Method Article
Bu protokol, bir sıçan poşit modeli oluşturma yöntemini açıklar. İleal poş modeli, mikrocerrahi teknikler kullanılarak ileal poş-anal anastomoz (IPAA) ameliyatı yapılarak oluşturuldu. Ameliyattan sonra, sıçan 4 gün boyunca% 4 dekstran sülfat sodyum (DSS) ile tedavi edildi.
Ülseratif kolit (ÜK), tüm kolon ve rektumu etkileyen, nüks ve düzelme şeklinde seyreden, yaşam boyu morbiditeye neden olan kronik immün aracılı bir hastalıktır. Tıbbi tedavi etkisiz olduğunda, özellikle masif gastrointestinal kanama, perforasyon, toksik megakolon veya karsinogenez vakalarında, cerrahi UC'yi tedavi etmek için son savunma hattı haline gelir. Total kolorektal rezeksiyon ve ileal poş-anal anastomoz (IPAA) uzun süreli tedavi için en iyi şansı sunar. Pouchitis ameliyat sonrası en sık görülen ve en sıkıntılı komplikasyondur. Bu araştırmada, IPAA cerrahisi ile deneysel sıçanlarda bir ileal poş modeli oluşturmak için mikrocerrahi kullanılmıştır. Daha sonra, ileal kesenin dekstran sülfat sodyum (DSS) ile iltihaplanmasını indükleyerek sürekli bir sıçan poşit modeli oluşturulur. Sıçan poşitinin başarılı bir şekilde kurulması, postoperatif genel durum, kilo, yiyecek ve su alımı, dışkı verilerinin yanı sıra kese dokusu patolojisi, immünohistokimya ve inflamatuar faktör analizi ile doğrulanmıştır. Bu deneysel hayvan poşeit modeli, durumun patogenezini ve tedavisini incelemek için bir temel sağlar.
Torba iti, ileal poşu etkileyen spesifik olmayan bir iltihaptır ve ülseratif kolitli (UC) bireylerde total proktokolektomi ve ileal poş-anal anastomoz (IPAA) sonrası yaygın bir komplikasyondur1,2,3. Bu durum% 50'ye kadar nispeten yüksek bir görülme oranına sahiptir ve ishal, karın ağrısı, dışkı kan kaybı ve ateş gibi çeşitli klinik belirtilere neden olabilir. Bazı araştırmacılar kese florasındaki bir değişimin bağışıklık aktivasyonunu ve ardından iltihabı tetikleyebileceğine inansa da, pouchitis'in kesin nedeni belirsizliğini korumaktadır 4,5,6,7.
Torba iltihabı ile ilgili klinik deneylerin yürütülmesiyle ilgili zorluklar nedeniyle, hayvan modelleri torba iltihabı ilaçlarını ve mekanizmalarını incelemek için değerli araçlar olarak hizmet edebilir. Sıçan ileal keselerinin oluşturulmasıyla ilgili artan endişeler vardır ve raporlar olası iltihabı göstermektedir8. Bununla birlikte, bu alandaki araştırmalar, net yönergelerden yoksun olan üretim sürecinin karmaşık doğası nedeniyle seyrek kalmaktadır 9,10. 1998'de Lichtman, total kolektomi11 gerçekleştirerek Lewis sıçanlarında ve Sprague-Dawley (SD) sıçanlarında bir ileal kese modeli kuran ilk kişi oldu. Bu sıçanların bağırsaklarında makrofaj infiltrasyonu, mukozal ülserasyon ve anaerobik bakteri florasında bir artış gözlemlediler ve ileal kese iltihabı hakkında daha fazla araştırma için sağlam bir temel sağladılar. Bu deneysel sıçan poşiti modeli, insan poşitinde gözlenen fiziksel belirtileri ve altta yatan mekanizmaları yakından taklit eder.
