DNBS / TNBS 대장염 모델 : 염증성 장 질환에 대한 통찰력과식이 지방의 효과를 제공
Summary
DNBS / TNBS 유도 대장염은 다른 염증성 장 질환의 한테 진찰 Pathobiology을 연구하는 저렴한 방법을 제공합니다. 이 문서에서 설명하는 프로토콜은 생쥐와 쥐 대장염을 유도하는 DNBS의 성공적인 응용 프로그램을 설명 하나는 철저하게 호스트 매개 장 반응을 연구 할 수 있습니다.
Abstract
크론 병 및 궤양 성 대장염 등의 염증성 장 질환 (IBD)는, 긴 유전 적 기초와 연결되었습니다, 그리고 더 최근의 미생물 및 환경 에이전트에 면역 반응을 개최했다. 디 니트로 벤젠 술폰산 (DNBS) 유도 성 대장염 하나는 스트레스와 다이어트, 잠재적 인 치료의 효과 및 기전 장내 염증과 점막 손상으로 IBD 관련 환경 트리거의 발병 기전을 연구 할 수 있습니다. 이 논문에서, 우리는 쥐의 DNBS 유도 대장염 대장 점막의 염증 반응에 대한식이 N-3, N-6 지방산의 효과를 조사 하였다. 모든 래트 [홍화유 (SO), 카놀라유 (CO), 또는 어유 (FO)], 셋째 주 전에 노광 DNBS을 직장 내하는 지방산의 다른 유형의 예외와 동일한 규정 식을 공급 하였다. 직장 내 에탄올 주어진 대조군은 DNBS 처리 쥐, 반면 공급 지질 다이어트 모든 로스, 5 일간의 공부에 무게를 얻고 계속FO 및 CO 쥐에 투여 한 48 시간과 72 시간으로 SO 쥐에 투여에 의해 유의 한 체중 감소를 보여 가진 t 무게. 체중 증가는 72 시간 포스트 DNBS 후 재개, 5 일 포스트 DNBS에 의해, FO 그룹은 SO 또는 CO 그룹보다 높은 체중을 가지고 있었다. 대장 섹션은 5 일 포스트 DNBS 처리가 초점 궤양, 토굴 파괴, 술잔 세포 고갈, 다이어트 그룹 사이 정도에 차이 급성 및 만성 염증 세포의 점막 침윤을 보였다 수집. SO 공급 그룹 CO 뒤에 가장 심각한 손상을 보였고, FO는 조직 손상의 온화한 정도를 보여 개 먹이. 마찬가지로, 대장 폐장 내 myeloperoxidase (MPO) 활동, 호중구 활동의 마커 FO 공급 쥐가 상당히 낮은 MPO 활성을 갖는, SO CO 먹인 쥐 다음에 유의하게 높았다. IBD의 병인에서 다이어트의 영향을 결정하기 위해,이 프로토콜에 기술 된 이러한 결과는, DNBS 유도 된 대장염의 사용을 보여준다.
Introduction
염증성 장 질환 (IBD)은 설사, 체중 감량 및 복부 통증의 증상의 결과, 위장 (GI) 관에 만성 재발 성 염증에 의해 특징된다. 궤양 성 대장염 (UC) 및 크론 병 (CD)은 IBD의 두 가지 주요 형태이며, 위장관 내에 염증의 위치에 의해 구별 될 수있다. UC 환자에서 염증은 일반적으로 항문을 포함하고 단지 표면 점막에 영향을 미치는 변수 범위에 대한 결장까지 연속적으로 연장된다. 그것은 주로 회장 및 맹장 영향을 미치지 만 대조적으로, CD는, GI 트랙트의 어떤 부분에 영향을 미칠 수있다. 전층 염증이 자주 육아종과 연관 (fistulizing) 질병을 협착 (fibrostenotic) 및 / 또는 관통 선도로 CD가 자주 나타난다. IBD의 원인이 애매 남아 있지만, 잘 IBD는 호스트 사이의 면역 체계, 유전 적 감수성과 respon을 상호 작용을 포함, 인성 것을 허용한다환경과 미생물 요인 SES.
