تقنية جراحية لاستئصال العقدة العنقية الفائقة في نموذج الفئران
Summary
يصف البروتوكول الحالي نموذجا للفأر لاستئصال التعصيب الأدرينالي من خلال تحديد واستئصال العقدة العنقية العلوية.
Abstract
تشير الأدلة المتزايدة إلى أن الجهاز العصبي السمبثاوي يلعب دورا مهما في تطور السرطان. ينظم التعصيب الأدرينالي إفراز الغدد اللعابية ، وإيقاع الساعة البيولوجية ، والضمور البقعي ، ووظيفة المناعة ، وفسيولوجيا القلب. استئصال الودي الجراحي للفئران هو طريقة لدراسة آثار التعصيب الأدرينالي من خلال السماح بالاستئصال الأدرينالي الكامل من جانب واحد مع تجنب الحاجة إلى التدخل الدوائي المتكرر والآثار الجانبية المرتبطة به. ومع ذلك ، فإن استئصال الودي الجراحي في الفئران يمثل تحديا تقنيا بسبب صغر حجم العقدة العنقية العلوية. تصف هذه الدراسة تقنية جراحية لتحديد واستئصال العقدة العنقية العلوية بشكل موثوق لاستئصال الجهاز العصبي الودي. يتم التحقق من صحة التعرف الناجح على العقدة وإزالتها عن طريق تصوير العقد الودية الفلورية باستخدام فأر معدل وراثيا ، وتحديد متلازمة هورنر بعد الاستئصال ، وتلطيخ العلامات الأدرينالية في العقد المقطوعة ، ومراقبة تناقص التألق المناعي الأدرينالي في الأعضاء المستهدفة بعد استئصال الودي. يتيح هذا النموذج إجراء دراسات مستقبلية لتطور السرطان بالإضافة إلى العمليات الفسيولوجية الأخرى التي ينظمها الجهاز العصبي الودي.
Introduction
أفادت دراسات متعددة أن الأعصاب في البيئة المكروية للورم تلعب دورا نشطا في دعم تطور الورم. ثبت أن استئصال الأعصاب الأدرينالية الودية يضعف تطور الورم وانتشاره في سرطان البروستاتا والمعدة في الجسم الحي1،2،3 ، في حين أن الحصار الدوائي للمستقبلات الأدرينالية يمنع نمو الورم في سرطان الرأس والرقبة4. كما تم وصف المشاركة العصبية الودية في تطور سرطان البنكرياس وعنق الرحم والخلايا القاعدية5،6،7.
داخل الجهاز العصبي السمبثاوي، العقدة العنقية العلوية (SCG) هي العقدة الوحيدة في الجذع السمبثاوي التي تعصب الرأس. ينظم SCG الوظائف الفسيولوجية المختلفة ، مثل إفراز اللعاب وإيقاع الساعة البيولوجية ، ويعصب مباشرة الغدد الليمفاوية العنقية8،9،10. كما تورط SCG في العمليات المرضية مثل التنكس البقعي11 وتطور تسلخ الأبهر12. بالإضافة إلى ذلك ، تم الإبلاغ عن استئصال SCG لتفاقم إصابة الكلى الحادة الناجمة عن نقص التروية13 وكذلك تغيير ميكروبات الأمعاء في الفئران14.
سيمثل الاستئصال الكامل ل SCG في نموذج الفأر تقنية تجريبية قيمة لتمكين أبحاث السرطان والجهاز العصبي اللاإرادي. في حين أن العديد من الدراسات قد استخدمت حصار مستقبلات الأدرينالية الدوائية كاستئصال الأدرينالية15،16،17،18،19،20 ، يسمح الاستئصال الجراحي بالاجتثاث الأدرينالية الكامل من جانب واحد مع تجنب الحاجة إلى التدخل الدوائي المتكرر والآثار الجانبية المرتبطةبه 21،22،23.