Yaygın olarak uygulanan preklinik ülseratif kolit modelleri arasında DSS ve TNBS modelleri yer almaktadır. İndükleyici kimyasal 2,4,6-trinitrobenzen sülfonik asit (TNBS) tipik olarak Crohn hastalığınısimüle eder 12. Etkinliği, güvenlik profili ve satın alınabilirliği ile saygı duyulan DSS modeli, gözlemlenen belirgin semptomlar nedeniyle genellikle UC indüksiyonu için güvenilir bir araç olarak kullanılır. Kese dokusunun kolonizasyonu göz önüne alındığında, DSS13,14 kullanarak başarılı bir şekilde bir kese iltihabı modeli indükledik.
Bu çalışmada, IPAA cerrahisi ile deneysel sıçanlarda başarılı bir ileal poş modeli oluşturmak için mikrocerrahi kullanıldı. Daha sonra, DSS ile ileal poşun inflamasyonunu indükleyerek sürekli bir sıçan poşit modeli oluşturuldu. Başarılı bir model oluşumu için ameliyat sırasındaki doğruluk esastır ve ameliyat sonrası bakım da çok önemlidir. Bu model, poşitin patogenezini araştırmak, potansiyel terapötik ajanları değerlendirmek ve bu karmaşık durumu daha iyi anlamak için kullanılabilir. Çalışma, ileal poş üretim prosedürünü düzene sokuyor, operasyon süresini kısaltıyor ve verimliliği artırıyor, böylece cerrahi sonrası poş bozukluklarına yönelik temel araştırmalar için sağlam bir temel oluşturuyor.
Tüm hayvan deneyleri, Tianjin Tıp Üniversitesi Genel Hastanesi etik kurullarının politikalarına uygun olarak gerçekleştirildi. Bu çalışma için 9 ila 12 haftalık yaşları arasında, yaklaşık 320-360 g ağırlığında erkek Sprague-Dawley sıçanları kullanıldı. Kullanılan reaktiflerin ve ekipmanın ayrıntıları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.
1. Hayvan seçimi ve bakımı
2. Ameliyat öncesi hazırlık
3. Sıçan ileal kese modelinin kurulması
4. DSS ile sıçan ileal poşit modelinin oluşturulması
5. Histolojik analiz
6. İmmünohistokimyasal test
7. ELISA testi
İleal poş modeli sıçanların kuruluş sonrası genel durum değerlendirmesi
Operatör IPAA cerrahi öğrenme eğrisini geçtikten sonra, sıçanlar ameliyatı iyi tolere etti, cerrahi süre 192.94 dakika ± 27.15 dakika idi ve daha az postoperatif komplikasyon meydana geldi. Ameliyat sonrası erken dönemde, sıçanlar diyet alımında bir azalma yaşadılar, ancak ameliyat öncesi iştahları ameliyattan 10 gün ila 14 gün sonra geri geldi. Ameliyat sonrası erken aktivite biraz azaldı ve gözlerden ve burundan belirgin sekresyon yoktu. Ameliyat öncesi ve sonrası kilo kaybı 21.17 g ± 1.59 g idi. Ameliyat sonrası ilk ağırlık, maksimum 69.58 g ± 33.19 g azalma ile azalma eğilimi gösterdi. Ameliyattan 8.25. gün ± 2.53 gün sonra stabil büyüme başladı ve ameliyattan sonraki 31. günde kilo , ameliyattan sonraki gün kilonun %9.35'i ± %4.7'sini aştı. Sıçanlar ameliyattan 24 saat sonra dışkılama yapabildiler, gevşek dışkı vardı, ancak kanlı dışkı yoktu. Yumuşak dışkı oluşumu ameliyattan sonraki 9. ila 12. günlerde meydana geldi.
