脓毒症诱导的小鼠废用肌病的临床前模型

摘要

这种小鼠模型将脓毒性损伤与后肢肌肉废用相结合，以概括典型脓毒性患者卧床不起的特征。该模型与以前研究脓毒症肌肉功能障碍的模型有很大不同，并且是解决治疗这种情况的治疗策略的可重复方法。

摘要

脓毒症是院内死亡的主要原因。治疗的改善导致脓毒症幸存者的数量增加。大约 75% 的幸存者出现肌肉无力和萎缩，增加了再入院和死亡率的发生率。然而，可用的脓毒症临床前模型并未解决骨骼肌废用问题，这是脓毒症诱发的肌病发展的关键组成部分。我们在该协议中的目标是为小鼠模型提供分步指南，该模型再现卧床不起的脓毒症患者所经历的临床环境。雄性 C57Bl/6 小鼠用于开发该模型。小鼠接受盲肠结扎和穿刺 （CLP） 以诱导败血症。CLP 后 4 天，小鼠后肢悬吊 （HLS） 7 天。将结果与假匹配手术和/或行走正常 （NA） 的动物进行比较。解剖肌肉用于 体外 肌肉力学和形态学评估。该模型导致明显的肌肉萎缩和无力，在脓毒症患者中观察到类似的表型。该模型代表了一个测试缓解脓毒症诱发的肌病的潜在治疗策略的平台。

引言

脓毒症是一种危及生命的疾病，由于过度活跃的免疫反应会对多个器官系统产生不利影响，给全球卫生系统带来重大负担¹。最近，由于重症监护病房 （ICU） 管理的改善，与脓毒症相关的院内死亡率有所下降 ^1,2。然而，大约 75% 在最初的脓毒性损伤中幸存下来的患者会出现骨骼肌萎缩（例如，横截面积减少）和虚弱（例如，力量产生能力降低）^3,4。这种现象被描述为败血症引起的肌病，与身体活动受损和缺乏独立性来完成日常生活任务高度相关，导致在首次发作后的五年内再次住院和死亡⁵。

由于侵袭性和全身性感染，脓毒症患者在 ICU 中恢复时需要长时间卧床休息。在这种情况下，骨骼肌严重废用，这可能会加剧肌肉萎缩和虚弱 ^3,4。目前，没有治疗方法能有效解决脓毒症引起的肌病。旨在解决肌病的可用临床前模型使用了盲肠结扎和穿刺 （CLP）⁶、盲肠浆

研究方案

这些程序已由佛罗里达大学 IACUC （#202200000227） 审查和批准。本研究使用雄性 C57BL/6J 小鼠，17 周龄，体重从 27 g 到 34 g 不等。该协议中概述的实验程序和时间表如图 1 所示。如前所述，该协议总共持续 11 天。动物在第 0 天接受存活手术 （CLP/Sham），然后进行 4 天的液体和镇痛支持。在第 4 天，动物开始持续 7 天的 HLS。终端实验在第 11 天进行。材料 表中列出了试剂和所用设备的详细信息。

1. 盲肠结扎和穿刺 （CLP）

1. 从商业来源获得动物后，让它们在动物设施中适应至少 1 周，然后再进行 CLP（或假）手术。这将有助于最大限度地减少与运输相关的压力。
2. 将小鼠分组饲养，遵守当地的 IACUC 指南。
   注意：作为一般方向，动物被安置在每个笼子最多 5 只小鼠中，直到手术当天。使用宽 7.25 英寸、长 11.75 英寸、高 5 英寸的标准笼子，并配有玉米芯垫料。保持 12 小时：12 小时明暗循环，早上 7 点开灯，晚上 7 点关灯。外壳温度保持在 20-22 °C，相对湿度 （RH） 保持在 30% 至 60% 之间。确保 随意 获得标准的食物和水。

讨论

目前的方案为实施脓毒症诱发的肌病的新临床前模型提供了技术指南。详细描述了模型复制的所有材料和重要步骤。这种方法可以重现在脓毒症患者中观察到的骨骼肌功能障碍，突出了废用作为肌病恶化的关键组成部分的作用。到目前为止，大多数针对脓毒症诱导的肌病的临床前研究并未将废弃作为其病理生理学的活性成分 ^{7,8,16,17.......}

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
4-0 Ethicon Coated Vicryl	Ethicon	D5792	Absorbable suture used for closure of muscle layer and for ligation of the cecum.
4-0 Ethilon Black 18"	Ethicon	662G	Non absorbable suture for closure of the skin layer.
BD  PrecisionGlide Needle 26-28 G	BD	305136 for 27g needle	Needle for puncturing the cecum.
C57BL/6J mice	Jackson Laboratory	strain #000664
Cotton Tipped Applicators	Puritan	S-18991	Swabs for topical application of iodine.
Cryostat	(Leica CM1950)
Dynarex Povidone Iodine Prep Solution	Dynarex	1415	Topical Antiseptic Liquid for Skin and Mucosa
Ethanol 200 Proof (100%)	Fisher Scientific		To make 70% ethanol for cleaning skin.
Hindlimb Suspension Cages	Custom Made	N/A	These custom made cages will be highlighted in the video recordings of the MS.
Optixcare Eye Lube	Optixcare		Eye lube for protection during survival surgery.
Scalpel blades #11	Fine Science		Blade used to make incisions on skin and muscle.
Skin-Trac	Zimmer	736579	Foam tape for fixing the tail to the suspension apparatus.
SomnoSuite Low-Flow Digital Vaporizer	Kent Scientific Corporation	SS-01	Vaporizer for Isoflurane Anesthesia
Tissue bath apparatus	Aurora Scientific	Model 800A, Dual Mode Muscle Lever 300C