Lymfkliertest distale colostoma, een nieuw Model van afleiding Colitis in C57BL/6 muizen
Summary
Lymfkliertest distale colostomie biedt een lymfkliertest model voor menselijke afleiding colitis, een overwegend lymfatische colitis in dikke darm segment van de fecale stream uitgesloten.
Abstract
Afleiding colitis (DC) is een frequente klinische toestand optreedt bij patiënten met segmenten van de darm van de fecale stream als gevolg van een onderhoudend enterostomy uitgesloten. De etiologie van deze ziekte blijft vaag, maar lijkt te verschillen van die van de klassieke inflammatoire darmziekten zoals de ziekte van Crohn en colitis ulcerosa. Onderzoek dat gericht is aan het ontcijferen van de pathofysiologische mechanismen die leiden tot de ontwikkeling van deze ziekte ernstig belemmerd door het ontbreken van een passende lymfkliertest model. Dit protocol genereert een lymfkliertest model van DC, dat de studie van de rol van het immuunsysteem en zijn interactie met de microbiome in de ontwikkeling van DC vergemakkelijkt. In dit model worden weergegeven met C57BL/6 dieren, zijn distale delen van de dikke darm uitgesloten van de fecale stroom door het creëren van een distale colostoma, triggering de ontwikkeling van milde tot matige ontsteking in de darm uitgesloten segmenten en reproduceren van de hallmark laesies van de mens DC met een matige systemische inflammatoire respons. In tegenstelling tot het model van de rat zijn een groot aantal genetisch gemodificeerde lymfkliertest modellen op de achtergrond C57BL/6 beschikbaar. De combinatie van deze dieren met ons model zorgt ervoor dat de potentiële rol van individuele cytokines, chemokines of receptoren van biologische actieve moleculen (bijvoorbeeldInterleukine (IL)-17; Il-10, chemokine CXCL13, chemokine receptoren CXCR5 en CCR7 en de sphingosine-1-fosfaat receptor 4) te worden beoordeeld in de pathogenese van DC. De beschikbaarheid van congenisch stammen van de muis op de achtergrond C57BL/6 vergemakkelijkt grotendeels overdracht experimenten om de rol van verschillende celtypes betrokken in de etiologie van DC. Ten slotte het model biedt de mogelijkheid om de invloeden van lokale interventies (b.v., wijziging van de lokale microbiome of lokale anti-inflammatoire therapie) beoordelen op mucosale immuniteit in segmenten van de darm waarin dit probleem optreedt en niet-getroffen en de op systemische immuun homeostase.
Introduction
In de afgelopen jaren een groot aantal niet-infectieuze colitis entiteiten anders dan klassieke inflammatoire darmziekten (IBDs; dwz., ziekte van Crohn ziekte of colitis ulcerosa) klinisch en histopathologically bij de mens hebben is gekenmerkt. De pathofysiologische mechanismen die leiden tot de ontwikkeling van deze colitis vormen worden niet volledig begrepen gedeeltelijk omdat passende dierlijke modellen schaars zijn. Afleiding colitis is één van deze recent beschreven entiteiten. Hoewel de term werd bedacht in 1980 door Glotzer1, werd de eerste beschrijving van een soortgelijke fenotype gegeven in 1972 door Morson2. De ziekte ontwikkelt in 50% tot 91% van patiënten met het verleggen van de enterostomy en de klinische intensiteit varieert3,4. Gezien de jaarlijkse incidentie van ongeveer 120.000 colostomie patiënten in de Verenigde Staten van Amerika, vormt deze ziekte-entiteit een belangrijk gezondheidsprobleem.
Het algemene doel van de ontwikkeling van dit protocol was om een lymfkliertest DC model dat berust op een colitis trigger gelijkend op dat gezien in menselijke DC en dat reproduceert de primaire histopathologische kenmerken van de ziekte bij de mens. In tegenstelling tot andere modellen lymfkliertest colitis ulcerosa inductie in ons model vereist geen genetisch gemodificeerde dieren (bijvoorbeeld, IL-7 transgene muizen, N-cadherine dominante negatieve muizen of TGFβ– / – muizen), de toepassing van chemisch irriterende stoffen (b.v., dextran sulfaat natrium (DSS) – geïnduceerde colitis, of trinitrobenzeen sulfonzuur (TNBS) – geïnduceerde colitis), of de overdracht van bepaalde cel populaties in immuun deficiënte muizen (zoals in dehoge overdracht van CD45RB model van colitis) (voor een overzicht, Zie5). In tegenstelling tot andere modellen kunt het intact immuunsysteem van ons model DC beoordeling van het immunologische mechanisme die betrokken zijn bij de ontwikkeling van de DC. De beperking van de mucosal ontsteking aan het segment uitgesloten darm kunt beoordeling van de weerslag op de mucosale immuniteit in andere delen van het maag-darmkanaal, op de immuun homeostase in andere immuun compartimenten van het darmkanaal (bv , Peyer van patches en mesenteriale lymfklieren), en op de immuun homeostase van het hele organisme. Ten slotte, ons model vormt een passend instrument voor het onderzoeken van de mechanismen waarmee lokale inflammatoire stimuli die afkomstig zijn van wijzigingen in de normale omgeving voor zowel de lokale microbiome, evenals voedselbehoefte antigenen worden bestuurd.
