Murine distale Colostomy, en ny modell av avledning kolitt i C57BL/6 mus
Summary
Murine distale colostomy gir en murine modell for menneskelig avledning kolitt, en overveiende lymfatisk kolitt i kolon segmentet ekskludert fra fecal strømmen.
Abstract
Avledning kolitt (DC) er en hyppig klinisk tilstand forekommer hos pasienter med tarm segmenter ekskludert fra fecal strømmen som følge av en viderekobling enterostomy. Etiologien for denne sykdommen er fortsatt dårlig definerte men vises forskjellig fra det klassiske inflammatorisk tarm sykdommer som Crohns sykdom og ulcerøs kolitt. Forskning å dechiffrere patofysiologiske mekanismer fører til utvikling av denne sykdommen har vært hardt hindret av mangelen på en passende murine modell. Denne protokollen genererer en murine modell av DC som muliggjør studiet av immunsystemets rolle og dets interaksjon med microbiome i utviklingen av DC. I denne modellen bruke C57BL/6 dyr er distale deler av kolon utelukket fra fecal strømmen ved å opprette en distale colostomy, utløser utviklingen av mild til moderat betennelse i ekskluderte tarm segmenter og gjengi hallmark lesjoner av menneskelig FM med et moderat systemisk inflammatorisk respons. I motsetning til rotte modell finnes det et stort antall genetisk endret murine modeller på C57BL/6 bakgrunn. Kombinasjonen av disse dyrene med vår modell gjør det mulig for potensielle rollene personlige cytokiner, chemokines eller reseptorer bioaktive molekyler (f.eksinterleukin (IL) -17; Il-10, chemokine CXCL13, chemokine reseptorer CXCR5 og CCR7 og sphingosine-1-fosfat reseptoren 4) skal vurderes i patogenesen av DC. Tilgjengeligheten av congenic musen stammer på C57BL/6 bakgrunn forenkler i stor grad overføringen eksperimenter for å etablere rollene forskjellige celletyper involvert i etiologien FM. Endelig modellen tilbyr muligheten til å vurdere påvirker av lokale tiltak (f.eks, endring av lokale microbiome eller lokale anti-inflammatorisk terapi) på slimhinnene immunitet i berørt og uberørt tarm segmenter og på systemisk immun homeostase.
Introduction
De siste årene, et betydelig antall ikke-smittsomme kolitt enheter forskjellig fra klassisk inflammatorisk tarm sykdommer (IBDs; dvs., Crohns sykdom eller kolitt ulcerosa) har vært klinisk og histopathologically preget hos mennesker. Patofysiologiske mekanismer fører til utvikling av disse kolitt former er ikke helt forstått delvis fordi aktuelle dyremodeller er knappe. Avledning kolitt er en ansetter nylig beskrevet. Selv om begrepet ble lansert i 1980 av Glotzer1, ble første beskrivelsen av en lignende fenotypen gitt i 1972 av Morson2. Sykdommen utvikler seg i 50% til 91% av pasienter med viderekobling enterostomy, og kliniske intensiteten varierer3,4. Entiteten sykdom gitt årlige forekomsten av rundt 120000 colostomy pasienter i de forente stater, og utgjør en viktig helseproblem.
Det overordnede målet med utvikling av denne protokollen var å gi en murine DC modell som er avhengig av en kolitt utløser lik som sett i menneskelig DC og som gjengir histopathological hovedfunksjonene sykdom av menneskelig. I motsetning til andre murine kolitt modeller, kolitt induksjon i modellen krever ikke genmodifiserte dyr (f.eks, IL-7 transgene mus, N-cadherin dominerende negative mus eller TGFβ– / – mus), bruk av kjemisk irriterende stoffer (f.eks, dekstran sulfat natrium (DSS) – indusert kolitt, eller trinitrobenzene sulfonsyre (TNBS) – indusert kolitt) eller overføring av bestemt celle populasjoner i immun mangelfull mus (som CD45RBhøy overføring modell av kolitt) (for en vurdering, se5). I motsetning til andre modeller lar intakt immunsystemet til våre DC-modellen vurdering av immunologiske mekanismen involvert i DC utvikling. Begrensning av slimhinnene betennelse ekskluderte tarm segmentet lar vurdering av sin ettervirkning mucosal immunitet i andre deler av gastrointestinaltraktus, på immun homeostase i andre immun avdelinger av tarmkanalen (f.eks , Peyers oppdateringer og mesenteriale lymfeknutene), og immun homeostase av hele organismen. Endelig, vår modell utgjør et velegnet verktøy for å undersøke mekanismene som styrer lokale inflammatorisk stimuli fra endringer i den normale lokale miljøet for både den lokale microbiome samt fordøyelsessystemet antigener.
