Fleksibel Koloskopi i Mus å vurdere alvorlighetsgraden av kolitt og kolorektal tumorer ved en godkjent Endoskopisk Scoring System

Summary

I løpet av de siste årene har nye generasjon endoskop dukket opp som viktige diagnostiske forsknings hjelpemidler for å vurdere murine kolitt og kolorektal tumorer. Vi presenterer heri detaljert protokoll for endoskopisk evaluering av inflammasjon og kolorektale svulster i mus, så vel som en ny poengsystem som bruker desimaltall identifikatorer for å dokumentere endoskopisk alvorlighetsgraden av kolitt og kolorektale svulster.

Abstract

Bruken av moderne endoskopi for forskningsformål har mye lettere vår forståelse av gastrointestinale sykdommer. Spesielt har eksperimentelt endoskopi vært meget nyttig for studier som krever gjentatt vurderinger i en enkelt forsøksdyr, slik som de evaluere mekanismer av kronisk inflammatorisk tarmsykdom og progresjon av kolorektal kreft. Men metodene som brukes på tvers av studier er svært variabel. Har blitt publisert minst tre endoskopiske scoring systemer for murine kolitt og publisert protokoller for vurdering av kolorektal tumorer unnlater å ta tilstedeværelsen av samtidig colonic betennelse. Denne studien utvikler og validerer en reproduserbar endoskopisk scoring system som integrerer evaluering av både betennelse og svulster samtidig. Denne romanen scoring system har tre hovedkomponenter: 1) vurdering av omfanget og alvorlighetsgraden av tykktarmsbetennelse (basert på perianale funn, transparens av wall, mucosal blødning, og fokale lesjoner), 2) kvantitativ registrering av tumorlesjoner (grid kart og bar graf), og 3) numerisk sortering av kliniske tilfeller av deres patologiske og forskning relevans basert på desimaltall enheter med tildelte kategorier av observert lesjoner og endoskopiske komplikasjoner (desimaler identifikatorer). Videoen og manuskript som presenteres her ble utarbeidet, følgende IACUC-godkjente protokoller, slik at etterforskerne å score sine egne eksperimentelle mus ved hjelp av en godt validert og svært reproduserbare endoskopisk metodikk, med systemet muligheten til å differensiere distal fra proksimale endoskopisk kolitt (D-PECS ).

Introduction

Murine endoskopi har blitt utført som et nyttig forskningsverktøy for over et tiår ^1-3. Hittil har de fleste studier ansette murine endoskopi brukes stive endoskop, selv om noen har også brukt fleksibel sigmoidoskopi. Murine endoskopi gir umiddelbare resultater og en mer objektiv estimat av omfanget av intestinal normalitet, alvorlighetsgraden av inflammasjon og tumorprogresjon i forhold til indirekte mål, slik som kroppsvekttapet, diaré og histologi (som er suboptimal når lesjoner er usammenhengende), mens tilbyr innsikt i den generelle helsen til tykktarmen. Mest spesielt tillater endoskopi for gjentatt vurdering av laboratoriedyremodeller over tid, i motsetning til tradisjonelle histologisk undersøkelse som krever dyr som skal avlives, og kolon å bli høstet for analyse ^1.. Til tross for disse fordeler, har bruken av murine endoskopisk teknologien ikke har vært utbredt og er begrenset av mangel på standardiserte protokoller for implementatipå og scoring av patologiske funn. Riktig implementert, murine endoskopi har store løftet for ytterligere å forenkle vår forståelse og karakterisering av dyremodeller for flere kroniske gastrointestinale sykdomstilstander, inkludert inflammatoriske tarmsykdommer, kolitt og kolorektal tumorer.

Nytten av murine endoskopisk teknologi hengsler på sin reproduserbarhet og objektivitet, som krever at det foreligger standardiserte undersøkelsesprosedyrer og en konsekvent, ikke-redundante, og pålitelig scoring system for tarm patologi. Minst tre beskrivende scoringssystem for endoskopisk evaluering av kolitt ^4-6, så vel som for colonic ^4,7,8 tumorer i mus har blitt publisert. Men disse rapporterte tilnærminger og poengsystemer er ikke lett sammenlignbare på tvers av studier. I mange tilfeller, er det ingen klar definisjon av kriterier brukt for klassifisering av lesjoner, og når kriterier er gitt, de varierer sterkt. VidereDet er ikke rapportert scoringssystem som integrerer en vurdering av både kolitt og tumorer, to av de vanligste colonic patologier som kan forekomme samtidig, og som har interaktive effekter på resultatet, i en enkelt måleverktøy. Til slutt, de endoskopiske scoring systemer som eksisterer for kolitt har ofte provoserende kategorier med begrenset diskriminering (dvs.. Smale scoringsmuligheter over korte heltall skalaer, ofte 1-4) til å representere skikkelig sykdomsprogresjon scenarier og muliggjør bruk av parametrisk statistisk analyse.

