Flexibele colonoscopie in Muizen aan de ernst van colitis en Colorectale Tumoren Evalueer behulp van een gevalideerde Endoscopische Scoring System
Summary
In de afgelopen jaren zijn nieuwe generatie endoscopen ontpopt als belangrijk diagnostisch onderzoek hulpmiddelen voor het evalueren van muizen colitis en colorectale tumoren. We presenteren hier een gedetailleerd protocol voor endoscopische beoordeling van ontsteking en colorectale tumoren in muizen, evenals een nieuw scoresysteem dat decimale identifiers gebruikt om de endoscopische ernst van colitis en colorectale tumoren documenteren.
Abstract
Het gebruik van moderne endoscopie voor onderzoeksdoeleinden is sterk vergemakkelijkt ons begrip van gastro-intestinale aandoeningen. Met name experimentele endoscopie zeer nuttig voor studies die herhaalde evaluaties in een proefdier, zoals evaluatie mechanismen van chronische inflammatoire darmziekte en de progressie van colorectale kanker vereist zijn. Echter, de gebruikte studies over methoden zijn zeer variabel. Ten minste drie endoscopische scoring systemen verschenen voor murine colitis en gepubliceerde protocollen voor de beoordeling van colorectale tumoren niet de aanwezigheid van gelijktijdige colon ontsteking pakken. Dit onderzoek ontwikkelt en valideert een reproduceerbare endoscopische scoresysteem dat de evaluatie van zowel de ontsteking en tumoren tegelijkertijd integreert. Dit nieuwe scoresysteem heeft drie belangrijke componenten: 1) beoordeling van de omvang en de ernst van colorectale ontsteking (op basis van perianale bevindingen, transparantie van de wall, mucosale bloeden, en focale laesies), 2) kwantitatieve opname van tumorlaesies (raster kaart en grafiek), en 3) numerieke sortering van klinische gevallen door hun pathologische en onderzoek relevantie op basis van decimale eenheden met toegewezen categorieën waargenomen laesies en endoscopische complicaties (decimaal identifiers). De video-en handschrift hierin gepresenteerd werden bereid, na IACUC-goedgekeurde protocollen, zodat onderzoekers hun eigen experimentele muizen scoren met behulp van een goed gevalideerde en zeer reproduceerbare endoscopische methode, met de optie systeem distale onderscheiden van proximale endoscopische colitis (D-PECS ).
Introduction
Muizen-endoscopie is uitgevoerd als een belangrijke onderzoeksmethode voor meer dan een decennium 1-3. Tot op heden zijn de meeste onderzoeken waarin muizen endoscopie hebben gebruikt starre endoscopen, hoewel sommige hebben ook flexibele sigmoïdoscopie. Muizen endoscopie biedt directe resultaten en een meer objectieve inschatting van de mate van het intestinale normaliteit, de ernst van de ontsteking, en de progressie van de tumor ten opzichte van indirecte maatregelen, zoals gewichtsverlies, diarree en histologie (die niet optimaal wanneer laesies zijn fragmentarisch), terwijl het aanbieden van inzichten over de algehele gezondheid van de dikke darm. Met name, endoscopie maakt de herhaalde beoordeling van proefdiermodellen tijd, in tegenstelling tot traditionele histologisch onderzoek dat het dier wordt gedood en dubbele punten voor analyse 1 te oogsten vereist. Ondanks deze voordelen is het gebruik van murine endoscopische technologie niet wijdverbreid en wordt beperkt door het ontbreken van gestandaardiseerde protocollen voor implementatiop en scoren van pathologische bevindingen. Goed uitgevoerd, muizen endoscopie houdt grote belofte voor ons begrip en karakterisatie van diermodellen voor multiple chronische gastro-intestinale ziekten, met inbegrip van inflammatoire darmziekten, colitis, en colorectale tumoren verder te vergemakkelijken.
