نموذج مورين للتعرض الجنين لالتهاب الأم لدراسة آثار التهاب المشيمة الحاد على نمو الأمعاء حديثي الولادة

Summary

طورنا نموذجا لالتهاب المشيمة لمحاكاة تعرض الجنين لالتهاب الأم (FEMI) دون مضاعفات الكائنات الحية لدراسة آثار FEMI على تطور القناة المعوية للذرية. وهذا يسمح لدراسة الأسباب الميكانيكية لتطوير الإصابة المعوية بعد التهاب المشيمة.

Abstract

التهاب المشيمة هو أحد الأمراض الشائعة المبكرة للولادة المبتسرة ويرتبط بالعديد من أمراض الخداج ، بما في ذلك التهاب الأمعاء المعوي النخري (NEC). ومع ذلك، لا يزال يتعين اكتشاف صلة ميكانيكية بين هذين الشرطين. لقد اعتمدنا نموذج مورين لالتهاب المشيمة الذي ينطوي على التعرض للدهون (LPS) الناجم عن تعرض الجنين لالتهاب الأم (FEMI). هذا النموذج من FEMI يحفز الأم العقيمة، المشيمة، وتتالي التهاب الجنين، والذي هو أيضا موجود في كثير من الحالات من التهاب المشيمة السريرية. على الرغم من وجود نماذج تستخدم البكتيريا الحية وتقليد أكثر دقة الفيزيولوجيا المرضية للعدوى الصاعدة مما يؤدي إلى التهاب المشيمة ، قد تسبب هذه الطرق آثارا غير مباشرة على تطور الجهاز المعوي غير الناضج والميكروبيوم النامي المرتبط به. باستخدام هذا البروتوكول، أثبتنا أن FEMI الناجم عن LPS يؤدي إلى زيادة تعتمد على الجرعة في فقدان الحمل والولادة المبتسرة، فضلا عن اضطراب النمو المعوي الطبيعي في النسل. علاوة على ذلك ، أثبتنا أن FEMI يزيد بشكل كبير من الإصابة المعوية والسيتوكينات المصلية في النسل ، مع تقليل الكؤوس وخلايا Paneth في وقت واحد ، وكلاهما يوفر الخط الأول من المناعة الفطرية ضد التهاب الأمعاء. على الرغم من أن نموذجا مماثلا من FEMI الناجم عن LPS قد استخدمت لنموذج الارتباط بين التهاب المشيمة والتشوهات اللاحقة للجهاز العصبي المركزي، على حد علمنا، وهذا البروتوكول هو الأول في محاولة لتوضيح وجود صلة ميكانيكية بين التهاب المشيمة والاضطرابات في وقت لاحق في التنمية المعوية كحلقة وصل محتملة بين التهاب المشيمة والأمعاء.

Introduction

تلعب الأغشية المشيمية دورا أساسيا في حمل الثدييات. وهي تشمل المشيمة و amnion، والتي تخدم وظائف متعددة. فهي تحيط وتحمي الجنين ، وتسهيل إشارات الباراكورين بين مقصورات الأم والجنين¹، وخلق حلقات التغذية المرتدة المحلية داخل الأغشية المشيمية ، والتي قد تشارك في بدء الولادة¹. الفهم الحالي للأغشية يشير إلى أن amnion يوفر وظيفة الحاجز الهيكلي ، ويوفر المشيمة حاجزا مناعيا في المقام الأول لحماية الجنين النامي من الجهاز المناعي للأم². التهاب هذه الأغشية يعرف باسم التهاب المشيمة. تاريخيا، تم تشخيص التهاب المشيمة السريرية بعد وجود حمى الأم بالإضافة إلى واحد أو أكثر من النتائج السريرية الجنينية أو الأمومية^3،4. ومع ذلك ، في حين أن هذا التعريف مفيد سريريا ، إلا أن افتقاره إلى الدقة جعل أبحاث التهاب المشيمة صعبة. في عام 2015 ، في محاولة لتوضيح التشخيص ، عرفت ورشة عمل فريق خبراء من قبل معهد يونيس كينيدي شرايفر الوطني لصحة الطفل والتنمية البشرية التهاب المشيمة بأنه التهاب داخل الرحم ، أو العدوى ، أو كليهما (الثلاثي I)³. هذا التوضيح مهم لأنه في حين أن العدوى الناجمة عن الميكروبات هي سبب مهم لالتهاب الرحم / السلى ، فإنه يحدث بشكل أقل شيوعا من التهاب الرحم / السلوي العقيم^5،6،7. عموما، لا يزال التهاب المشيمة مشكلة صحية عامة كبيرة، كما هو واضح في 2٪من الولادات الأجل و 25٪\ 25 ٪ من الولادات قبل الأوان^8،9.