I denne artikkelen beskriver vi bruken av et fleksibelt endoskop for å vurdere alvorligheten av murine kolitt og tumorer i kolon, og beskriver en standardisert protokoll for anvendelse av denne teknologi i den anatomiske vurdering av det perianale området, rektum, og distale colon. Vi illustrerer effektiv feilsøking under endoskopi for å redusere traumer og bilderester, og vi beskrive en reproduserbar scoring systembasert på validerte publiserte kliniske parametre. Poengsystemet integrerer evaluering av både tarmbetennelse og svulster ved hjelp av en høy grad av diskriminering med 12 mulige karakterer på betennelse, tumor kartlegging og plotting alternativer, og en roman desimal enhet system (dvs. desimaler identifikatorer) for å markere funn med spesifikk diagnostisk verdi ( dvs. svulstutvikling, komplikasjoner under endoskopi, etc.). Bruken av desimal-identifikatorer muliggjør rask sporing av relevante datasettene for videre nedstrøms analyse. Avslutningsvis gjør vi reliabilitet og validitet testing av poengsystemet i flere murine modeller av kolitt og kolitt-assosiert kreft (dextransulfat natrium (DSS) indusert-kolitt, Clostridium difficile-infeksjon, og azoxymethane / DSS-indusert tykktarmskreft).

Protocol

En. Sette opp Endoskopi System Sett opp endoskopi systemet før bedøvelse musene, etter produsentens anvisninger. Bruk en video ureteroscope designet for mennesker for denne protokollen (Figur 1). Den ytre diameteren av innføringsrøret er 9,9 Fr (3,3 mm), er dens distale ende 8.5 Fr (2,8 mm), og den indre diameter av instrumentering kanalen er 6 Fr (1,2 mm). Selv om bruken av endoskoper ikke har vært knyttet til sykdomsoverføring [9], sterilisere endoskopet og linse med 70% eta…

Representative Results

Protokollen og bilder presentert i denne studien var forberedt med en Olympus URF-V fleksible endoskop 14 og NBI 11,15. Videobilder ble lagret i MPEG-2-format og bilder i JPG, TIF, PNG, eller DICOM format med maksimum 1280 x 1024 piksler, overførbar til standard USB flash bærbare minner. NBI forbedrer visuell kontrast av hemoglobin som inneholder vev. Normal lys og NBI bildebehandling er viktige funksjoner for å illustrere normal anatomi av kolorektal slimhinne og forskjellene mellom normal og u…

Discussion

Det er flere hensyn angående modifikasjon og feilsøking av endoskopisk teknikk i mus. Kritiske aspekter ved fremgangsmåten som må beherskes ved bruk av fleksible endoskopi omfatter justeringen av luftmengden som trengs for å hindre abdominal distensjon og respiratorisk kompromiss av musen, og mindre tekniske aspekter vis kontroll med koordinering av vinkelen og momentkontroller . Dreiemoment-kontroll er viktig å minimalisere risikoen for intestinal perforering. Når håndteres riktig, blir murine fleksibel endosko…

Materials

Isoflurane, USP	Webster Veterinary
Surgical lubricant	Savage laboratories	surgilube, 0281-0205-45
Phosphate Buffered Saline	Thermo Scientific	SH30256
RNAlater	Ambion	AM7021
Methylene Blue 1% Aqueous Solution	Fisher Science Education	S96393
Flexible digital ureteroscope	Olympus America	URF-V
Video system center	Olympus America	VISERA Pro OTV-S7 Pro
Xenon light source	Olympus America	VISERA Pro CLV-S40 Pro
Video recorder	MediCapture, Inc.	MediCap USB200
Flexible biopsy cup forceps	Olympus America	FBC-3115
Anesthesia machine	Euthanex Corporation	EZ-7000 Classic System