Murine distalen Kolostomie, ein neuartiges Modell Ablenkung Colitis bei C57BL/6 Mäusen

Zusammenfassung

Murine distalen Kolostomie bietet ein Mausmodell für menschliche Abzweigung Kolitis, eine vorwiegend lymphozytären Kolitis im Dickdarm-Segment aus dem fäkal Strom ausgeschlossen.

Zusammenfassung

Ablenkung Colitis (DC) ist eine häufige klinische Zustand auftreten bei Patienten mit Darm-Segmente aus dem fäkal Strom durch eine kurzweilige Enterostomy ausgeschlossen. Die Ätiologie dieser Erkrankung unterscheidet sich von der klassischen entzündlichen Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa scheint aber bleibt unklar. Forschungsarbeiten zu entschlüsseln, die pathophysiologischen Mechanismen, die zur Entwicklung dieser Krankheit wurde stark durch das Fehlen einer entsprechenden Mausmodell behindert. Dieses Protokoll generiert ein Mausmodell der DC, der die Untersuchung der Rolle des Immunsystems und seine Wechselwirkung mit der Microbiome bei der Entwicklung von DC erleichtert. In diesem Modell mit C57BL/6 Tiere sind distalen Teile des Dickdarms aus dem fäkal Strom ausgeschlossen, durch die Schaffung einer distalen Kolostomie, die Entwicklung von leichten bis mittelschweren Entzündung in den Segmenten ausgeschlossenen Darm auslösen und Markenzeichen Läsionen der menschlichen Reproduktion DC mit einem moderaten systemische entzündliche Reaktion. Im Gegensatz zu der Rattenmodell gibt es eine große Anzahl von genetisch veränderten murinen Modelle auf dem C57BL/6-Hintergrund. Die Kombination dieser Tiere mit unserem Modell ermöglicht die möglichen Rollen der einzelnen Zytokine, Chemokine oder Rezeptoren von bioaktiven Moleküle (z. B.Interleukin (IL)-17; Il-10, Chemokin CXCL13, Chemokin-Rezeptoren CXCR5 und CCR7 und Sphingosine-1-Phosphat-Rezeptor 4) in der Pathogenese der DC beurteilt werden. Die Verfügbarkeit von Congenic Mausstämme auf dem C57BL/6 Hintergrund erleichtert weitgehend Transfer Experimente durchführen, um die Rollen der unterschiedlichen Zelltypen beteiligt in der Ätiologie von DC zu etablieren. Schließlich bietet das Modell die Möglichkeit, die Einflüsse der lokalen Interventionen (z.B. Änderung der lokalen Microbiome oder lokale antientzündliche Therapie) zu bewerten auf Schleimhaut Immunität im Darm von betroffenen und nicht betroffenen Segmente und die auf systemische immun Homöostase.

Einleitung

In den letzten Jahren eine beträchtliche Anzahl von nicht-infektiösen Kolitis Entitäten anders als klassische entzündliche Darmerkrankungen (Fahrradhändler; dh., Crohn Krankheit oder Colitis Ulcerosa) sind klinisch und histopathologisch beim Menschen charakterisiert. Die pathophysiologischen Mechanismen, die zur Entwicklung dieser ulcerosa Formen sind teilweise nicht vollständig verstanden, weil geeignete Tiermodellen knapp sind. Ablenkung Colitis ist einer dieser kürzlich beschriebenen Entitäten. Obwohl der Begriff im Jahr 1980 von Schlachter¹geprägt war, wurde die Erstbeschreibung einer ähnlichen Phänotyp Morson²1972 zugesprochen. Die Krankheit entwickelt sich in 50 % bis 91 % der Patienten mit Umleitung Enterostomy, und seine klinische Intensität variiert^3,4. Die jährliche Inzidenz von rund 120.000 Kolostomie Patienten in den Vereinigten Staaten von Amerika gegeben, stellt dieser Krankheit Einheit ein wichtiges Gesundheitsproblem.

