A لامركزية (فيفو السابقين) نموذج المثانة Murine مع أزاله العضلات ديتروور للوصول المباشر إلى السوبوروثثيلال اثناء ملء المثانة
Summary
ويتيح نموذج المثانة الخالي من الدعامات امكانيه الوصول المباشر إلى السوبوروثثيلال لدراسة أليات المحلية لتنظيم توافر الوسيط النشط بيولوجيا في بروبيوروثيلال/لأمينا بروبروا اثناء تخزين وتفريغ البول. التحضير يشبه بشكل وثيق ملء المثانة السليمة ويسمح باجراء دراسات حجم الضغط دون التاثيرات الجهازية.
Abstract
وقد أدت هذه النتائج إلى الافتراض بأنه يتم أيضا إطلاق سراح هؤلاء الوسطاء في سوبيوروثثيلال (SubU)/لأمينا بروبرونا (LP) اثناء ملء المثانة ، حيث تؤثر علي الخلايا العميقة في جدار المثانة لتنظيم استثاره المثانة في نهاية المطاف. هناك ما لا يقل عن اثنين من القيود الواضحة في مثل هذه الدراسات: 1) اي من هذه النهج توفر معلومات مباشره عن وجود وسطاء في SubU/LP ، و 2) المحفزات المستخدمة ليست فسيولوجية ولا تلخص ملء أصيله من المثانة. هنا ، نناقش الاجراء الذي يتيح الوصول المباشر إلى سطح سوبوروثيليال من الغشاء المخاطي للمثانة في سياق ملء المثانة. الاعداد الخالي من الدعامات التي انشاناها بشكل وثيق يشبه ملء المثانة السليمة ويسمح باجراء دراسات حجم الضغط علي المثانة في غياب الإشارات المربكة من ردود الفعل الشوكية والعضلات الملساء. وباستخدام نموذج المثانة الخالي من الدعامات الجديدة ، أظهرنا مؤخرا انه لا يمكن استخدام القياسات المثانته للوسطاء كوكيل لما تم الإفراج عنه أو تقديمه في السوبو/LP اثناء ملء المثانة. يسمح النموذج بفحص جزيئات الإشارات المشتقة من اوروثيثيلال التي يتم إصدارها ، والتي يتم إنشاؤها عن طريق الأيض و/أو نقلها إلى السوبو/LP اثناء ملء المثانة لنقل المعلومات إلى الخلايا العصبية والعضلات الملساء للمثانة وتنظيم استثاره لها اثناء الزهد والولادة.
Introduction
والغرض من هذا النموذج هو تمكين الوصول المباشر إلى الجانب تحت المخاطية من الغشاء المخاطي في المثانة خلال مراحل مختلفه من ملء المثانة.
يجب ان تمتنع المثانة عن الانكماش السابق لأوانه اثناء التعبئة والتفريغ عند الوصول إلى الحجم الحرج والضغط. غالبا ما ترتبط الزهد غير الطبيعية أو إفراغ البول مع استثاره غير طبيعيه للعضلات الملساء (DSM) في سياق ملء المثانة. يتم تحديد الاستثارة من DSM من قبل العوامل المتاصله في خلايا العضلات الملساء والتاثيرات المتولدة عن أنواع مختلفه من الخلايا داخل جدار المثانة. يتكون جدار المثانة البولية من اوروثيثيلال (الغشاء المخاطي) ، وسوبيوروثثيلال (سوبو)/لأمينا بروبروسا (LP) ، العضلات الملساء (DSM) و مصلي (الشكل 1a). يتكون المسالك البولية من خلايا شمسيه (اي الطبقة الخارجية لمجري البول البولي) ، والخلايا المتوسطة ، والخلايا القاعدية (اي الطبقة الأعمق من المسالك البولية). أنواع مختلفه من الخلايا ، بما في ذلك الخلايا الخلالي ، الليفية ، والمحطات العصبية الزبائ ، والاوعيه الدموية الصغيرة ، والخلايا المناعية الموجودة في subu/LP. ومن المفترض علي نطاق واسع ان المثانة البولية هو الجهاز الحسي الذي يبدا الزهد منعكس والإفراج عن وسطاء في الغشاء المخاطي الذي يؤثر علي الخلايا في subu/LP و DSM1,2,3. وتستند هذه الافتراضات في معظمها إلى الدراسات التي أظهرت إطلاق الوسطاء: من قطع الغشاء المخاطي المعرضة للتغيرات في الضغط الهيدروستاتيكي4,5; من الخلايا البولية المستزرعة المعرضة لتمتد6,7, الوتر الناجمة عن تورم الخلية7 أو سحب القوات8; من معزولة