Method Article
פרוטוקול זה מתאר את השיטה להקמת מודל חולדה של pouchitis. מודל השקית האיליאלית נוצר על ידי ביצוע ניתוח אנסטומוזה אנאלי (IPAA) באמצעות טכניקות מיקרוכירורגיות. לאחר הניתוח, החולדה טופלה ב-4% דקסטרן סולפט נתרן (DSS) במשך 4 ימים.
קוליטיס כיבית (UC) היא מחלה כרונית בתיווך מערכת החיסון הפוגעת בכל המעי הגס ופי הטבעת במסלול התקפי והפוגתי, וגורמת לתחלואה לכל החיים. כאשר הטיפול הרפואי אינו יעיל, במיוחד במקרים של דימום מסיבי במערכת העיכול, ניקוב, מגה-קולון רעיל או סרטן, ניתוח הופך לקו ההגנה האחרון לריפוי UC. כריתה כוללת של המעי הגס ואנסטומוזיס אנאלי (IPAA) מציעים את הסיכוי הטוב ביותר לטיפול ארוך טווח. פוצ'יטיס הוא הסיבוך הנפוץ והבעייתי ביותר לאחר הניתוח. במחקר זה, מיקרו-כירורגיה משמשת ליצירת מודל כיס איליאלי בחולדות ניסיוניות באמצעות ניתוח IPAA. לאחר מכן, מודל חולדה מתמשך של pouchitis נקבע על ידי גרימת דלקת של שקיק ileal עם נתרן dextran סולפט (DSS). ההקמה המוצלחת של פאוצ'יטיס חולדה מאומתת באמצעות ניתוח של מצב כללי לאחר הניתוח, משקל, צריכת מזון ומים, נתוני צואה, כמו גם פתולוגיה של רקמת כיס, אימונוהיסטוכימיה וניתוח גורמים דלקתיים. מודל ניסיוני זה של בעלי חיים של pouchitis מספק בסיס לחקר הפתוגנזה והטיפול במצב.
פוצ'יטיס היא דלקת לא ספציפית המשפיעה על כיס האיליאלי והיא סיבוך שכיח לאחר כריתת פרוקטוקולקטומיה מלאה ואנסטומוזיס אנאלי של כיס איליאלי (IPAA) אצל אנשים עם קוליטיס כיבית (UC)1,2,3. מצב זה הוא בעל שיעור התרחשות גבוה יחסית של עד 50% ועלול לגרום לביטויים קליניים שונים, כולל שלשולים, כאבי בטן, איבוד דם בצואה וחום. הגורם המדויק לפוצ'יטיס נותר חמקמק, אם כי כמה חוקרים מאמינים כי שינוי בפלורה של השקית עשוי לעורר הפעלה חיסונית ולאחר מכן דלקת 4,5,6,7.
בשל האתגרים הקשורים בביצוע ניסויים קליניים על pouchitis, מודלים של בעלי חיים יכולים לשמש כלים יקרי ערך לחקר תרופות ומנגנונים של pouchitis. ישנם חששות גוברים לגבי יצירת שקיות חולדה, עם דיווחים המצביעים על דלקת אפשרית8. עם זאת, המחקר בתחום זה נותר דליל בשל אופיו המורכב של תהליך הייצור, אשר חסר הנחיות ברורות 9,10. בשנת 1998, ליכטמן היה הראשון שהקים מודל של פאוץ' איליאלי בחולדות לואיס וחולדות ספראג-דולי (SD) על ידי ביצוע כריתת קולקטומיה11 כוללת. הם הבחינו בחדירת מקרופאגים, כיב רירית ועלייה בפלורה חיידקית אנאירובית בתוך המעיים של חולדות אלה, מה שסיפק בסיס מוצק למחקר נוסף על דלקת כיסי איליאלית. מודל ניסיוני זה של פאוצ'יטיס חולדה מחקה באופן הדוק את הסימנים הפיזיים ואת המנגנונים הבסיסיים שנצפו בפוצ'יטיס אנושית.
מודלים נפוצים של קוליטיס כיבית פרה-קלינית כוללים את המודלים DSS ו-TNBS. הכימיקל המשרה 2,4,6-trinitrobenzene sulfonic acid (TNBS) מדמה בדרך כלל מחלת קרוהן12. מודל DSS, המכובד בשל יעילותו, פרופיל הבטיחות והמחיר המשתלם שלו, משמש לעתים קרובות ככלי אמין להשראת UC בשל הסימפטומים הברורים שנצפו. בהתחשב בהתיישבות של רקמת השקית, גרמנו בהצלחה מודל פאוצ'יטיס באמצעות DSS13,14.