تم وصف الاستئصال الجراحي ل SCG في الفئران24 ، واستخدمت معظم التقارير التي تدرس تأثير استئصال العقدة العنقية العلوي (SCGx) نموذج الفئران. بالمقارنة مع نموذج الفئران ، فإن SCGx أكثر تحديا من الناحية الفنية في الفئران بسبب صغر حجم SCG. ومع ذلك ، فإن الفئران أسهل نسبيا في التعامل معها ، وأكثر فعالية من حيث التكلفة ، وأكثر قابلية للتلاعب الجيني. كان غارسيا وآخرون من أوائل الذين أبلغوا عن SCGx في الفئران ، ووجد أنه يؤثر على إطلاق الأنسولين25. في الآونة الأخيرة ، وصف Ziegler et al. SCGx في الفئران بناء على التقنية المنشورة الموصوفة للفئران24،26. تصف هذه المقالة وغيرها طريقة يتم فيها تحديد الشريان السباتي المشترك (CCA) وتشريحه لأول مرة ، ويتم إزالة SCG لاحقا من تشعب CCA21،22،27،28. في هذه المقالة ، يتم وصف تقنية أقل توغلا وأكثر أمانا في الفئران التي تتجنب تشريح CCA ، وبالتالي تقليل المضاعفات الأكثر خطورة لهذا الإجراء – النزيف من إصابة في CCA.
Protocol
Representative Results
Discussion
يصف هذا البروتوكول نموذج الماوس للاستئصال الجراحي من جانب واحد لمدخلات SCG. تسمح هذه التقنية بدراسة آثار التعصيب الأدرينالي في بيئات مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضا زراعة العقدة المتعاطفة المقطوعة في ثقافة 3D matrigel للتجارب في المختبر 30.
تم إجراء الدراسا?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم Q. W. من قبل المعاهد الوطنية للصحة T32CA009685. تم دعم RJ W. من قبل المعاهد الوطنية للصحة R01CA219534. تم دعم المرافق الأساسية لمركز ميموريال سلون كيترينج للسرطان من قبل المعاهد الوطنية للصحة P30CA008748.
Materials
| Anti-Tyrosine Hydroxylase Antibody | EMD Millipore | AB152 | |
| Artificial Tears Lubricant Ophthalmic Ointment | Akorn | 59399-162-35 | |
| Curity 2 x 2 Inch Gauze Sponge 8 Ply, Sterile | Covidien | 1806 | |
| Derf Needle Holder | Thomas Scientific | 1177K00 | |
| Dissecting Microscope | |||
| Dumont #5/45 Forceps | Fine Science Tools | 11251-35 | |
| Dumont #7b Forceps | Fine Science Tools | 11270-20 | |
| ETHILON Nylon Suture | Ethicon | 698H | |
| Fine Scissors – ToughCut | Fine Science Tools | 14058-09 | |
| Hypoallergenic Surgical Tape | 3M Blenderm | 70200419342 | |
| Induction Chamber, 2 Liter | VetEquip | 941444 | |
| Isoflurane | Baxter | 1001936060 | |
| Nair | Church & Dwight Co., Inc | 40002957 | chemical hair removing agent |
| NORADRENALINE RESEARCH ELISA | Labor Diagnostika Nord (Rocky Mountain Diagnostics) | BA E-5200 | |
| NSG Mouse | Jackson Laboratory | JAX:005557 | |
| Povidone-Iodine Swabstick | PDI | S41350 | |
| Webcol Alcohol Preps | Covidien | 5110 |
Referências
- Magnon, C., et al. Autonomic nerve development contributes to prostate cancer progression. Science. 341 (6142), 1236361 (2013).
- Zhao, C. M., et al. Denervation suppresses gastric tumorigenesis. Science Translational Medicine. 6 (250), 115 (2014).
- Zahalka, A. H., et al. Adrenergic nerves activate an angio-metabolic switch in prostate cancer. Science. 358 (6361), 321-326 (2017).
- Amit, M., et al. Loss of p53 drives neuron reprogramming in head and neck cancer. Nature. 578 (7795), 449-454 (2020).
- Renz, B. W., et al. Cholinergic signaling via muscarinic receptors directly and indirectly suppresses pancreatic tumorigenesis and cancer stemness. Cancer Discovery. 8 (11), 1458-1473 (2018).
- Lucido, C. T., et al. Innervation of cervical carcinoma is mediated by cancer-derived exosomes. Gynecologic Oncology. 154 (1), 228-235 (2019).
- Peterson, S. C., et al. Basal cell carcinoma preferentially arises from stem cells within hair follicle and mechanosensory niches. Cell Stem Cell. 16 (4), 400-412 (2015).
- Maronde, E., Stehle, J. H. The mammalian pineal gland: Known facts, unknown facets. Trends in Endocrinology & Metabolism. 18 (4), 142-149 (2007).
- Yamazaki, S., et al. Ontogeny of circadian organization in the rat. Journal of Biological Rhythms. 24 (1), 55-63 (2009).
