Summary

Ein Maus-Modell der teilweisen Darmverschluss

Published: March 05, 2018
doi:

Summary

Darm Hindernisse sind eine teilweise oder vollständige Blockierung des Darms, die starke Bauchschmerzen, Übelkeit, Erbrechen, und verhindert den Durchgang von Stuhl verursachen können. Dieses Verfahren zum Erstellen von Darm teilweise Obsructions bei Mäusen ist zuverlässig bei der Untersuchung der Mechanismen, die krankhaften Zellwachstum und Tod im Darm.

Abstract

Darm Hindernisse, die behindern oder blockieren peristaltische Bewegung, können durch abdominale Adhäsionen und meist gastrointestinale (GI) Krankheiten einschließlich tumoröse Wucherungen entstehen. Jedoch verursacht durch Darm Hindernisse sind kaum erforscht und die zelluläre Mechanismen Umgestaltung beteiligt. Verschiedenen Tiermodellen der Darm Hindernisse wurden entwickelt, aber die Maus-Modell ist das beste Kosten/Zeit wirksam. Die Maus-Modell nutzt die chirurgische Implantation einer teilweisen Darmverschluss (PO), die eine hohe Sterblichkeitsrate hat, wenn es nicht korrekt durchgeführt wird. Darüber hinaus nicht Mäuse erhalten PO Chirurgie Hypertrophie zu entwickeln, wenn eine entsprechende Blockade ist nicht oder nicht richtig platziert. Hier beschreiben wir ein detailliertes Protokoll auf PO-Operation, die zuverlässige und reproduzierbare Darm Hindernisse mit einer sehr niedrigen Sterblichkeit produziert. Dieses Protokoll nutzt einen chirurgisch platzierte Silikon-Ring, der Ileum umgibt die Verdauungs-Bewegung in den Dünndarm teilweise blockiert. Die teilweise Blockade macht den Darm aufgrund der Halt des Verdauungssystems Bewegung erweitert werden. Die Ausdehnung des Darms induziert Hypertrophie der glatten Muskulatur auf der oralen Seite des Ringes, die nach und nach über 2 Wochen bis es Todesursachen entwickelt. Die chirurgische PO-Maus-Modell bietet eine in Vivo Modell der hypertrophen Darmgewebe nützlich für die Untersuchung von krankhafter Veränderungen der Darmzellen einschließlich der glatten Muskelzellen (SMC), interstitiellen Zellen von Cajal (ICC), PDGFRα+, und neuronale Zellen während der Entwicklung von Darmverschluss.

Introduction

Darm Hindernisse sind eine teilweise oder vollständige Blockierung im kleinen oder großen Darm, der verdaute Nahrung, Flüssigkeit und Gas bewegt durch den Darm-1verhindert. Aufgrund der Obstruktion induziert die Blockade die Darmwände, verdickt werden, Verengung der Lumen-2. Darmverschluss kann auftreten durch Abdominal- oder Becken-Operationen, die Abdominal-Adhäsion Gewebeanordnung verursachen oder von GI Störungen wie entzündlichen Darmerkrankungen (Morbus Crohn), Divertikulitis, Hernien, Volvulus, Striktur, Invagination, Verstopfung, fäkale Impaktion, Pseudoobstruktion, Krebs und Tumore3,4,5. Intestinale Blockaden in diesen Fällen führen oft zu der Hypertrophie der Tunica Muscularis des Darms6.

PO des lumens induziert Darm Ausdehnung und glatten Muskulatur Schichtdicke um das Hindernis als Reaktion auf die Notwendigkeit, funktionellen Peristaltik7,8,9,10weiter erhöht, 11,12,13. Tiermodelle der Darm PO wurden entwickelt, um studieren glatten Muskel-Hypertrophie in Mäusen7Ratten10, Meerschweinchen11, Hunde12und Katzen13 , die konsequent entwickeln ähnliche Hypertrophie innerhalb der intestinale Muskelschichten.

Ein Maus-Modell der Darm PO ist der kostengünstigste Weg zu generieren und Darm Hindernisse in Vivozu untersuchen. Mithilfe von einen Silikonring chirurgisch gelegt Umgebung Ileum sind Dünndarm Hindernisse bei Mäusen durchgeführt. Die PO-Mäuse zeigten frühe Zunahme der Anzahl der Zellen (Hyperplasie) und eine Erhöhung im Muskel Schichtdicke (Hypertrophie) nach PO Chirurgie8,15. SMC sind die primären Kunststoff Zellen, die innerhalb der glatten Muskulatur Schichten als Reaktion auf die hypertrophe Bedingungen14wachsen, aber andere Zellen wie ICC und PDGFRα+ -Zellen, die mit SMC eng verbunden sind, sind auch neu besiedelt. Wir haben bereits berichtet, dass die PO-Mäuse Hypertrophie im Dünndarm entwickeln, in denen SMC sind entdifferenzierten in PDGFRα+ Zellen, die höchst proliferative7,15,16. Umgekehrt sind ICC verkommen und verloren in den hypertrophierten Glattmuskel-Schichten bei der Entwicklung der intestinalen Obsruction7. Ein weiterer großer Vorteil des PO-Modells ist seine Fähigkeit, Veränderungen im enterischen Nervensystem und Vermehrung von neurogenen motorischen Muster zu bewirken. Die große Verbreitung neurogenen motorischen Muster im Dünndarm Maus der migrierenden Motor Komplex (MMC), ist die neurogene und erfordert keine ICC oder elektrische langsame Wellen17. Das PO-Modell kann klare Einblicke in wie MMCs und enterischen Nerven durch partielle Obstruktion umgebaut werden.

