Musmodell av kirurgiskt inducerad Endometrios av Auto-transplantation av uterus Tissue
Summary
En beskrivning av den kirurgiska induktion av endometrios hos möss och råttor genom auto-transplantation av livmoder vävnad till arteriell kaskad av intestinal tarmkäx.
Abstract
Endometrios är en kronisk, smärtsam sjukdom vars etiologi är okänd. Dessutom kan behandling av endometrios kräver laparoskopisk borttagande av lesioner, och / eller kronisk farmaceutisk hantering av smärta och symtom infertilitet. Kostnaden i samband med endometrios har uppskattats till 22 miljarder dollar per år i USA 1. För att ytterligare vår förståelse av mekanismerna bakom denna gåtfulla sjukdomen, har djurmodeller använts. Primater utvecklas spontant endometrios och därför primater modeller mest liknar sjukdomen hos kvinnor. Gnagarmodeller är dock mer kostnadseffektiva och tillgängliga 2. Den modell som vi beskriver här innebär ett autologt överföring av livmodern vävnad till tarmen tarmkäxet (figur 1) och utvecklades först hos råtta 3 och senare överfördes till musen 4. Målet med autologa gnagare modell av kirurgiskt inducerad endometrios är att efterliknasjukdomen hos kvinnor. Vi och andra har tidigare visat att den förändrade genuttryck mönster som observerats i endometriotic lesioner från möss eller råttor speglar som observerats hos kvinnor med sjukdomen 5,6. En fördel med att utföra operationen i musen är att överflödet av transgena musstammar tillgänglig kan hjälpa forskarna att avgöra betydelsen av specifika komponenter viktigt i etablering och tillväxt av endometrios. Ett alternativ modell där exciderade humana endometriet fragment införs till bukhinnan med nedsatt immunförsvar möss används också ofta, men begränsas av bristen på ett normalt immunförsvar som tros vara viktiga för endometrios 2,7. Viktigt är musmodell av kirurgiskt inducerad endometrios en mångsidig modell som har använts för att studera hur immunsystemet 8, hormoner 9,10 och miljömässiga faktorer 11,12 påverkar endometrios samt effekterna av endometrios på Fertbilitet 13 och smärta 14.
Protocol
Discussion
Det finns flera viktiga parametrar som bör uppmärksammas när de utför den kirurgiska induktion av endometrios hos möss. För det första är endometrios en östrogenberoende sjukdom och som sådan denna operation skall utföras i intakta djur eller alternativt i ovariektomerade djur kompletteras med östrogener 20. För det andra måste suturering på endometriet biopsier till arteriell kaskad utföras med stor försiktighet. Vi har funnit att med bara två relativt lösa knutar med ett kast vardera hål…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Speciellt tack till Chris Kassotis och Audrey Bailey för kritisk granskning av detta manuskript och Dr Scott Korte, Joseph Beeman, Alison Curfman, Paul Kimball, Bridget Neibreggue, Jacob Redel, Amy Schroder, Maija Steinberg och Stacey Winkeler för deras hjälp med optimering av denna modell i vårt laboratorium. Finansiering gavs av den kliniska Biodetectives Training Grant (NIH T90) (KEP), University of Missouri livsvetenskaper Grundutbildning möjligheter Research Program, MU Vetenskapsrådet, MU Research Board bidrag och NIH R21HD056441 (SCN).
