Murinmodell sårläkning
Summary
En murin modell av kutan sårläkning som kan användas för att utvärdera terapeutiska föreningar i fysiologiska och patofysiologiska inställningar.
Abstract
Sårläkning och reparation är de mest komplexa biologiska processer som sker i människans liv. Efter skador, flera biologiska banor blir aktiverade. Försämrad sårläkning, vilket förekommer hos diabetespatienter till exempel, kan leda till allvarliga negativa effekter såsom amputation. Det finns därför ett ökande drivkraft att utveckla nya medel som främjar sårläkning. Testningen av dessa har begränsad till stora djurmodeller, såsom svin, som ofta opraktiskt. Möss är den idealiska preklinisk modell, eftersom de är ekonomiska och mottagliga för genetisk manipulation, vilket möjliggör mekanistiska utredning. Men sårläkning i en mus är fundamentalt annorlunda än människor som det i första hand sker via kontraktion. Vår murin modell övervinner detta genom att införliva en skena runt såret. Med skenor såret, är reparationen därefter beroende epiteliseringen, cellulär proliferation och angiogenes, som nära speglarbiologiska processer av mänsklig sårläkning. Samtidigt kräver konsekvens och omsorg, innebär detta murinmodell inte komplicerade kirurgiska tekniker och möjliggör robusta testning av lovande medel som kan, exempelvis, främjar angiogenes eller hämma inflammation. Dessutom agerar varje mus som sin egen kontroll som två sår framställes, vilket möjliggör tillämpning av både testföreningen och fordonet kontroll i samma djur. Sammanfattningsvis, visar vi en praktisk, lätt att lära sig, och robust modell av sårläkning, vilket är jämförbart med det av människor.
Introduction
Försämrad sårläkning är ansvarig för betydande morbiditet och mortalitet i hela världen, detta gäller särskilt för dem som lider av diabetes mellitus 1,2. Hos människa är sårläkning ett kontinuum av processer, där det finns en betydande överlappning 3. Omedelbart efter sårskada, inflammatoriska processer initieras. Inflammatoriska celler släpper faktorer som gynnar processerna för celltillväxt, migration och angiogenes. Efter återepitelisering och ny vävnad bildas finns det en fas av ombyggnad som innebär både apoptos och omorganisation av matrix proteiner såsom kollagen.
Komplexiteten i sårläkning kan för närvarande inte replikeras in vitro och detta leder till användning av djurmodeller. Hittills har sårläkande studierna begränsats till stora djurmodeller, såsom svin, för att säkerställa att läkningsprocesser är likvärdiga och jämförbara till människor. Men med hjälp av stora animals för sådana studier kan vara svåra att huset och är inte alltid praktiskt 4. Laboratoriet musen utgör en ekonomisk djurmodell som lätt kan manipuleras genetiskt för mekanistiska utredning 5-7. Men murina sår läker olika på människans, främst på grund av den process av kontraktion 8. Detta är delvis på grund av en omfattande subkutana tvärstrimmig muskulatur lagret kallas panniculus carnosus som är i stort sett frånvarande i människor. I möss, ger detta muskellager huden för att röra sig oberoende av de djupare muskler och är ansvarig för den snabba kontraktionen av huden efter sårskada.
För att övervinna denna begränsning, kan murina sårläkning anpassas för att replikera mänsklig sårläkning genom användning av en skena (figur 1) 8,9. I denna video visar vi splinted murina såret modell som eliminerar sårkontraktion och mer lik de mänskliga processer re-epithelializaning och ny vävnad bildas. I denna modell två full tjocklek excisions som inkluderar panniculus carnosus skapas på dorsum, en på varje sida om mittlinjen av musen. En silikon skena placeras runt såret med hjälp av limmet och skenan säkras sedan med avbrutna suturer. Varje mus fungerar som sin egen kontroll, med ett sår får behandling och det andra fordonet kontroll, och därigenom minska antalet djur. Efter topiska applikationer används ett transparent ocklusionsförband tillämpas. Förbandet kan tas bort vid behov för ytterligare aktuella tillämpningar och / eller mätningen av sårområdet 10,11. Vid slutförandet av experiment, sår, morfologisk arkitektur och grad av kärlnybildning kan bedömas genom immunohistokemi. Denna ekonomiskt och lätt att utföra modellen kan också användas för att bedöma sårläkning i samband med diabetes mellitus eller andra pathophysiologies.