현재까지, IBD의 다른 모델은 UC와 CD의 특성 다양한 임상 조직 학적 및 면역 반응을 표시하는 제안되었다. 가장 일반적으로 사용되는 모델은 유전자 변형 마우스 (IL-2, IL-10, SAMP / YIT), 감염에 의한 모델 (시트로 박터의 rodentium, 살모넬라 티피 뮤 리움), 입양 전송 모델 (CD45 + RB 고, SCID 마우스에 CD62L + 셀 전송)를 포함하고 화학적으로 유도 된 대장염 모델 (덱스 트란 황산 나트륨 (DSS), 트리니트로 벤젠 술폰산 (TNBS), 및 니트로 벤젠 설 폰산 (DNBS)). 그들의 낮은 비용과 질병의 급속한 발병으로 인해, 화학 모델은 IBD의 다양한 측면의 연구에 매우 중요한 것으로 간주됩니다. 열거 된 화학 대장염 모델의 각 IBD에 자신의 임상 면역 학적 및 조직 병리학 적 관련의 몇 가지 측면에서 이점뿐만 아니라 제한 사항이 있습니다. DSS는 대장균을 유도하기 위해 사용하는 가장 일반적인 화학적 방법 중 하나이다설치류 1 TIS. 3~10%의 DSS (MW : 42 kDa의)의 관리 생쥐의 마시는 물에 7 ~ 10 일 증상 및 체중 감소, 피로, 설사, 대장 단축, 점막 궤양 및 호중구의 침윤을 포함하여 대장염의 증상을 유도 할 수있다. 이 모델은 약물 검사 연구뿐만 아니라 상피 재생, 점막 항상성에 대한 선천성 면역의 영향과 장 발육과 선암의 개발을 촉진하는 염증의 역할의 메커니즘을 탐구에 특히 유용합니다. 약간의 정도, 범위의 변화의 결과로 다른 동물 시설 대장염을 유도하기 위해 필요한 DSS의 농도뿐만 아니라, 마우스로 일관성이 물을 흡수의 변화 및 DSS에 따라서 일관성 노출을 포함하여 DSS 모델과 단점, 그리고 그러나이있다 대장의 점막 손상과 궤양의 유통. 이러한 모든 기능은 결과의 이질성으로 이어질 연구 FR을 통해 결과를 비교 할 수있는 능력을 제한톰 다른 연구 그룹.
DSS 모델에 대한 대안은 대장염의 합텐 유도 DNBS 또는 TNBS 모델입니다. 이 모델은 점막이 에이전트 DNBS 또는 에탄올의 농도 변화에 희석 TNBS를, 민감의 직장 점안을 사용합니다. 에탄올의 투여는 고유 층에 DNBS 또는 TNBS의 침투를 허용하는 대장 점막 장벽을 깰 수있는 필수 조건이다. DNBS / TNBS는 이에 타고난 호스트 및 적응 면역 반응을 유발, 면역 원성이 될 지역화 대장과 장내 미생물의 단백질을 haptenize됩니다. 일반적으로,이 모델은 심각하고 때때로 혈변, 체중 감소 및 장 벽 비후 그러나 증상 사용 설치류의 종류뿐만 아니라, 타이밍, 도즈 및 DNBS 노출 또는 사용될 TNBS의 정도에 따라 변화와 관련된 연구. 쥐와 생쥐 사이에는 중요한 차이는 낮은 구매 및 보드에 대한 비용뿐만 아니라 로우의 장점과 함께 주목해야한다생체 내에서 치료의 당 동물의 비용을 절감하기위한 R 체질량. 이것은 더 연약하고 반응하는 동물은 신속하게 인도적인 엔드 포인트에 도달 할 수 있습니다 생쥐 대장염의보다 신속하고 심한 코스에 대해 설정해야합니다.