Materials
| Name of the reagent/equipment | Company | Catalogue number |
| Wax pencil | Fisher | NC9954135 |
| Glass slide | Fisher | 12-550-433 |
| Eyedropper | Fisher | S79383 |
| Standard light microscope for evaluating vaginal cytology smears | ||
| Buprenorphine HCL c3 (CARJET) 10X1ml | Butler Animal Health Supply | 022891 |
| Sterile phosphate buffered saline (PBS) | Gibco | 14040-117 |
| 10,000U/ml Penicillin, 10,000μg/ml Streptomycin in 0.85% NaCl | Hyclone | SV30010 |
| Isoflurane | Abbott Animal Health | 05260-05 |
| Isoflurane non-rebreathing anesthetic system | ||
| Recirculating hot water heating pad | ||
| 30 ml syringe sheath | Fisher | 14-823-16G |
| Powder free sterile gloves | Fisherbrand | 19020558 |
| Ophthalmic ointment | Major Pharmaceuticals | 10033691 |
| Small electrical clippers | Wahl | 9861-600 |
| Chlorhexidine scrub | Fisher | NC9863042 |
| 70% Ethanol | ||
| Polylined sterile field | Busse Hospital Disposables | 696 |
| Size 3 scalpel | Fisher | 22-079-657 |
| Number 10 scalpel blades | Fisher | 22-079-681 |
| Small surgical scissors | Roboz | RS-5850 |
| Small serrated semi-curved forceps | Roboz | RS-5135 |
| 5-0 black braided silk suture | Ethicon | K870H |
| Sterilized pyrex glass Petri dishes | Corning | 70160-101 |
| 2 mm biopsy punch | Miltex | 33-31 |
| Sterile gauze | Kendall | 1806 |
| 6-0 black monofilament ethilon nylon suture | Ethicon | 697G |
| Needle drivers (optional) | World Precision Instruments | 500023 |
| 5-0 undyed braided coated vicryl suture | Ethicon | J490G |
| 9mm Autoclip wound clips | Becton Dickinson | 427631 |
| Autoclip applier & remover | Becton Dickinson | 427630 |
| 23G needle | Becton Dickinson | 305193 |
| 1cc syringe | Becton Dickson | 301025 |
| 5X magnifying glass stand (optional) | Fisher | 14-648-23 |
| 10% Buffered formalin | Fisher | SF100-4 |
| Calipers | Roboz | RS-6466 |
| Processing/embedding cassettes | Fisher | 15-197-700A |
| Biopsy foam pads | Fisher | 22-038-222 |
| RNAqueous RNA isolation kit | Ambion | AM1912 |
| Liquid nitrogen | ||
| Snap cap microcentrifuge flat top tube | Fisher | 02-681-240 |
| Ketamine (optional) | Simga | K4138 |
| Domitor (medetomidine hydrochloride) (optional) | Tocris | 2023 |
| Antisedan (atipamezole) (optional) | Sigma | A9611 |
References
- Simoens, S., Hummelshoj, L., D’Hooghe, T. Endometriosis: cost estimates and methodological perspective. Hum. Reprod. Update. 13, 395-404 (2007).
- Grummer, R. Animal models in endometriosis research. Hum. Reprod. Update. 12, 641-649 (2006).
- Vernon, M. W., Wilson, E. A. Studies on the surgical induction of endometriosis in the rat. Fertil. Steril. 44, 684-694 (1985).
- Cummings, A. M., Metcalf, J. L. Induction of endometriosis in mice: a new model sensitive to estrogen. Reprod. Toxicol. 9, 233-238 (1995).
- Pelch, K. E. Aberrant gene expression profile in a mouse model of endometriosis mirrors that observed in women. Fertil. Steril. 93, 1615-1627 (2010).
- Flores, I. Molecular profiling of experimental endometriosis identified gene expression patterns in common with human disease. Fertil. Steril. 87, 1180-1199 (2007).
- Giudice, L. C., Kao, L. C. Endometriosis. Lancet. 364, 1789-1799 (2004).
- Lin, Y. J., Lai, L. e. i., Y, H., Wing, L. Y. Neutrophils and macrophages promote angiogenesis in the early stage of endometriosis in a mouse model. Endocrinology. 147, 1278-1286 (2006).
- Fang, Z. Intact progesterone receptors are essential to counteract the proliferative effect of estradiol in a genetically engineered mouse model of endometriosis. Fertil. Steril. 82, 673-678 (2004).
- Fang, Z. Genetic or enzymatic disruption of aromatase inhibits the growth of ectopic uterine tissue. J. Clin. Endocrinol. Metab. 87, 3460-3466 (2002).
- Cummings, A. M., Metcalf, J. L., Birnbaum, L. Promotion of endometriosis by 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin in rats and mice: time-dose dependence and species comparison. Toxicol. Appl. Pharmacol. 138, 131-139 (1996).
- Foster, W. G. Morphologic characteristics of endometriosis in the mouse model: application to toxicology. Can. J. Physiol. Pharmacol. 75, 1188-1196 (1997).
- Cummings, A. M., Metcalf, J. L. Effect of surgically induced endometriosis on pregnancy and effect of pregnancy and lactation on endometriosis in mice. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 212, 332-337 (1996).
