गैर - बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग / TNBS कोलाइटिस मॉडल: सूजन आंत्र रोग में इनसाइट्स और आहार वसा का प्रभाव प्रदान
Summary
गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग / TNBS प्रेरित कोलाइटिस एक वैकल्पिक और सूजन आंत्र रोग के pathobiology अध्ययन करने के लिए सस्ता तरीका प्रदान करता है. इस पत्र में चर्चा प्रोटोकॉल चूहों और चूहों में कोलाइटिस प्रेरित करने के लिए गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग के सफल आवेदन की रूपरेखा और एक अच्छी तरह से होस्ट की मध्यस्थता आंतों प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए अनुमति देता है.
Abstract
Crohn रोग और ulcerative बृहदांत्रशोथ सहित सूजन आंत्र रोग (IBD), लंबे समय से एक आनुवंशिक आधार के साथ संबद्ध किया गया है, और अधिक हाल ही में माइक्रोबियल और पर्यावरण एजेंटों के लिए प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया की मेजबानी की है. Dinitrobenzene सल्फोनिक एसिड (गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग) प्रेरित कोलाइटिस एक ऐसे तनाव और आहार, संभावित उपचारों के प्रभाव, और अंतर्निहित तंत्र आंतों में सूजन और mucosal चोट के रूप में आईबीडी एसोसिएटेड पर्यावरण चलाता है के रोगजनन अध्ययन करने के लिए अनुमति देता है. इस पत्र में, हम चूहों में गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग प्रेरित कोलाइटिस को colonic mucosal सूजन प्रतिक्रिया पर आहार N-3 और एन -6 फैटी एसिड के प्रभाव की जांच की. सभी चूहों [कुसुम तेल (एसओ), कैनोला तेल (सीओ), या मछली के तेल (एफओ)] तीन सप्ताह के लिए पहले प्रदर्शन के लिए गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग intrarectal के लिए फैटी एसिड के विभिन्न प्रकार के अपवाद के साथ समान आहार खिलाया गया. Intrarectal इथेनॉल दी नियंत्रण चूहों गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग का इलाज चूहों, जबकि खिलाया लिपिड आहार सभी लॉस, 5 दिन अध्ययन से अधिक वजन बढ़ने जारी रखाएफओ और सीओ खिलाया चूहों 48 घंटा और 72 घंटे के द्वारा ऐसा खिलाया चूहों से महत्वपूर्ण वजन घटाने का प्रदर्शन के साथ टी वजन. वजन 72 घंटे बाद गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग के बाद फिर से शुरू, और 5 दिनों के बाद गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग द्वारा, एफओ समूह एसओ या सीओ समूहों की तुलना में एक उच्च शरीर के वजन था. Colonic 5 वर्गों दिनों के बाद गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग उपचार केन्द्र छालों, तहखाना विनाश, जाम सेल रिक्तीकरण, और आहार समूहों के बीच गंभीरता में भिन्न है कि दोनों तीव्र और जीर्ण सूजन कोशिकाओं के mucosal घुसपैठ दिखाया एकत्र की. अतः खिलाया समूह के सह द्वारा पीछा सबसे गंभीर क्षति दिखाया, और के लिए ऊतक चोट के mildest डिग्री से पता चला है कि समूहों खिलाया. इसी तरह, colonic myeloperoxidase (MPO) गतिविधि, न्युट्रोफिल गतिविधि के एक मार्कर एफओ खिलाया चूहों काफी कम MPO गतिविधि होने के साथ, ताकि सह खिलाया चूहों द्वारा पीछा में काफी अधिक था. IBD के रोगजनन में आहार के प्रभाव को निर्धारित करने के लिए, इस प्रोटोकॉल में उल्लिखित के रूप में ये परिणाम, गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग प्रेरित कोलाइटिस के उपयोग के प्रदर्शन.
