Een neonatale BALB / c muismodel van necrotiserende enterocolitis
Summary
Necrotiserende enterocolitis (NEC) is de ernstigste gastro-intestinale (GI) ziekte die vaak voorkomt bij premature baby’s, vooral baby’s met een zeer laag geboortegewicht, met een hoge mortaliteit en onduidelijke pathogenese. De oorzaak van NEC kan verband houden met inflammatoire immuunregulerende systeemafwijkingen. Een NEC-diermodel is een onmisbaar hulpmiddel voor nec-ziekte-immuunonderzoek. NEC-diermodellen gebruiken meestal C57BL / 6J neonatale muizen; BALB/c neonatale muizen worden zelden gebruikt. Gerelateerde studies hebben aangetoond dat wanneer muizen geïnfecteerd zijn, Th2-celdifferentiatie overheersend is bij BALB / c-muizen in vergelijking met C57BL / 6J-muizen. Studies hebben gesuggereerd dat het optreden en de ontwikkeling van NEC geassocieerd zijn met een toename van T-helper type 2 (Th2) cellen en over het algemeen gepaard gaan met infectie. Daarom gebruikte deze studie neonatale BALB / c-muizen om een NEC-model te induceren met vergelijkbare klinische kenmerken en intestinale pathologische veranderingen als die waargenomen bij kinderen met NEC. Verder onderzoek is gerechtvaardigd om te bepalen of dit diermodel kan worden gebruikt om Th2-celresponsen in NEC te bestuderen.
Abstract
Necrotiserende enterocolitis (NEC) is de ernstigste gastro-intestinale (GI) ziekte die vaak voorkomt bij premature baby’s, vooral baby’s met een zeer laag geboortegewicht, met een hoge mortaliteit en onduidelijke pathogenese. De oorzaak van NEC kan verband houden met inflammatoire immuunregulerende systeemafwijkingen. Een NEC-diermodel is een onmisbaar hulpmiddel voor nec-ziekte-immuunonderzoek. NEC-diermodellen gebruiken meestal C57BL / 6J neonatale muizen; BALB/c neonatale muizen worden zelden gebruikt. Gerelateerde studies hebben aangetoond dat wanneer muizen geïnfecteerd zijn, Th2-celdifferentiatie overheersend is bij BALB / c-muizen in vergelijking met C57BL / 6J-muizen. Studies hebben gesuggereerd dat het optreden en de ontwikkeling van NEC geassocieerd zijn met een toename van T-helper type 2 (Th2) cellen en over het algemeen gepaard gaan met infectie. Daarom gebruikte deze studie neonatale BALB / c-muizen om een NEC-model te induceren met vergelijkbare klinische kenmerken en intestinale pathologische veranderingen als die waargenomen bij kinderen met NEC. Verder onderzoek is gerechtvaardigd om te bepalen of dit diermodel kan worden gebruikt om Th2-celresponsen in NEC te bestuderen.
Introduction
Necrotiserende enterocolitis (NEC), de ernstigste gastro-intestinale (GI) ziekte, komt voor bij de meeste premature baby’s (>90%), vooral die met een zeer laag geboortegewicht (VLBW)1. Bij VLBW-zuigelingen varieert de incidentie van de ziekte van 10% tot 12% en de mortaliteit van kinderen met de diagnose NEC ligt tussen 20% en 30%2,3. De oorzaak van NEC kan verband houden met mucosale verwondingen, invasie door pathogene bacteriën en darmvoeding, wat kan leiden tot ontstekingsreacties en de inductie van darmletsels bij gevoelige gastheren3. De pathogenese van NEC is onduidelijk. Relevant onderzoek toont aan dat de immuunrespons van het getroffen kind abnormaal is en dat genetische gevoeligheid, microvasculaire spanning en intestinale bacteriële veranderingen een belangrijke rol kunnen spelen bij de ziekte3.
Het NEC diermodel is een onmisbaar instrument voor onderzoek naar de pathogenese van NEC. De diersoorten die worden gebruikt voor NEC-modellen zijn varkens, ratten en muizen. Vanwege de lange draagtijd, groeicycli en hoge kosten zijn varkens de afgelopen jaren echter niet de eerste keuze geweest voor NEC-modellen en zijn ze vervangen door ratten of muizen4. Omdat er verschillen zijn in de immuunachtergrond van verschillende muizenstammen5, moeten verschillende studies verschillende muizenstammen gebruiken om NEC-diermodellen vast te stellen. BALB/c muizen hebben een belangrijk kenmerk; wanneer ze geïnfecteerd zijn of omgaan met externe schade, is de polarisatie van TH2-cellen tijdens infectie bij muizen aanzienlijk sterker dan die bij andere muizenstammen6,7,8. T-helpercellen spelen een cruciale rol in het optreden en de progressie van NEC, met name de ontwikkeling van TH2-cellen3,9,10,11. Daarom gebruikte deze studie BALB / c-muizen om het NEC-model vast te stellen, wat nuttig kan zijn voor NEC-ziekteonderzoek op T-cellen.
