نموذج الماوس لالتهاب البنكرياس المزمن عن طريق ضخ القناة الصفراوية TNBS
Summary
التهاب البنكرياس المزمن (CP) هو مرض يتميز بالتهاب وتليف البنكرياس ، وغالبا ما يرتبط بألم البطن المستعصي. تركز هذه المقالة على صقل هذه التقنية لتوليد نموذج الماوس من CP عن طريق ضخ القناة الصفراوية مع 2,4,6 -حمض الكبريتونيك trinitrobenzene (TNBS).
Abstract
التهاب البنكرياس المزمن (CP) هو مرض معقد ينطوي على التهاب البنكرياس والتليف، وضمور غدي، وآلام في البطن وأعراض أخرى. وقد تم تطوير العديد من نماذج القوارض لدراسة CP، منها القناة الصفراوية 2،4،6 -ترينيتروبنزين حمض الكبريتيك (TNBS) نموذج التسريب يكرر ملامح الألم العصبي ينظر في CP. ومع ذلك ، فإن ضخ المخدرات القناة الصفراوية في الفئران يشكل تحديا من الناحية الفنية. يوضح هذا البروتوكول إجراء ضخ TNBS القناة الصفراوية لتوليد نموذج الماوس CP. تم غرس TNBS في البنكرياس من خلال أمبولة فاتر في الاثني عشر. هذا البروتوكول الأمثل حجم الدواء والتقنيات الجراحية، والتعامل مع المخدرات أثناء الإجراء. أظهرت الفئران المعالجة TNBS ملامح CP كما ينعكس من خلال انخفاض وزن الجسم والبنكرياس، والتغيرات في السلوكيات المرتبطة بالألم، ومورفولوجيا البنكرياس غير طبيعية. مع هذه التحسينات، كانت الوفيات المرتبطة بحقن TNBS ضئيلة. هذا الإجراء ليس فقط حاسمة في توليد نماذج أمراض البنكرياس ولكن أيضا مفيدة في تسليم المخدرات البنكرياس المحلية.
Introduction
التهاب البنكرياس المزمن (CP) هو مرض التهابي مزمن يتميز بضمور البنكرياس والتليف وآلام البطن وفقدان وظائف الغدد الصماء والغدد الصماء في نهاية المطاف1. العلاجات الطبية والجراحية الحالية ليست علاجية ولكن يتم إجراؤها لتخفيف الأعراض التي هي نتيجة للمرض: آلام البطن الانكسارية، الغدد الصماء والخلل في الغدد الصماء. لذلك ، هناك حاجة ماسة إلى علاجات أكثر فعالية2. نماذج الحيوان توفر أداة أساسية لتطوير فهم أفضل للمرض والتحقيق في العلاجات المحتملة3. وقد وضعت نماذج الماوس متعددة لCP، والتي تستخدم عادة cerulein و / أو نماذج الكحول. Cerulein, أوليغوبتيد تحفيز إفراز البنكرياس, وقد ثبت أن استنساخ حث نموذج CP يضم ضمور البنكرياس, تليف, من بين أمور أخرى4. نموذج شائع آخر يستخدم الحقن التسلسلية من ارجينين, التي تنتج قصور الغدد الصماء مماثلة لتلك التي لوحظت في المرضى الإنسان5. CP يمكن أيضا أن يكون الناجم عن ربط قناة البنكرياس كاملة أو جزئية, وكذلك ارتفاع ضغط الدم قناة البنكرياس6,7. على الرغم من تنوع النماذج الحيوانية المتاحة ل CP، لا أحد من هذه النماذج يستنسخ بشكل فعال آلام البطن التي يعاني منها المرضى CP8.
وأظهرت الدراسات السابقة أن حقن البنكرياس المحلية من 2,4,6 -ترينيتروبنزين حمض الكبريتونيك (TNBS) يكرر الألم المستمر التي يعاني منها المرضى CP9,10,11. أظهرت الفئران المعالجة TNBS فرط الحساسية في البطن وزيادة السلوكيات المتعلقة بالألم وكذلك “فرط الحساسية المعمم” للمحفزات المؤلمة ، وهي ظاهرة لوحظت في مرضى CP10. بالإضافة إلى محاكاة الألم CP بدقة ، فإن نموذج TNBS يكرر أيضا السمات المرضية الأخرى للحالة البشرية مثل التليف ، تسلل الخلايا أحادية النووية ، واستبدال الخلايا الأسينارية بالأنسجة الدهنية10،12. ومع ذلك ، فإن ضخ TNBS عبر القناة الصفراوية هو إجراء صعب تقنيا في الفئران التي قد تسبب الوفاة. على حد علمنا، لا يوجد بروتوكول بصري لإظهار كيفية إجراء ضخ القناة الصفراوية. في هذه المقالة، ونحن نظهر الإجراء من ضخ الصفراء duction من TNBS لتوليد نموذج الماوس CP. هذا الإجراء سوف يساعد على توليد نماذج حيوانية قيمة لدراسة CP وأمراض البنكرياس الأخرى ويمكن استخدامها لبث مواد أخرى (مثل الفيروس والخلايا) في البنكرياس13.
Protocol
Representative Results
Discussion
ضخ القناة الصفراوية من TNBS للحث على التهاب البنكرياس المزمن يشكل تحديا من الناحية الفنية في الفئران، كما يمكن أن يموت ما يصل إلى 22.5٪ من الفئران في غضون 3-4 أيام من ضخ المخدرات10. هنا، قام هذا التقرير بتنقيح الإجراء استنادا إلى دراسات سابقة وخفض معدل وفيات الفئران المبكرة إلى 10٪ <. …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذه الدراسة من قبل وزارة شؤون المحاربين القدامى (VA-ORD BLR&.D Merit I01BX004536)، والمعهد الوطني للصحة منح # 1R01DK105183، DK120394، وDK118529 إلى HW. نشكر الدكتور هونغجو وو على مشاركة الخبرة التقنية.
