מאתר למעי הגס הדיסטלי, מודל הרומן של הסחה קוליטיס בעכברים C57BL/6
Summary
מאתר למעי הגס דיסטלי מספק מודל מאתר הסחה האנושי קוליטיס, קוליטיס בעיקר לימפוציטית קטע המעי הגס נכללו הנחל צואה.
Abstract
הסחה קוליטיס (DC) הוא מצב קליני תכופים המתרחשים אצל חולים עם קטעי המעי נכללו הנחל צואה כתוצאה enterostomy להסיט. האטיולוגיה של המחלה נשאר מעורפל אבל נראה שונים של מחלות מעי דלקתיות קלאסית כמו קוליטיס ומחלת קרוהן. במחקרי לפענח את המנגנונים הקשורים pathophysiological המובילים להתפתחות של מחלה זו יש כבר את מימושן היעדרה של מודל מאתר המתאים. פרוטוקול זה יוצר מודל מאתר של DC המקל על הלימוד התפקיד של מערכת החיסון ביחסיו עם microbiome בפיתוח של DC. במודל זה באמצעות בעלי חיים C57BL/6, דיסטלי חלקי המעי הגס אינם נכללים הנחל צואה על-ידי יצירת למעי הגס הדיסטלי, מפעילה את התפתחות קל עד בינוני דלקת מקטעי מעי שלא נכללו מתרבה נגעים סימן ההיכר של האדם DC עם תגובה דלקתית מערכתית מתונה. בניגוד לדגם עכברוש, מספר רב של מודלים מאתר מהונדס גנטית על רקע C57BL/6 הינם זמינים. השילוב של בעלי חיים אלה עם המודל שלנו מאפשר את התפקידים פוטנציאלי של ציטוקינים בודדים, נוגדנים או קולטנים של מולקולות ביו (למשל, אינטרלויקין (IL)-17; IL-10, כימוקין CXCL13, כימוקין רצפטורים CXCR5, CCR7 ו sphingosine-1-פוספט הקולטן 4) לפנות לבדיקה בפתוגנזה של DC. הזמינות של זנים העכבר congenic על רקע C57BL/6 במידה רבה מקלה על העברת הניסויים להקים את התפקידים של סוגי תאים נפרדים מעורב האטיולוגיה של DC. בסופו של דבר, המודל מציע את ההזדמנות כדי להעריך את ההשפעות של התערבויות מקומיים (למשל, שינוי של microbiome המקומי או טיפול אנטי דלקתי מקומי) על חסינות הרירית בקטעים המעי הנגוע, שאינן מושפעות ו- הומאוסטזיס המערכת החיסונית מערכתית.
Introduction
בשנים האחרונות, מספר ניכר של קוליטיס שאינן זיהומיות ישויות שונות ממחלות מעי דלקתיות קלאסית (IBDs; כלומר-, או קוליטיס ulcerosa קרוהן) יש כבר קליניות, histopathologically מאופיין אצל בני אדם. המנגנונים הקשורים pathophysiological המובילים להתפתחות של צורות אלה קוליטיס אינם לגמרי מובנים חלקית כי המתאים מודלים בעלי חיים נדירים. קוליטיס הסחה הוא אחד הישויות הללו תיאר לאחרונה. למרות שהמונח הוטבע בשנת 1980 על ידי Glotzer1, התיאור הראשוני של הפנוטיפ דומה ניתנה בשנת 1972 על-ידי Morson2. המחלה מתפתחת ב 50 91% מהחולים עם הטיית enterostomy, בעוצמתה קליני משתנה3,4. לאור השכיחות שנתי של 120,000 חולי למעי הגס ב ארצות הברית של אמריקה, ישות מחלה זו מהווה בעיה בריאות חשובה.
המטרה הכוללת של פיתוח פרוטוקול זה היה לספק מודל DC מאתר זה מסתמכת על גורם קוליטיס דומה כי ראיתי בוושינגטון האנושית ואת זה מתרבה התכונות histopathological של המחלה האנושית. לעומת דגמים אחרים מאתר קוליטיס, קוליטיס אינדוקציה במודל שלנו אינה דורשת מהונדסים בעלי חיים (למשל, העכברים הטרנסגניים IL-7, N-קדהרין עכברים שלילי דומיננטי או עכברים TGFβ– / – ), היישום של כימית מעצבן חומרים (למשל, לתוספי סולפט נתרן (DSS) – קוליטיס המושרה, או חומצה sulfonic trinitrobenzene (TNBS) – induced קוליטיס) או ההעברה של אוכלוסיות תאים מסוים בעכברים לקוי מערכת החיסון (כמו העברתגבוהה CD45RB מודל של קוליטיס) (לסקירה, ראה5). לעומת דגמים אחרים, המערכת החיסונית שלם של מודל DC שלנו מאפשרת הערכה של מנגנון אימונולוגי מעורב בפיתוח DC. המגבלה של דלקת הרירית את פלח המעי נשלל מאפשר הערכה של השלכה שלה על חסינות הרירית בחלקים אחרים מערכת העיכול, על הומאוסטזיס החיסון בתאים חיסוניים אחרים של מערכת העיכול (למשל , Mesenteriale הלימפה ותיקונים של פייה), וביום של הומאוסטזיס המערכת החיסונית של האורגניזם כולו. בסופו של דבר, המודל שלנו מהווה כלי המתאים עבור חוקרים את מנגנוני שליטה גירויים דלקתיות מקומיים שמקורם שינויים בסביבת המקומי הרגיל הן microbiome המקומי כמו גם אנטיגנים מסולקים.
Protocol
Representative Results
Discussion
המודל מאתר של DC הוצג פרוטוקול זה אמין מתרבה התכונות histopathological של האדם DC (למשל, פיתוח דה נובו של זקיקי הלימפה submucosa של מקטעי מעי מודלק, קריפטה קיצור הפחתות מספרי הטלפון הנייד גביע). מלבד יתרון זה, מודל זה הנגרמת על ידי גורם מפעילה דומה מאוד, מציג עם קורס קליני של בינוני עד סיכון מתון כ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אף אחד
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).