- Huang, J., et al. S100+ cells: A new neuro-immune cross-talkers in lymph organs. Scientific Reports. 3 (1), 1114 (2013).
- Dieguez, H. H., et al. Melatonin protects the retina from experimental nonexudative age-related macular degeneration in mice. Journal of Pineal Research. 68 (4), 12643 (2020).
- Liu, H., et al. Bilateral superior cervical ganglionectomy attenuates the progression of β-aminopropionitrile-induced aortic dissection in rats. Life Sciences. 193, 200-206 (2018).
- Zhang, W., et al. The role of the superior cervical sympathetic ganglion in ischemia reperfusion-induced acute kidney injury in rats. Frontiers in Medicine. 9, 792000 (2022).
- Zhang, W., et al. Superior cervical ganglionectomy alters gut microbiota in rats. American Journal of Translational Research. 14 (3), 2037-2050 (2022).
- Wang, X., et al. β-Adrenergic signaling induces Notch-mediated salivary gland progenitor cell control. Stem Cell Reports. 16 (11), 2813-2824 (2021).
- Boyd, A., Aragon, I. V., Abou Saleh, L., Southers, D., Richter, W. The cAMP-phosphodiesterase 4 (PDE4) controls β-adrenoceptor- and CFTR-dependent saliva secretion in mice. Biochemical Journal. 478 (10), 1891-1906 (2021).
- Smith, B., Butler, M. The effects of long-term propranolol on the salivary glands and intestinal serosa of the mouse. The Journal of Pathology. 124 (4), 185-187 (1978).
- Sucharov, C. C., et al. β-Adrenergic receptor antagonism in mice: A model for pediatric heart disease. Journal of Applied Physiology. 115 (7), 979-987 (2013).
- Ding, C., Walcott, B., Keyser, K. T. The alpha1- and beta1-adrenergic modulation of lacrimal gland function in the mouse. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 48 (4), 1504-1510 (2007).
- Grisanti, L. A., et al. Prior β-blocker treatment decreases leukocyte responsiveness to injury. JCI Insight. 5 (9), 99485 (2019).
- Alito, A. E., et al. Autonomic nervous system regulation of murine immune responses as assessed by local surgical sympathetic and parasympathetic denervation. Acta Physiologica, Pharmacologica et Therapeutica Latinoamericana. 37 (3), 305-319 (1987).
- Yun, H., Lathrop, K. L., Hendricks, R. L. A central role for sympathetic nerves in herpes stromal keratitis in mice. Ophthalmology & Visual Science. 57 (4), 1749-1756 (2016).
- Haug, S. R., Heyeraas, K. J. Effects of sympathectomy on experimentally induced pulpal inflammation and periapical lesions in rats. Neurociência. 120 (3), 827-836 (2003).
- Savastano, L. E., et al. A standardized surgical technique for rat superior cervical ganglionectomy. Journal of Neuroscience Methods. 192 (1), 22-33 (2010).
- Garcia, J. B., Romeo, H. E., Basabe, J. C., Cardinali, D. P. Effect of superior cervical ganglionectomy on insulin release by murine pancreas slices. Journal of the Autonomic Nervous System. 22 (2), 159-165 (1988).
- Ziegler, K. A., et al. Local sympathetic denervation attenuates myocardial inflammation and improves cardiac function after myocardial infarction in mice. Cardiovascular Research. 114 (2), 291-299 (2017).
- Getsy, P. M., Coffee, G. A., Hsieh, Y. H., Lewis, S. J. The superior cervical ganglia modulate ventilatory responses to hypoxia independently of preganglionic drive from the cervical sympathetic chain. Journal of Applied Physiology. 131 (2), 836-857 (2021).
- Dieguez, H. H., et al. Superior cervical gangliectomy induces non-exudative age-related macular degeneration in mice. Disease Models & Mechanisms. 11 (2), 031641 (2018).
- Zhang, B., et al. Hyperactivation of sympathetic nerves drives depletion of melanocyte stem cells. Nature. 577 (7792), 676-681 (2020).
- Pirzgalska, R. M., et al. Sympathetic neuron-associated macrophages contribute to obesity by importing and metabolizing norepinephrine. Nature Medicine. 23 (11), 1309-1318 (2017).
- Kajimura, D., Paone, R., Mann, J. J., Karsenty, G. Foxo1 regulates Dbh expression and the activity of the sympathetic nervous system in vivo. Molecular Metabolism. 3 (7), 770-777 (2014).
