A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
קוליטיס המושרה DNBS / TNBS מציע אלטרנטיבה ושיטה זולה ללמוד pathobiology של מחלות מעי דלקתיות. הפרוטוקול שנדון במאמר זה מתאר את היישום המוצלח של DNBS כדי לגרום לדלקת מעי גסה בעכברים וחולדות ומאפשר לאדם ללמוד ביסודיות את תגובות מעיים בתיווך מארחת.
מחלות מעי דלקתיות (IBD), כוללים מחלת קרוהן וקוליטיס כיבית, כבר מזמן מזוהות עם בסיס גנטי, ולאחרונה לארח את תגובה חיסונית לסוכני חיידקים וסביבתיים. קוליטיס Dinitrobenzene חומצת sulfonic (DNBS) מושרה מאפשר אחד כדי ללמוד את הפתוגנזה של גורמים סביבתיים הקשורים IBD כגון מתח ודיאטה, את ההשפעות של טיפולים פוטנציאליים, ואת מנגנוני פציעת דלקת ברירית מעי בסיסית. במאמר זה, אנחנו בדקנו את ההשפעות של חומצות n-3 ו-n-6 חומצות שומן תזונתיות בתגובה הדלקתית ברירית המעי הגס לקוליטיס-Induced DNBS בחולדות. כל החולדות קבלו תזונה זהה למעט סוגים שונים של חומצות שומן מ[ שמן חריע (SO), שמן קנולה (CO), או שמן דגים (FO)] במשך שלושה שבועות לפני החשיפה לintrarectal DNBS. חולדות בקרה נתון אתנול intrarectal המשיכו לעלות במשקל על המחקר של 5 ימים, ואילו, חולדות שטופלו DNBS דיאטות שומנים האכילו את כל losמשקל לא עם חולדות FO וCO הפד הוכחת ירידה משמעותית במשקל על ידי 48 שעות וחולדות שהוזנו זאת על ידי 72 שעה. עלייה במשקל התחדשה לאחר 72 ההודעה hr DNBS, ועל ידי 5 הודעה ימי DNBS, קבוצת FO הייתה משקל גוף גבוה מכך או קבוצות CO. סעיפים במעי הגס שנאספו 5 ימים לאחר DNBS הטיפול הראה כיב מוקד, הרס קריפטה, דלדול תא גביע, וחדירה רירית של שני תאים דלקתיים חריפים וכרוניים, שהשוני בחומרה בין קבוצות דיאטה. הקבוצה כל כך שיגע הראתה נזק החמור ביותר ואחריו CO, וFO האכיל קבוצות שהראו את המידה המתונה ביותר של פגיעה ברקמות. כמו כן, פעילות myeloperoxidase הגס (MPO), סמן של פעילות נויטרופילים היה גבוהה באופן משמעותי בכל כך אחרי חולדות CO הפד, עם חולדות שהוזנו FO שיש פעילות MPO נמוכה באופן משמעותי. תוצאות אלו מראות את השימוש של קוליטיס-Induced DNBS, כפי שתואר בפרוטוקול זה, על מנת לקבוע את ההשפעה של תזונה בפתוגנזה של מחלת מעי דלקתי.
מחלות מעי דלקתיות (IBD) מאופיינת בדלקת כרונית התקפי בדרכי העיכול (GI), וכתוצאה מכך תסמינים של שלשולים, ירידה במשקל, וכאבי בטן. קוליטיס כיבית (UC) ומחלת קרוהן (CD) הם שתי הצורות העיקריות של מחלת מעי דלקתי, ויכול להיות מכובד על ידי המיקום של הדלקת בתוך מערכת העיכול. בחולי UC, הדלקת כרוכה בדרך כלל פי הטבעת והוא משתרע בסמיכות את המעי הגס הלמשפיעה על הרירית השטחית רק מידה משתנה. לעומת זאת, CD יכול להשפיע על כל חלק של מערכת העיכול, למרות שזה בעיקר משפיע על המעי וcecum. תקליטור לעתים קרובות בא לידי ביטוי כדלקת transmural קשור לעתים קרובות עם גרנולומות ומובילה לstricturing (fibrostenotic) ו / או חדירת מחלה (fistulizing). למרות אטיולוגיה של IBD נותרת חמקמקה, מקובל גם כי IBD תלוי בכמה גורמים, הכולל אינטראקציות בין המארחים מערכת חיסונית, רגישות גנטית וresponses לגורמים סביבתיים וחיידקים.