Introduction
भड़काऊ आंत्र रोग (IBD) दस्त, वजन घटाने, और पेट में दर्द के लक्षण, जिसके परिणामस्वरूप जठरांत्र (सैनिक) पथ में पुरानी relapsing सूजन की विशेषता है. अल्सरेटिव कोलाइटिस (यू) और Crohn रोग (सीडी) IBD के दो प्रमुख रूप हैं, और सैनिक पथ के भीतर सूजन के स्थान के आधार पर प्रतिष्ठित किया जा सकता. यू सी के रोगियों में सूजन आम तौर पर मलाशय शामिल है और केवल सतही म्यूकोसा को प्रभावित करने के लिए एक चर हद के लिए पेट के ऊपर समीप से फैली हुई है. यह मुख्य रूप से लघ्वान्त्र और अंधान्त्र को प्रभावित करता है, हालांकि इसके विपरीत, सीडी, सैनिक पथ के किसी भी हिस्से को प्रभावित कर सकते हैं. Transmural सूजन अक्सर granulomas के साथ जुड़े और (fistulizing) रोग stricturing (fibrostenotic) और / या मर्मज्ञ के लिए अग्रणी के रूप में सीडी अक्सर प्रकट होता है. IBD के एटियलजि मायावी रहता है, यह अच्छी तरह से आईबीडी मेजबानों के बीच प्रतिरक्षा प्रणाली, आनुवंशिक संवेदनशीलता और जिम्मेदारी बातचीत शामिल है, multifactorial है कि स्वीकार कर लिया हैपर्यावरण और सूक्ष्म कारकों को SES.
तिथि करने के लिए, IBD के विभिन्न मॉडलों यूसी और सीडी की विशेषता विभिन्न, नैदानिक ऊतकीय और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया है कि प्रदर्शन का प्रस्ताव किया गया है. सबसे अधिक इस्तेमाल मॉडल आनुवंशिक रूप से संशोधित चूहों (आईएल -2, आईएल -10, SAMP / Yit), संक्रमण प्रेरित मॉडल (Citrobacter rodentium, साल्मोनेला), दत्तक हस्तांतरण मॉडल (CD45 + आरबी उच्च, SCID चूहों में CD62L + सेल हस्तांतरण) शामिल हैं और रासायनिक प्रेरित कोलाइटिस मॉडल (Dextran सोडियम सल्फेट (डीएसएस), Trinitrobenzene सल्फोनिक एसिड (TNBS), और Dinitrobenzene सल्फोनिक एसिड (गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग)). उनके कम लागत और बीमारी के तेजी से शुरू होने के कारण, रासायनिक मॉडल IBD के विभिन्न पहलुओं का अध्ययन करने के लिए अमूल्य विचार कर रहे हैं. सूचीबद्ध रासायनिक कोलाइटिस मॉडलों में से प्रत्येक IBD के लिए उनके, नैदानिक प्रतिरक्षाविज्ञानी और histopathological प्रासंगिकता के कुछ पहलुओं में लाभ के रूप में भी सीमाएं हैं. इस के बारे कोली को प्रेरित करने के लिए नियोजित सबसे आम रासायनिक विधियों में से एक हैकृन्तकों 1 में आज़ादी. 3-10% DSS (मेगावाट: 42 केडीए) के प्रशासन चूहों के पीने के पानी में 7-10 दिनों के लिए लक्षण और वजन घटाने, खून से दस्त, colonic छोटा करने, mucosal छालों और न्युट्रोफिल घुसपैठ सहित कोलाइटिस के लक्षण पैदा कर सकते हैं. इस मॉडल को दवा स्क्रीनिंग अध्ययन, साथ ही उपकला उत्थान, mucosal समस्थिति पर सहज उन्मुक्ति के प्रभाव, और आंतों dysplasia और ग्रंथिकर्कटता विकास को बढ़ावा देने में सूजन की भूमिका के तंत्र की खोज के लिए विशेष रूप से उपयोगी है. कुछ डिग्री, हद में विभिन्नता में जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न जानवरों की सुविधाओं में कोलाइटिस प्रेरित करने की जरूरत है इस के बारे में एकाग्रता, साथ ही चूहों से असंगत पानी तेज में परिवर्तन और इस के बारे करने के लिए इस प्रकार असंगत जोखिम सहित DSS मॉडल को कमियां,, और वहाँ रहे हैं लेकिन पेट में mucosal चोट और छालों का वितरण. इन सभी सुविधाओं के परिणाम की विविधता के लिए नेतृत्व और पढ़ाई fr भर में परिणामों की तुलना करने की क्षमता की सीमाओम विभिन्न अनुसंधान समूहों.