İleal poşta telafi edici artış
Ameliyattan sonraki 35. günde , sıçanın karın boşluğu anestezi altında açıldı ve ileal poş ile pelvik boşluk arasında ciddi bir yapışma ortaya çıktı. Kese ile çevre dokular arasındaki yapışıklık dikkatli bir şekilde ayrıldıktan sonra, ileal poşta telafi edici genişleme, bağırsak duvarında kalınlaşma ve distal ince bağırsakta hafif genişleme gözlendi (Şekil 1). Ameliyat sırasında ileal poşun uzunluğu 2.89 cm ± 0.28 cm iken, ameliyat sonrası 35. günde 3.86 cm ± 0.87 cm olarak ölçüldü ve istatistiksel olarak P = 0.000 arasında anlamlı bir fark gösterdi. İleal poşun mukozal alanı (cm2) da cerrahi ölçüme göre anlamlı olarak artmıştı (6.46 ± 0.85'e karşı 17.02 ± 4.61, P = 0.000). İPAA grubu ile ileal poşit grubu arasında anlamlı fark yoktu (P > 0.05).
İleal poşitli sıçanların genel durum değerlendirmesi ve dışkı skoru
Ameliyat sonrası 31. günde ileal poşit grubuna DSS uygulandı. Uygulamanın başlangıcında, hem IPAA grubu hem de ileal poşit grubu eşit vücut ağırlığına sahipti (352.00 g ± 30.03 g vs. 352.00 g ± 25.92 g, P = 1) ve genellikle iyi durumdaydı. Bununla birlikte, ileal poşit grubunda tüketilen gıda ve su miktarı azalmış, bu da zihinsel yorgunluk, cansız saçlar, göz ve burunda salgı, hareket kabiliyeti azalmış ve IPAA grubunda önemli bir değişiklik gözlenmemiştir. Ameliyat sonrası 35. günde , ileal poşit grubunun ağırlığı IPAA grubundan anlamlı olarak düşüktü (322.83 g ± 29.24 g vs. 364.83 g ± 30.13 g, P = 0.028) (Şekil 2).
İleal poşit grubu, DSS uygulamasından sonraki ilk gün belirgin ishal yaşadı ve DSS uygulamasından sonraki ikinci günde mukus, irin ve kanlı dışkı vardı (Şekil 3). Ameliyattan sonraki 35. günde , IPAA grubunun11'i ve ileal poşit grubunun dışkı skorları sırasıyla (4.33 ± 0.82'ye karşı 2.17 ± 0.75, P = 0.001) idi. IPAA grubu sıçanlarda temiz ve kirlilik içermeyen bir anüs bulunurken, ileal poşit sıçanlarında mukus, irin ve kanlı dışkı bağlanmasının eşlik ettiği anüs şişmesi vardı.
İleal poşun histopatolojik değişiklikleri
İleal poş örneklerinin makroskopik olarak izlenmesi
İPAA grubunda ileal poşun barsak duvarı kalınlaştı ve erozyon, ülser veya kanama noktası gözlenmedi. İleal poşit grubunda, saklama torbası mezenterindeki kan damarları kalınlaşır ve ileal poşun mukozası yaygın veya lokal olarak iltihaplanır, görünür erozyon, ülserler ve kanama noktaları görülür ve bunların bazılarına belirgin distal ince barsak genişlemesi eşlik eder (Şekil 4).
İleal poş dokusunun mikroskobik olarak izlenmesi
IPAA grubu sıçanlarda, kese dokusundaki bazı bağırsak villuslarının ucu, az miktarda nötrofil infiltrasyonu ile birlikte küntleşti ve bazen mukozal yüzeyde az miktarda eksüdasyon gözlendi.
Buna karşılık, ileal poşit grubundaki sıçanların ileal kese dokusundaki bağırsak villusunun düzenlenmesi son derece düzensizdi. Bazı bağırsak villusları eksikti ve kas tabakasını tutmadan geniş erozyon ve çok sayıda yamalı ülser görülebiliyordu. Buna çok sayıda nötrofil ve lenfosit infiltrasyonu, aşırı eksüdasyon ve görünür kript iltihabı eşlik etti. İleal poşit grubunda ileal poş dokusunun patolojik skoru İPAA grubundakinden anlamlı olarak yüksekti ve istatistiksel olarak anlamlı bir fark gözlendi (8.50 ± 1.76'ya karşı 1.33 ± 0.52, P = 0.000) (Şekil 5).