جدار المثانة شرائط علي مستقبلات أو تنشيط العصب9,10,11,12,13,14; وفي تجويف المثانة في نهاية المثانة ملء15،16،17،18،19. في حين ان هذه الدراسات كانت مفيده لإظهار الإفراج عن الوسطاء علي التحفيز الميكانيكي للأجزاء جدار المثانة أو الخلايا البولية المستزرعة ، فانها تحتاج إلى ان تكون مدعومة بادله مباشره للإفراج عن وسطاء في الغشاء المخاطي الذي يتم استخلاصه من قبل المحفزات الفسيولوجية التي تتكاثر ملء المثانة. هذه مهمة صعبه بالنظر إلى ان SubU/LP يقع عميقا في جدار المثانة يعوق الوصول المباشر إلى المنطقة المجاورة لل SubU/LP اثناء ملء المثانة.
هنا ، ونحن نوضح لامركزية (الجسم الغريب) نموذج المثانة murine مع أزاله العضلات deدعامات13 التي تم تطويرها لتسهيل الدراسات علي أليات المحلية للمحولات الميكانيكية التي تشارك في الإشارات بين المثانة البولية ، DSM وأنواع الخلايا الأخرى في جدار المثانة. ويمكن استخدامه لقياس التوافر ، والإفراج ، والتمثيل الغذائي والنقل الترانسوروثيليال للوسطاء في SubU/LP في مراحل مختلفه من ملء المثانة (الشكل 1B). ويمكن أيضا ان تستخدم اعداد لفحص الإشارات البولية والميكانيكية في نماذج من فرط نشاط ومتلازمات المثانة السفلي.
Protocol
Representative Results
Discussion
المثانة لديها وظيفتين: تخزين وتفريغ البول. التشغيل العادي لهذه الوظائف يتطلب الاستشعار الميكانيكي السليم لحجم داخل ألومنيوم والضغط وتوصيل الإشارات من خلال الخلايا في جدار المثانة لتنظيم الاستثارة العضلية. ويعتقد ان الغشاء المخاطي المثانة (اوروثثيلال) لتنظيم استثاره المثانة عن طريق الإ?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل من قبل المعهد الوطني للسكري والجهاز الهضمي وامراض الكلي المنحة DK41315.
Materials
| CaCl2 | Fisher | C79 | Source flexible |
| Dextrose | Fisher | D16 | Source flexible |
| Dissecting pins | Fine Science Tools | 26002-20 | Source flexible |
| Infusion Pump | Kent Scientific | GenieTouch | Source flexible |
| KCl | Fisher | P217 | Source flexible |
| KH2PO4 | Fisher | P284 | Source flexible |
| Light source | SCHOTT ACEI | Source flexible | |
| Microscope | Olympus SZX7 | Flexible to use any scope | |
| MgCl2 | Fisher | M33 | Source flexible |
| NaCl | Fisher | S671 | Source flexible |
| NaHCO3 | Fisher | S233 | Source flexible |
| Needles 25G | Becton Dickinson | 305122 | Source flexible |
| Organ bath | Custom made | Flexible source; We made it from Radnoti dissecting dish | |
| PE-20 tubing | Intramedic | 427405 | Source flexible |
| Pressure transducer | AD instrument | Source flexible | |
| S&T Forceps | Fine Science Tools | 00632-11 | Source flexible |
| Software pressure-volume | AD Instruments | Power lab | |
| Suture Nylon, 6-0 | AD surgical | S-N618R13 | Source flexible |
| Suture Silk, 6-0 | Deknatel via Braintree Scientific, Inc. | 07J1500190 | Source flexible |
| Syringes 1 ml | Becton Dickinson | 309602 | Source flexible |
| Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-08 | Source flexible |
| Water circulator | Baxter | K-MOD 100 | Source flexible |
Referenzen
- Apodaca, G., Balestreire, E., Birder, L. A. The uroepithelial-associated sensory web. Kidney International. 72, 1057-1064 (2007).