DSS मॉडल के लिए एक वैकल्पिक कोलाइटिस की hapten प्रेरित गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग या TNBS मॉडल है. इस मॉडल mucosal एजेंट गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग या इथेनॉल के अलग सांद्रता में पतला TNBS, सुग्राही बनाने की गुदा टपकाना कार्यरत हैं. इथेनॉल के प्रशासन लामिना propria में गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग या TNBS के प्रवेश को अनुमति देने के लिए colonic mucosal बाधा को तोड़ने के लिए एक शर्त है. गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग / TNBS तो जिससे सहज मेजबान और अनुकूली प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया ट्रिगर, immunogenic बनने के लिए स्थानीयकृत colonic और पेट सूक्ष्म प्रोटीन haptenize जाएगा. सामान्य में, इस मॉडल गंभीर और कभी कभी खूनी दस्त, वजन घटाने और आंतों की दीवारों उमड़ना हालांकि लक्षण इस्तेमाल किया कृंतक के प्रकार, साथ ही समय, खुराक और गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग को जोखिम या में इस्तेमाल किया TNBS की डिग्री के आधार पर भिन्न साथ जुड़ा हुआ है अध्ययन. चूहों और चूहों के बीच महत्वपूर्ण भेद कम खरीद और बोर्ड के लिए लागत, साथ ही लोव के लाभ के साथ, ध्यान दिया जाना चाहिएvivo में उपचार के प्रति पशु की लागत कम करने के लिए आर शरीर द्रव्यमान. यह और अधिक नाजुक और संवेदनशील पशुओं जल्दी से एक मानवीय समापन बिंदु तक पहुंच सकता है जहां चूहों में कोलाइटिस से अधिक तेजी से और गंभीर बेशक, के खिलाफ निर्धारित किया जाना चाहिए.
आंतों में सूजन शुरू में वृद्धि हुई उपकला पारगम्यता, म्यूकोसा में माइक्रोबियल प्रवेश, मेजबान प्रोटीन की haptenization, क्षतिग्रस्त म्यूकोसा में neutrophils, मैक्रोफेज और Th1 टी lymphocytes की घुसपैठ में जिसके परिणामस्वरूप यह सब करने के लिए अग्रणी, आंतों उपकला कोशिकाओं के लिए इथेनॉल प्रेरित नुकसान से परिणाम है. गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग को इसकी तुलना में, TNBS जैसे सोडियम और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के रूप अड्डों के साथ संपर्क पर विस्फोट का खतरा पैदा कर सकते हैं कि इसकी अत्यधिक ऑक्सीडेटिव गुण की वजह से एक खतरनाक रासायनिक रूप में माना जाता है. इसलिए गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग वर्तमान में कोलाइटिस प्रेरित करने के लिए TNBS से अधिक रसायन के एक पसंदीदा विकल्प के रूप में माना जाता है. कृन्तकों में, गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग कोलाइटिस follo के अध्ययन करने के लिए सबसे सुविधाजनक तरीके से एक के रूप में माना जाता हैविंग आईबीडी बीमारी के संशोधक जुड़े:
- अवसाद और कोलाइटिस के पुनर्सक्रियन: यह IBD रोगियों में तनाव, चिंता और अवसाद अक्सर रोग पतन के साथ जुड़े रहे हैं दिखाया गया है. गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग कोलाइटिस चूहों में कोलाइटिस के पुनर्सक्रियन पर अवसाद और उसके परिणामों की भूमिका का अध्ययन करने के लिए एक उपयुक्त मॉडल है. विधि आम तौर पर 6-8 सप्ताह के लिए चूहों को छोड़ कर कोलाइटिस का संकल्प द्वारा पीछा गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग द्वारा कोलाइटिस की प्रारंभिक प्रेरण, शामिल है. चूहे तो गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग 2 के एक subcolitic खुराक के साथ चुनौती के माध्यम से कोलाइटिस के पुनर्सक्रियन के लिए उन्हें परीक्षण के बाद अवसाद के लिए प्रेरित करने के लिए इस तरह के Reserpine के रूप में अवसाद के कारण एजेंटों के साथ या घ्राण bulbectomy द्वारा प्रशासित रहे हैं.
- तनाव और कोलाइटिस के पुनर्सक्रियन: तनाव IBD के रोगजनन से जोड़ा गया है कि एक अन्य आम पर्यावरणीय कारक है. पुराने तनाव और कृंतक में यूसी और सीडी के लक्षणों की शुरुआत के बीच एक मजबूत सहयोग से पता चलता है कि सबूत के एक बढ़ती शरीर हैमानव और nonhuman primates 3 में के रूप में भी है. गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग कोलाइटिस चूहों और चूहों दोनों में कोलाइटिस के तनाव से जुड़े पुनर्सक्रियन अध्ययन करने के लिए एक अच्छा मॉडल है. विधि आमतौर पर अवसाद के स्थान पर छोड़कर अवसाद के लिए उपरोक्त के रूप में एक समान फैशन में कार्यरत है, जानवरों में इस तरह के ध्वनि और संयम तनाव 4 के रूप में तनाव को उजागर कर रहे हैं.
