Nerve-sparing Midt-urethral obstruksjon (Nemo) i Female smågnagere
Summary
Tradisjonelle modellering av delvis blæreutløpsobstruksjon hos gnagere er fylt med dyr dødelighet. En denervering skade fra disseksjon rundt den proksimale uretra og blærehalsen er også av stor bekymring. Vi utviklet og evaluert en trygg og pålitelig mid-urethral obstruksjon modell, unngå svakhetene i den tradisjonelle modellen.
Abstract
Delvis blæreutløpsobstruksjon (pBOO) har en høy forekomst, forårsaker betydelig pasient byrde, og enorme helsekostnader. Den mest vanlige dyremodell for å undersøke blære ombygging i pBOO er hunn gnagere som gjennomgår delvis obstruksjon i den proksimale uretra. Variabiliteten i den grad av hindring og dyr dødelighet er store bekymringer med proksimale obstruksjon. Videre dissekere rundt den proksimale uretra og blærehalsen jeopardizes blære innervasjon.
Vi utviklet en nervebevarende mid-urethral obstruksjon (Nemo) modell for pBOO unngå ulempene ved den tradisjonelle modellen. Vi nærmet urinrør bare dårligere til symfyseprovokasjonstester, som unngås behovet for laparotomi samt for disseksjon i dette området; også forble tverrstripet urethral sphincter urørt. Vi utførte Nemo i Sprague-Dawley hunnrotter (12 hindringer, 6 sham dyr), så vel som i C57 / BL6 mus (20 obstruksjons, 18 sham dyr). Etter to uker evalueres vi blærefunksjon, blære masse, og kroppsmasse.
Vi hadde ingen dødelighet blant obstructed- eller humbug-opererte hunnrotter; som beskrevet for den tradisjonelle proksimale pBOO-metode, bundet vi suturen rundt den proksimale uretra og en midlertidig plassert 0,9 mm metallstang. Nemo induserte en 85% økning i urinblæren masse etter to uker, gjennomsnittlig resturin volum var 0,4 ml i delvis hindret rotter, mens bare 0,03 ml i narre dyr. I mus, testet vi 3 størrelser av kanyler som vi plassert langs urinrøret ved å knytte sutur. Vi har funnet at bruk av en 27-gauge kanyle resulterte i over 50% animalsk dødelighet; plassere 25 gauge kanyle ikke ga den ønskede responsen i økende blære masse; anvendelse av en 26 gauge kanyle ga gode resultater med minimale dyr dødelighet (1/8), og samtidig en betydelig to-gangers økning i blære masse.
Introduction
Delvis blæreutløpsobstruksjon (pBOO) har en høy forekomst og kan føre til alvorlig blæredysfunksjon 1; spekteret strekker seg fra medfødte misdannelser som bakre urethral ventiler eller hypospadias, over ervervet urethral strikturer til benign prostatahyperplasi. Sistnevnte berører mer enn 30% av menn seksti år og eldre 2. Stor pasient byrde og enorme helsekostnader forbundet med pBOO garanterer betydelig forskning innsatsen i å studere blæren ombygging som svar på økt utstrømming motstand tre. Fra 2006 til 2015, over 220 PubMed indeksert artiklene ble publisert om effekten av pBOO på urinblæren.