Hier schlagen wir eine murinen Protokoll für Darm PO-Operation mit einem Silikonring. PO-Operation zuverlässig empfangen Mäuse produzieren Hypertrophie in der Tunica Muscularis des Dünndarms. Innerhalb hypertrophe Muskeln sind SMC, ICC, PDGFRα+und neuronalen Zellen drastisch umgebaut.

Protocol

Das folgende Protokoll genehmigt wurde durch die institutionelle Animal Care und verwenden Committee (IACUC) an der Universität von Nevada-Reno (UNR) Tier Ressourcen und erfüllt alle institutionellen ethischen Richtlinien bezüglich der Verwendung von Versuchstieren. (1) Tiere. Erhalten Sie Reifen (4-6 Wochen alt) C57BL/6 Mäusen mit einem Gewicht zwischen 20-30 g. Haus der Kolonie von Labormäusen in eine zentralisierte Tierstation am UNR Tier Ressourcen. <p class="jove_…

Representative Results

Partielle Obstruktion (PO) wurde operativ in einen Monat alt Mäuse induziert, indem man einen Silikonring um Ileum in der Nähe der Ileocecal Schließmuskel. Dieser Ring erstellt eine teilweise Blockade im Ileum. Schein-Operationen (SO) auch ohne Ring auf Alter/Geschlecht durchgeführt wurden abgestimmt Mäuse und diese Mäuse nicht zeigen keine Symptome ähnlich denen in PO Mäuse gefunden. Mäuse erholten sich schnell von der PO-Operation innerhalb weniger Stunden. Sie zeigte keine off…

Discussion

Wir zeigten, dass Mäuse erhält der Darm PO-Operation konsequent und reproduzierbar intestinalen glatten Muskel-Hypertrophie, entwickeln die menschliche Darmverschluss imitiert. Intestinale Obstruktion Operationen wurden für verschiedene Tiere wie Mäuse7, Ratten10, Meerschweinchen11, Hund12 und Katzen13entwickelt. Die Maus-Modell der Darmverschluss hat Zeit, Kosten, Größe und phänotypischen Vortei…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren möchte Benjamin J Weigler, D.V.M, Ph.d. und Walt Mandeville, D.V.M (Tier-Ressourcen & Campus besuchen Tierarzt, Universität von Nevada, Reno) für ihre hervorragende Tieren Dienstleistungen bereitgestellt, um die Mäuse sowie ihren Rat auf chirurgische Eingriffe.

Materials

Surgical drape Medical and veterinary supplies SMS40 40”X100 yards
Underpad, econ, pro plus Medical and veterinary supplies MSC281224 17×24”
Iris scissors Braintree scientific, Inc SC-i-130
Iris scissors Vantage V95-304
Dumont electronic & jeweler tweezers Dumont 98-180-3
Braided absorbable suture Covidien polysorb SL-5687G 5-0, polyglactin
Nylon non-absorbable mono filament AD surgical S-N618R13 6-0, nylon
Surgical blade Dynarex No.15
Needle holder Jacobson microvascular 36-1342TC 8.5 inch
Scalpel handle Flinn scientific AB1049
Microsurgical scissor WPI 503305
Petrolatum ophthalmic ointment Puralube VET 3.5 g
Fluriso (isoflurane) Vetone V1 502017 250 ml
Steri-strip reinforced skin closure 3M R1547
Surgical gloves Medline MSG2270
Ear loop face mask The safety zone RS700
Avant gauze non-woven sponges Caring PRM25444
Surgical cup Admiral  craft OYC-2 725-A42 2.5 oz
Swabstick ChloraPrep 260103 2% w/v Chlorhexidine  Gluconate (CHG) and 70% v/v Isopropyl Alcohol (IPA)
Cotton tipped applicator Puritan 806-WC
Buprenorphine Zoo pharm BZ8069317 1 mg/ml
Gentamycin sulfate Vetone G-6336-04 100 mg/ml
Fast acting gel cream remover Veet 8111002
Syringe AHS AH01T2516 1 ml with needle
Silicon ring VWR 60985-720 6 mm in length, 4 mm exterior diameter, 3.5 mm interior diameter
C57BL/6 mice The Jackson Laboratory 4-6 weeks old