Protocol
Representative Results
Discussion
Het lymfkliertest model van DC gepresenteerd in dit protocol betrouwbaar reproduceert de histopathologische kenmerken van menselijke DC (b.v., DOVO ontwikkeling van lymfoïde follikels in de submucosa van ontstoken darm segmenten, crypt verkorten en vermindering van de Goblet cel nummers). Afgezien van dit voordeel, dit model wordt veroorzaakt door een zeer vergelijkbaar activerende factor en presenteert met een klinische cursus van matige tot milde Ernst, zoals het geval is in de meest getroffen mensen…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Geen
Materials
| Operation material | |||
| heat underlay, 6 watt | ThermoLux, Witte + Sutor GmbH | 461265 | |
| Ethanol 70% (with methylethylketon) | Pharmacie of the University Hospital Greifswald | ||
| Wooden applicators, small cotton head onesided, wooden stick, 150 mm length | Centramed GmbH, Germany | 8308370 | for disinfection of operation field |
| Scissor | Aesculap (BRAUN) | BC064R | |
| Atraumatic DeBakey forceps | Aesculap (BRAUN) | OC021R | |
| Needle holder | Aesculap (BRAUN) | BM012R | |
| Vasofix Safety i.v. cannula 22G | Braun Melsungen AG, Germany | 4268091S-01 | |
| VICRYL Plus 4-0 violet braided; V-5 17 m 1/2c; 70 cm | ETHICON, Inc. | VCP994H | |
| PDS II 6-0 monofil; V-18 13 mm 3/8c; 70 cm | ETHICON, Inc. | Z991H | |
| BD Plastipak 1 mL (Syringes with needle with sterile interior) | BD Medical | 305501 | |
| Triacid-N (N-Dodecylpropan-1,3-diamin) | ANTISEPTICA, Germany | 18824-01 | disinfection of surgical instruments in ultrasonic bath |
| Medications | |||
| ketamine 10%, 100 mg/mL (ketamine hydrochloride) | selectavet, Dr. Otto Fischer GmbH | 9089.01.00 | 87 mg/kg i.p. |
| Xylasel, 20 mg/mL (xylazine hydrochloride) | selectavet, Dr. Otto Fischer GmbH | 400300.00.00 | 13 mg/kg i.p. |
| NaCl 0.9% | Braun Melsungen AG, Germany | 6697366.00.00 | |
| Buprenovet 0.3 mg/mL (buprenorphine) | Bayer, Germany | PZN: 01498870 | 0.1 mg/kg s.c. |
| Tramal Drops, 100 mg/mL (tramadol hydrochloride) | Grünenthal GmbH, Germany | 10116838 | 1 mg/mL drinking water |
| Ceftriaxon-saar 2 g (ceftriaxone) | Cephasaar GmbH, Germany | PZN: 08844252 | 25 mg/kg body weight i.p. |
| metronidazole 5 mg/mL | Braun Melsungen AG, Germany | PZN: 05543515 | 12.5 mg/kg body weight i.p. |
| Food | |||
| ssniff M-Z Ereich | ssniff, Germany | V1184-3 | |
| Solid Drink Dehyprev Vit BIO, pouches | TripleATrading, the Netherlands | SDSHPV-75 | |
| Equipment | |||
| Nikon Eclipse Ci-L | Nikon Instruments Europe BV, Germany | light microscopy | |
| VetScan HM 5 | Abaxis, USA | 770-9000 | Veterinary hematology analyzer of 50 µl venous EDTA-blood |
| Bandelin SONOREX (Ultrasonic bath) | Bandelin electronics, Germany | RK 100 H | disinfection of surgical instruments |
| Software | |||
| NIS-Element BR4 software | Nikon Instruments Europe BV, Germany | ||
| GraphPad Prism Version 6 | GraphPad Software, Inc. |
References
- Glotzer, D. J., Glick, M. E., Goldman, H. Proctitis and colitis following diversion of the fecal stream. Gastroenterology. 80, 438-441 (1981).
- Morson, B., Dawson, I. . Gastrointestinal Pathology. , (1972).
- Whelan, R. L., Abramson, D., Kim, D. S., Hashmi, H. F. Diversion colitis. A prospective study. Surg Endosc. 8, 19-24 (1994).
- Haas, P. A., Fox, T. A., Szilagy, E. J. Endoscopic examination of the colon and rectum distal to a colostomy. Am J Gastroenterol. 85, 850-854 (1990).
