Summary

分析营养补充剂的有益作用于肠上皮屏障功能在实验性结肠炎

Published: January 05, 2017
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Summary

炎症性肠病(IBD)的当前治疗的目的是减轻疾病的症状,但可能会导致严重的副作用。因此,替代战略被动物结肠炎模型研究。在这里,我们介绍如何补充营养的临床体征IBD的有利影响在这样的肠炎模型进行了分析。

Abstract

炎症性肠疾病(IBD),包括克罗恩病和溃疡性结肠炎,是肠内的慢性复发病症。他们造成严重的问题,如腹部绞痛,血性腹泻,体重减轻,在受影响的个人。不幸的是,目前还没有治愈的是,和治疗仅旨在减轻症状。目前的治疗包括抗炎和免疫抑制药物,可能导致严重的副作用。这是值得的替代治疗方案,如营养补充剂,不引起副作用的搜索。他们在临床研究中的应用之前,这种化合物必须进行严格测试在动物模型的有效性和安全性。一个可靠的实验模型是在小鼠葡聚糖硫酸钠(DSS)结肠炎模型,其再现许多的溃疡性结肠炎在人体中的临床症状。我们最近应用该模型以测试含营养补充剂的有益效果维生素C和E,L-精氨酸,和ω3多不饱和脂肪酸(PUFA)。我们分析了各种疾病参数,发现这补充能够改善水肿形成,组织损伤,白细胞浸润,氧化应激和促炎性细胞因子,导致在疾病活动指数的整体改善。在这篇文章中,我们详细使用C57BL / 6小鼠的DSS结肠炎模型的营养补充品的正确使用,以及如何疾病参数,如组织学,氧化应激和炎症进行评估解释。分析不同饮食补充剂的有益效果可接着最终打开的替代治疗策略,减轻IBD的症状和/或延长缓解期的相位,而不会引起严重的副作用的发展新的途径。

Introduction

结肠炎是能引起腹泻和腹痛结肠的炎性病症。结肠炎可以是急性,响应于感染或压力,或者它可以发展为慢性疾病,如溃疡性结肠炎(UC),其属于下组的炎性肠疾病(IBD)的。尽管UC的临床症状得到了很好的描述,发病机制仍然知之甚少1。据专家们承认,UC是多因素疾病,与遗传突变和异常的免疫反应扮演一个重要的角色2。然而,环境因素,如生活和营养的样式,也有助于疾病的发生和发展3。

不幸的是,IBD是不可治愈的,但也有旨在缓解临床症状很多的治疗方案。目前的治疗包括抗炎药,如柳氮磺吡啶和皮质类固醇;免疫抑制剂,如azathioPRINE;单克隆抗体是捕获促炎细胞因子,如肿瘤坏死因子α(TNF-α),或嵌段粘附分子,如整,以降低白细胞募集过度;并针对触发促炎症途径,如Janus激酶(JAK)4激酶抑制剂。并非所有的患者对所有治疗,这样的治疗策略必须个体化5。此外,大多数的这些治疗药物干扰了代谢和免疫反应,常常引起严重的副作用。出于这个原因,替代治疗方案进行了研究。

替代治疗包括益生菌和营养补充剂,已在动物模型和临床试验中成功6,7-不同程度的应用。我们最近发现,不同的单营养补充剂,作为抗氧化维生素或ω3-多不饱和脂肪酸,例如应用(PUFAS),不如这种补充剂的组合在减轻结肠炎和心血管疾病的症状8,9中的应用。这些研究在小鼠中进行,因此,临床研究必须在人类中进行,以确定这些结果是否也将是适用于人类。临床研究开始之前,新的治疗方案的有效性和安全性,必须在动物模型中进行评估。

对于IBD的葡聚糖硫酸钠(DSS)的模式已被广泛用于研究疾病发展的机制以及药物和营养补充剂6,10的有益效果。在大多数研究中,只有一种急性疾病超过七天被诱导的时间段;然而,在这些动物中观察到的临床症状密切类似于那些在IBD患者中观察到( 即,血性腹泻,体重减轻,上皮功能障碍,和免疫细胞浸润)10。 DSS诱导糜烂在粘膜,导致屏障功能障碍和增加肠道上皮通透性11。确切机制尚不清楚。然而,研究表明,DSS与中链长度的脂肪酸的相互作用形成的纳米lipocomplexes是能够进入上皮细胞和诱导炎症信号传导途径12。在本文中,我们详细描述如何结肠炎是引起并在小鼠中,补充剂如何营养通过管饲法应用到确保在每个动物的恒定剂量分析,以及如何进行检查各种结肠炎症状例如补充剂的效果。