장 염증은 초기에 증가 된 상피 투과성, 점막에 미생물 침투, 호스트 단백질의 haptenization, 손상된 점막에 호중구, 대 식세포 및 TH1 T 림프구의 침윤의 결과로이 모든 선도, 장 상피 세포에 에탄올에 의한 손상을 초래한다. DNBS 비교하여, TNBS은 나트륨 및 수산화 칼륨 등의 염기와 접촉시 폭발의 위험을 초래할 수있는 고도의 산화 특성에 의한 유해 화학 물질로 간주된다. 따라서 DNBS 현재 대장염을 유도하는 TNBS를 통해 화학 물질의 선호하는 선택으로 간주된다. 설치류에서 DNBS 대장염은 FOLLO을 연구하는 가장 편리한 방법 중 하나로서 간주됩니다날개 IBD는 질병의 수정을 관련 :
- 우울증과 대장염의 재 활성화 : 그것은 IBD 환자의 스트레스, 불안과 우울증이 자주 질병의 재발과 연관된 것으로 나타났습니다. DNBS 대장염은 생쥐에서 대장염의 재 활성화에 우울증과 그 결과의 역할을 연구하기에 적합한 모델입니다. 이 방법은 일반적으로 6-8주에 마우스를 떠남 대장염의 해상도에 따라 DNBS하여 대장염의 초기 유도를 포함한다. 마우스는 다음 DNBS 2 subcolitic 용량과 도전을 통해 대장염의 활성화를 위해 그들을 테스트하여 다음에 우울증을 유발하는 등 레 세르 핀 우울증의 원인이 에이전트 또는 후각 bulbectomy에 의해 관리됩니다.
- 스트레스와 대장염의 재 활성화 : 스트레스는 IBD의 발병에 연결되어 있습니다 또 다른 일반적인 환경 요인이다. 만성 스트레스와 설치류의 UC 및 CD의 증상의 발병 사이에 강한 연관 관계를 제안 증거의 성장 몸이있다인간과 인간이 아닌 영장류 3뿐만 아니라의. DNBS 대장염은 마우스 및 쥐 모두에서 대장염의 스트레스 관련 재활을 연구하는 좋은 모델입니다. 방법은 일반적으로 우울증 대신 제외 우울증에 대한 전술 한 바와 같이 유사한 방식으로 사용되며, 동물 등 음파와 구속 스트레스 4와 같은 스트레스에 노출된다.
- 신경성 염증 : 다수의 연구는 동물 모델에서와 IBD 환자에서 조직 샘플에서 볼 수있는 것처럼 장용 신경계 (ENS)의 구조와 기능에 일시적 또는 영구적 인 변화 중 하나를 설명했다. DNBS는 ENS 5에 염증의 효과를 탐구 및 노르 아드레날린 및 콜린성 신경 경로 6을 모두 연구하는 좋은 모델입니다.
- 부상 복구 메커니즘 : IBD 병인 동안, 반응성 산소 종 (ROS), 산화 질소 (NO), 간 부착 분자 3 (ICAM-3), 및 P-셀렉틴과 같은 숙주 유래 부상 매개체는 모두 P 보여왔다장 상피 중단하는 역할을 놓는다. DNBS은 이러한 매개체의 최대 규제뿐만 아니라 선택적인 약물이나 억제제 7,8를 사용하여 규제 수리 메커니즘에 의한 부상을 연구 할 수있는 좋은 모델입니다.
- 전층 염증 : DNBS의 상술 한 애플리케이션 외에, 모델은 창자의 전층 염증, CD 환자에서 발견 고전 기능을 연구하기 위해 적용될 수있다. DNBS 및 TNBS 유도 대장염은 모두 T 세포 의존성 면역 메커니즘을 연구하는이 모델은 특히 유용하고 대장 점막에, 림프구의 중요한 침투와 연관되어 있습니다.
DSS 모델과 비교, DNBS 및 TNBS 유도 대장염의 장점은 저렴한 비용으로, 대장염의 급속한 발전 (일반적으로 재현 궤양과 염증을 보여 1-3 일이 필요) 원위 결장 일관성 지역화 손상이 (가) 있습니다. 그러나 단점에 대한 요구 사항입니다전문 기술, DNBS / TNBS 투여 량의 최적화 및 직장 투여에 대한 마취의 필요성을 높은 수준.