Das übergeordnete Ziel dieses Protokoll zu entwickeln war, ein DC-Mausmodell, das stützt sich auf eine Kolitis Trigger ähnlich gesehen im menschlichen DC und reproduziert, die die primäre histopathologischen Merkmale der menschlichen Krankheit. Im Gegensatz zu anderen Modellen murinen Kolitis ulcerosa Induktion in unserem Modell erfordert keine gentechnisch veränderte Tiere (z.B., IL-7 Transgene Mäuse, N-Cadherin dominant negativen Mäuse oder TGFβ^{- / -} Mäusen), die Anwendung von chemisch reizende Stoffe (z.B. Dextran Sulfat Natrium (DSS) - induzierte Kolitis oder Trinitrobenzene sulfonsäure (TNBS) - induzierte Kolitis) oder die Übertragung von bestimmten Zellpopulationen immun mangelhaft Mäusen (wie in der CD45RB^hohe Übertragungsraten Modell der Kolitis) (eine Übersicht finden Sie unter⁵). Im Gegensatz zu anderen Modellen erlaubt intakte Immunsystem unseres Modells DC Einschätzung des immunologischen Mechanismus DC Entwicklung beteiligt. Die Begrenzung der Schleimhaut Entzündung zum Segment ausgeschlossenen Darm ermöglicht die Bewertung des seine Rückwirkung auf Schleimhaut Immunität in andere Teile des Gastrointestinaltraktes, auf die immun Homöostase in anderen immun Abteilungen des Verdauungstraktes (z.B. , Peyer Patches und Mesenteriale Lymphknoten), und auf das Immunsystem Homöostase des gesamten Organismus. Schließlich bildet unser Modell ein geeignetes Instrument für die Untersuchung der Mechanismen, die lokale entzündliche Reize aus Veränderungen in der normalen Umgebung für sowohl die lokalen Microbiome sowie nährende Antigene zu kontrollieren.

Protokoll

Alle hier beschriebene Methoden wurden vom zuständigen Veterinär Regierung (Forschungsdefizite Für Landwirtschaft, Lebensmittelsicherheit Und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern (LALLF M-V)) genehmigt.

1. präoperative Pflege und Vorbereitung des Tieres

1. Bei der Ankunft in der Tierstation Teile von Tieren (C57Bl/6) in Gruppen von ähnlicher Größe, Käfig jede Gruppe zusammen und Gruppen während der Experimente konstant zu halten.
   Hinweis: Verwenden Sie Tiere des gleichen Geschlechts. Beschriebenen Ergebnisse wurden bei männlichen Mäusen.
   Hinweis: Wenn männliche Tiere verwendet werden, Käfig Gruppen zusammen ab, wenn sie 7 Wochen alt sind, so dass eine Hierarchie aufgebaut werden kann, minimiert so das Risiko von aggressivem Verhalten während der Experimente.
2. Mindestens eine Woche vor der Operation zu wechseln, um eine hohe Energie (> 14 MJ/kg) und proteinreiche (> 20 %) feed mit allen essentiellen Spurenelementen und Vitaminen (siehe Materialliste).
   Hinweis: Versichern Sie alle Mäuse wiegen mindestens 25 g, wenn Chirurgie durchgeführt wird.
3. Anästhesie und Analgesie durch intraperitoneale Injektion von Ketamin (87 mg/kg i.p) und Xylazin-Hydrochlorid (13 mg/kg i.p) induzieren. Warten Sie, bis die Maus mechanische Stimulation, z.B. Zehe Stellplatz ohne motorische Reaktion toleriert.
4. Sichern Sie die narkotisierte Maus mit Bändern in Rückenlage auf einer Wärme-Unterlage aufgestellt am Schreibtisch Betrieb garantieren stabile Positionierung während des Betriebs und die Vermeidung von einem überwältigenden Verlust von Körperwärme.
   Hinweis: Die Hitze-Unterlage sollte eine Temperatur von 36 ° C bis 40 ° C haben; die Operating Raumtemperatur sollte 21 ° C.