Protocol
Representative Results
Discussion
Murine modellen av DC presentert i denne protokollen pålitelig gjengir histopathological funksjonene menneskelige FM (f.eks, de novo utvikling av lymfoide follikler i submucosa betent tarm segmenter, krypten forkorte og reduksjoner i Goblet celle tall). Bortsett fra denne nytte, denne modellen er indusert av en svært lik utløsende faktor og gir en klinisk løpet av moderat til mild alvorlighetsgrad som er mest berørt mennesker.
Å få reproduserbar resultater og akseptabe…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ingen
Materials
| Operation material | |||
| heat underlay, 6 watt | ThermoLux, Witte + Sutor GmbH | 461265 | |
| Ethanol 70% (with methylethylketon) | Pharmacie of the University Hospital Greifswald | ||
| Wooden applicators, small cotton head onesided, wooden stick, 150 mm length | Centramed GmbH, Germany | 8308370 | for disinfection of operation field |
| Scissor | Aesculap (BRAUN) | BC064R | |
| Atraumatic DeBakey forceps | Aesculap (BRAUN) | OC021R | |
| Needle holder | Aesculap (BRAUN) | BM012R | |
| Vasofix Safety i.v. cannula 22G | Braun Melsungen AG, Germany | 4268091S-01 | |
| VICRYL Plus 4-0 violet braided; V-5 17 m 1/2c; 70 cm | ETHICON, Inc. | VCP994H | |
| PDS II 6-0 monofil; V-18 13 mm 3/8c; 70 cm | ETHICON, Inc. | Z991H | |
| BD Plastipak 1 mL (Syringes with needle with sterile interior) | BD Medical | 305501 | |
| Triacid-N (N-Dodecylpropan-1,3-diamin) | ANTISEPTICA, Germany | 18824-01 | disinfection of surgical instruments in ultrasonic bath |
| Medications | |||
| ketamine 10%, 100 mg/mL (ketamine hydrochloride) | selectavet, Dr. Otto Fischer GmbH | 9089.01.00 | 87 mg/kg i.p. |
| Xylasel, 20 mg/mL (xylazine hydrochloride) | selectavet, Dr. Otto Fischer GmbH | 400300.00.00 | 13 mg/kg i.p. |
| NaCl 0.9% | Braun Melsungen AG, Germany | 6697366.00.00 | |
| Buprenovet 0.3 mg/mL (buprenorphine) | Bayer, Germany | PZN: 01498870 | 0.1 mg/kg s.c. |
| Tramal Drops, 100 mg/mL (tramadol hydrochloride) | Grünenthal GmbH, Germany | 10116838 | 1 mg/mL drinking water |
| Ceftriaxon-saar 2 g (ceftriaxone) | Cephasaar GmbH, Germany | PZN: 08844252 | 25 mg/kg body weight i.p. |
| metronidazole 5 mg/mL | Braun Melsungen AG, Germany | PZN: 05543515 | 12.5 mg/kg body weight i.p. |
| Food | |||
| ssniff M-Z Ereich | ssniff, Germany | V1184-3 | |
| Solid Drink Dehyprev Vit BIO, pouches | TripleATrading, the Netherlands | SDSHPV-75 | |
| Equipment | |||
| Nikon Eclipse Ci-L | Nikon Instruments Europe BV, Germany | light microscopy | |
| VetScan HM 5 | Abaxis, USA | 770-9000 | Veterinary hematology analyzer of 50 µl venous EDTA-blood |
| Bandelin SONOREX (Ultrasonic bath) | Bandelin electronics, Germany | RK 100 H | disinfection of surgical instruments |
| Software | |||
| NIS-Element BR4 software | Nikon Instruments Europe BV, Germany | ||
| GraphPad Prism Version 6 | GraphPad Software, Inc. |
References
- Glotzer, D. J., Glick, M. E., Goldman, H. Proctitis and colitis following diversion of the fecal stream. Gastroenterology. 80, 438-441 (1981).
- Morson, B., Dawson, I. . Gastrointestinal Pathology. , (1972).
- Whelan, R. L., Abramson, D., Kim, D. S., Hashmi, H. F. Diversion colitis. A prospective study. Surg Endosc. 8, 19-24 (1994).
- Haas, P. A., Fox, T. A., Szilagy, E. J. Endoscopic examination of the colon and rectum distal to a colostomy. Am J Gastroenterol. 85, 850-854 (1990).
- Valatas, V., Bamias, G., Kolios, G. Experimental colitis models: Insights into the pathogenesis of inflammatory bowel disease and translational issues. Eur J Pharmacol. 759, 253-264 (2015).