Protocol

所有的动物实验已通过CINVESTAV的机构动物护理和使用委员会。 1. DSS饮用水的制备及结肠炎的诱导制备3.5%w / v的葡聚糖硫酸钠(DSS)在高压灭菌的饮用水溶液。 DSS容易溶解并且不要求过滤最终的解决方案。 注:7天DSS处理诱发严重的结肠炎。如果诱导轻度结肠炎,3 – 推荐治疗4天。只要DSS的饮用水保持清晰,这是没有必要改变水。然而,如果它变成浑浊,它必须被更换。 …

Representative Results

饮食补充剂可以从DSS结肠炎保护抗炎和抗氧化的饮食补充剂,例如维生素C,维生素E,所述一氧化氮(NO)-source L-精氨酸,和ω3多不饱和脂肪酸(ω3多不饱和脂肪酸),已被用于在动物不同的成功模型以减轻炎性疾病3,6,15的迹象。营养不良,氧化应激和促炎细胞因子的可触发的急性和慢性结肠炎3。在先前的研究?…

Discussion

为了使用在临床研究中的营养补充品,所述的这类补充剂的安全必须小心地动物研究中体内评价。在结肠炎的情况下,类似于IBD的临床征兆若干适当的动物模型已经建立,包括使用的DSS,TNBS,或乙酸化学模型;敲除(KO)等车型IL10-KO;和使用过继T细胞转移19-21免疫细胞介导的结肠炎。结肠炎的DSS模型是诱导结肠炎类似于人类IBD的许多疾病的症状和在研究调查结肠炎22?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项工作是由来自墨西哥议会科学与技术(国家科学技术委员会,207268和233395迈克尔·施诺尔)资助。 KFCO是国家科学技术委员会津贴(396260)的获得者,获得硕士学位。

Materials

0.3% of gelatin  Bioxon 158
10% formaldehyde J.T. Baker 2106-03
96-well plate with flat bottom Corning 3368
Absolute ethanol  J.T. Baker 9000-03
Absolute xylene J.T. Baker 9490-03
ABTS Sigma Aldrich H5882
Bovine Serum Albumin Sigma-Aldrich 9048-46-8
ColoScreen Helena Laboratories 5072
Corabion (Kindly provided by Merck, Naucalpan, Mexico) Merck
Dextran Sulfate Sodium Salt Affymetrix 9011-18-1 (M.W. 40,000-50,000)
Dihydroethidium Life Technology D11347
Eosin-Y  J.T. Baker L087-03
Evans blue Sigma-Aldrich 314-13-6
Feeding  needle Cadence Science Inc. 9921
Glass slide rack with handle Electron Microscopy 70312-16
Glass Slides Corning 2947
Harris hematoxylin  Sigma-Aldrich H3136
Hexadecyltrimethyammonium (HTAB) Sigma Aldrich H6269
Histosette (Embedding cassette) Simport M498.2
Hydrochloric acid 1 M J.T. Baker 9535-62
Hydrogen peroxide Sigma Aldrich H3410
Ketamine PiSA Agropecuaria Q-7833-028
Liquid paraffin  Paraplast 39501-006
Lithium carbonate  Sigma-Aldrich 2362
N,N-dimethylformamide J.T. Baker 68-12-2
N-acetylcysteine Sigma-Aldrich A9165
Plastic cubes Electron Microscopy 70181
Poly-L-Lysine Solution Sigma-Aldrich 25988-63-0
Prism 5 statistical software GraphPad Software Prism 5
Saline Solution 0.9% NaCl CS PiSA Q-7833-009
Sodium citrate Sigma-Aldrich W302600
Synthetic resin  Poly Mont 7987
Taq DNA polymerase Invitrogen 11615-010
Tissue-tek. O.C.T Compound Sakura Finetek 4583
Tuberculine Syringe BD Plastipak 305945
Tween 20 Sigma-Aldrich 9005-64-5
VECTASHIELD Antifade Mounting Medium with DAPI Vector Laboratories H-1200
Xylazine PiSA Agropecuaria Q-7833-099

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Vargas Robles, H., Castro Ochoa, K. F., Nava, P., Silva Olivares, A., Shibayama, M., Schnoor, M. Analyzing Beneficial Effects of Nutritional Supplements on Intestinal Epithelial Barrier Functions During Experimental Colitis. J. Vis. Exp. (119), e55095, doi:10.3791/55095 (2017).

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