Een muismodel van intestinale gedeeltelijke obstructie
Summary
Intestinale obstakels zijn een gedeeltelijke of volledige verstopping van de darm die leiden ernstige buikpijn, misselijkheid tot kan, braken, en het voorkomen van de passage van ontlasting. Deze procedure voor het maken van intestinale gedeeltelijke obsructions in muizen is betrouwbaar in het bestuderen van de mechanismen die ten grondslag liggen aan de pathologische celgroei en dood in de darm.
Abstract
Intestinale obstakels, die belemmeren of blokkeren van de peristaltische beweging, kunnen worden veroorzaakt door abdominale verklevingen en meest gastro-intestinale (GI) ziekten met inbegrip van tumorous gezwellen. Echter, de mobiele remodelleren mechanismen betrokken bij, en veroorzaakt door, intestinale obstakels zijn slecht begrepen. Verschillende dierlijke modellen van intestinale obstakels zijn ontwikkeld, maar de muismodel is de meeste kosten/tijd effectief. Het muismodel maakt gebruik van de chirurgische inplanting van een intestinale gedeeltelijke obstructie (PO), die een hoog sterftecijfer heeft als het niet correct wordt uitgevoerd. Daarnaast muizen ontvangen PO chirurgie niet ontwikkelen hypertrofie als een passende blokkade is niet gebruikt of niet goed geplaatst. Hier beschrijven we een gedetailleerd protocol voor PO-operatie die betrouwbare en reproduceerbare intestinale belemmeringen met een zeer lage sterftecijfer produceert. Dit protocol maakt gebruik van een chirurgisch geplaatste silicone ring rond de ileum die gedeeltelijk beweging van de spijsvertering in de dunne darm blokken. De gedeeltelijke blokkade maakt de darm worden uitgezet als gevolg van de stilstand van spijsvertering beweging. De verwijding van de darm induceert vlotte spier hypertrofie aan de mondelinge kant van de ring die geleidelijk meer dan 2 weken ontwikkelt tot het dood veroorzaakt. De chirurgische PO muismodel biedt een in vivo model van hypertrofische intestinale weefsel nuttig voor de pathologische veranderingen van intestinale cellen, met inbegrip van de zachte spiercellen (SMC), interstitiële cellen van Cajal (ICC), PDGFRα+, studie en neuronale cellen tijdens de ontwikkeling van intestinale obstructie.
Introduction
Intestinale obstakels zijn een gedeeltelijke of volledige verstopping in de kleine of grote darm die verteerd voedsel, vloeistoffen en gas verhindert bewegen door de darmen1. Als gevolg van de obstructie induceert de blokkade de intestinale muren te worden verdikt, vernauwing van de lumen2. Intestinale obstructie kan optreden als gevolg van de buik of bekken chirurgische ingrepen waardoor abdominale hechting weefsel vorming of GI stoornissen zoals inflammatoire darmziekten (ziekte van Crohn), diverticulitis, hernia, volvulus, strictuur, intussusception, constipatie, fecale impactie, pseudo-obstructie, kanker en tumoren3,4,5. Intestinale obstakels in deze gevallen leiden vaak tot de hypertrofie van de tunica muscularis van de darm6.
PO van de lumen induceert intestinale distentie en verhoogt de laagdikte van de gladde spieren rond de obstructie in reactie op de noodzaak om functionele peristaltiek7,8,9,10, 11,12,13. Dierlijke modellen van intestinale PO zijn ontwikkeld om te bestuderen van de gladde spier hypertrofie in muizen7ratten10, cavia’s11, honden12pt13 katten, die consequent ontwikkelen soortgelijke hypertrofie binnen de intestinale spieren lagen.
