טכניקה כירורגית לכריתת גנגליון צוואר הרחם מעולה במודל מורין
Summary
הפרוטוקול הנוכחי מתאר מודל עכברי של אבלציה של עצבוב אדרנרגי על ידי זיהוי וכריתה של גנגליון צוואר הרחם העליון.
Abstract
עדויות הולכות וגדלות מצביעות על כך שמערכת העצבים הסימפתטית ממלאת תפקיד חשוב בהתקדמות הסרטן. עצבוב אדרנרגי מווסת את הפרשת בלוטת הרוק, שעון ביולוגי, ניוון מקולרי, תפקוד מערכת החיסון ופיזיולוגיה של הלב. Murine surgical sympathectomy היא שיטה לחקר ההשפעות של עצבוב אדרנרגי על ידי מתן אפשרות אבלציה אדרנרגית מלאה, חד צדדית תוך הימנעות מהצורך בהתערבות פרמקולוגית חוזרת ונשנית ותופעות הלוואי הנלוות. עם זאת, כריתת סימפטקטומיה כירורגית בעכברים מאתגרת מבחינה טכנית בגלל הגודל הקטן של גנגליון צוואר הרחם העליון. מחקר זה מתאר טכניקה כירורגית לזיהוי אמין וכריתה של גנגליון צוואר הרחם העליון כדי לעבד את מערכת העצבים הסימפתטית. הזיהוי וההסרה המוצלחים של הגנגליון מאומתים על ידי הדמיה של הגרעינים הסימפתטיים הפלואורסצנטיים באמצעות עכבר מהונדס, זיהוי תסמונת הורנר לאחר כריתה, צביעה לסמנים אדרנרגיים בגרעינים המנותחים, וצפייה באימונופלואורסנציה אדרנרגית מופחתת באיברי המטרה לאחר כריתת סימפתקטיה. מודל זה מאפשר מחקרים עתידיים על התקדמות הסרטן, כמו גם תהליכים פיזיולוגיים אחרים המווסתים על ידי מערכת העצבים הסימפתטית.
Introduction
מחקרים רבים דיווחו כי העצבים במיקרו-סביבה של הגידול ממלאים תפקיד פעיל בתמיכה בהתקדמות הגידול. אבלציה של עצבים סימפתטיים אדרנרגיים הוכחה כפוגעת בהתפתחות הגידול ובהתפשטותו בסרטן הערמונית והקיבה in vivo 1,2,3, בעוד שהחסימה הפרמקולוגית של קולטנים אדרנרגיים מעכבת את צמיחת הגידול בסרטן הראש והצוואר4. מעורבות עצבית סימפתטית תוארה גם בהתקדמות קרצינומה של תאי הלבלב, צוואר הרחם ותאי הבסיס 5,6,7.
בתוך מערכת העצבים הסימפתטית, גנגליון צוואר הרחם העליון (SCG) הוא הגנגליון היחיד של החדק הסימפתטי שמעצבב את הראש. ה- SCG מווסת תפקודים פיזיולוגיים שונים, כגון הפרשת רוק ושעון ביולוגי, ומעצבב ישירות את בלוטות הלימפה הצוואריות 8,9,10. ה- SCG היה מעורב גם בתהליכים פתולוגיים כגון ניוון מקולרי11 והתקדמות דיסקציה של אבי העורקים12. בנוסף, כריתה של SCG דווחה כמחמירה פגיעה חריפה בכליות הנגרמת על ידי איסכמיה13 וגם משנה את מיקרוביוטת המעי בחולדות14.
אבלציה מלאה של SCG במודל עכבר תייצג טכניקה ניסיונית רבת ערך כדי לאפשר סרטן ומחקר מערכת העצבים האוטונומית. בעוד שמחקרים רבים השתמשו בחסימת קולטן אדרנרגי פרמקולוגי כאבלציה אדרנרגית 15,16,17,18,19,20, כריתה כירורגית מאפשרת אבלציה אדרנרגית מלאה וחד צדדית תוך הימנעות מהצורך בהתערבות פרמקולוגית חוזרת ותופעות הלוואי הנלוות 21,22,23.
כריתה כירורגית של SCG תוארה בחולדות24, ורוב הדיווחים שחקרו את ההשפעה של כריתת גנגליון צווארי עליון (SCGx) השתמשו במודל החולדות. בהשוואה למודל החולדות, SCGx מאתגר יותר מבחינה טכנית בעכברים בשל גודלו הקטן של ה-SCG. עם זאת, עכברים קלים יחסית לטיפול, חסכוניים יותר ונוחים יותר למניפולציה גנטית. גרסיה ועמיתיו היו בין הראשונים לדווח על SCGx בעכברים, ונמצא שהוא משפיע על שחרור אינסולין25. לאחרונה, Ziegler et al. תיארו SCGx בעכברים בהתבסס על הטכניקה שפורסמה שתוארה עבור חולדות24,26. מאמר זה ומאמרים אחרים מתארים שיטה שבה עורק התרדמה המשותף (CCA) מזוהה ומנותח לראשונה, ולאחר מכן ה-SCG מוסר מהפיצול של CCA21,22,27,28. במאמר זה, טכניקה פחות פולשנית ובטוחה יותר מתוארת בעכברים המונעת את הדיסקציה של CCA, ובכך ממזערת את הסיבוך החמור ביותר של הליך זה – דימום מפגיעה ב- CCA.
Protocol
Representative Results
Discussion
פרוטוקול זה מתאר מודל עכבר לאבלציה חד צדדית כירורגית של קלט SCG. טכניקה זו מאפשרת ללמוד את ההשפעות של עצבוב אדרנרגי בסביבות שונות. בנוסף, ניתן לגדל את הגנגליון הסימפתטי המנותח גם בתרבית מטריג’ל תלת ממדית לניסויים חוץ גופיים 30.
מחקרים הכוללים SCGx בוצעו בעיקר ב?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Q. W. נתמך על ידי NIH T32CA009685. R. J. W. נתמך על ידי NIH R01CA219534. מתקני הליבה של מרכז הסרטן ממוריאל סלואן קטרינג נתמכו על ידי NIH 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).