במחקר הנוכחי, מיקרו-כירורגיה שימשה ליצירת מודל מוצלח של שקיק איליאלי בחולדות ניסיוניות באמצעות ניתוח IPAA. לאחר מכן, מודל מתמשך של פאוצ'יטיס חולדה נקבע על ידי גרימת דלקת של כיס איליאלי עם DSS. דיוק במהלך הניתוח חיוני ליצירת מודל מוצלח, וטיפול לאחר הניתוח הוא חיוני גם כן. מודל זה יכול לשמש כדי לחקור את הפתוגנזה של pouchitis, להעריך סוכנים טיפוליים פוטנציאליים, ולקדם את הבנתנו של מצב מורכב זה. המחקר מייעל את הליך ייצור השקיות, מקצר את משך הפעולה ומגביר את היעילות, ובכך מבסס בסיס איתן למחקר בסיסי בהפרעות שקיות לאחר ניתוח.
כל הניסויים בבעלי חיים בוצעו בהתאם למדיניות של ועדות האתיקה של בית החולים הכללי של האוניברסיטה הרפואית בטיאן-ג'ין. במחקר זה נעשה שימוש בחולדות Sprague-Dawley זכרים בגילאי 9 עד 12 שבועות, במשקל של כ-320-360 גרם. פרטי הריאגנטים והציוד בהם נעשה שימוש מפורטים בטבלת החומרים.
1. בחירת בעלי חיים ותחזוקתם
2. הכנה טרום ניתוחית
3. הקמת דגם כיס החולדה
4. הקמת מודל פאוצ'יטיס איליאלי חולדה עם DSS
5. ניתוח היסטולוגי
6. בדיקה אימונוהיסטוכימית
7. מבחן ELISA
הערכת מצב כללית של חולדות מודל כיס איליאלי לאחר ההקמה
לאחר שהמפעיל עבר את עקומת הלמידה הכירורגית IPAA, החולדות סבלו את הניתוח היטב, עם משך ניתוח של 192.94 דקות ± 27.15 דקות, ופחות סיבוכים לאחר הניתוח התרחשו. במהלך התקופה המוקדמת שלאחר הניתוח, חולדות חוו ירידה בצריכה התזונתית, אך התיאבון שלהן לפני הניתוח חזר תוך 10 ימים עד 14 יום לאחר הניתוח. הפעילות המוקדמת לאחר הניתוח פחתה מעט, ולא היו הפרשות ברורות מהעיניים ומהאף. הירידה במשקל לפני ואחרי הניתוח הייתה 21.17 גרם ± 1.59 גרם. המשקל הראשוני לאחר הניתוח הראה מגמת ירידה, עם ירידה מקסימלית של 69.58 גרם ± 33.19 גרם. הצמיחה היציבה החלה ביום 8.25 ±-2.53 יום לאחר הניתוח, וביוםה-31 לאחר הניתוח, המשקל עלה על 9.35% ±-4.7% מהמשקל ביום שלאחר הניתוח. חולדות הצליחו לעשות את צרכיהן תוך 24 שעות לאחר הניתוח, עם צואה רופפת אך ללא צואה מדממת. היווצרות הצואה הרכה התרחשה ביום ה- 9 עד ה- 12 לאחר הניתוח.
עלייה מפצה בכיס איליאלי
ביוםה-35 לאחר הניתוח נפתח חלל הבטן של החולדה בהרדמה, והתגלה הידבקות קשה בין כיס החולדה לחלל האגן. לאחר הפרדה זהירה של ההיצמדות בין השקית לרקמות הסובבות אותה, נצפתה הגדלה מפצה של השקית האיליאלית, עיבוי דופן המעי והתרחבות קלה של המעי הדק הדיסטלי (איור 1). אורכו של הכיס היה 2.89 ס"מ ±-0.28 ס"מ בזמן הניתוח, ואילו ביוםה-35 לאחר הניתוח נמדדו 3.86 ס"מ ±-0.87 ס"מ, מה שמראה הבדל סטטיסטי מובהק של P =0.000). גם שטח הרירית (ס"מ2) של הכיס האילאלי הוגדל משמעותית בהשוואה למדידה הניתוחית (6.46 ± 0.85 לעומת 17.02 ± 4.61, P = 0.000). לא נמצא הבדל משמעותי בין קבוצת IPAA לבין קבוצת הפאוכיטיס האיליאלית (P > 0.05).
