En mus model for kronisk pancreatitis via Galde Duct TNBS Infusion
Summary
Kronisk pancreatitis (CP) er en sygdom karakteriseret ved betændelse og fibrose i bugspytkirtlen, ofte forbundet med uhåndterlige mavesmerter. Denne artikel fokuserer på raffinering af teknikken til at generere en musemodel af CP via galdegangsinfusion med 2,4,6 -trinitrobenzene suldonsyre (TNBS).
Abstract
Kronisk bugspytitis (CP) er en kompleks sygdom, der involverer betændelse i bugspytkirtlen og fibrose, kirtelatrofi, mavesmerter og andre symptomer. Flere gnavermodeller er blevet udviklet til at studere CP, hvoraf galdegangen 2,4,6 -trinitrobenzene sulfonsyre (TNBS) infusionsmodel replikerer funktionerne i neuropatisk smerte set i CP. Imidlertid er galdekanal lægemiddelinfusion hos mus teknisk udfordrende. Denne protokol demonstrerer proceduren for galdegangen TNBS infusion til generering af en CP musemodel. TNBS blev infunderet i bugspytkirtlen gennem Ampulla af Vater i duodenum. Denne protokol optimeret stof volumen, kirurgiske teknikker, og narkotika håndtering under proceduren. TNBS-behandlede mus viste funktioner i CP som afspejles af kropsvægt og bugspytkirtel vægttab, ændringer i smerte-associerede adfærd, og unormal bugspytkirtel morfologi. Med disse forbedringer var dødeligheden forbundet med TNBS-injektion minimal. Denne procedure er ikke kun kritisk i at generere kræft i bugspytkirtlen sygdom modeller, men er også nyttig i lokale bugspytkirtel lægemiddel levering.
Introduction
Kronisk pancreatitis (CP) er en kronisk inflammatorisk sygdom karakteriseret ved atrofi i bugspytkirtlen, fibrose, mavesmerter, og eventuel tab af både exocrin og endokrine funktioner1. Nuværende medicinske og kirurgiske behandlinger er ikke helbredende, men er forpligtet til at lindre symptomer, der er konsekvensen af sygdommen: ildfast mavesmerter, endokrine og eksokrine dysfunktion. Derfor er der et presserende behov for mere effektive behandlinger2. Dyremodeller er et vigtigt redskab til at udvikle en bedre forståelse af sygdommen og undersøge potentielle terapeutiske3. Der er udviklet flere musemodeller til CP, hvoraf cerulein- og/eller alkoholmodeller er almindeligt anvendt. Cerulein, en oligopeptid stimulerende bugspytkirtel sekretion, har vist sig at reproducerucibly fremkalde en CP model byder bugspytkirtel atrofi, fibrose, blandt andre4. En anden almindelig model bruger serielle injektioner af L-arginin, som producerer eksocrin insufficiens svarende til den, der observeres hos humane patienter5. CP kan også være induceret af fuldstændig eller delvis bugspytkirtelkanal ligation, samt bugspytkirtel kanal hypertension6,7. På trods af de mange forskellige dyremodeller, der er tilgængelige til CP, reproducerer ingen af disse modeller effektivt mavesmerter, som CP-patienteroplever 8.
Tidligere undersøgelser viste , at lokal bugspytkirtel injektion af 2,4,6 -trinitrobenzene sulfonsyre (TNBS) replikerer den vedvarende smerte opleves af CP patienter9,10,11. TNBS-behandlede mus demonstrerede abdominal overfølsomhed og øget smerterelateret adfærd samt en “generaliseret overfølsomhed” over for smertefulde stimuli, et fænomen, der er blevet observeret hos CP-patienter10. Ud over præcist efterligne CP smerte, TNBS model replikerer også andre patologiske træk ved den menneskelige tilstand såsom fibrose, mononuklear celle infiltration, og udskiftning af acinare celler med fedtvæv10,12. Men, TNBS infusion via galdegang er en teknisk udfordrende procedure i mus, der kan forårsage død. Så vidt vi ved, er der ingen visuel protokol til at vise, hvordan galdegangsinfusion udføres. I denne artikel demonstrerer vi proceduren for galdeduktionsinfusionen af TNBS for at generere en CP-musemodel. Denne procedure vil bidrage til at generere værdifulde dyremodeller til undersøgelse af CP og andre bugspytkirtelsygdomme og kan bruges til at indgyde andre materialer (f.eks. virus, celler) i bugspytkirtlen13.
Protocol
Representative Results
Discussion
Galdegangsinfusion af TNBS for at fremkalde kronisk pancreatitis er teknisk udfordrende hos mus, da op til 22,5% af musene kan dø inden for 3-4 dage efter lægemiddelinfusion10. Her raffinerede denne rapport proceduren baseret på tidligere undersøgelser og reducerede den tidlige musedødelighed til <10%. For eksempel kan det øgede lægemiddelvolumen (fra 35 μL til 50μL) sikre, at stofferne når hele bugspytkirtlen. Ved hjælp af en insulinsprøjte og en mindre nålestørrelse (31G) reduceres…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne undersøgelse blev støttet af Department of Veterans Affairs (VA-ORD BLR&D Merit I01BX004536), og National Institute of Health giver # 1R01DK105183, DK120394 og DK118529 til HW. Vi takker Dr. Hongju Wu for at dele teknisk erfaring.
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 |
Referências
- 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).
