Summary

新しいハーブ治療法を評価するために敗血症の動物モデルの使用

Published: April 11, 2012
doi:

Summary

敗血症は、細菌感染に起因する全身性炎症反応症候群を指し、盲腸結紮穿刺(CLP)と呼ばれる手術法によってシミュレートすることができます。ここでは、治療薬のために薬草をスクリーニングするためのCLP-誘導動物モデルを使用する方法を説明します。

Abstract

敗血症は、細菌感染に起因する全身性炎症反応症候群を指します。これは、外因性の細菌毒素(エンドトキシン)や細菌(菌)を注入するだけでなく、盲腸結紮穿刺(CLP)1-3で盲腸の手術の穿孔を含むいくつかの技術によって動物に日常的にシミュレートされています。 CLPは、穿孔性虫垂炎や憩室炎のヒト臨床疾患を模倣し、細菌の流出と腹腔の糞便汚染することができます。敗血症の重症度は、最終的な死亡率で反映されるように、盲腸穿刺2で使用する針の大きさを変化させることにより、外科的に制御することができます。人間の敗血症3の臨床経過中に観察された動物では、CLPは、心血管代謝、免疫応答と同様に、二相性の血行動態を誘導する。したがって、CLPのモデルは1-3実験的敗血症のための最も臨床的に関連するモデルの一つとして考えられている。</ P>

様々な動物モデルは、実験的敗血症の病態の根底にある複雑なメカニズムを解明するために使用されている。敗血症の致死結果は4-6と後期炎症性メディエーター(例えば、HMGB1)7(例えば、TNF、IL-1およびIFN-γなど)は初期のサイトカインの過剰な蓄積に一部起因している。初期の炎症性サイトカインと比較して、後期に作用するメディエーターは、臨床応用の広い治療のウィンドウを持っています。たとえば、CLP 24時間を開始するHMGB1中和抗体の遅延政権は、まだ致命的な敗血症の後期メディエーターとしてHMGB1を確立し、致死率8,9からマウスを救出。後期に作用するメディエーターとしてのHMGB1の発見は、伝統的な漢方薬を用いた敗血症治療法の開発のための調査の新しい分野を開始しました。本稿では、HMのために漢方薬をスクリーニングすることでCLP-誘発敗血症の手順を説明し、その使用治療をGB1標的。

Protocol

1。敗血症の動物モデルの確立マウスは、ケタミン(75 mg / kg体重、筋肉内、IM)とキシラジン(10 mg / kgを、IM)で麻酔し、仰臥位に置かれます。 安定した位置を確保するためにテープでマウスの足を固定します。 betadineまたは他の皮膚の消毒剤とアルコールの3を交互にスクラブで腹部をきれいにします。その後、盲腸を露出する15ミリメートル正中切開を行います。 </li…

Discussion

研究室では、敗血症のいくつかの動物モデルは、潜在的な新規治療法を開発するために、敗血症の病態を理解するために用いられてきた。それらの臨床的関連性は敗血症の臨床応用への動物実験の成功した変換前の議論の対象のままです。初期のサイトカインに対する中和抗体(例えば、TNF)は、菌血症/内毒素血症17,18の動物モデルでの保護であったが、実際に敗血症19の動?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、国立衛生研究所、国立一般医科学(R01GM063075)の研究所と補完代替医療のナショナルセンター(R01AT05076)からの補助金によって支えられている。

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

References

  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).

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Cite This Article
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).

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