הערכת מצב כללית וציון צואה של חולדות עם פאוצ'יטיס איליאלי
ביוםה-31 לאחר הניתוח, DSS ניתן לקבוצת ה-ileal pouchitis. בתחילת הנטילה, הן קבוצת IPAA והן קבוצת הפאוכיטיס האיליאלית היו בעלות משקל גוף שווה (352.00 גרם ± 30.03 גרם לעומת 352.00 גרם ± 25.92 גרם, P = 1) והיו בדרך כלל במצב טוב. עם זאת, כמות המזון והמים שנצרכה בקבוצת הפאוכיטיס האיליאלית פחתה, וכתוצאה מכך עייפות נפשית, שיער לא מבריק, הפרשה בעיניים ובאף, ירידה בניידות, ולא נצפו שינויים משמעותיים בקבוצת IPAA. ביוםה-35 לאחר הניתוח, המשקל של קבוצת הפאוכיטיס האיליאלית היה נמוך משמעותית מזה של קבוצת IPAA (322.83 גרם ± 29.24 גרם לעומת 364.83 גרם ± 30.13 גרם, P = 0.028) (איור 2).
קבוצת הפאוכיטיס האיליאלית חוותה שלשול משמעותי ביום הראשון לאחר מתן DSS, וביום השני לאחר מתן DSS היו להם ריר, מוגלה וצואה דמית (איור 3). ביוםה-35 לאחר הניתוח, ציוני הצואה11 של קבוצת IPAA וקבוצת הפאוכיטיס האיליאלית היו (4.33 ± 0.82 לעומת 2.17 ± 0.75, P = 0.001), בהתאמה. לחולדות מקבוצת IPAA היה פי טבעת נקי ונקי מזיהום, בעוד שלחולדות האיליאל פוצ'יטיס הייתה נפיחות בפי הטבעת מלווה בליחה, מוגלה וחיבור צואה דמי.
שינויים היסטופתולוגיים של כיס איליאלי
תצפית מקרוסקופית של דגימות כיס איליאלי
בקבוצת IPAA התעבה דופן המעי של הכיס האיליאלי, ולא נצפתה שחיקה, כיב או נקודת דימום. בקבוצת הפאוכיטיס האיליאלית כלי הדם במזנטריה של שקית האחסון מתעבים, ורירית הכיס האיליאלי מודלקת באופן נרחב או מקומי, עם שחיקה נראית לעין, כיבים ונקודות דימום, שחלקן מלוות בהתרחבות מעי דק דיסטלית משמעותית (איור 4).
תצפית מיקרוסקופית ברקמת כיס איליאלי
בקבוצת החולדות IPAA, קצה של וילי מעיים כלשהו ברקמת השקית הפך קהה, מלווה בכמות קטנה של חדירת נויטרופילים, ומדי פעם, כמות קטנה של הפרשה נצפתה על פני הרירית.
לעומת זאת, סידור וילי המעי ברקמת הכיס האיליאלי של חולדות בקבוצת הפאוכיטיס האיליאלית היה מאוד לא מסודר. חלק מוילי המעי היו חסרים, ושחיקה נרחבת וכיבים טלאים מרובים נראו מבלי לערב את שכבת השריר. זה היה מלווה במספר רב של נויטרופילים וחדירת לימפוציטים, הפרשה מוגזמת, דלקת קריפטה גלויה. הציון הפתולוגי של רקמת הכיס האיליאלי בקבוצת הפאוכיטיס האיליאלית היה גבוה משמעותית מזה שבקבוצת IPAA, עם הבדל סטטיסטי מובהק שנצפה (8.50 ± 1.76 לעומת 1.33 ± 0.52, P = 0.000) (איור 5).
רמת ביטוי של מחסום המעי חלבון פונקציונלי occludin
אוקלודין, חלבון פונקציונלי חשוב של מחסום המעי, מתבטא בקרום התא של רקמת הכיס האיליאלי הן בקבוצות IPAA והן בקבוצות פאוצ'יטיס איליאליות של חולדות11. עם זאת, רמת הביטוי של חלבון אוקלודין בקבוצת הפאוכיטיס האיליאלית הייתה נמוכה משמעותית מזו שבקבוצת IPAA (0.25 ± 0.03 לעומת 0.15 ± 0.02, P = 0.000) (איור 6).
איתור גורמים דלקתיים בכיס איליאלי
רמות הביטוי של IL-6, IL-17, TNF-α ו-INF-γ ברקמת הכיס האיליאלי של חולדות בקבוצת הפאוכיטיס האיליאלית היו גבוהות משמעותית מאלה שבקבוצת IPAA (כפי שנקבע במבחן ELISA16). לעומת זאת, IL-10 הראה תוצאות הפוכות, עם הבדלים סטטיסטיים שנצפו (P = 0.000) (טבלה 1).
