腸管虚血 - 再灌流傷害のマウスモデル
Summary
ここでは、フィールド全体でこの技術の標準化を促進するために死亡することなく、再現性の傷害をもたらすマウスにおける腸管虚血再灌流の詳細な手順を説明します。腸管虚血再灌流障害のこのモデルは、損傷および再生の細胞および分子メカニズムを研究するために利用することができます。
Abstract
腸管虚血は、アテローム性動脈硬化症、血栓症、低血圧、壊死性腸炎、腸移植、外傷および慢性炎症などの臨床症状の広い範囲に関連した生命を脅かす状態です。腸管虚血再灌流（IR）傷害は、腸の損傷をもたらす、腸間膜血管を介して不十分な血流によって引き起こされる、急性腸間膜虚血の結果です。再灌流後の虚血は、さらに腸の損傷を悪化させることができます。 IR損傷のメカニズムは複雑であり、十分に理解されています。したがって、実験小動物モデルは、IR傷害の病態生理学及び新規治療法の開発を理解するために重要です。
ここでは、死亡することなく、小腸の再現可能な損傷を与える急性腸IR傷害のマウスモデルを記述しています。これは、時間的にオクルディンによって回腸遠位部の領域における虚血を誘導することによって達成されます。グラム微小血管クリップを使用して、60分間の上腸間膜動脈の末梢と端末側副枝。 1時間の再灌流、または組織学的分析によって調べ腸の再現可能な損傷で傷害の結果の後に2時間。微小血管クリップの適切な位置は、手続きのために重要です。したがって、ビデオクリップは、この技術の詳細な視覚的なステップバイステップの説明を提供します。腸IR傷害のこのモデルは、損傷および再生の細胞および分子メカニズムを研究するために利用することができます。
Introduction
腸は、虚血及び上皮損傷の原因となる血流の遮断に非常に敏感です。虚血後再灌流は、組織の再酸素化を提供し、さらに病状を促進することができます。したがって、腸管虚血および再灌流傷害は、壊死性腸炎、小腸移植における同種移植片拒絶反応、腹部大動脈瘤手術、心肺バイパス、および炎症性腸疾患1,2の合併症を含む病態の広範な、関連付けられています。腸IR傷害、特に急性腸間膜虚血は、罹患率および死亡率3で 得られた生命を脅かす状態です。
十分に理解するが、腸の虚血再灌流（IR）傷害は、腸内微生物叢ならびに活性酸素種と、炎症性サイトカインおよびケモカイン1,4-6の生産における変化と関連すると考えられています。これは、両方の活性化につながりますネイト炎症および組織損傷の1,7,8を促進適応免疫機構。
彼らは簡単にgain-と機能喪失の遺伝的実験を可能にするように動物モデルは、IR傷害のメカニズムを理解するために重要です。 IRのいくつかの動物モデルは、完全な血管閉塞、低流量虚血を含むが開発、および（最近の包括的なレビュー9にまとめた）血管閉塞をセグメント化されています。上腸間膜動脈（SMA）の完全な血管閉塞によって引き起こされる腸管虚血は、大型動物やげっ歯類9-11のIRの簡単で一般的に使用されるモデルです。しかし、腸の異なる領域は、損傷に対して異なる感受性を持っています。また、麻酔薬、鎮痛薬、動脈閉塞技術、ならびに傷害の可変度における虚血性損傷と回復結果の期間における矛盾の多様な範囲は、複数のstudie全体のIRの生物学の我々の理解を混乱させるsである。 表1は、ネズミのIR研究におけるこれらの不整合を示しています。短い虚血時間（30-45分）を使用してからの最大の欠点は、症例と対照の間に識別可能な差異が観察できる時に回復のウィンドウをターゲットにしています。上皮の軽度の損傷は、再灌流後の時間を解決することができるので、専門の病理学的指標は、上皮反発の違いを見つけることが必要になることがあります。対照的に、過度の損傷は、虚血性傷害の100分から見た死亡率、および回復時間を増大させる、復元がもはや不可能である上皮の完全denudementもたらし得ます。そこで、ここでは私たちのフィールド全体でこの技術の標準化を促進するために死亡することなく、再現性の傷害をもたらすマウスにおける腸IRの詳細な手順を説明します。腸IR傷害のこのモデルは、損傷および再生の細胞および分子メカニズムを研究するために利用することができます。
Protocol
動物研究は、健康ガイドラインの国立研究所に従って行われ、動物実験によって承認されたとトルドー研究所の委員会を使用しています。 8-12週齢のC57BL / 6マウスを研究に使用しました。 外科1.準備準備と手術器具を滅菌します。 ノーズコーン、および加熱パッドでイソフルランベースの麻酔システムを準備します。加熱されたパッドが（<39ºC）を過熱?…
Representative Results
我々は、マウスにおける回腸の再現性のIR誘導性の傷害を得るために、IR手術の実験プロトコルを最適化しました。代表的な結果は、このセクションで実証されています。 図1は、回腸の虚血を誘導するために、微小血管クリップ位置の例を示しています。黒の矢印は、上腸間膜動脈の一次枝を閉塞メインクリ…
Discussion
腸IR傷害のマウスモデルの開発は非常に組織損傷のメカニズムの理解を改善し、組織損傷7,9,11,34を最小限にするために潜在的な治療戦略の開発を支援しています。このプロトコルの重要なステップは、微小血管クリップの適切な位置決め、IR傷害の虚血と適切な組織学的評価の正しいタイミングです。
虚血の持続時間は、その後の上皮傷害のために重要です。実?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ロシア科学財団によってサポートされていたこの作品は、無許可します。 14-50-00060およびLLC RUSCHEMBIO。この作品は、また、（CJ）は294083（AVTへ）、およびNIH助成金RO1 DK47700によって付与アメリカのCrohn`sと大腸炎財団によってサポートされていました。
Materials
| Heated Pad | Sunbeam | E12107-819 | Alternative: Braintree Scientific heated pad |