Bağırsak bariyeri fonksiyonel protein oklüdininin ekspresyon seviyesi
Bağırsak bariyerinin önemli bir fonksiyonel proteini olan okludin, sıçanların hem IPAA hem de ileal poşit gruplarında ileal kese dokusunun hücre zarında eksprese edilir11. Bununla birlikte, ileal poşit grubundaki oklüdin proteininin ekspresyon seviyesi, IPAA grubundakinden anlamlı olarak daha düşüktü (0.25 ± 0.03'e karşı 0.15 ± 0.02, P = 0.000) (Şekil 6).
İleal poşta inflamatuar faktörlerin saptanması
İleal poşit grubundaki sıçanların ileal kese dokusunda IL-6, IL-17, TNF-α ve INF-γ ekspresyon seviyeleri, IPAA grubundakilerden anlamlı derecede yüksekti (ELISA testi16 ile belirlendiği gibi). Tersine, IL-10 tam tersi sonuçlar gösterdi ve istatistiksel farklılıklar gözlendi (P = 0.000) (Tablo 1).
Şekil 1: İleal poşun durumu. Ok, (A) ameliyat sırasındaki ileal poşu ve (B) ameliyattan sonraki 35. günde ( örnek toplama sırasında) ileal poşun telafi edici genişlemesini gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: IPAA cerrahisi sonrası sıçanlarda vücut ağırlığı değişikliklerinin eğilimi. Hata çubuğu, her grupta n = 6 olan standart sapma ile ilgilidir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Sıçan dışkısının fotoğrafı. (A) IPAA grubu. (B) İleal poşit grubu. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: İleal poş örneklerinin makroskopik gözlemi. (A) IPAA grubu. (B) İleal poşit grubu. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 5: Sıçan ileal kese dokusunun patolojik değişiklikleri. (A) IPAA grubu. (B) İleal poşit grubu. Ölçek çubukları: 60 μm. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 6: Sıçan ileal kese dokusunda oklüdin protein ekspresyonunun immünohistokimyasal tespiti. (A) IPAA grubu. (B) İleal poşit grubu. Ölçek çubukları: 60 μm. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Grup | n | IL-6 | IL-10 | IL-17 Zırhlı Uçaklar | TNF-α | INF-γ |
IPAA grubu | 6 | 2,60 ± 0,36 | 5,81 ± 0,66 | 17,48 ± 4,81 | 86,94 ± 24,06 | 4,08 ± 0,56 |
Torba iltihabı grubu | 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 |
Tablo 1: Sıçan ileal kese dokusunda inflamatuar faktörlerin ekspresyon seviyesi (pg/mL).
Ülseratif kolit (ÜK), tekrarlayan epigastrik ağrı, ishal ve mukuslu kanlı dışkı ile karakterize kronik bir bağırsak iltihabıdır. Öncelikle rektumu etkiler ve ilerleyen kolonu değişen derecelerde tutabilir. Cerrahi, UC 17,18,19'un yönetiminde çok önemli bir rol oynar. Parks ve ark.20'nin 1978 yılında altere olmuş dokuyu çıkarmak ve barsak sürekliliğini sağlamak için ileal poş-anal anastomoz (IPAA) prosedürü ile total kolektomiyi başlatmasından bu yana, bu operasyon ÜK'nin cerrahi tedavisinde uluslararası standart haline gelmiştir. Poşun inflamatuar bozuklukları IPAA cerrahisini takiben en sık görülen komplikasyonlardır.