איור 1: מצב השקית האיליאלית. החץ מציין את הכיס האיליאלי (A) בזמן הניתוח ו-(B) את ההגדלה המפצה של הכיס ביוםה-35 לאחר הניתוח (במהלך איסוף הדגימות). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: מגמה של שינויים במשקל הגוף אצל חולדות לאחר ניתוח IPAA. סרגל השגיאה קשור לסטיית התקן, n = 6 בכל קבוצה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: תצלום של צואת חולדות. (A) קבוצת IPAA. (B) קבוצת Ileal pouchitis. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: תצפית מקרוסקופית של דגימות כיסי איליאלי. (A) קבוצת IPAA. (B) קבוצת Ileal pouchitis. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5: שינויים פתולוגיים ברקמת כיס החולדה. (A) קבוצת IPAA. (B) קבוצת Ileal pouchitis. פסי קנה מידה: 60 מיקרומטר. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 6: זיהוי אימונוהיסטוכימי של ביטוי חלבון אוקלודין ברקמת כיס איליאלי של חולדה. (A) קבוצת IPAA. (B) קבוצת Ileal pouchitis. פסי קנה מידה: 60 מיקרומטר. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
קבוצה | n | IL-6 | IL-10 | IL-17 | TNF-α | INF-γ |
קבוצת IPAA | 6 | 2.60 ± 0.36 | 5.81 ± 0.66 | 17.48 ± 4.81 | 86.94 ± 24.06 | 4.08 ± 0.56 |
קבוצת פוצ'יטיס | 6 | 6.94 ± 1.18 | 2.77 ± 0.60 | 34.82 ± 2.41 | 213.00 ± 26.11 | 9.67 ± 1.70 |
P | 0 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.000 |
טבלה 1: רמת ביטוי של גורמים דלקתיים ברקמת כיס החולדה (pg/mL).
קוליטיס כיבית (UC) היא דלקת מעיים כרונית המאופיינת בכאבים אפיגסטריים חוזרים, שלשולים וצואה דמית של ריר. זה משפיע בעיקר על פי הטבעת ועשוי לערב את המעי הגס המתקדם בדרגות שונות. ניתוח ממלא תפקיד מכריע בניהול UC 17,18,19. מאז פארקס et al.20 הציג colectomy מלא עם הליך anastomosis איליאלי פאוץ' אנאלי (IPAA) בשנת 1978 כדי להסיר רקמות שהשתנו ולשחזר את רצף המעי, ניתוח זה הפך לתקן הבינלאומי לטיפול כירורגי של UC. הפרעות דלקתיות בכיס הן הסיבוכים השכיחים ביותר לאחר ניתוח IPAA.
בשל האתגרים העומדים בפני ביצוע ניסויים קליניים על פוצ'יטיס, מודלים של בעלי חיים שימשו כניסויים משלימים לחקר תרופות ומנגנונים הקשורים לפוצ'יטיס. בשנת 1998 פיתחו ליכטמן ועמיתיו מודל חולדה הכולל הסרה מלאה של המעי הגס וחיבור מחדש של השקית לפי הטבעת. מודל זה הראה סימני דלקת, כגון חדירת תאים חד-גרעיניים, הפרשה לומינלית, כיב רירית ודלקת בסרוסל בתוך ארבעה שבועות לאחר הניתוח. רמת הדלקת נמצאה בקורלציה עם ספירת חיידקים מוגברת בכיס, וניתן היה להבחין ברגישות גנטית ברורה של המאכסן. בשנת 2002, Shebani et al.21 בנו בהצלחה מודל חולדה כירורגית IPAA באמצעות SDD, אשר גרם ביעילות pouchitis. מודל זה אישר את היעילות של שימוש בבעלי חיים לחקר הפתוגנזה של pouchitis וסיפק פלטפורמה ניסיונית חזקה למחקר בסיסי על pouchitis. הם גם זיהו דפוסים דומים של גידול חיידקים בשפע הן במאגרים אנושיים והן במאגרים של מכרסמים, ואימתו את יעילותו בחקירת חוסר איזון חיידקי במעיים ובזיהוי פתוגנים פוטנציאליים הקשורים לפוצ'יטיס.