- Kleinwort, A., Döring, P., Hackbarth, C., Heidecke, C. D., Schulze, T. Deviation of the Fecal Stream in Colonic Bowel Segments Results in Increased Numbers of Isolated Lymphoid Follicles in the Submucosal Compartment in a Novel Murine Model of Diversion Colitis. Biomed Res Int. 2017, 13 (2017).
- Tangjarukij, C., Navasumrit, P., Zelikoff, J. T., Ruchirawat, M. The effects of pyridoxine deficiency and supplementation on hematological profiles, lymphocyte function, and hepatic cytochrome P450 in B6C3F1 mice. J Immunotoxicol. 6, 147-160 (2009).
- Soave, O., Brand, C. D. Coprophagy in animals: a review. Cornell Vet. 81, 357-364 (1991).
- Ebino, K. Y., Yoshinaga, K., Suwa, T., Kuwabara, Y., Takahashi, K. W. Effects of prevention of coprophagy on pregnant mice–is coprophagy beneficial on a balanced diet. Jikken Dobutsu. 38, 245-252 (1989).
- Babickova, J., Tothova, L., Lengyelova, E., Bartonova, A., Hodosy, J., Gardlik, R., Celec, P. Sex Differences in Experimentally Induced Colitis in Mice: a Role for Estrogens. Inflammation. 38, 1996-2006 (2015).
- Lee, S. M., Kim, N., Son, H. J., Park, J. H., Nam, R. H., Ham, M. H., Choi, D., Sohn, S. H., Shin, E., Hwang, Y. J., et al. The Effect of Sex on the Azoxymethane/Dextran Sulfate Sodium-treated Mice Model of Colon Cancer. J Cancer Prev. 21, 271-278 (2016).
- Angele, M. K., Pratschke, S., Hubbard, W. J., Chaudry, I. H. Gender differences in sepsis: cardiovascular and immunological aspects. Virulence. 5, 12-19 (2013).
- Brown, R. Z. Social Behaviour, reproduction, and population changes in the house mouse (Mus musculus L). Eccological Monographs. 23, 788-795 (1953).
- Poole, T. B., Morgan, H. D. R. Differences in aggressive behaviour betweeen male mice (Mus musculus L.) in colonies of different sizes. Animal Behaviour. 21, 788-795 (1973).
- Pasquarelli, N., Voehringer, P., Henke, J., Ferger, B. Effect of a change in housing conditions on body weight, behavior and brain neurotransmitters in male C57BL/6J mice. Behav Brain Res. 333, 35-42 (2017).
- Langgartner, D., Foertsch, S., Fuchsl, A. M., Reber, S. O. Light and water are not simple conditions: fine tuning of animal housing in male C57BL/6 mice. Stress. 20, 10-18 (2017).
- Nicholson, A., Malcolm, R. D., Russ, P. L., Cough, K., Touma, C., Palme, R., Wiles, M. V. The response of C57BL/6J and BALB/cJ mice to increased housing density. J Am Assoc Lab Anim Sci. 48, 740-753 (2009).
- Buchler, G., Wos-Oxley, M. L., Smoczek, A., Zschemisch, N. H., Neumann, D., Pieper, D. H., Hedrich, H. J., Bleich, A. Strain-specific colitis susceptibility in IL10-deficient mice depends on complex gut microbiota-host interactions. Inflamm Bowel Dis. 18, 943-954 (2012).
- Nakanishi, M., Tazawa, H., Tsuchiya, N., Sugimura, T., Tanaka, T., Nakagama, H. Mouse strain differences in inflammatory responses of colonic mucosa induced by dextran sulfate sodium cause differential susceptibility to PhIP-induced large bowel carcinogenesis. Cancer Sci. 98, 1157-1163 (2007).
- Mahler, M., Bristol, I. J., Leiter, E. H., Workman, A. E., Birkenmeier, E. H., Elson, C. O., Sundberg, J. P. Differential susceptibility of inbred mouse strains to dextran sulfate sodium-induced colitis. Am J Physiol. 274, 544-551 (1998).
- Mekada, K., Abe, K., Murakami, A., Nakamura, S., Nakata, H., Moriwaki, K., Obata, Y., Yoshiki, A. Genetic differences among C57BL/6 substrains. Exp Anim. 58, 141-149 (2009).
- Sellers, R. S., Clifford, C. B., Treuting, P. M., Brayton, C. Immunological variation between inbred laboratory mouse strains: points to consider in phenotyping genetically immunomodified mice. Vet Pathol. 49, 32-43 (2012).
- Mills, C. D., Kincaid, K., Alt, J. M., Heilman, M. J., Hill, A. M. M-1/M-2 macrophages and the Th1/Th2 paradigm. J Immunol. 164, 6166-6173 (2000).