Torba ile ilgili klinik araştırmaların yürütülmesinde karşılaşılan zorluklar nedeniyle, hayvan modelleri torba iltihabı ile ilgili ilaçları ve mekanizmaları incelemek için tamamlayıcı deneyler olarak kullanılmıştır. 1998 yılında, Lichtman ve ark.11 , kalın bağırsağın tamamen çıkarılmasını ve poşun rektuma yeniden bağlanmasını içeren bir sıçan modeli geliştirdi. Bu model, ameliyattan sonraki dört hafta içinde mononükleer hücre infiltrasyonu, luminal eksüdasyon, mukozal ülserasyon ve serozal inflamasyon gibi iltihaplanma belirtileri gösterdi. Enflamasyon seviyesi, kesedeki artmış bakteri sayısı ile korele edildi ve belirgin konak genetik duyarlılığı gözlenebildi. 2002 yılında, Shebani ve ark.21 , SDD aracılığıyla etkili bir şekilde poşit indükleyen bir IPAA cerrahi sıçan modelini başarıyla oluşturdu. Bu model, poşitin patogenezini incelemek için hayvanları kullanmanın etkinliğini doğruladı ve poşit ile ilgili temel araştırmalar için sağlam bir deneysel platform sağladı. Ayrıca, hem insan hem de kemirgen rezervuarlarında benzer bol miktarda bakteri üremesi modellerini belirlediler, bu da bağırsak bakteriyel dengesizliğini araştırmada ve kese ile ilgili potansiyel patojenleri tanımlamada yararlılığını doğruladı.
Fare besleme ve IPAA cerrahisi modellemesinde önceki deneyimlerle, öğrenme eğrisini yaklaşık on deneğe sıkıştırmak mümkündür. Bu süreçteki kritik bir adım, J poşunun yapımı ve anastomozudur. Farelerin bağırsak yolunun nispeten ince olduğu göz önüne alındığında, 8-0 Dikişler için dikiş kullanıldı. Poşun arka duvarı ve ön duvarı için ayrı ayrı sürekli kilitli sütürler ve bir Connel dikişi uygulandı. Kese ve anal kanal anastomozu sırasında, eğimli bir yüzey oluşturmak, rektal güdük örnek alınarak anastomoz bölgesindeki darlığı etkili bir şekilde azaltabilir. Başlangıçta anastomoz bölgesinin her iki tarafında ikişer dikiş atılması, daha sonra sürekli kilitlenen dikişlerle ilerleyerek arka ve ön duvarlara ayrı ayrı dikiş atılması anastomozun bütünlüğünü sağlar ve ameliyat süresini kısaltır.
Ameliyat sonrası yönetim de başarılı modellemede çok önemli bir rol oynar. Ameliyat sonrası 72 saatlik bir açlık süresi, bağırsak tıkanıklığının oluşumunu etkili bir şekilde azaltabilir. Öte yandan, erken ılımlı bir sıvı diyet, farelerin beslenme ve sıvı gereksinimlerini sağlayabilir. Öğrenme eğrisine hakim olduktan sonra, cerrahlar model oluşturmada daha verimli ve tutarlı bir başarı oranı elde edebilirler.
Bu çalışma bu temel üzerine inşa edilmiştir ve ön keşif ve iyileştirme yoluyla, mikrocerrahi kullanarak bir sıçan ileal poş modelini başarıyla oluşturmuştur. Bu model daha sonra kese iltihabının durumunu ve bağırsak bariyer göstergelerini incelemek için kullanıldı. Sonuçlar, sıçanların DSS'ye maruz kaldıktan sonra kanlı dışkı, ishal ve kilo kaybı gibi önemli semptomlar sergilediğini gösterdi. Bu, kese mukozası ödemi ve erozyonuna, histopatolojik skorlama ile belirtildiği gibi iltihaplanmaya ve interlökin-6 (IL-6), IL-17, tümör nekroz faktörü-alfa (TNF-α) ve interferon-gama (INF-γ) dahil olmak üzere proinflamatuar faktörlerin artmasına ve ayrıca anti-inflamatuar faktör interlökin-10 (IL-10) seviyelerinin azalmasına neden oldu. Ayrıca, bağırsak bariyeri indikatörü okludinin protein ekspresyonu azaldı. Bu bulgular önceki çalışmalarla11 uyumludur ve sonraki ilaç ve mekanizma araştırmaları için sağlam bir platform sağlayarak sıçan poşit modelinin başarılı bir şekilde kurulduğunu doğrulamaktadır.
Hiç kimse.
Hiç kimse
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 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır