, nevoľnosť, zvracanie a zabrániť priechodu stolice. Táto metóda vytvárania čiastočných črevných obštrukcií u myší je spoľahlivá pri štúdiu mechanizmov, ktoré sú základom patologického rastu a smrti buniek v čreve.

Abstrakt

Úvod

Črevná obštrukcia je čiastočné alebo úplné zablokovanie tenkého alebo hrubého čreva, ktoré bráni v trávení potravy, tekutín a plynov v pohybe cez črevo 1. Kvôli prekážke blokáda vedie k zhrubnutiu črevných stien a zúženiu lúmenu- 2. Črevná obštrukcia sa môže vyskytnúť pri chirurgickom zákroku na bruchu alebo panve, ktorý spôsobuje adhéziu brucha na tvorbu tkaniva, alebo pri poruchách gastrointestinálneho traktu, ako sú zápalové ochorenia čriev (Crohnova choroba), divertikulitída, hernia, volvulus, striktúra, intususcepcia, zápcha, postihnutie stolice, pseudo-obštrukcia, rakovina a nádory. 3, 4, 5. Črevné blokády v týchto prípadoch často vedú k hypertrofii tunica muscularis čreva 6 .

PO lúmenu indukuje intestinálnu expanziu a hrúbku vrstvy hladkého svalstva okolo prekážky v reakcii na potrebu ďalšieho zvýšenia funkčnej peristaltiky 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13. Zvieracie modely intestinálneho PO boli navrhnuté na štúdium hypertrofie hladkého svalstva u myší 7, potkanov 10, morčiat 11, psov 12 a mačiek 13, u ktorých sa konzistentne vyvíja podobná hypertrofia vo vrstvách črevného svalu.

Tu navrhujeme myšací protokol pre intestinálnu PO operáciu so silikónovým krúžkom. Spoľahlivo prijímajúci operáciu PO Myši produkujú hypertrofiu v tunica muscularis tenkého čreva. V rámci hypertrofických svalov sa drasticky remodelujú SMC, ICC, PDGFRα + a neuronálne bunky.

Vyžaduje sa predplatné. Odporučte prosím JoVE svojmu knihovníkovi.

Protokol

Nasledujúci protokol bol schválený Inštitucionálnym výborom pre starostlivosť a použitie zvierat (IACUC) na University of Nevada-Reno (UNR) Animal Resources a spĺňa všetky inštitucionálne etické smernice týkajúce sa používania laboratórnych zvierat.

  1. Dostaňte zrelé (staré 4 až 6 týždňov) myši C57BL/6 s hmotnosťou medzi 20 až 30 g. Umiestnite kolóniu laboratórnych myší do centralizovanej stanice pre zvieratá v UNR Animal Resources.

(2) operácia čiastočnej obštrukcie

Poznámka: Operácie sa vykonávajú v miestnosti určenej na chirurgické zákroky. Všetky chirurgické nástroje sú pred chirurgickým zákrokom autoklávované. Všetci pracovníci na operačnej sále by mali neustále nosiť sterilné chirurgické plášte a rukavice.

3,0 cm brušný rez pozdĺžne skalpelom s čepeľou č. 15, aby sa zabezpečilo, že sa bude rezať iba pokožka, a aby sa v tomto bode zabránilo zarezaniu do muskuloperitoneálnej vrstvy. Pomocou klieští a chirurgických nožníc opatrne oddeľte pokožku od muskuloperitoneálnej vrstvy bez toho, aby ste robili akýkoľvek rez, od muskuloperitoneálnej vrstvy. Po dostatočnom oddelení vrstiev (približne 1 cm x 4 cm) identifikujte linea alba v muskuloperitoneálnej rovine a nakrájajte

2 cm pozdĺž linea alba, aby sa intraperitoneálna dutina odkryla mikro pinzetou a nožnicami.

  • Presne vyhľadajte a identifikujte prílohu. Pomaly a opatrne vyberte mikroskopickými kliešťami slepé črevo z intraperitoneálnej dutiny a proximálne hrubé črevo a ileum so slepým črevom vytiahnite von na sterilné rúško. Okamžite navlhčite črevné tkanivo 0,9% sterilným fyziologickým roztokom napusteným gázou a exponované tkanivá udržiavajte neustále zvlhčené, keď sú mimo brušnej dutiny.
  • Vyhľadajte a identifikujte mezentériu medzi ileom a proximálnym hrubým črevom. Urobte rez (

    3. Pooperačné pozorovanie.

    1. Po dokončení operácie premiestnite zvieratá v inkubátore do zotavovacej miestnosti, kde sa reguluje teplota a vlhkosť. Po chirurgickom zákroku sledujte zvieratá každých 15 minút počas prvej hodiny, potom každých 30 minút počas druhej hodiny, kým sú zvieratá v inkubátore.
    2. Len čo je predpísané pozorovanie dokončené, premiestnite zvieratá do ich vlastnej klietky a každý deň ich sledujte z hľadiska klinických indikácií bolesti 18 a zaistite, aby bola chirurgická rana správne prítomná bez akýchkoľvek príznakov komplikácií (hojenie je dehiscencia).