Protocol
Representative Results
Discussion
NEC is de meest voorkomende gastro-intestinale systeem noodsituatie voor pasgeborenen, met een hoge incidentie en mortaliteit, vooral bij premature baby’s1,2,3. De pathogenese is echter nog steeds onduidelijk. Er wordt momenteel aangenomen dat mucosale schade, pathogene invasie en enterale voeding risicofactoren zijn voor NEC3. Tot op heden zijn de dieren die voor het NEC-model worden gebruikt voornamelij…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs bedanken de Clinical Biological Resource Bank van Guangzhou Women and Children’s Medical Center voor het verstrekken van het klinische monster en Guangzhou Forevergen Biosciences Laboratory Animal Center voor het leveren van muizen. Dit onderzoek werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China grant 81770510 (R.Z.).
Materials
| Absolute ethanol | Sinopharm Chemical Reagent Co., LTD. | 100092683 | |
| Goat Milk powder | Petag | 71795558417 | |
| HE dye solution | Sinopharm Chemical Reagent Co., LTD. | G1003 | |
| Isoflurane | RWD, Shenzhen Reward Life Technology Co., LTD. | R510 | |
| LPS | Sigma-Adrich | L2880 | |
| Medical oxygen | various | various | |
| Microscope | NIKON | NIKON imaging system (DS-Ri2) | |
| Neutral resin | Sinopharm Chemical Reagent Co., LTD. | 10004160 | |
| Paraffin | various | various | |
| Premature baby milk powder | Abbott | 57430 | |
| Xylene | Sinopharm Chemical Reagent Co., LTD. | 10023418 | |
| 1% Hydrochloric acid | various | various | |
| 10% Formalin | LEAGENE | DF0110 |
References
- Horbar, J. D., et al. Mortality and neonatal morbidity among infants 501 to 1500 grams from 2000 to 2009. Pediatrics. 129 (6), 1019-1026 (2012).
- Stoll, B. J., et al. Neonatal outcomes of extremely preterm infants from the NICHD Neonatal Research Network. Pediatrics. 126 (3), 443-456 (2010).
- Neu, J., Walker, W. A. Necrotizing enterocolitis. New England Journal of Medicine. 364 (3), 255-264 (2011).
- Sangild, P. T., et al. Invited Review: The preterm pig as a model in pediatric gastroenterology. Journal of Animal Science. 91 (10), 4713-4729 (2013).
- Cancro, M. P., Sigal, N. H., Klinman, N. R. Differential expression of an equivalent clonotype among BALB/c and C57BL/6 mice. Journal of Experimental Medicine. 147 (1), 1-12 (1978).
- Kuroda, E., Yamashita, U. Mechanisms of enhanced macrophage-mediated prostaglandin E2 production and its suppressive role in Th1 activation in Th2-dominant BALB/c mice. Journal of Immunology. 170 (2), 757-764 (2003).
- Fornefett, J., et al. Comparative analysis of clinics, pathologies and immune responses in BALB/c and C57BL/6 mice infected with Streptobacillus moniliformis. Microbes and Infection. 20 (2), 101-110 (2018).
- Rosas, L. E., et al. Genetic background influences immune responses and disease outcome of cutaneous L. mexicana infection in mice. International Immunology. 17 (10), 1347-1357 (2005).
- Sproat, T., Payne, R. P., Embleton, N. D., Berrington, J., Hambleton, S. T cells in preterm infants and the influence of milk diet. Frontiers in Immunology. 11, 1035 (2020).
- Nanthakumar, N., et al. The mechanism of excessive intestinal inflammation in necrotizing enterocolitis: an immature innate immune response. PLoS One. 6 (3), 17776 (2011).
- Afrazi, A., et al. New insights into the pathogenesis and treatment of necrotizing enterocolitis: Toll-like receptors and beyond. Pediatric Research. 69 (3), 183-188 (2011).
- Auestad, N., Korsak, R. A., Bergstrom, J. D., Edmond, J. Milk-substitutes comparable to rat’s milk; their preparation, composition and impact on development and metabolism in the artificially reared rat. British Journal of Nutrition. 61 (3), 495-518 (1989).
- Liu, Y., et al. Lactoferrin-induced myeloid-derived suppressor cell therapy attenuates pathologic inflammatory conditions in newborn mice. Journal of Clinical Investigation. 129 (10), 4261-4275 (2019).
- MohanKumar, K., et al. A murine neonatal model of necrotizing enterocolitis caused by anemia and red blood cell transfusions. Nature Communications. 10 (1), 3494 (2019).
- He, Y. M., et al. Transitory presence of myeloid-derived suppressor cells in neonates is critical for control of inflammation. Nature Medicine. 24 (2), 224-231 (2018).
- Cho, S. X., et al. Characterization of the pathoimmunology of necrotizing enterocolitis reveals novel therapeutic opportunities. Nature Communications. 11 (1), 5794 (2020).
- Halpern, M. D., et al. Decreased development of necrotizing enterocolitis in IL-18-deficient mice. American Journal of Physiology. Gastrointestinal and Liver Physiology. 294 (1), 20-26 (2007).
- Wu, N., et al. MAP3K2-regulated intestinal stromal cells define a distinct stem cell niche. Nature. 592 (7855), 606-610 (2021).
- Nino, D. F., Sodhi, C. P., Hackam, D. J. Necrotizing enterocolitis: new insights into pathogenesis and mechanisms. Nature Reviews. Gastroenterology & Hepatology. 13 (10), 590-600 (2016).
- Chuang, S. L., et al. Cow’s milk protein-specific T-helper type I/II cytokine responses in infants with necrotizing enterocolitis. Pediatric Allergy & Immunology. 20 (1), 45-52 (2009).