이 방법론 논문에서는 (SO) 식물성 오일 잇꽃 오일을 사용한 쥐 DNBS 유도 대장염 결장 점막 반응을 변화에 N-10 및 N-3 고도 불포화 지방산의 다양한 농도의 효과를 연구 및 카놀라유 (CO) , 생선 오일 (FO). 그것은 N-10 및 N-3 지방산은 세포막의 인지질 9의 아실 잔기로서의 역할을 통해 장 염증성 질환의 중요한 매개체임을 보여왔다. N-6 지방산의 염증성 전위 달리, 충분히 높은 흡기에서 N-3 지방산은 잠재적으로 강력한 항 – 염증제이다. N-3 지방산의 항염증제 동작은 proinfl의 변조를 통해 간접적으로 아라키돈 산 대사 억제, 코사 노이드 기질로서 아라키돈 산의 보충을 통해 직접 매개 아르ammatory 유전자 발현 및 세포 신호. N-3 지방산은 또한, resolvins에 항 염증 매개체의 가족을 일으키다. N-3 지방산의 섭취는 염증성 에이코 사 노이드, 사이토 카인, 케모카인, 반응성 산소 종 및 부착 분자의 발현의 생산량의 감소와 연관된다. 이 연구에서, 쥐와, 지방산을 제외한 모든 영양소에서 동일 임의로 사료를 먹였다 지방 20 %, SO, 20 % CO, 또는 18 %의 생선 기름 플러스 2 % 홍화 오일 (FO) 10-11에서 %의 에너지로 . 매일 에너지의 비율로, SO 식단 <0.06 %의 α-리놀렌산 (ALA)없이 에이코 사 펜타 엔 산 (EPA) 또는 도코 사 헥사 엔 산 (DHA)으로, 15 % 리놀레산 (LA)를 제공, CO 다이어트 4.2했다 % LA 1.9 % ALA없는 EPA 또는 DHA와, 그리고 FO 다이어트 1.4 % EPA, DHA 4.9 %, 0.32 % LA, 0.12 % ALA를 제공했다. 3 주 지질 다이어트의 개시 후, 마우스는 직장 내 DNBS 또는 50 % 에탄올을 투여 5 일 후 희생되었다. inflammatory 응답은 체중 감소, 조직 학적 손상 점수 및 티슈 마이 엘 로퍼 옥시 다제 활성의 평가에 의해 평가 하였다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 프로토콜에서 설명 DNBS 모델은 IBD의 다양한 양상을 연구하기 위해 이용 될 수있는 귀중한 저렴하고 재현성 대장염 모델이다. 쥐나 생쥐로 직장 내 투여시, DNBS는 다형 핵 세포의 전층 침투하고 지배적 인 NF-κB 의존 TH1 활성화 등의 다양한 조직 학적 기능의 측면에서 인간의 크론 병을 닮은, 대장에 염증과 조직 손상의 상당한 정도를 유도한다.
이 모델은 스트레스, 우울증, …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 캐나다 자연 과학 및 공학 연구위원회 (NSERC)과 크론과 캐나다의 대장염 재단 (CCFC)에서 KJ로 운영 교부금에 의해 지원되었다. VM은 CFRI 친목 및 GB 건강 연구의 캐나다 연구소 (CIHR)에서 대학원 재학에 의해 지원됩니다. BAV는 창자와 간 장애 소아 소화기 및 KJ의 소아 IBD 연구 및 캐나다 연구 의자 재단 (CHILD) 의자는 어린이와 어린이 및 가족 연구소 (CFRI) 임상 과학자 상 프로그램에서 지원하는 수석 임상 과학자와 어린이입니다 브리티시 컬럼비아 대학.
Materials
| 1 mL syringe | BD Biosciences | 309659 | |
| 19 gauge needle | BD Biosciences | 305187 | |
| Polyethylene tubing PE-50 | BD Biosciences | 427517 | for intra-rectal administration in mice |
| Polyethylene tubing PE-90 | BD Biosciences | 427519 | for intra-rectal administration in rat |
| DNBS | MP Bio | 150959 | |
| tear gel | Novartis | 63601662596 | |
| 10% Formalin | Fisher | 5F93-4 | |
| warming pad | Kent Scientific | TPZ-0510 | |
| Ethanol | Fisher | A-962.4 | |
| hexadecyltrimethyl-ammonium bromide | Sigma-Aldrich | H5882 | |
| Potassium phosphate buffer solution | Sigma-Aldrich | 79628- | |
| O-dianisidine dihydrochloride | Sigma-Aldrich | D3252 | |
| 30% H2O2 | Sigma-Aldrich | 31642 | hydrogen peroxide |
| Spectrophotometer | BIORAD | Benchmarker Plus | |
| Light Microscope | Zeiss | Axio Image.Z1 | |
| Data analysis software program | GraphPad Software | GraphPad Prism Software Version 4.00 | San Diego California USA, www.graphpad.com |
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