    Vyžaduje sa predplatné. Odporučte prosím JoVE svojmu knihovníkovi.

    Reprezentatívne výsledky

    model

    Obrázok 1: Čiastočná intestinálna obštrukcia chirurgicky indukovaná na myšom modeli. PO bol indukovaný chirurgicky. Jednomesačné myši sa anestetizovali, brucho sa im otvorilo rezom, okolo ilea sa umiestnil silikónový krúžok a otvor sa uzavrel zošitím. Myši, ktoré podstúpili chirurgický zákrok, sa nechali zotaviť buď 8 alebo 13 dní. Vek a pohlavie myší SO boli operované rovnakým spôsobom ako myši PO, až na to, že nedošlo k zhodnému umiestneniu krúžku. (A) Celkový obraz gastrointestinálneho traktu u myší, ktoré podstúpili operáciu PO alebo SO. Fotografie sú na myšiach 8 a 13 dní po operácii (B) GI trakt vyrezaný z myší v A. Tenké črevo pred kruhom bolo distendované 8 a 13 dní po operácii PO a fekálne pelety v hrubom čreve boli tiež menšie po 8 aj 13 dňoch chirurgického zákroku ako po PO v porovnaní s 13 dňami po PO Myši chirurgického zákroku SO kvôli čiastočne obštrukčnému silikónovému krúžku. Stupnice sú 0,5 cm. Kliknutím sem zobrazíte väčšiu verziu tohto obrázka.

    čreva

    Obrázok 2: Hladká svalová vrstva upravená na modeli chirurgickej myši. Reprezentatívne H&E farbenie prierezov ilea z intestinálnych PO SO a bez držiacich (NO) myší. Hladké svalstvo (SM) a slizničné (Mu) vrstvy sú silnejšie PO myši 8 a 13 dní po operácii ako námietky a žiadne myši. Stupnice sú 50 um. Kliknutím sem zobrazíte väčšiu verziu tohto obrázka.

    čreva
    Obrázok 3. Dynamická bunková prestavba pri hypertrofii hladkého svalstva v dôsledku čiastočnej obštrukcie čreva. Reprezentatívne konfokálne laserové skenovacie obrázky hypertrofických ileálnych prierezov z PO, tj. A bez myší. -Bielkoviny farbené protilátkami (červené) MYH11 (SMC), KIT (ICC), PDGFRA (bunky PDGFRa +) alebo PGP9.5 (NC, neuronálne bunky), farbené Co s DAPI (modré). SMC v mukóznych svaloch (MM), kruhových svaloch (CM) a pozdĺžnych svalových vrstvách (LM), ako aj bunkách PDGFRα + v oblasti hlbokého svalového plexu (DMP), oblasti Auerbach (MY) a subseróznej oblasti (SS) rástli v hypertrofickom ileu o 8 a 13 dní po PO chirurgickom zákroku na ICC v DMP, MY a SS, boli zastarané Auerbach plexus (MP), submukózny plexus (SP), subserózne NC (SS) a enterické motorické neuróny (EMN). Stupnice sú 50 um. Kliknutím sem zobrazíte väčšiu verziu tohto obrázka.

    čreva
    Obrázok 4. Výsledky silikónových krúžkov, ktoré sú príliš veľké, príliš malé alebo nie sú umiestnené na hrubom čreve. (A) ak je krúžok príliš veľký na to, aby spôsoboval zápchu, v ileu nevznikne žiadna hypertrofia hladkého svalstva. Krúžok takmer vôbec neblokoval ileum. (B) ak je krúžok príliš malý, v ileu nastáva črevná ischémia. Krúžok vytvoril takmer úplné zablokovanie ilea, ktoré by mohlo poškodiť tkanivo a viesť k skorej smrti skôr, ako sa vyvinula hypertrofia. (C) Hypertrofia hladkého svalstva v čreve sa vyvíja v dôsledku falošného krúžku. Krúžok na hrubom čreve bol poškodený lumenálnym obsahom (výkalmi), ktorý sa pohyboval smerom nadol, čo poškodilo mezenterickú vaskulatúru a spôsobilo masívne krvácanie do čreva. Kliknutím sem zobrazíte väčšiu verziu tohto obrázka.

