Summary

Anvendelse af dyremodel af Sepsis at evaluere Nye Naturlægemidler Terapier

Published: April 11, 2012
doi:

Summary

Sepsis henviser til en systemisk inflammatorisk respons syndrom skyldes en mikrobiel infektion, og kan simuleres ved en kirurgisk teknik kaldet cecal ligering og punktering (CLP). Her beskriver vi en fremgangsmåde til at anvende CLP-induceret dyremodel til screening lægeurter for terapeutiske midler.

Abstract

Sepsis henviser til en systemisk inflammatorisk respons syndrom skyldes en mikrobiel infektion. Det har været rutinemæssigt simuleret i dyr ved adskillige teknikker, herunder infusion af eksogent bakterielt toksin (endotoksæmi) eller bakterier (bakteriæmi), samt kirurgisk perforering af coecum ved cecal ligering og punktering (CLP) 1-3. CLP kan bakterierne spild og fækalt kontaminering af den peritoneale kavitet, efterligne den humane kliniske sygdom perforeret blindtarmsbetændelse eller diverticulitis. Sværhedsgraden af sepsis, som afspejlet i de endelige dødelighed, kan styres kirurgisk ved at variere størrelsen af nålen, der anvendes til cecal punktering 2. Hos dyr, inducerer CLP lignende, bifasisk hæmodynamisk kardiovaskulære, metaboliske, og immunologiske reaktioner som observeret under kliniske forløb af menneskets sepsis 3. Således er CLP-modellen betragtes som en af de mest klinisk relevante modeller for eksperimentel sepsis 1-3. </ P>

Forskellige dyremodeller er blevet anvendt til at belyse de indviklede mekanismerne bag patogenesen af ​​eksperimentel sepsis. Den letale konsekvens af sepsis skyldes dels en overdreven ophobning af tidlige cytokiner (såsom TNF, IL-1 og IFN-γ) 4-6 og sene proinflammatoriske mediatorer (f.eks HMGB1) 7. Sammenlignet med tidligere proinflammatoriske cytokiner, har sen virkende mediatorer et bredere terapeutisk vindue til kliniske anvendelser. For eksempel, forsinket indgift af HMGB1-neutraliserende antistoffer begyndende 24 timer efter CLP stadig reddet mus fra dødelighed 8,9, om HMGB1 som et sent mediator for letal sepsis. Opdagelsen af ​​HMGB1 som en sen-virkende mægler har indledt et nyt felt for undersøgelse for udvikling af sepsis behandlinger ved hjælp af traditionel kinesisk urtemedicin. I dette papir, beskriver vi en procedure for CLP-induceret sepsis, og dens anvendelse i screening urtemedicin for HMGB1 målretning terapier.

Protocol

1. Etablering af Animal Model af Sepsis Mus er bedøvet med ketamin (75 mg / kg, intramuskulær, IM) og xylazin (10 mg / kg, IM) og anbragt i rygleje. Fastgør fødderne af musen med tape for at sikre en stabil position. Rengør maven med 3 skiftende krat af betadin eller andre hud desinfektionsmiddel og alkohol. Derefter foretage en 15 mm midtlinjeincision for at eksponere coecum. Ligere coecum med en 4-0 silkesutur ved ca 5,0 mm fra den coecale spids og derefter punktere ligere…

Discussion

I laboratoriet har flere dyremodeller af sepsis blevet anvendt til at forstå patogenesen af ​​sepsis for at udvikle potentielle nye terapier. Deres kliniske relevans er stadig genstand for debat, før den vellykkede oversættelse af dyreforsøg i kliniske ansøgninger om sepsis. Selv neutraliserende antistoffer mod tidlige cytokiner (f.eks TNF) var beskyttende i dyremodeller for bakteriæmi / endotoksæmi 17,18, de faktisk forværre overlevelse dyremodel af sepsis 19. På samme måde, de flest…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dette arbejde blev støttet af tilskud fra National Institutes of Health, National Institute of General Medical Science (R01GM063075) og National Center for Komplementær og Alternativ Medicin (R01AT05076).

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number
Betadine Purdue Products L.P. 25655-41-8
imipenem Merck & Co., Inc. 9882821
Ketamine HCl Hospira Inc. RL-0065
Xylazine Lloyd Laboratories 4821
Autoclip Becton Dickinson 427631
4-0 silk suture Roboz SUT-15-2
Surflo I.V. Catheter Terumo SR*OX2419CA
RayBio mouse cytokine antibody array RayBiotech, Inc. AAM-CYT-3
Thioglycollate Becton Dickinson 211716