Protocol
Representative Results
Discussion
Detta är en experimentell musmodell av kutan sårläkning. Ett betydande inslag i denna modell är att använda silikon spjälor att förhindra sårkontraktion så att återepitelisering och ny vävnad bildas kan förekomma, vilket gör det liknar den process som sker hos människor. Denna modell är mångsidig och kan användas för att utvärdera sårläkning i både fysiologiska och patofysiologiska (t.ex. diabetes mellitus) inställningar. Modellen kan också användas för att bedöma potentiella sårläk…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna vill tacka för finansiering stöd från National Health och Medicinska forskningsrådet (NHMRC) i Australien (projektbidrag ID: 632.512). Louise Dunn fick stöd av ett NHMRC tidiga karriär Fellowship och Christina Bursill av en National Heart Foundation Karriärutveckling Fellowship.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Press-to-seal silicone sheeting 0.5 mm thick | Invitrogen | P18178 | Cut into “donuts” with external diameter of 1cm external, 0.5 cm internal diameter |
| Biopsy punch 5 mm | Steifel | BC-B1-0500 | To outline wound area to be excised |
| Vannas scissors 8.5 cm curved | World Precision Instruments | 501232 | For wound incision and excision |
| Dumonte #7b forceps, 11 cm | World Precision Instruments | 501302 | To grip skin when creating incision and excising skin |
| Graefe forceps, serrated 10cm | World Precision Instruments | 14142 | To help attach silicone splint to skin |
| Needle holder, smooth jaws, curved, 12.5 cm | World Precision Instruments | 14132 | |
| Malis forceps, smooth, straight, 12 cm | Codman and Shurtleff, Inc (J&J) | 80-1500 | To suture the silicon rings to the skin |
| Ruler, 0.5 mm gradation | n/a | ||
| Calipers 0.25 mm gradation | Duckworth and Kent | 9-653 | To measure wound area |
| Opsite FlexiFix transparent adhesive film. 10 cm x 1 m | Smith & Nephew | 66030570 | |
| Rimadyl (Carprofen) | Pfizer | 462986 |
References
- Sen, C. K., et al. Human skin wounds: a major and snowballing threat to public health and the economy. Wound Repair. 17, 763-771 (2009).
- Sen, C. K. Wound healing essentials: let there be oxygen. Wound Repair Regen. 17, 1-18 (2009).
- Gurtner, G. C., Werner, S., Barrandon, Y. Wound repair and regeneration. Nature. 453, 314-321 (2008).
- Lindblad, W. J. Considerations for selecting the correct animal model for dermal wound-healing studies. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 19, 1087-1096 (2008).
- Grose, R., Werner, S. Wound-healing studies in transgenic and knockout mice. Mol. Biotechnol. 28, 147-166 (2004).
- Reid, R. R., Said, H. K., Mogford, J. E., Mustoe, T. A. The future of wound healing: pursuing surgical models in transgenic and knockout mice. J. Am. Coll. Surg. 199, 578-585 (2004).
- Fang, R. C., Mustoe, T. A. Animal models of wound healing: utility in transgenic mice. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 19, 989-1005 (2008).
- Wong, V. W., Sorkin, M., Glotzbach, J. P., Longaker, M. T., Gurtner, G. C. Surgical approaches to create murine models of human wound healing. J. Biomed. Biotechnol. 2011, 969618 (2011).
- Galiano, R. D., Michaels, J. t., Dobryansky, M., Levine, J. P., Gurtner, G. C. Quantitative and reproducible murine model of excisional wound healing. Wound Repair. 12, 485-492 (2004).
- Galiano, R. D., et al. Topical vascular endothelial growth factor accelerates diabetic wound healing through increased angiogenesis and by mobilizing and recruiting bone marrow-derived cells. The American Journal of Pathology. 164, 1935-1947 (2004).
- Thangarajah, H., et al. The molecular basis for impaired hypoxia-induced VEGF expression in diabetic tissues. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 13505-13510 (2009).
- Raza, A., Bayles, C., Biebel, D. Investigation of Bacterial Growth and Moisture Handling Properties of Transparent Dressings: 3M Tegaderm Transparent Dressing, 3M Tegaderm HP Transparent Dressing, and Opsite IV3000 Transparent Dressing. Smith and Nephew Report. , (1998).
- Chung, T. Y., Peplow, P. V., Baxter, G. D. Testing photobiomodulatory effects of laser irradiation on wound healing: development of an improved model for dressing wounds in mice. Photomed. Laser Surg. 28, 589-596 (2010).