- Valatas, V., Bamias, G., Kolios, G. Experimental colitis models: Insights into the pathogenesis of inflammatory bowel disease and translational issues. Eur J Pharmacol. 759, 253-264 (2015).
- Kleinwort, A., Döring, P., Hackbarth, C., Heidecke, C. D., Schulze, T. Deviation of the Fecal Stream in Colonic Bowel Segments Results in Increased Numbers of Isolated Lymphoid Follicles in the Submucosal Compartment in a Novel Murine Model of Diversion Colitis. Biomed Res Int. 2017, 13 (2017).
- Tangjarukij, C., Navasumrit, P., Zelikoff, J. T., Ruchirawat, M. The effects of pyridoxine deficiency and supplementation on hematological profiles, lymphocyte function, and hepatic cytochrome P450 in B6C3F1 mice. J Immunotoxicol. 6, 147-160 (2009).
- Soave, O., Brand, C. D. Coprophagy in animals: a review. Cornell Vet. 81, 357-364 (1991).
- Ebino, K. Y., Yoshinaga, K., Suwa, T., Kuwabara, Y., Takahashi, K. W. Effects of prevention of coprophagy on pregnant mice–is coprophagy beneficial on a balanced diet. Jikken Dobutsu. 38, 245-252 (1989).
- Babickova, J., Tothova, L., Lengyelova, E., Bartonova, A., Hodosy, J., Gardlik, R., Celec, P. Sex Differences in Experimentally Induced Colitis in Mice: a Role for Estrogens. Inflammation. 38, 1996-2006 (2015).
- Lee, S. M., Kim, N., Son, H. J., Park, J. H., Nam, R. H., Ham, M. H., Choi, D., Sohn, S. H., Shin, E., Hwang, Y. J., et al. The Effect of Sex on the Azoxymethane/Dextran Sulfate Sodium-treated Mice Model of Colon Cancer. J Cancer Prev. 21, 271-278 (2016).
- Angele, M. K., Pratschke, S., Hubbard, W. J., Chaudry, I. H. Gender differences in sepsis: cardiovascular and immunological aspects. Virulence. 5, 12-19 (2013).
- Brown, R. Z. Social Behaviour, reproduction, and population changes in the house mouse (Mus musculus L). Eccological Monographs. 23, 788-795 (1953).
- Poole, T. B., Morgan, H. D. R. Differences in aggressive behaviour betweeen male mice (Mus musculus L.) in colonies of different sizes. Animal Behaviour. 21, 788-795 (1973).
- Pasquarelli, N., Voehringer, P., Henke, J., Ferger, B. Effect of a change in housing conditions on body weight, behavior and brain neurotransmitters in male C57BL/6J mice. Behav Brain Res. 333, 35-42 (2017).
- Langgartner, D., Foertsch, S., Fuchsl, A. M., Reber, S. O. Light and water are not simple conditions: fine tuning of animal housing in male C57BL/6 mice. Stress. 20, 10-18 (2017).
- Nicholson, A., Malcolm, R. D., Russ, P. L., Cough, K., Touma, C., Palme, R., Wiles, M. V. The response of C57BL/6J and BALB/cJ mice to increased housing density. J Am Assoc Lab Anim Sci. 48, 740-753 (2009).
- Buchler, G., Wos-Oxley, M. L., Smoczek, A., Zschemisch, N. H., Neumann, D., Pieper, D. H., Hedrich, H. J., Bleich, A. Strain-specific colitis susceptibility in IL10-deficient mice depends on complex gut microbiota-host interactions. Inflamm Bowel Dis. 18, 943-954 (2012).
- Nakanishi, M., Tazawa, H., Tsuchiya, N., Sugimura, T., Tanaka, T., Nakagama, H. Mouse strain differences in inflammatory responses of colonic mucosa induced by dextran sulfate sodium cause differential susceptibility to PhIP-induced large bowel carcinogenesis. Cancer Sci. 98, 1157-1163 (2007).
- Mahler, M., Bristol, I. J., Leiter, E. H., Workman, A. E., Birkenmeier, E. H., Elson, C. O., Sundberg, J. P. Differential susceptibility of inbred mouse strains to dextran sulfate sodium-induced colitis. Am J Physiol. 274, 544-551 (1998).
- Mekada, K., Abe, K., Murakami, A., Nakamura, S., Nakata, H., Moriwaki, K., Obata, Y., Yoshiki, A. Genetic differences among C57BL/6 substrains. Exp Anim. 58, 141-149 (2009).
- Sellers, R. S., Clifford, C. B., Treuting, P. M., Brayton, C. Immunological variation between inbred laboratory mouse strains: points to consider in phenotyping genetically immunomodified mice. Vet Pathol. 49, 32-43 (2012).
- Mills, C. D., Kincaid, K., Alt, J. M., Heilman, M. J., Hill, A. M. M-1/M-2 macrophages and the Th1/Th2 paradigm. J Immunol. 164, 6166-6173 (2000).