Riferimenti

  1. Wichterman, K. A., Baue, A. E., Chaudry, I. H. Sepsis and septic shock–a review of laboratory models and a proposal. J. Surg. Res. 29, 189-201 (1980).
  2. Baker, C. C., Chaudry, I. H., Gaines, H. O., Baue, A. E. Evaluation of factors affecting mortality rate after sepsis in a murine cecal ligation and puncture model. Surgery. 94, 331-335 (1983).
  3. Hubbard, W. J. Cecal ligation and puncture. Shock. 24, 52-57 (2005).
  4. Akira, S., Takeda, K. Toll-like receptor signalling. Nat. Rev. Immunol. 4, 499-511 (2004).
  5. Baggiolini, M., Loetscher, P. Chemokines in inflammation and immunity. Immunol. Today. 21, 418-420 (2000).
  6. Balkwill, F. Cytokines–soluble factors in immune responses. Curr. Opin. Immunol. 1, 241-249 (1988).
  7. Wang, H. HMG-1 as a late mediator of endotoxin lethality in mice. Science. 285, 248-251 (1999).
  8. Yang, H. Reversing established sepsis with antagonists of endogenous high-mobility group box 1. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101, 296-301 (2004).
  9. Qin, S. Role of HMGB1 in apoptosis-mediated sepsis lethality. J. Exp. Med. 203, 1637-1642 (2006).
  10. Ray, A., Dittel, B. N. Isolation of Mouse Peritoneal Cavity Cells. J. Vis. Exp. (35), e1488 (2010).
  11. Rendon-Mitchell, B. IFN-gamma Induces High Mobility Group Box 1 Protein Release Partly Through a TNF-Dependent Mechanism. J. Immunol. 170, 3890-3897 (2003).
  12. Li, W. A Major Ingredient of Green Tea Rescues Mice from Lethal Sepsis Partly by Inhibiting HMGB1. PLoS ONE. 2, e1153 (2007).
  13. Osuchowski, M. F., Welch, K., Siddiqui, J., Remick, D. G. Circulating cytokine/inhibitor profiles reshape the understanding of the SIRS/CARS continuum in sepsis and predict mortality. J. Immunol. 177, 1967-1974 (2006).
  14. Heuer, J. G. Evaluation of protein C and other biomarkers as predictors of mortality in a rat cecal ligation and puncture model of sepsis. Crit. Care. Med. 32, 1570-1578 (2004).
  15. Bozza, F. A. Cytokine profiles as markers of disease severity in sepsis: a multiplex analysis. Crit. Care. 11, R49 (2007).
  16. Li, W. EGCG stimulates autophagy and reduces cytoplasmic HMGB1 levels in endotoxin-stimulated macrophages. Biochem. Pharmacol. 81, 1152-1163 (2011).
  17. Beutler, B., Milsark, I. W., Cerami, A. C. Passive immunization against cachectin/tumor necrosis factor protects mice from lethal effect of endotoxin. Science. 229, 869-871 (1985).
  18. Tracey, K. J. Anti-cachectin/TNF monoclonal antibodies prevent septic shock during lethal bacteraemia. Nature. 330, 662-664 (1987).
  19. Eskandari, M. K. Anti-tumor necrosis factor antibody therapy fails to prevent lethality after cecal ligation and puncture or endotoxemia. J. Immunol. 148, 2724-2730 (1992).
  20. Ziegler, E. J. Treatment of gram-negative bacteremia and septic shock with HA-1A human monoclonal antibody against endotoxin. A randomized, double-blind, placebo-controlled trial. The HA-1A Sepsis Study Group. N. Engl. J. Med. 324, 429-436 (1991).
  21. Ziegler, E. J. Treatment of gram-negative bacteremia and shock with human antiserum to a mutant Escherichia coli. N. Engl. J. Med. 307, 1225-1230 (1982).
  22. Abraham, E. Efficacy and safety of monoclonal antibody to human tumor necrosis factor alpha in patients with sepsis syndrome. A randomized, controlled, double-blind, multicenter clinical trial. TNF-alpha MAb Sepsis Study Group. JAMA. 273, 934-941 (1995).
  23. Cohen, J. Adjunctive therapy in sepsis: a critical analysis of the clinical trial programme. Br. Med. Bull. 55, 212-225 (1999).
  24. Dellinger, R. P. Surviving Sepsis Campaign: international guidelines for management of severe sepsis and septic shock: 2008. Crit. Care Med. 36, 296-327 (2008).
  25. Wang, H., Zhu, S., Zhou, R., Li, W., Sama, A. E. Therapeutic potential of HMGB1-targeting agents in sepsis. Expert. Rev. Mol. Med. 10, e32 (2008).
  26. Wang, H. The aqueous extract of a popular herbal nutrient supplement, Angelica sinensis, protects mice against lethal endotoxemia and sepsis. J. Nutr. 136, 360-365 (2006).
  27. Li, W. A cardiovascular drug rescues mice from lethal sepsis by selectively attenuating a late-acting proinflammatory mediator, high mobility group box 1. J. Immunol. 178, 3856-3864 (2007).
  28. Fukuyama, M. Mixed bacterial infection model of sepsis in rabbits and its application to evaluate superantigen-adsorbing device. Blood Purif. 23, 119-127 (2005).
check_url/it/3926?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
Li, W., Zhu, S., Zhang, Y., Li, J., Sama, A. E., Wang, P., Wang, H. Use of Animal Model of Sepsis to Evaluate Novel Herbal Therapies. J. Vis. Exp. (62), e3926, doi:10.3791/3926 (2012).

View Video