Selv om dyremodeller for pBOO er blitt foreslått i flere arter 4, slik som rotte 5, kanin 6, gris 7, og flyttbare innretningere 8, 9, uten tvil den mest brukte dyremodell er imidlertid hunnrotter som undergår partiell obstruksjon av den proksimale urinrøret; adgang til dyrenes buk, eksteriorisere av blæren, og disseksjon rundt blærehalsen er uunngåelig med denne tradisjonelle nærliggende urinobstruksjon teknikk. Variabiliteten i den grad av hindring og dyr dødelighet er bare noen av de problemer som er forbundet med denne fremgangsmåten 10, 11; vi viste at i fingert opererte dyr, disseksjon rundt det proksimale uretra fører til fysiologiske endringer som korrelerer med tap av nervefibre ved blærehalsen 12. Dette funnet indikerer at den mest vanlig brukte pBOO dyremodell, som involverer å få tilgang til den proksimale uretra i hunn gnagere, fører til en denervering skade med tilhørende strukturelle og funksjonelle forandringer i blæren, påvirkerhumbug og hindret dyr. Derfor er en alternativ metode unngår denervering skade var nødvendig. Våre laboratorie utviklet og evaluert et nervespar Mid-urethral Hindringer (Nemo) tilnærming, effektiv ved indusering av forventede obstruksjon-assosierte forandringer i blæren, slik som økning i organ masse og resturin, mens skinn-opererte dyr kunne ikke skilles fra ikke-operert kontrolldyrene . Også forble tverrstripet uretral sphincter urørt som det vil ligge nær til nivået av disseksjon. Videre variasjon i obstruksjon-indusert økning i blære massen var betydelig lavere enn i tradisjonelle nærliggende urinobstruksjon og dyr dødelighet var null.
Vi har også med hell anvendes Nemo i hunnmus med en mindre enn 10% dødelighet i sperret dyr, mens alle pBOO modeller for mus som er beskrevet hittil var forbundet med en dødelighet rundt 50%. Studerer blære ombygging i sammenheng med pBOO i mus vil dra nytte av applicabilligheten av hele spekteret av transgene modifikasjoner.
Dissecting om midt urinrør hos kvinner gnagere induserer ikke de uønskede og forvekslings strukturelle eller funksjonelle endringer i urinblæren ble observert i den tradisjonelle proksimale hindring modell. Ikke desto mindre, indusere en delvis hindring ved midt urethral nivå frembringer fremdeles blære hypertrofi og øket resturin, som forventet fra en dyremodell for pBOO. Viktigere, utføre Nemo i mus åpner undersøkelse av blæren ombygging i pBOO for å transgene metoder, som er praktisk talt utilgjengelige i større gnagere.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dyr dødelighet er en av de store bekymringer for den tradisjonelle modellen av pBOO ved den proksimale uretra, på 15% eller mer i mange rapporter 10, 11, 13. Nemo ser ut til å ha minimal dødelighet når de anvendes i hunnrotter. Nærliggende urinveisobstruksjon hos mus er teknisk mer utfordrende enn i rotter og dermed enda mer utsatt for komplikasjoner. Ved hjelp av en 26-gauge kanyle som plassholder for v?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The work was funded by a CHIR operating grant (DJB).
Materials
| Female rat | Charles-River Canada | Sprague Dawley Rat (Crl:SD); Strain Code: 400 | about 200g |
| Isoflorane vaporizer | Benson medical industries inc. | TEC III Isoflurane; product code: 53-T3ISO | |
| Isoflorane | Fresenius Kabi Animal Health | Isoflorane; product code CP0406V2 | 250ml bottle |
| Disposable scalpell | Ted Pella, Inc. | #15 Sterile, Stainless Steel Scalpels; catalogue number 549-9-15S | |
| Microscopy forceps | Ted Pella, Inc. | Aesculap Microscopy Forceps, Finepoint, 115mm; product number 5443 | |
| Adson forceps | Ted Pella, Inc. | Aesculap Adson Dissection Forceps, Curved, 120mm; product number 5002-9 | |
| Curved surgical scissors | Ted Pella, Inc. | Surgical Scissors, Curved, S/S, 105mm; catalogue number 1376 | |