    Vyžaduje sa predplatné. Odporučte prosím JoVE svojmu knihovníkovi.

    Diskusia

    Ukázali sme, že u myší, ktoré podstúpili operáciu intestinálneho PO, sa dôsledne a reprodukovateľne vyvinula hypertrofia hladkého svalstva čreva, ktorá napodobňuje intestinálnu obštrukciu človeka. Operácie črevnej obštrukcie boli vyvinuté pre rôzne zvieratá, ako sú myši 7, potkany 10, morčatá 11, psy 12 a mačky 13. Myší model intestinálnej obštrukcie má čas, cenu, veľkosť a fenotypové výhody oproti iným väčším zvieracím modelom. Vývoj hypertrofie u myší alebo potkanov trvá iba 10 - 14 dní 10, v porovnaní s 2 - 4 týždňami u morčiat, psov a mačiek 11, 12, 13. Náklady na nákup a údržbu myší sú v porovnaní s inými modelmi tiež obrovským finančným prínosom. Navyše sú myši malé a ľahko použiteľné na operáciu PO. Najdôležitejšie je, že u myší, ktoré dostávajú operáciu PO, sa postupne a vo veľkom rozsahu rozvinie hypertrofia v tenkom čreve, zatiaľ čo u iných väčších zvierat sa vyvinie menej rozsiahly rast.

    Tento PO chirurgický protokol sa považuje za hlavný chirurgický zákrok pre myši. Všetky chirurgické nástroje a materiál by mali byť pred použitím sterilizované a chirurgický zákrok by sa mal vykonávať v čistom prostredí vyhradenej operačnej sály, aby sa minimalizovalo znečistenie, ktoré môže viesť k infekcii a zápalu u myší. Okrem toho by sa myšiam po operácii mal podať prostriedok na tlmenie bolesti. Máme pomalú verziu buprenorfínu, ktorá je účinná až do 7:00 - 22:00. Po operácii navyše myši mali ťažkosti s žuvaním a prehĺtaním tuhej potravy. Až 5 dní po operácii sa myšiam poskytlo mäkké krmivo (pevná strava s trochou vody pridanej na zjemnenie potravy) a po 5 dňoch sa im preplo na normálne pevné krmivo.

    Naša intestinálna PO chirurgia poskytuje in vivo model hypertrofie intestinálnej obštrukcie, pri ktorej sú bunky SMC, ICC a PDGFRa + neobvykle remodelované. Tento PO model je tiež ideálny na pochopenie toho, ako sú enterické neuróny zmenené PO a ako sú ovplyvnené hlavné motorické aktivity v tenkom a hrubom čreve 23. Tieto bunky je možné dynamicky prestavovať za patologických podmienok, ako aj za kultivovaných podmienok 15, 16. Zistili sme, že tieto bunky u myší SO sa správali trochu inak ako normálne myši bez operácie (obrázok 2 a Obrázok 3). Väčšina intestinálnych obštrukcií u ľudí nastáva v dôsledku adhézií brucha vyvinutých po operácii vedúcej k hypertrofii hladkého svalstva 3, 4, 5, 21. Po operácii SO sme tiež zistili, že bunky SMC, ICC a PDGFRα + boli mierne hypertrofické v tenkom čreve v porovnaní s (obrázok 3)), čo naznačuje, že samotný chirurgický zákrok môže vyvolať hypertrofiu hladkého svalstva čreva. Ak je to tak, operácia SO nie je úplným negatívom pre operáciu PO. Nie a SO by sa mali použiť na porovnanie s PO črevom.

    V súhrne sme zistili nákladovo efektívny, spoľahlivý a opakovateľný PO chirurgický protokol u myší, ktoré produkovali silné črevné obštrukcie. Počas vývoja postihnutia sa SMC, ICC, PDGFRα + ako aj neuronálne bunky dynamicky remodelujú v rôznych tkanivových vrstvách a lokalitách. Tento model obštrukcie in vivo ponúka nové poznatky o našich znalostiach o tom, ako sa vyskytujú fenotypové zmeny v upchatom čreve na bunkovej úrovni.

    Vyžaduje sa predplatné. Odporučte prosím JoVE svojmu knihovníkovi.