- Lu, Y., Nie, J., Liu, X., Zheng, Y., Guo, S. W. Trichostatin A, a histone deacetylase inhibitor, reduces lesion growth and hyperalgesia in experimentally induced endometriosis in mice. Hum. Reprod. 25, 1014-1025 (2010).
- Whitten, W. K. Modification of the oestrous cycle of the mouse by external stimuli associated with the male. J. Endocrinol. 13, 399-404 (1956).
- Whitten, W. K., Bronson, F. H., Greenstein, J. A. Estrus-inducing pheromone of male mice: transport by movement of air. Science. 161, 584-585 (1968).
- Goldman, J. M., Murr, A. S., Cooper, R. L. The rodent estrous cycle: characterization of vaginal cytology and its utility in toxicological studies. Birth. Defects. Res. B. Dev. Reprod. Toxicol. 80, 84-97 (2007).
- Pritchett-Corning, K. R., Mulder, G. B., Luo, Y., White, W. J. Principles of Rodent Surgery for the New Surgeon. J. Vis. Exp. (47), e2586-e2586 (2011).
- Moen, M. H., Halvorsen, T. B. Histologic confirmation of endometriosis in different peritoneal lesions. Acta. Obstet. Gynecol. Scand. 71, 337-342 (1992).
- Cummings, A. M. Methoxychlor as a model for environmental estrogens. Crit. Rev. Toxicol. 27, 367-379 (1997).
- Fowler, R. E., Edwards, R. G. Induction of superovulation and pregnancy in mature mice by gonadotrophins. J. Endocrinol. 15, 374-384 (1957).
- Wilson, E. D., Zarrow, M. X. Comparison of superovulation in the immature mouse and rat. J. Reprod. Fertil. 3, 148-158 (1962).
- Lee, B., Du, H., Taylor, H. S. Experimental murine endometriosis induces DNA methylation and altered gene expression in eutopic endometrium. Biol. Reprod. 80, 79-85 (2009).
- Somigliana, E. Endometrial ability to implant in ectopic sites can be prevented by interleukin-12 in a murine model of endometriosis. Hum. Reprod. 14, 2944-2950 (1999).
- Hirata, T. Development of an experimental model of endometriosis using mice that ubiquitously express green fluorescent protein. Hum. Reprod. 20, 2092-2096 (2005).
- Story, L., Kennedy, S. Animal studies in endometriosis: a review. Ilar. J. 45, 132-138 (2004).
- Cummings, A. M., Hedge, J. M., Birnbaum, L. S. Effect of prenatal exposure to TCDD on the promotion of endometriotic lesion growth by TCDD in adult female rats and mice. Toxicol. Sci. 52, 45-49 (1999).
- Cummings, A. M., Metcalf, J. L. Effects of estrogen, progesterone, and methoxychlor on surgically induced endometriosis in rats. Fundam. Appl. Toxicol. 27, 287-290 (1995).
- Sharpe-Timms, K. L. Endometriotic lesions synthesize and secrete a haptoglobin-like protein. Biol. Reprod. 58, 988-994 (1998).
- Yavuz, E., Oktem, M., Esinler, I., Toru, S. A., Zeyneloglu, H. B. Genistein causes regression of endometriotic implants in the rat model. Fertil. Steril. 88, 1129-1134 (2007).
- Dmitrieva, N. Endocannabinoid involvement in endometriosis. Pain. 151, 703-710 (2010).
- Efstathiou, J. A. Nonsteroidal antiinflammatory drugs differentially suppress endometriosis in a murine model. Fertil. Steril. 83, 171-181 (2005).
- Becker, C. M. Endostatin inhibits the growth of endometriotic lesions but does not affect fertility. Fertil. Steril. 84, 1144-1155 (2005).
- Becker, C. M. Short synthetic endostatin peptides inhibit endothelial migration in vitro and endometriosis in a mouse model. Fertil. Steril. 85, 71-77 (2006).
- Sharpe-Timms, K. L. Using rats as a research model for the study of endometriosis. Ann. N.Y. Acad. Sci. 955, 318-327 (2002).
- Stilley, J. A., Woods-Marshall, R., Sutovsky, M., Sutovsky, P., Sharpe-Timms, K. L. Reduced Fecundity in Female Rats with Surgically Induced Endometriosis and in Their Daughters: A Potential Role for Tissue Inhibitors of Metalloproteinase 1. Biol. Reprod. 80, (2009).