- Fry, C. H., Vahabi, B. The Role of the Mucosa in Normal and Abnormal Bladder Function. Basic and Clinical Pharmacology and Toxicology. , 57-62 (2016).
- Merrill, L., Gonzalez, E. J., Girard, B. M., Vizzard, M. A. Receptors, channels, and signalling in the urothelial sensory system in the bladder. Nature Reviewes Urology. 13, 193-204 (2016).
- Ferguson, D. R., Kennedy, I., Burton, T. J. ATP is released from rabbit urinary bladder epithelial cells by hydrostatic pressure changes–a possible sensory mechanism?. Journal of Physiology. 505, 503-511 (1997).
- Wang, E. C., et al. ATP and purinergic receptor-dependent membrane traffic in bladder umbrella cells. Journal of Clinical Investigation. 115, 2412-2422 (2005).
- Miyamoto, T., et al. Functional role for Piezo1 in stretch-evoked Ca(2)(+) influx and ATP release in urothelial cell cultures. Journal of Biological Chemistry. 289, 16565-16575 (2014).
- Mochizuki, T., et al. The TRPV4 cation channel mediates stretch-evoked Ca2+ influx and ATP release in primary urothelial cell cultures. Journal of Biological Chemistry. 284, 21257-21264 (2009).
- McLatchie, L. M., Fry, C. H. ATP release from freshly isolated guinea-pig bladder urothelial cells: a quantification and study of the mechanisms involved. BJU International. 115, 987-993 (2015).
- Birder, L. A., Apodaca, G., de Groat, W. C., Kanai, A. J. Adrenergic- and capsaicin-evoked nitric oxide release from urothelium and afferent nerves in urinary bladder. American Journal of Physiology Renal Physiology. 275, F226-F229 (1998).
- Birder, L. A., Kanai, A. J., de Groat, W. C. DMSO: effect on bladder afferent neurons and nitric oxide release. Journal of Urology. 158, 1989-1995 (1997).
- Birder, L. A., et al. Vanilloid receptor expression suggests a sensory role for urinary bladder epithelial cells. Proceedings of the National Academy of Sciences U S A. 98, 13396-13401 (2001).
- Birder, L. A., et al. Beta-adrenoceptor agonists stimulate endothelial nitric oxide synthase in rat urinary bladder urothelial cells. Journal of Neuroscience. 22, 8063-8070 (2002).
- Durnin, L., et al. An ex vivo bladder model with detrusor smooth muscle removed to analyse biologically active mediators released from the suburothelium. Journal of Physiology. 597, 1467-1485 (2019).
- Yoshida, M., et al. Non-neuronal cholinergic system in human bladder urothelium. Urology. 67, 425-430 (2006).
- Beckel, J. M., et al. Pannexin 1 channels mediate the release of ATP into the lumen of the rat urinary bladder. Journal of Physiology. 593, 1857-1871 (2015).
- Collins, V. M., et al. OnabotulinumtoxinA significantly attenuates bladder afferent nerve firing and inhibits ATP release from the urothelium. BJU International. 112, 1018-1026 (2013).
- Daly, D. M., Nocchi, L., Liaskos, M., McKay, N. G., Chapple, C., Grundy, D. Age-related changes in afferent pathways and urothelial function in the male mouse bladder. Journal of Physiology. 592, 537-549 (2014).
- Durnin, L., Hayoz, S., Corrigan, R. D., Yanez, A., Koh, S. D., Mutafova-Yambolieva, V. N. Urothelial purine release during filling of murine and primate bladders. American Journal of Physiology Renal Physiology. 311, F708-F716 (2016).
- Gonzalez, E. J., Heppner, T. J., Nelson, M. T., Vizzard, M. A. Purinergic signalling underlies transforming growth factor-beta-mediated bladder afferent nerve hyperexcitability. Journal of Physiology. 594, 3575-3588 (2016).