Het nut van muizen endoscopische techniek scharnieren op de reproduceerbaarheid en objectiviteit, die het bestaan van gestandaardiseerde onderzoek procedures en een consistente, niet-redundante en betrouwbare scoresysteem voor intestinale pathologieën vereist. Ten minste drie beschrijvende scoringssystemen voor endoscopische beoordeling van colitis 4-6, en voor colon tumoren in muizen 4,7,8 gepubliceerd. Echter, deze meldde benaderingen en scoring systemen zijn niet goed vergelijkbaar tussen de studies. In veel gevallen is er geen duidelijke omschrijving van de criteria voor de indeling van de laesies, en wanneer de criteria worden gegeven, ze lopen sterk uiteen. Bovendienzijn er geen meldingen scoren systemen die de beoordeling van zowel colitis en tumoren, twee van de meest voorkomende colon pathologieën die gelijktijdig kunnen optreden en hebben interactieve effecten op de uitkomst, in een enkel meetinstrument integreren. Ten slotte is de endoscopische scoring systemen die bestaan voor colitis hebben vaak inflammatoire categorieën met beperkt discriminatie (dwz. Smalle scoreopties over korte integer schalen, vaak 1-4) om goed te vertegenwoordigen ziekteprogressie scenario's en maken het gebruik van parametrische statistische analyse.
In dit artikel beschrijven we het gebruik van een flexibele endoscoop om de ernst van murine colitis en colon tumoren beoordelen en beschrijven een gestandaardiseerd protocol voor deze technologie gebruikte in de anatomische evaluatie van de perianale gebied, rectum en distale colon. We illustreren effectief oplossen van problemen tijdens endoscopie om trauma en artefacten te minimaliseren, en beschrijven we een reproduceerbare scoresysteemgebaseerd op gevalideerde gepubliceerde klinische parameters. Het scoresysteem integreert evaluatie van zowel intestinale ontstekingen en tumoren met behulp van een hoge mate van discriminatie met 12 mogelijke kwaliteiten van een ontsteking, tumor in kaart brengen en plotten opties, en een roman decimale eenheid (dwz, decimaal identifiers) om de bevindingen met specifieke diagnostische waarde te markeren ( dwz tumorontwikkeling, complicaties tijdens endoscopie, enz.). Het gebruik van de decimale identifiers zorgt voor een snelle opvolging van relevante verzamelingen gegevens voor verder stroomafwaarts analyse. Tot slot, betrouwbaarheid en validiteit testen van het scoresysteem voeren we in verschillende muismodellen van colitis en de colitis-geassocieerde kanker (dextransulfaatnatrium (DSS) geïnduceerde colitis, Clostridium difficile infectie, en azoxymethane / DSS-geïnduceerde dikke darm kanker).
Protocol
Representative Results
Discussion
Er zijn verschillende overwegingen ten aanzien van de wijziging en het oplossen van problemen van de endoscopische techniek bij muizen. Kritische aspecten van de procedure die tijdens het gebruik van flexibele endoscopie te worden beheerst onder meer de aanpassing van het volume lucht die nodig is om een opgezette buik en respiratoire compromis van de muis te voorkomen en kleine technische aspecten van het uitzicht besturing met de coördinatie van de gehoekt en staartrotorbediening . Koppelregeling is belangrijk …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Speciale dank aan Sarah Kossak, Mitchell Guanzon, Sung Yeun Yang en Li Guo Jia, voor hun medewerking tijdens de endoscopische beoordeling van hun proefdieren.