| 0.9mm inox metal rod | goodfellow.com | Stainless Steel – AISI 316L Wire Diameter:0.9mm; order code 911-684-65 | |
| Skin hooks – self made from inox steel | goodfellow.com | Stainless Steel – AISI 316L Wire Diameter:0.9mm; order code 911-684-65 | |
| 4-0 Silk suture | esutures.com | 4-0 Sofsilk black 98" strand; product number LS640 | |
| 5-0 Vicry suture | esutures.com | 5-0 Vicryl undyed 27" RB-1 taper; product number J213H | |
| Needle holder | Medsupplier.com | Integra Miltex Carb-N-Sert Baumgartner Needle Holder – 5 1/2"; product code SKU NEE4484-8-40TC SKU NEE4484-8-40TC SKU NEE4484-8-40TC |
|
| Temgesic (Buprenorphine) | first veterinary supply | Buprenex 0.3MG/ml inj amps; item #075701 | |
| 1ml syringe with 27G needle | Fisher Scientific | BD Tuberculin Syringe, BD 309623 | |
| 20G Angiocath | Fisher Scientific | Andwin Scientific ANGIOCATH 20 GA; Catalog No. NC9561906 | |
| Recovery diet | clearh2o | DietGel 31M; 72-08-5022 | |
| C57Bl/6 female mice | Charles-River Canada | C57BL/6 Mouse (C57BL/6NCrI); Strain Code: 027 | about 18g |
| 24G angiocath | Fisher Scientific | Hanna Pharmaceutical Supply Co., Inc. IV CATH ANGIOCATH 24GX3/4IN; Catalog No. NC9814340 | |
| 5-0 Ethibond | esutures.com | 5-0 Ethibond green 30" RB-1 taper; product number X550H | |
| 26G syringe needle | Sigma-Aldrich | BD Precisionglide syringe needle, Gauge 26; z192392 | |
| Normal Saline | Baxter | 0.9% Sodium Chloride Injection, USP, 100 mL MINI-BAG; product code 2B0043 |
References
- Andersson, K. E. Storage and voiding symptoms: pathophysiologic aspects. Urology. 62 (5), 3-10 (2003).
- Boyle, P., et al. The prevalence of lower urinary tract symptoms in men and women in four centres. The UrEpik study. BJU Int. 92 (4), 409-414 (2003).
- Coyne, K. S., Wein, A., Nicholson, S., Kvasz, M., Chen, C. I., Milsom, I. Economic burden of urgency urinary incontinence in the United States: a systematic review. J Manag Care Pharm. 20 (2), 130-140 (2014).
- Buttyan, R., Chen, M. W., Levin, R. M. Animal models of bladder outlet obstruction and molecular insights into the basis for the development of bladder dysfunction. Eur. Urol. 32 (Suppl 1), 32-39 (1997).
- Mattiasson, A., Uvelius, B. Changes in contractile properties in hypertrophic rat urinary bladder. J Urol. 128 (6), 1340-1342 (1982).
- Chang, S., et al. Alteration of the PKC-mediated signaling pathway for smooth muscle contraction in obstruction-induced hypertrophy of the urinary bladder. Lab Invest. 89 (7), 823-832 (2009).
- Moore, J. A., Brading, A. F. A porcine model of bladder outlet obstruction incorporating radio-telemetered cystometry. BJU Int. 100 (5), 1192-1193 (2007).
- Beamon, C. R., Mazar, C., Salkini, M. W., Phull, H. S., Comiter, C. V. The effect of sildenafil citrate on bladder outlet obstruction: a mouse model. BJU Inte. 104 (2), 252-256 (2009).
- Pandita, R. K., Fujiwara, M., Alm, P., Andersson, K. E. Cystometric evaluation of bladder function in non-anesthetized mice with and without bladder outlet obstruction. J Urol. 164 (4), 1385-1389 (2000).
- Kang, Y. J., et al. Early Sequential Changes in Bladder Function after Partial Bladder Outlet Obstruction in Awake Sprague-Dawley Rats: Focus on the Decompensated Bladder. Korean J Urol. 52 (12), 835-837 (2011).
- Schroeder, A., et al. Protective effect of an oral endothelin converting enzyme inhibitor on rat detrusor function after outlet obstruction. J Urol. 172 (3), 1171-1174 (2004).
- Sidler, M., Aitken, K., Jiang, J., Bijos, D., Bägli, D. “sometimes a sham is just a sham” – why the rodent model of partial bladder outlet obstruction needs adjustment. J Urol. 195 (4), e379 (2016).
- Jin, L. H., et al. Persistent detrusor overactivity in rats after relief of partial urethral obstruction. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 301 (4), R896-R904 (2011).