(2) distale Kolostomie Betrieb

1. Der Bauch Haare zu rasieren. Desinfizieren Sie vor Beginn der Operation das Operationsfeld dreimal mit Alkohol 70 % und eine jodophor. Drapieren Sie das Operationsfeld zu aseptischen Bedingungen garantieren.
2. Führen Sie eine 15 mm mediane Laparotomie durch Einritzen der Bauchmuskulatur und das Bauchfell entlang der Linea Alba, Blutverlust minimiert.
3. Verwenden Sie zwei DeBakey atraumatische Pinzetten, ziehen Sie vorsichtig den Blinddarm, terminal Ileum und aufsteigend und Colon transversum aus der Bauchhöhle.
   Hinweis: Seien Sie vorsichtig, mechanische Manipulation des Darms zum Schutz vor Verletzungen, mesenterialen Strukturen strikt zu begrenzen.
4. Identifizieren Sie den cecal Mast, der aufsteigende Dickdarm und Dünndarm (Abbildungen 1a und 1 b).
   Hinweis: Korrekte Identifizierung des aufsteigenden Dickdarms ist von grundlegender Bedeutung für die korrekte Platzierung der Kolostomie. In Fällen, wo die Anatomie der Ileocecal Region nicht eindeutig ist, das Vorhandensein von Peyer Patches identifiziert den Dünndarm, und das Vorhandensein von geformten Stuhl kennzeichnet den Doppelpunkt.
5. Verwenden Sie ein Lineal, um die Position der zukünftigen Kolostomie bestimmen. Es sollte 20 mm distal der Ileocecal Ventil für eine distale Kolostomie platziert werden.
6. Machen Sie einen zweiten 3-mm-Schnitt in der Bauchdecke in der oberen rechten Quadranten. Ziehen Sie die zuvor identifizierten Doppelpunkt-Segment durch diesen Schnitt zu einer Schleife, wobei Sie darauf achten, nicht um die Schleife zu verzerren.
7. Übergeben Sie sorgfältig eine flexible i.v. 22-Gauge-Kanüle durch das Mesocolon. Achten Sie darauf, nicht um mesenterialen vaskuläre Strukturen zu beschädigen.
8. Den Darm in die Bauchhöhle zurück.
9. Befestigen Sie beide Enden des Schlauches auf der Haut mit einfachen Stichen und einer resorbierbaren Naht (z.B., Polyglactin 910 oder Polyfil 4-0 1/2 c).
10. Führen Sie vor dem Schließen der Laparotomie, Fluid Reanimation mit einer intraperitonealen Injektion von 0,5 mL 0,9 % Kochsalzlösung.
11. Schließen Sie das Peritoneum und die Muskelschicht mit einer kontinuierlichen Naht mit einer resorbierbaren Naht (z. B. Polyglactin 910 oder Polyfil 4-0 1/2 c). Schließen Sie die Haut mit einer kontinuierlichen Naht mit einer resorbierbaren Naht (z. B. Polyglactin 910 oder Polyfil 4-0 1 / 2c).
12. Öffnen Sie die exteriorized Doppelpunkt Schleife durch Ausführen einer Zwischensumme Durchtrennung mit einer feinen Schere. Vermeiden Sie alle Verletzungen, das Mesenterium. Den Doppelpunkt nicht vollständig Transekt.
13. Jede Kolostomie Öffnung durch drei einzelne voll Dicke Nähte, das Peritoneum zu beheben und die Haut mit einem Monofil, resorbierbaren Naht (z.B.Polydioxanon oder Monofil 6-0 3/8 s). Der afferenten Schleife, die eine funktionelle Ende-Kolostomie ist, und die ableitenden Schleife, die eine schleimige Fistel ist, sind klar getrennt, an dieser Stelle (Abbildung 1 c).
    Hinweis: Betriebszeit weniger als 20 Minuten sollte die Flüssigkeit und thermische Verluste zu begrenzen.
14. Nach Beendigung der Operation, Desinfektion von Instrumenten mit einem Aldehyd-freie Desinfektionslösung in ein Ultraschallbad gemäß den Anweisungen des Herstellers.