Materials
| Isoflurane, USP | Webster Veterinary | ||
| Surgical lubricant | Savage laboratories | surgilube, 0281-0205-45 | |
| Phosphate Buffered Saline | Thermo Scientific | SH30256 | |
| RNAlater | Ambion | AM7021 | |
| Methylene Blue 1% Aqueous Solution | Fisher Science Education | S96393 | |
| Flexible digital ureteroscope | Olympus America | URF-V | |
| Video system center | Olympus America | VISERA Pro OTV-S7 Pro | |
| Xenon light source | Olympus America | VISERA Pro CLV-S40 Pro | |
| Video recorder | MediCapture, Inc. | MediCap USB200 | |
| Flexible biopsy cup forceps | Olympus America | FBC-3115 | |
| Anesthesia machine | Euthanex Corporation | EZ-7000 Classic System |
References
- Huang, E. H., et al. Colonoscopy in mice. Surg. Endosc. 16, 22-24 (2002).
- Wirtz, S., Becker, C., Blumberg, R., Galle, P. R., Neurath, M. F. Treatment of T cell-dependent experimental colitis in SCID mice by local administration of an adenovirus expressing IL-18 antisense mRNA. J. Immunol. 168, 411-420 (2002).
- Funovics, M. A., Alencar, H., Su, H. S., Khazaie, K., Weissleder, R., Mahmood, U. Miniaturized multichannel near infrared endoscope for mouse imaging. Mol Imaging. 2, 350-357 (2003).
- Becker, C., et al. In vivo imaging of colitis and colon cancer development in mice using high resolution chromoendoscopy. Gut. 54, 950-954 (2005).
- Ravnic, D. J., Konerding, M. A., Huss, H. T., Wolloscheck, T., Pratt, J. P., Mentzer, S. J. Murine microvideo endoscopy of the colonic microcirculation. J. Surg. Res. 142, 97-103 (2007).
- Hamilton, M. J., et al. Essential role for mast cell tryptase in acute experimental colitis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 290-295 (2011).
- Becker, C., Fantini, M. C., Neurath, M. F. High resolution colonoscopy in live mice. Nat. Protoc. 1, 2900-2904 (2006).
- Hensley, H. H., Merkel, C. E., Chang, W. C., Devarajan, K., Cooper, H. S., Clapper, M. L. Endoscopic imaging and size estimation of colorectal adenomas in the multiple intestinal neoplasia mouse. Gastrointest. Endosc. 69, 742-749 (2009).
- Banerjee, S., et al. Infection control during GI endoscopy. Gastrointest. Endosc. 67, 781-790 (2008).
- . Cleaning and disinfection of equipment for gastrointestinal endoscopy. Report of a Working. Party of the British Society of Gastroenterology Endoscopy Committee. Gut. 42, 585-593 (1998).
- Sano, Y., et al. New diagnostic method based on color imaging using narrow band imaging (NBI) system for gastrointestinal tract. Gastrointest. Endosc. 53, 125-12 (2001).
- Davies, J., Burke, D., Olliver, J. R., Hardie, L. J., Wild, C. P., Routledge, M. N. Methylene blue but not indigo carmine causes DNA damage to colonocytes in vitro and in vivo at concentrations used in clinical chromoendoscopy. Gut. 56, 155-156 (2007).
- Chiang, N., Schwab, J. M., Fredman, G., Kasuga, K., Gelman, S., Serhan, C. N. Anesthetics impact the resolution of inflammation. PLoS One. 3, e1879 (2008).
- Zilberman, D. E., et al. The digital flexible ureteroscope: in vitro assessment of optical characteristics. J. Endourol. 25, 519-522 (2011).
- Machida, H., Sano, Y., Hamamoto, Y., Muto, M., Kozu, T., Tajiri, H., et al. Narrow-band imaging in the diagnosis of colorectal mucosal lesions: a pilot study. Endoscopy. 36, 1094-1098 (2004).
- Dohoo, I., Martin, W., Stryhn, H., McPike, S. M. Cohort studies. Veterinary Epidemiologic Research. , 151-162 (2003).
- Yiou, R., et al. The pathophysiology of pelvic floor disorders: evidence from a histomorphologic study of the perineum and a mouse model of rectal prolapse. J. Anat. 199, 599-607 (2001).