Een muismodel van intestinale PO is de meest kostenefficiënte manier voor het genereren en studeren intestinale obstakels in vivo. Dunne darm obstakels worden uitgevoerd bij muizen met behulp van een silicone ring operatief geplaatst rond de ileum. De PO-muizen bleek een vroege toename in het aantal cellen (hyperplasie), en een toename in spier laagdikte (hypertrofie) na PO chirurgie8,15. SMC zijn de primaire kunststof cellen die groeien binnen glad spierweefsel lagen in reactie op de hypertrofische voorwaarden14, maar andere cellen zoals ICC en PDGFRα+ cellen, die nauw verwant zijn aan SMC, ook opnieuw worden gevuld. Eerder hebben we gemeld dat de PO muizen de hypertrofie in de dunne darm, Ontwikkelen in welke SMC zijn dedifferentiated in PDGFRα+ -cellen die zeer proliferatieve7,15,16 zijn. Omgekeerd, ICC zijn gedegenereerd en binnen de hypertrophied vlotte spier-lagen verloren tijdens de ontwikkeling van intestinale obsruction7. Een ander groot voordeel van de PO-model is de capaciteit voor het opwekken van veranderingen in de darmen zenuwstelsel en teeltmateriaal neurogene motor patronen. De grote teeltmateriaal neurogene motor patroon in de kleine darm muis is de migreren motor complexe (MMC), die is neurogene en vereist geen ICC- of elektrische langzame golven17. De PO-model kan duidelijk inzicht verwerven in hoe MMC-consoles en darmen zenuwen zijn verbouwd door gedeeltelijke obstructie.
Hier stellen wij een lymfkliertest protocol voor intestinale PO chirurgie met behulp van een silicone ring. Muizen ontvangen PO chirurgie betrouwbaar produceren hypertrofie is in de tunica muscularis van de dunne darm. Binnen hypertrofische spier, zijn SMC, ICC, PDGFRα+en neuronale cellen drastisch verbouwd.
Protocol
Representative Results
Discussion
We toonden aan dat muizen ontvangen van de intestinale chirurgie van de PO, consequent en reproducibly ontwikkelen intestinale vlotte spier hypertrofie, die menselijke intestinale obstructie bootst. Intestinale obstructie chirurgie hebben ontwikkeld voor verschillende dieren waaronder muizen7ratten10, cavia’s11,12 en katten hond13. De muismodel van intestinale obstructie heeft tijd, kosten, grootte en f…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs bedank Benjamin J Weigler, D.V.M., Ph.D. en Walt Mandeville, D.V.M. (dier middelen & Campus bijwonen van dierenarts, University of Nevada, Reno) voor hun uitstekende dierlijke diensten verstrekt aan de muizen, evenals hun raadsman op chirurgische ingrepen.
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 |
Referências
- Millat, B., Guillon, F. Physiopathology and principles of intensive care in intestinal obstructions. Rev Prat. 43, 667-672 (1993).
- 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).
- Limsrivilai, J. Meta-analytic Bayesian model for differentiating intestinal tuberculosis from Crohn’s disease. Am J Gastroenterol. 112, 415-427 (2017).
- Dvorak, D., Adamova, Z., Bar, T., Slovacek, R. Internal hernia as a cause of small bowel obstruction. Rozhl Chir. 96, 34-36 (2017).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Zhao, J., Liao, D., Yang, J., Gregersen, H. Biomechanical remodeling of obstructed guinea pig jejunum. J Biomech. 43, 1322-1329 (2010).
- 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).
- Bettini, G., et al. Hypertrophy of intestinal smooth muscle in cats. Res Vet Sci. 75, 43-53 (2003).
- Macdonald, J. A. Smooth muscle phenotypic plasticity in mechanical obstruction of the small intestine. J Neurogastroenterol Motil. 20, 737-740 (2008).
- 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).
- 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).
- 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).
- Langford, D. J., et al. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nat Methods. 7, 447-449 (2010).
- Terez, S. D., Notari, L., Sun, R., Zhao, A. Mechanisms of smooth muscle responses to inflammation. Neurogastroenterol Motil. 24, 802-811 (2012).
- 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).
- Huizinga, J. D., Chen, J. H. Interstitial Cells of Cajal: Update on Basic and Clinical Science. Curr Gastroenterol Rep. 16, 363 (2014).
- 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).
- 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).