(3) Sham-Betrieb (Colotomy)

1. Führen Sie Schritte 1.1. durch 2.4.
2. Verwenden Sie ein Lineal zur Bestimmung der zukünftigen Colotomy. Die Colotomy sollte den gleichen Abstand vom Ileocecal Ventil wie die Kolostomie in der experimentellen Gruppe positioniert werden.
3. Öffnen Sie den Dickdarm zu mindestens zwei Dritteln seines Umfangs mit einer feinen Schere.
4. In der Nähe der Colotomy mit einer einzigen Schicht voll-Dicke unterbrochen Naht mit einem Monofil, resorbierbaren Naht (z. B. Polydioxanon, Monofil 6-0 3/8 s).
   Hinweis: Betriebszeit sollte weniger als 20 Minuten für einen erfahrenen Operateur, flüssig und thermische Verluste zu begrenzen.
5. Führen Sie Schritte 2.10. , 2.11. und 2.14.

4. postoperative Pflege

1. Tiere in ihren Käfigen zurück. Sorgen für eine wohltemperierte Atmosphäre von 37 ° C (z.B.mit einer Infrarotlampe) bis Mäuse ganz wach sind. Dann halten Sie Mäuse in einer Umgebung von Temperatur und Feuchtigkeit reguliert (21 ° C; 30 % ± 10 % Relative Luftfeuchtigkeit). Freien Zugang zu Nahrungsmitteln und Trinkwasser zu ermöglichen. Um flüssige Aufnahme zu erleichtern, bieten Sie zusätzliche Wasser getränkten Tierfutter.
2. Postoperative Analgesie durch die Injektion von 0,1 mg/kg Körper Gewicht Buprenorphin beginnen s.c. wenn Tiere Reaktion auf mechanische Stimulation zeigen. Seien Sie vorsichtig, Atemdepression zu vermeiden.
3. Ergänzen Sie Trinkwasser mit 1 mg/mL Tramadol für kontinuierliche Analgesie während der ersten postoperativen Woche.
4. Als Ausgleich für verminderte Flüssigkeitsaufnahme aufgrund eingeschränkter Mobilität, liefern eine solide trinken Pad im Käfig während der ersten postoperativen Woche.
5. Wiegen der Tiere und Partitur Tierverhalten täglich während der ersten Woche jeden zweiten Tag während der Rest des ersten Monats und jeden dritten Tag im zweiten Monat mit der Krankheit schwere Partitur in Kleinwort Et Al. beschrieben ⁶.

Ergebnisse

Operation ist gut verträglich, sowohl in der experimentellen (Kolostomie) und Schwindel (Colotomy) Gruppen. Perioperative Mortalität sollte 10 % nicht überschreiten, wenn Chirurgie und Perioperative Management korrekt durchgeführt wird. In der ersten postoperativen Woche sieht erheblichen Gewichtsverlust in der experimentellen und Sham Gruppen. Tiere der Sham-Gruppe erreichen ihre Gewicht Tiefpunkt in der Regel in Richtung der vierten postoperativen Tag, aber es tritt einen Tag späte...

Diskussion

Mausmodell der DC präsentiert in diesem Protokoll zuverlässig reproduziert die histopathologische Merkmale des menschlichen DC (z. B., de Novo Entwicklung der lymphatischen Follikeln in der Submukosa der entzündeten Darm Segmente, Krypta, die Verkürzung und Senkung der Goblet Zelle Zahlen). Abgesehen von diesem Vorteil dieses Modell wird durch eine sehr ähnliche auslösende Faktor induziert und präsentiert mit einer klinischen Verlauf von mäßigen bis leichten schwere, wie der Fall in den am stä...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
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.