References

  1. Millat, B., Guillon, F. Physiopathology and principles of intensive care in intestinal obstructions. Rev Prat. 43, 667-672 (1993).
  2. Tonelli, P. New developments in Crohn’s disease: solution of doctrinal mysteries and reinstatement as a surgically treatable disease. 1. The process is not a form of enteritis but lymphedema contaminated by intestinal contents. Chir Ital. 52, 109-121 (2000).
  3. Limsrivilai, J. Meta-analytic Bayesian model for differentiating intestinal tuberculosis from Crohn’s disease. Am J Gastroenterol. 112, 415-427 (2017).
  4. Dvorak, D., Adamova, Z., Bar, T., Slovacek, R. Internal hernia as a cause of small bowel obstruction. Rozhl Chir. 96, 34-36 (2017).
  5. Massani, M., Capovilla, G., Ruffolo, C., Bassi, N. Gastrointestinal stromal tumour (GIST) presenting as a strangulated inguinal hernia with small bowel obstruction. BMJ Case Rep. , (2007).
  6. Chen, J., Chen, H., Sanders, M., Perrino, B. A. Regulation of SRF/CArG-dependent gene transcription during chronic partial obstruction of murine small intestine. Neurogastroenterol Motil. 20, 829-842 (2008).
  7. Chang, I. Y., et al. Loss of interstitial cells of Cajal and development of electrical dysfunction in murine small bowel obstruction. J Physiol. 536 (Pt 2), 555-568 (2001).
  8. Liu, D. H., et al. Voltage dependent potassium channel remodeling in murine intestinal smooth muscle hypertrophy induced by partial obstruction. PLoS One. 9 (2), e86109 (2014).
  9. Guo, X., et al. Down-regulation of hydrogen sulfide biosynthesis accompanies murine interstitial cells of Cajal dysfunction in partial ileal obstruction. PLoS One. 7, e48249 (2012).
  10. Yang, J., Zhao, J., Chen, P., Nakaguchi, T., Grundy, D., Gregersen, H. Interdependency between mechanical parameters and afferent nerve discharge in hypertrophic intestine of rats. Am J Physiol-Gastr L. 310, G376-G386 (2016).
  11. Zhao, J., Liao, D., Yang, J., Gregersen, H. Biomechanical remodeling of obstructed guinea pig jejunum. J Biomech. 43, 1322-1329 (2010).
  12. Bowen, E. J., et al. Duodenal Brunner’s glade adenoma causing chronic small intestinal obstruction in a dog. J Small Anim Pract. 53, 136-139 (2012).
  13. Bettini, G., et al. Hypertrophy of intestinal smooth muscle in cats. Res Vet Sci. 75, 43-53 (2003).
  14. Macdonald, J. A. Smooth muscle phenotypic plasticity in mechanical obstruction of the small intestine. J Neurogastroenterol Motil. 20, 737-740 (2008).
  15. Ha, S. E., et al. Transcriptome analysis of PDGFRα+ Cells identifies T-types Ca2+ channel CACNA1G as a new pathological marker for PDGFRα+ cell hyperplasia. PLoS One. 12, e0182265 (2017).
  16. Park, C., et al. Serum response factor is essential for prenatal gastrointestinal smooth muscle development and maintenance of differentiated phenotype. J Neurogastroenterol Motil. 21, 589-602 (2015).
  17. Spencer, N. J., Sanders, K. M., Smith, T. K. Migrating motor complexes do not require electrical slow waves in the mouse small intestine. J Physiol. 553, 881-893 (2003).
  18. Langford, D. J., et al. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nat Methods. 7, 447-449 (2010).
  19. Terez, S. D., Notari, L., Sun, R., Zhao, A. Mechanisms of smooth muscle responses to inflammation. Neurogastroenterol Motil. 24, 802-811 (2012).
  20. Chen, W., et al. Smooth muscle hyperplasia/hypertrophy is the most prominent histological change in Crohn’s fibrostenosing bowel strictures: A semiquantitative analysis by using a novel histological grading scheme. J Crohns Colitis. 11, 92-104 (2017).
  21. Huizinga, J. D., Chen, J. H. Interstitial Cells of Cajal: Update on Basic and Clinical Science. Curr Gastroenterol Rep. 16, 363 (2014).
  22. Jirkof, P., Touvieille, A., Cinelli, P., Arras, M. Buprenorphine for pain relief in mice: repeated injections vs sustained-release depot formulation. Lab Animal. 49, 177-187 (2015).
  23. Spencer, N. J., Dinning, P. J., Brookes, S. J., Costa, M. Insights into the mechanisms underlying colonic motor patterns. J Physiol. 594, 4099-4116 (2016).
check_url/kr/57381?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Ha, S. E., Wei, L., Jorgensen, B. G., Lee, M. Y., Park, P. J., Poudrier, S. M., Ro, S. A Mouse Model of Intestinal Partial Obstruction. J. Vis. Exp. (133), e57381, doi:10.3791/57381 (2018).

View Video