Materials
| 10% Neutral buffered formalin v/v | Fisher Scientific | 23426796 | |
| Alcohol prep pads, sterile | Fisher Scientific | 22-363-750 | |
| Animal Anesthesia system | VetEquip, Inc. | 901806 | |
| Buprenorphine hydrochloride, injection | Par Sterile Products, LLC | NDC 42023-179-05 | |
| Centrifuge tubes, 15 mL | Fisher Scientific | 0553859A | |
| Ethanol, absolute (200 proof), molecular biology grade | Fisher Scientific | BP2818500 | |
| Extra fine Micro Dissecting scissors 4” straight sharp | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5882 | |
| Graefe forceps 4” extra delicate tip | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5136 | |
| Heated pad | Amazon | B07HMKMBKM | |
| Hegar-Baumgartner Needle Holder 5.25” | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-7850 | |
| Insulin syringe with 31-gauge needle | BD | 324909 | |
| Iodine prep pads | Fisher Scientific | 19-027048 | |
| Isoflurane | Piramal Critical Care | NDC 66794-017-25 | |
| Micro clip applying forceps 5.5” | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5410 | |
| Micro clip, straight strong curved 1x6mm | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5433 | |
| Micro clip, straight, 0.75mm clip width | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5420 | |
| Picrylsulfonic acid solution, TNBS, 1M in H2O | Millipore Sigma | 92822-1ML | |
| Polypropylene Suture 4-0 | Med-Vet International | MV-8683 | |
| Polypropylene Suture 5-0 | Med-Vet International | MV-8661 | |
| Sodium chloride, 0.9% intravenous solution | VWR | 2B1322Q | |
| Surgical drape, sterile | Med-Vet International | DR1826 | |
| Tissue Cassette | Fisher Scientific | 22-272416 | |
| Von Frey filaments | Bioseb | EB2-VFF |
References
- Klauss, S., et al. Genetically induced vs. classical animal models of chronic pancreatitis: a critical comparison. The Federation of American Societies for Experimental Biology Journal. 32, 5778-5792 (2018).
- Liao, Y. H., et al. Histone deacetylase 2 is involved in µ-opioid receptor suppression in the spinal dorsal horn in a rat model of chronic pancreatitis pain. Molecular Medicine Reports. 17 (2), 2803-2810 (2018).
- Gui, F., et al. Trypsin activity governs increased susceptibility to pancreatitis in mice expressing human PRSS1R122H. The Journal of Clinical Investigation. 130 (1), 189-202 (2020).
- Sun, Z., et al. Adipose Stem Cell Therapy Mitigates Chronic Pancreatitis via Differentiation into Acinar-like Cells in Mice. Molecular Therapy. 25 (11), 2490-2501 (2017).
- Aghdassi, A. A., et al. Animal models for investigating chronic pancreatitis. Fibrogenesis and Tissue Repair. 4 (1), 26 (2011).
- Scoggins, C. R., et al. p53-dependent acinar cell apoptosis triggers epithelial proliferation in duct-ligated murine pancreas. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. 279 (4), 827-836 (2000).
- Bradley, E. L. Pancreatic duct pressure in chronic pancreatitis. The American Journal of Surgery. 144 (3), 313-316 (1982).
- Zhao, J. B., Liao, D. H., Nissen, T. D. Animal models of pancreatitis: can it be translated to human pain study. World Journal of Gastroenterology. 19 (42), 7222-7230 (2013).
- Winston, J. H., He, Z. J., Shenoy, M., Xiao, S. Y., Pasricha, P. J. Molecular and behavioral changes in nociception in a novel rat model of chronic pancreatitis for the study of pain. Pain. 117 (1-2), 214-222 (2005).
- Cattaruzza, F., et al. Transient receptor potential ankyrin 1 mediates chronic pancreatitis pain in mice. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. 304 (11), 1002-1012 (2013).
- Bai, Y., et al. Anterior insular cortex mediates hyperalgesia induced by chronic pancreatitis in rats. Molecular Brain. 12 (1), 76 (2019).
- Puig-Diví, V., et al. Induction of chronic pancreatic disease by trinitrobenzene sulfonic acid infusion into rat pancreatic ducts. Pancreas. 13 (4), 417-424 (1996).
- Zhang, Y., et al. PAX4 Gene Transfer Induces alpha-to-beta Cell Phenotypic Conversion and Confers Therapeutic Benefits for Diabetes Treatment. Molecular Therapy. 24 (2), 251-260 (2016).
- Ceppa, E. P., et al. Serine proteases mediate inflammatory pain in acute pancreatitis. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. 300 (6), 1033-1042 (2011).
- Puig-Divi, V., et al. Induction of chronic pancreatic disease by trinitrobenzene sulfonic acid infusion into rat pancreatic ducts. Pancreas. 13 (4), 417-424 (1996).
- Xu, G. Y., Winston, J. H., Shenoy, M., Yin, H., Pasricha, P. J. Enhanced excitability and suppression of A-type K+ current of pancreas-specific afferent neurons in a rat model of chronic pancreatitis. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. 291 (3), 424-431 (2006).
- Drewes, A. M., et al. Pain in chronic pancreatitis: the role of neuropathic pain mechanisms. Gut. 57 (11), 1616-1627 (2008).