يمكن أن يكون لالتهاب المشيمة آثار كبيرة على الجنين والمواليد لحديثي الولادة. وقد تم توثيقه جيدا في الأدب أن التهاب المشيمة يرتبط بزيادة خطر العديد من المراضات الخداج، بما في ذلك خلل التنسج القصبي^{الرئوي 10، إصابة}المادة البيضاء^{الدماغية 11،}نزيف داخل البطين^12،اعتلال الشبكية من الخداج^13،وكلا يشتبه وأكد بداية مبكرة تعفن الدم الوليدي^14،15. كما أننا مهتمون في آليات الإصابة والإصلاح من الأمعاء غير ناضجة, من المهم أن نلاحظ أن يرتبط أيضا التهاب المشيمة مع التنمية في وقت لاحق من التهاب الأمعاء النخري (NEC)^15,16. NEC هو مرض معوي مدمر للرضع الخدج يؤدي إلى استجابة مضيفة غير خصية للالتهاب ونخر الأمعاء اللاحق^17. كل عام، NEC يصيب أكثر من 4000 الرضع في الولايات المتحدة، ويموت ما يصل إلى ثلث هؤلاء الرضع من المرض¹⁸. من المرجح أن ينطوي الإمراض في NEC على مزيج من عدم النضج المعوي ، وخلل تنظيم الجهاز المناعي غير الناضج ، والتهاب الأمعاء ، ونقل الجرثومية¹⁹، وبلغت ذروتها في مسار مشترك نهائي لنخر الأمعاء. الأهم من ذلك ، فإن بداية NEC غالبا ما يحدث بعد أسابيع من الولادة والتعرض المحتمل لالتهاب المشيمة ، مما يجعل الصلة الميكانيكية بين التهاب المشيمة والتنمية اللاحقة لل NEC غير^{واضحة 20}. إحدى الآليات المحتملة التي يمكن من خلالها أن يساهم التهاب المشيمة في الفيزيولوجيا المرضية في NEC هي من خلال تنظيم الجهاز المناعي للأم ، مما ينتج لاحقا استجابة التهابية جنينية قوية قد تعطل أنماط نمو الجنين الطبيعية^21و22و23.

نماذج الثدييات متعددة من التهاب المشيمة موجودة في القوارض والأغنام^{24،25،26،27،28،29،30،31،32}. ومع ذلك، توجد بيانات قليلة تتعلق بتطور الجهاز المعوي بعد فترة حديثي الولادة الأولية بعد تعرض الجنين الناجم عن التهاب المشيمة لالتهاب الأمهات (FEMI). من أجل استكشاف العلاقة بين FEMI والتطور اللاحق لإصابة الجهاز المعوي غير الناضج ، قمنا بتكييف نموذج FEMI الناجم عن الليبوبوليساكريد (LPS). شواريد الليبوبوليساكريد هي عنصر رئيسي من السطح خارج الخلية على البكتيريا السلبية غرام وهي منبه قوي للجهاز المناعي الفطري من الأنواع eukaryotic متعددة، بما في ذلك البشر³³. الأم LPS حقن النتائج في سلسلة التهابات معقمة دون آثار محيرة من البكتيريا الحية, وهو نموذج راسخ لتحريض الولادة المبتسرة³⁴, فضلا عن نموذج لالتهاب المشيمية الحاد ومتلازمة الاستجابة الالتهابية الجنينية (FIRS), وهو الشكل الأكثر حدة من التهاب المشيمة^24,35. كما ثبت للحث على حد سواء إصابة المادة البيضاء والرمادية الدماغية في نموذج الأغنام³⁶ ونموذج مورين^37,38,39,40. ومع ذلك، على حد علمنا، ونحن أول من استخدم هذا النموذج من التهاب المشيمة وFEMI للتحقيق في آثاره على تطوير الجهاز الهضمي الولادة الماضية، وكذلك للتحقيق في وجود صلة ميكانيكية محتملة بين التهاب المشيمة والتنمية في وقت لاحق من NEC^41،42.

Protocol

تمت الموافقة على جميع الإجراءات الحيوانية من قبل لجنة العناية والاستخدام المؤسسية للحيوانات في جامعة أيوا (البروتوكول #8041401). تم إيواء جميع الحيوانات في جمعية لتقييم واعتماد رعاية الحيوانات المختبرية (AALAC) وافقت vivarium في جامعة أيوا. وكانت جميع الفئران سلالة نوع البرية C57Bl/6J. 1. ?…

Representative Results

التعرض لFEMI في اليوم الجنيني 15 يؤدي إلى فقدان الجرعة تعتمد على الحمل ومعدل الجرعة تعتمد على المخاض قبل الأوان (الشكل 1)42. بالنسبة للتجارب ، اخترنا استخدام جرعة LPS من 100 ميكروغرام / كجم لتقليل فقدان الحمل والخداج (50٪ فقدان بين كل من الخداج وزوال الجنين داخل الرحم) م?…

Discussion

يؤثر التهاب المشيمة على 2٪، و25٪، من حالات الولادة قبل الأوان^8،9. ومع ذلك ، فإن تأثير التهاب المشيمة يمكن أن يمتد لفترة طويلة بعد الولادة حيث ثبت أن له تأثيرات كبيرة على الجنين والوليد^{10،11،12،13<…}

Materials

10% neutral buffered formalin	Sigma	HT501128
Alcian blue stain	Newcomer supply	1003A
C57Bl6/J mice	Jackson Laboratories	664
Ethanol	Decon labs	2701
HCl	Sigma	H1758
Hematoxylin stain	Leica	381562
LPS	Sigma	L2880
NaHCO3	Sigma	S6014
Nikon Eclipse Ni-U Microscope	Nikon	2CE-MQVJ-1
Periodic Acid	ACROS	H5106	CAS# 10450-59-9
RNAlater	Thermofisher	Am7021
Schiff's reagent	Sigma	S5133
Secor Imager 2400	Meso Scale Discovery (MSD)
V-Plex Assay	Meso Scale Discovery (MSD)
Xylene	Sigma	534056