- तंत्रिकाजन्य सूजन: अध्ययन का एक नंबर पशु मॉडल से और IBD के साथ रोगियों से ऊतक के नमूने के रूप में देखा आंतों का तंत्रिका तंत्र (सत्ता) संरचना और समारोह में क्षणिक या स्थायी परिवर्तन या तो वर्णन किया है. गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग सत्ता 5 पर सूजन के प्रभाव का पता लगाने के लिए और noradrenergic और cholinergic तंत्रिका रास्ते 6 दोनों का अध्ययन करने के लिए एक अच्छा मॉडल है.
- चोट की मरम्मत तंत्र: IBD के रोगजनन के दौरान, ऐसे प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (ROS), नाइट्रिक ऑक्साइड (सं), कहनेवाला आसंजन अणु 3 (ICAM-3), और पी selectin के रूप में मेजबान व्युत्पन्न चोट मध्यस्थों सभी पी दिखाया गया हैआंतों उपकला विघटन में एक भूमिका देना. गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग इन मध्यस्थों के ऊपर विनियमन के साथ ही चुनिंदा दवाओं या inhibitors 7,8 का उपयोग द्वारा विनियमित रहे हैं कि मरम्मत तंत्र के कारण चोटों का अध्ययन करने के लिए एक शानदार मॉडल है.
- Transmural सूजन: गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग के उपर्युक्त अनुप्रयोगों के अलावा, मॉडल भी पेट की transmural सूजन, सीडी के साथ रोगियों में पाया एक शास्त्रीय सुविधा का अध्ययन करने के लिए लागू किया जा सकता है. गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग और TNBS प्रेरित कोलाइटिस दोनों टी सेल निर्भर प्रतिरक्षा तंत्र का अध्ययन करने के लिए इन मॉडलों को विशेष रूप से उपयोगी बनाने colonic mucosa में, लिम्फोसाइटों के महत्वपूर्ण घुसपैठ के साथ जुड़े रहे हैं.
DSS मॉडल के साथ तुलना में, गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग और TNBS प्रेरित कोलाइटिस के फायदे कम लागत, कोलाइटिस का तेजी से विकास (आमतौर पर प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य छालों और सूजन को दिखाने के लिए 1-3 दिन की आवश्यकता है) और बाहर पेट के लिए संगत स्थानीयकृत क्षति शामिल हैं. हालांकि कमियां एक के लिए एक आवश्यकता हैतकनीकी विशेषज्ञता, गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग / TNBS खुराक के अधिक उपयोग, और मलाशय के प्रशासन के लिए संज्ञाहरण के लिए जरूरत से अधिक से अधिक स्तर.
इस पद्धति पत्र में हम (एसओ) वनस्पति तेलों कुसुम तेल का प्रयोग चूहों में गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग प्रेरित कोलाइटिस को colonic mucosal प्रतिक्रिया फेरबदल पर N-6 और एन -3 पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड की अलग सांद्रता के प्रभाव का अध्ययन किया और कनोला तेल (सीओ) , और मछली के तेल (एफओ). यह n-6 और n-3 फैटी एसिड कोशिका झिल्ली phosopholipids 9 की एसाइल moieties के रूप में उनकी भूमिका के माध्यम से आंतों की सूजन की बीमारी के महत्वपूर्ण मध्यस्थों हैं कि दिखाया गया है. N-6 फैटी एसिड की proinflammatory क्षमता के विपरीत, उच्च पर्याप्त सेवन पर एन -3 फैटी एसिड संभावित प्रबल विरोधी भड़काऊ एजेंट हैं. n-3 फैटी एसिड के विरोधी भड़काऊ कार्रवाई proinfl के परिवर्तन के माध्यम से परोक्ष रूप से arachidonic एसिड चयापचय और बाधा, एक eicosanoid सब्सट्रेट के रूप में arachidonic एसिड के प्रतिस्थापन के माध्यम से सीधे मध्यस्थता कर रहे हैंammatory जीन अभिव्यक्ति और संकेतन सेल. n-3 फैटी एसिड भी, Resolvins के लिए विरोधी भड़काऊ मध्यस्थों के एक परिवार के जन्म दे. N-3 फैटी एसिड की उच्च मात्रा proinflammatory