עם ניסיון קודם בהזנת עכברים ומידול ניתוחי IPAA, דחיסת עקומת הלמידה לכעשרה נבדקים היא אפשרית. שלב קריטי בתהליך זה הוא הבנייה והאנסטומוזה של נרתיק J. בהתחשב בכך שמערכת העיכול של עכברים דקה יחסית, 8-0 התפרים שימשו לתפרים. תפרי נעילה רציפה ותפר קונל שימשו בנפרד לתפרי הקיר האחורי והקיר הקדמי של השקית. במהלך הכיס והאנסטומוזה של תעלת פי הטבעת, יצירת משטח משופע יכולה להפחית ביעילות את ההיצרות באתר האנסטומוטי על ידי לקיחת גדם פי הטבעת כדוגמה. בתחילה, אבטחת שני תפרים בכל צד של האתר האנסטומוטי, ולאחר מכן המשך עם תפרי נעילה רציפה כדי לתפור את הקירות האחוריים והקדמיים בנפרד מבטיח את שלמות האנסטומוזה ומקצר את זמן הניתוח.
ניהול לאחר הניתוח גם משחק תפקיד מרכזי מודלים מוצלחים. תקופת צום של 72 שעות לאחר הניתוח יכולה להפחית ביעילות את התרחשות חסימת המעיים. מצד שני, תזונה נוזלית מתונה מוקדמת יכולה להבטיח את הדרישות התזונתיות והנוזלים של העכברים. לאחר שליטה בעקומת הלמידה, מנתחים יכולים להשיג שיעור הצלחה יעיל ועקבי יותר בהקמת מודל.
מחקר זה התבסס על בסיס זה, ובאמצעות חקירה ראשונית ושכלול, ביסס בהצלחה מודל של שקיק עכברוש באמצעות מיקרו-כירורגיה. מודל זה שימש לאחר מכן כדי לבחון את המצב של דלקת פאוץ' ואינדיקטורים מחסום המעי. התוצאות הראו כי חולדות הציגו תסמינים בולטים כגון צואה דמית, שלשולים וירידה במשקל לאחר שנחשפו ל- DSS. זה הוביל לבצקת ושחיקה של רירית השקית, דלקת כפי שצוין על ידי ניקוד היסטופתולוגי, ורמות מוגברות של גורמים מעודדי דלקת, כולל אינטרלוקין-6 (IL-6), IL-17, גורם נמק גידולי-אלפא (TNF-α) ואינטרפרון-גמא (INF-γ), יחד עם רמות מופחתות של הגורם האנטי דלקתי אינטרלוקין-10 (IL-10). יתר על כן, ביטוי החלבון של אינדיקטור מחסום המעי אוקלודין ירד. ממצאים אלה עולים בקנה אחד עם מחקרים קודמים11 ומאשרים את ביסוססו המוצלח של מודל פאוצ'יטיס חולדה, המספק פלטפורמה מוצקה למחקר תרופות ומנגנונים עוקבים.
ללא.
ללא
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Anhydrous ethanol | Tianjin Fengchuan Chemical Reagent Technology Co., Ltd | China | Hematoxin-eosin Staining |
Dextran Sulfate Sodium | Yeasen | 60316ES76 | Used to induce pouch inflammation |
Formaldehyde solution | Tianjin Zhiyuan Reagent Company | China | Hematoxin-eosin Staining |
Gauze | Jiangxi Zhonggan Medical Equipment Company | China | Used for animal microsurgery |
Hematoxylin | Beijing Zhongshan Jinqiao Company | China | Hematoxin-eosin Staining |
Interferon γ Detection reagent kit | Cloud-clone | SEA049Ra | Detecting inflammatory factors |
Interleukin-10 detection kit | Cloud-clone | SEA056Ra | Detecting inflammatory factors |
Interleukin-17 detection kit | Cloud-clone | SEA063Ra | Detecting inflammatory factors |
Interleukin-6 detection kit | Cloud-clone | SEA079Ra | Detecting inflammatory factors |
Iodophor | Tangpai Medical Equipment Co., Ltd | China | Used for animal microsurgery |
Microscopic manipulation instruments | Aesculap | Germany | Used for animal microsurgery |
Occludin | abcam | ab216327 | Immunohistochemical testing |
Sewing needle | Yangzhou Fuda Medical Equipment Co., Ltd | China | Used for animal microsurgery |
tumor necrosis factor α Detection reagent kit | Cloud-clone | SEA133Ra | Detecting inflammatory factors |
Two person binocular surgical microscope | OPTON | Germany | Used for animal microsurgery |
Xylene | Tianjin Yingda Rare and Precious Reagent Factory | China | Hematoxin-eosin Staining |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved