Nekrotizan Enterokolit'in Yenidoğan BALB/c Fare Modeli
Summary
Nekrotizan enterokolit (NEC), prematüre bebeklerde, özellikle çok düşük doğum ağırlıklı bebeklerde, yüksek mortalite ve belirsiz patogenez ile sıklıkla ortaya çıkan en şiddetli gastrointestinal (GI) hastalıktır. NEC’in nedeni inflamatuar immün düzenleyici sistem anormallikleri ile ilgili olabilir. Bir NEC hayvan modeli, NEC hastalığı bağışıklık araştırmaları için vazgeçilmez bir araçtır. NEC hayvan modelleri genellikle C57BL /6J yenidoğan fareleri kullanır; BALB/c yenidoğan fareleri nadiren kullanılır. İlgili çalışmalar, fareler enfekte olduğunda, BALB / c farelerinde C57BL / 6J farelere kıyasla Th2 hücre farklılaşmasının baskın olduğunu göstermiştir. Çalışmalar, NEC’in oluşumu ve gelişiminin T yardımcı tip 2 (Th2) hücrelerindeki artışla ilişkili olduğunu ve genellikle enfeksiyon eşlik ettiğini ileri sürmektedir. Bu nedenle, bu çalışmada neonatal BALB/c fareleri, NEC’li çocuklarda gözlemlenenlerle benzer klinik özelliklere ve bağırsak patolojik değişikliklere sahip bir NEC modeline neden olmak için kullanılmıştır. Bu hayvan modelinin NEC’deki Th2 hücre yanıtlarını incelemek için kullanılıp kullanılamayacağını belirlemek için daha fazla çalışma yapılması garanti edilir.
Abstract
Nekrotizan enterokolit (NEC), prematüre bebeklerde, özellikle çok düşük doğum ağırlıklı bebeklerde, yüksek mortalite ve belirsiz patogenez ile sıklıkla ortaya çıkan en şiddetli gastrointestinal (GI) hastalıktır. NEC’in nedeni inflamatuar immün düzenleyici sistem anormallikleri ile ilgili olabilir. Bir NEC hayvan modeli, NEC hastalığı bağışıklık araştırmaları için vazgeçilmez bir araçtır. NEC hayvan modelleri genellikle C57BL /6J yenidoğan fareleri kullanır; BALB/c yenidoğan fareleri nadiren kullanılır. İlgili çalışmalar, fareler enfekte olduğunda, BALB / c farelerinde C57BL / 6J farelere kıyasla Th2 hücre farklılaşmasının baskın olduğunu göstermiştir. Çalışmalar, NEC’in oluşumu ve gelişiminin T yardımcı tip 2 (Th2) hücrelerindeki artışla ilişkili olduğunu ve genellikle enfeksiyon eşlik ettiğini ileri sürmektedir. Bu nedenle, bu çalışmada neonatal BALB/c fareleri, NEC’li çocuklarda gözlemlenenlerle benzer klinik özelliklere ve bağırsak patolojik değişikliklere sahip bir NEC modeline neden olmak için kullanılmıştır. Bu hayvan modelinin NEC’deki Th2 hücre yanıtlarını incelemek için kullanılıp kullanılamayacağını belirlemek için daha fazla çalışma yapılması garanti edilir.
Introduction
En şiddetli gastrointestinal (GI) hastalık olan nekrotizan enterokolit (NEC), prematüre bebeklerin çoğunda (%>90), özellikle de çok düşük doğum ağırlığına (VLBW) sahip bebeklerde görülür 1. VLBW bebeklerde hastalığın görülme sıklığı %10 ile %12 arasında değişmektedir ve NEC tanısı alan çocukların mortalitesi %20 ile %30 arasında 2,3’tür. NEC’in nedeni mukozal yaralanmalar, patojenik bakterilerin istilası ve bağırsak beslenmesi ile ilgili olabilir, bu da enflamatuar yanıtlara ve hassas konaklarda bağırsak yaralanmalarının indüksiyonuna yol açabilir3. NEC patogenez belirsizdir. İlgili araştırmalar, etkilenen bebeğin immün yanıtının anormal olduğunu ve genetik duyarlılık, mikrovasküler gerginlik ve bağırsak bakteri değişikliklerinin hastalıkta önemli roller oynayabileceğini göstermektedir3.
NEC hayvan modeli, NEC patogenezini araştırmak için vazgeçilmez bir araçtır. NEC modelleri için kullanılan hayvan türleri domuzlar, sıçanlar ve farelerdir. Bununla birlikte, uzun gebelik süresi, büyüme döngüleri ve yüksek maliyetler nedeniyle, son yıllarda domuzlar NEC modelleri için ilk tercih olmamıştır ve sıçanlar veya farelerle değiştirilmiştir4. Farklı fare suşlarının bağışıklık arka planında farklılıklar olduğu için5, farklı çalışmaların NEC hayvan modelleri oluşturmak için farklı fare suşları kullanması gerekir. BALB/c fareleri önemli bir özelliğe sahiptir; enfekte olduklarında veya dış hasarla başa olduklarında, farelerde enfeksiyon sırasında TH2 hücrelerinin polarizasyonu, diğer fare suşlarındakinden önemli ölçüde daha güçlüdür6,7,8. T yardımcı hücreleri NEC’in oluşumunda ve ilerlemesinde, özellikle TH2 hücrelerinin gelişiminde çok önemli bir rol oynar3,9,10,11. Bu nedenle, bu çalışmada T hücreleri üzerinde NEC hastalığı araştırmaları için yararlı olabilecek NEC modelini oluşturmak için BALB / c fareleri kullanılmıştır.