eicosanoids, साइटोकिन्स, chemokines, प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों और आसंजन अणुओं की अभिव्यक्ति के उत्पादन में कमी के साथ जुड़ा हुआ है. इस अध्ययन में चूहों के साथ, फैटी एसिड को छोड़कर सभी पोषक तत्वों में समान यथेच्छ आहार खिलाया गया वसा, 20% तो, 20% सीओ, या 18% मछली के तेल प्लस 2% कुसुम तेल (एफओ) 10-11 से एक प्रतिशत ऊर्जा के रूप में . दैनिक ऊर्जा का एक प्रतिशत के रूप में, तो आहार <0.06% α-लिनोलेनिक एसिड (ALA) और कोई eicosapentaenoic एसिड (ईपीए) या docosahexaenoic एसिड (डीएचए) के साथ, 15% लिनोलेनिक एसिड (ला) प्रदान की, सीओ आहार 4.2 था % ला और 1.9% ALA कोई EPA या DHA के साथ, और के लिए आहार 1.4% EPA, 4.9% DHA, 0.32% ला, और 0.12% ALA प्रदान की. तीन हफ्ते लिपिड आहार की दीक्षा के बाद, चूहों intrarectal गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग या 50% इथेनॉल दिलाई और 5 दिन बाद बलिदान किया गया. inflammatory प्रतिक्रिया वजन घटाने, ऊतकीय क्षति स्कोर और ऊतक myeloperoxidase गतिविधि के मूल्यांकन द्वारा मूल्यांकन किया गया था.
Protocol
Representative Results
Discussion
इस प्रोटोकॉल में वर्णित गैर – बैंकिंग पर्यवेक्षण विभाग मॉडल IBD के विभिन्न पहलुओं का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जा सकता है कि एक मूल्यवान सस्ती, और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य कोलाइटिस मॉडल है. चूहो…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम के प्राकृतिक विज्ञान और कनाडा के इंजीनियरिंग रिसर्च काउंसिल () NSERC और Crohn है और कनाडा की बृहदांत्रशोथ फाउंडेशन (CCFC) से के.जे. ऑपरेटिंग अनुदान द्वारा समर्थित किया गया. वीएम एक CFRI फैलोशिप और जीबी स्वास्थ्य अनुसंधान संस्थान कनाडा के लिए (CIHR) से स्नातक छात्रवृत्ति के द्वारा समर्थित है. BAV आंतों और यकृत रोग बाल चिकित्सा गैस्ट्रोएंटरोलॉजी और के.जे. में बाल चिकित्सा IBD अनुसंधान और कनाडा अनुसंधान चेयर फाउंडेशन (बच्चा) के अध्यक्ष बच्चे और बच्चे और परिवार अनुसंधान संस्थान (CFRI) Clinician वैज्ञानिकों पुरस्कार कार्यक्रम द्वारा समर्थित एक वरिष्ठ Clinician वैज्ञानिक है के साथ एक बच्चे है , ब्रिटिश कोलंबिया विश्वविद्यालय.
Materials
| 1 mL syringe | BD Biosciences | 309659 | |
| 19 gauge needle | BD Biosciences | 305187 | |
| Polyethylene tubing PE-50 | BD Biosciences | 427517 | for intra-rectal administration in mice |
| Polyethylene tubing PE-90 | BD Biosciences | 427519 | for intra-rectal administration in rat |
| DNBS | MP Bio | 150959 | |
| tear gel | Novartis | 63601662596 | |
| 10% Formalin | Fisher | 5F93-4 | |
| warming pad | Kent Scientific | TPZ-0510 | |
| Ethanol | Fisher | A-962.4 | |
| hexadecyltrimethyl-ammonium bromide | Sigma-Aldrich | H5882 | |
| Potassium phosphate buffer solution | Sigma-Aldrich | 79628- | |
| O-dianisidine dihydrochloride | Sigma-Aldrich | D3252 | |
| 30% H2O2 | Sigma-Aldrich | 31642 | hydrogen peroxide |
| Spectrophotometer | BIORAD | Benchmarker Plus | |
| Light Microscope | Zeiss | Axio Image.Z1 | |
| Data analysis software program | GraphPad Software | GraphPad Prism Software Version 4.00 | San Diego California USA, www.graphpad.com |
References
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