| Table top research anesthesia Machine | Vasco | UCAP 0001-0000171 | Alternative: Parkland Scientific, V3000PS |
| Nose Cone | Parkland Scientific | ARES500 | |
| Scavenger canister and replacement cartridge | Parkland Scientific | 80000, 80120 | |
| Induction Chamber | Surgivet | V711802 | |
| Isoflurane | Piramal Healthcare | NDC 66794-013-10 | Controlled substance, contact IACUC |
| Animal clipper | Oster | Oster Golden A5 078005-050-003 | |
| Ophthalmic ointment | Webster | 8804604 | |
| Buprenorphine | McKesson | 562766 | Controlled substance,contact IACUC |
| Ketaset (Ketamine HCl) | Pfizer | NADA 45-290 | Controlled substance, contact IACUC |
| Cotton tips | Puritan medical products | 806-WC | Autoclave before use |
| Betadine | Purdue Products | 67618-150-17 | 10% Povidone-Iodine |
| Sterile saline solution | Aspen | 46066-807-60 | Adjust to room temperature before use |
| Sterile cotton gauze pad | Fisher Healthcare | 22-415-468 | |
| Non-adherent pad prepack | Telfa | 1238 | |
| IR rodent thermometer | BIOSEB | BIO-IRB153 | |
| Micro vascular clips, 70g | Roboz Surgical | RS5424, RS5435 | Alternative: WPI 14121, for SMA occlusion |
| Micro vascular clips, 40g | Roboz Surgical | RS6472 | Alternative:WPI 14120, for collateral vessels occlusion |
| Clip applying forceps | World Precision Instruments | 14189 | Alternative: Roboz #RS-5410 or #RS-5440 |
| Gill's 3 hematoxylin | Thermo Scientific | 14-390-17 | |
| Surgical staples, Reflex 9 mm | Cell Point Scientific | 201-1000 | |
| Autoclip applier | Beckton Dickinson | 427630 | |
| Byopsy foam pad | Simport | M476-1 | |
| Tissue cassette | Fisher Healthcare | 15182701A | Histosette II combination lid and base |
| 10% buffered formalin | Fisher Scientific | 245-684 | |
| Surgical iris scissors | World Precision Instruments | 501263-G SC | Alternative: Roboz RS6816 |
| Operating scissors | World Precision Instruments | 501219-G | Alternative: Roboz RS6814 |
| Dressing forceps | Roboz Surgical | RS-5228, RS-8122 | Alternative: World Precision Instruments 1519-G |
| Heparin, endotoxin free, 300 USP units/vial, 50mg | Sigma | 2106 | |
| Reflex wound clip removing forceps | Roboz Surgical | RS-9263 | Alternative: World Precision Instruments: 500347 |
| Mice C57BL/6J mice | Jackson Laboratory | Stock No 0664 | |
| Telfa non-adherent dressings, 3×4, sterile | Coviden | 1050 |
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Cite This Article
Gubernatorova, E. O., Perez-Chanona, E., Koroleva, E. P., Jobin, C., Tumanov, A. V. Murine Model of Intestinal Ischemia-reperfusion Injury. J. Vis. Exp. (111), e53881, doi:10.3791/53881 (2016).