Protocol
Representative Results
Discussion
NEC, özellikle prematüre bebeklerde görülme sıklığı ve mortalitesi yüksek olan yenidoğanlarda en sık görülen gastrointestinal sistem acil durumudur1,2,3. Bununla birlikte, patogenez hala belirsizdir. Şu anda mukozal hasar, patojen istilası ve enteral beslemenin NEC3 için yüksek riskli faktörler olduğuna inanılmaktadır. Bugüne kadar, NEC modeli için kullanılan hayvanlar çoğunlukla…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar, klinik örneği sağladığı için Guangzhou Kadın ve Çocuk Tıp Merkezi Klinik Biyolojik Kaynak Bankası’na ve fare sağladığı için Guangzhou Forevergen Biyobilimler Laboratuvarı Hayvan Merkezi’ne teşekkür ediyor. Bu araştırma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı hibe 81770510 (R.Z.) tarafından desteklendi.
Materials
| Absolute ethanol | Sinopharm Chemical Reagent Co., LTD. | 100092683 | |
| Goat Milk powder | Petag | 71795558417 | |
| HE dye solution | Sinopharm Chemical Reagent Co., LTD. | G1003 | |
| Isoflurane | RWD, Shenzhen Reward Life Technology Co., LTD. | R510 | |
| LPS | Sigma-Adrich | L2880 | |
| Medical oxygen | various | various | |
| Microscope | NIKON | NIKON imaging system (DS-Ri2) | |
| Neutral resin | Sinopharm Chemical Reagent Co., LTD. | 10004160 | |
| Paraffin | various | various | |
| Premature baby milk powder | Abbott | 57430 | |
| Xylene | Sinopharm Chemical Reagent Co., LTD. | 10023418 | |
| 1% Hydrochloric acid | various | various | |
| 10% Formalin | LEAGENE | DF0110 |
References
- Horbar, J. D., et al. Mortality and neonatal morbidity among infants 501 to 1500 grams from 2000 to 2009. Pediatrics. 129 (6), 1019-1026 (2012).
- Stoll, B. J., et al. Neonatal outcomes of extremely preterm infants from the NICHD Neonatal Research Network. Pediatrics. 126 (3), 443-456 (2010).
- Neu, J., Walker, W. A. Necrotizing enterocolitis. New England Journal of Medicine. 364 (3), 255-264 (2011).
- Sangild, P. T., et al. Invited Review: The preterm pig as a model in pediatric gastroenterology. Journal of Animal Science. 91 (10), 4713-4729 (2013).
- Cancro, M. P., Sigal, N. H., Klinman, N. R. Differential expression of an equivalent clonotype among BALB/c and C57BL/6 mice. Journal of Experimental Medicine. 147 (1), 1-12 (1978).
- Kuroda, E., Yamashita, U. Mechanisms of enhanced macrophage-mediated prostaglandin E2 production and its suppressive role in Th1 activation in Th2-dominant BALB/c mice. Journal of Immunology. 170 (2), 757-764 (2003).
- Fornefett, J., et al. Comparative analysis of clinics, pathologies and immune responses in BALB/c and C57BL/6 mice infected with Streptobacillus moniliformis. Microbes and Infection. 20 (2), 101-110 (2018).
- Rosas, L. E., et al. Genetic background influences immune responses and disease outcome of cutaneous L. mexicana infection in mice. International Immunology. 17 (10), 1347-1357 (2005).
- Sproat, T., Payne, R. P., Embleton, N. D., Berrington, J., Hambleton, S. T cells in preterm infants and the influence of milk diet. Frontiers in Immunology. 11, 1035 (2020).
- Nanthakumar, N., et al. The mechanism of excessive intestinal inflammation in necrotizing enterocolitis: an immature innate immune response. PLoS One. 6 (3), 17776 (2011).
- Afrazi, A., et al. New insights into the pathogenesis and treatment of necrotizing enterocolitis: Toll-like receptors and beyond. Pediatric Research. 69 (3), 183-188 (2011).
- Auestad, N., Korsak, R. A., Bergstrom, J. D., Edmond, J. Milk-substitutes comparable to rat’s milk; their preparation, composition and impact on development and metabolism in the artificially reared rat. British Journal of Nutrition. 61 (3), 495-518 (1989).
- Liu, Y., et al. Lactoferrin-induced myeloid-derived suppressor cell therapy attenuates pathologic inflammatory conditions in newborn mice. Journal of Clinical Investigation. 129 (10), 4261-4275 (2019).
- MohanKumar, K., et al. A murine neonatal model of necrotizing enterocolitis caused by anemia and red blood cell transfusions. Nature Communications. 10 (1), 3494 (2019).
- He, Y. M., et al. Transitory presence of myeloid-derived suppressor cells in neonates is critical for control of inflammation. Nature Medicine. 24 (2), 224-231 (2018).
- Cho, S. X., et al. Characterization of the pathoimmunology of necrotizing enterocolitis reveals novel therapeutic opportunities. Nature Communications. 11 (1), 5794 (2020).
- Halpern, M. D., et al. Decreased development of necrotizing enterocolitis in IL-18-deficient mice. American Journal of Physiology. Gastrointestinal and Liver Physiology. 294 (1), 20-26 (2007).
- Wu, N., et al. MAP3K2-regulated intestinal stromal cells define a distinct stem cell niche. Nature. 592 (7855), 606-610 (2021).
- Nino, D. F., Sodhi, C. P., Hackam, D. J. Necrotizing enterocolitis: new insights into pathogenesis and mechanisms. Nature Reviews. Gastroenterology & Hepatology. 13 (10), 590-600 (2016).
- Chuang, S. L., et al. Cow’s milk protein-specific T-helper type I/II cytokine responses in infants with necrotizing enterocolitis. Pediatric Allergy & Immunology. 20 (1), 45-52 (2009).