עד כה, מודלים שונים של IBD הוצעו שמציגים תגובות קליניות, היסטולוגית וחיסוניות שונות אופייניות לUC ו-CD. הדגמים הנפוצים ביותר כוללים עכברים מהונדסים גנטי (IL-2, IL-10 SAMP / yit,) מודלים מושרה, זיהום (rodentium Citrobacter, typhimurium סלמונלה), מודלים העברת מאמצת (CD45 + RB גבוה, העברה לתא CD62L + לעכברים SCID) ו מודלים קוליטיס כימי שגרמו (Dextran נתרן סולפט (DSS), חומצת sulfonic Trinitrobenzene (TNBS), וחומצת sulfonic Dinitrobenzene (DNBS)). בשל העלות הנמוכה שלהם והתפרצות מהירה של מחלה, מודלים כימיים נחשבים לא יסולא בפז לחקר היבטים השונים של מחלת מעי דלקתי. לכל אחד מדגמי קוליטיס הכימיים המפורטים יתרונות כמו גם מגבלות בהיבטים מסוימים של הרלוונטיות הקלינית, חיסונית וhistopathological למחלת המעי דלקתית. DSS הוא אחת מהשיטות כימיות הנפוצות ביותר המועסקות כדי לגרום coliTIS במכרסמים 1. מנהל של 3-10 DSS% (MW: 42 KDA) ל7-10 ימים במי השתייה של עכברים יכול לגרום לסימפטומים וסימנים של דלקת המעי הגס, כולל ירידה במשקל, שלשולים עם דם, קיצור מעי הגס, כיבים ברירית וחדירת נויטרופילים. מודל זה שימושי במיוחד עבור מחקרי הקרנת סמים, כמו גם לבחון את מנגנוני התחדשות אפיתל, את ההשפעה של חסינות מולדת על הומאוסטזיס הרירי, ואת התפקיד של דלקת בקידום דיספלזיה במעי והתפתחות אדנוקרצינומה. יש עם זאת כמה חסרונות למודל DSS, כולל וריאציה בריכוז של DSS הדרוש כדי לגרום לקוליטיס במתקנים שונים של בעלי חיים, כמו גם ספיגת מים עולים בקנה אחד על ידי עכברים וחשיפה ובכך עולה בקנה אחד לDSS, וכתוצאה מכך הווריאציה בתואר, במידה ו הפצה של פגיעה ברירית וכיבים במעי הגס. כל התכונות הללו יובילו לההטרוגניות של תוצאות ולהגביל את היכולת להשוות את התוצאות על פני fr לימודיםקבוצות מחקר שונות אום.
אלטרנטיבה למודל DSS היא DNBS-Induced hapten או המודלים TNBS של קוליטיס. מודל זה מעסיק החדרה רקטלית של רירית רגישות DNBS סוכנים או TNBS, בדילול מלא בריכוזים שונים של אתנול. הממשל של אתנול הוא תנאי הכרחי כדי לשבור את מחסום רירית המעי כדי לאפשר חדירה של DNBS או TNBS לpropria lamina. אז DNBS / TNBS יהיה haptenize חלבונים במעי הגס וחיידקי מעיים המקומיים להפוך immunogenic, ובכך מפעילה את המארח מולדים ואת התגובה חיסונית אדפטיבית. באופן כללי, מודל זה קשור לשלשולים חריפים ולעתים עקובים מדם, ירידה במשקל ועיבוי קיר מעיים עם זאת סימפטומים משתנים בהתאם לסוג של מכרסם בשימוש, כמו גם העיתוי, מינון ומידת חשיפה לDNBS או TNBS משמש ב מחקר. הבחנות חשובות בין חולדות ועכברים יש לציין, עם היתרונות של עלות נמוכה יותר לרכישה ולוח, כמו גם לואוr מסת גוף להפחתת עלויות לכל בעלי חיים של טיפול בגוף חי. זה צריך להיות מוגדר נגד כמובן יותר מהיר וחמור של קוליטיס בעכברים, שבו החיות יותר שבירות ותגובה עשויות להגיע לנקודת סיום הומנית במהירות.
דלקת המעיים בתחילה כתוצאה מנזק הנגרם על אתנול לתאי האפיתל במעי, שמוביל לחדירות מוגברת אפיתל, חדירה של חיידקים לרירית, haptenization של חלבוני מארח, כל זה וכתוצאה מכך ההסתננות של נויטרופילים, מקרופאגים ולימפוציטים Th1 T לתוך הרירית הפגועה. בהשוואה לDNBS, TNBS נחשב כימי מסוכן בשל מאפייני חמצוני ביותר שלה, שיכול להוות סיכון לפיצוץ במגע עם בסיסים כגון נתרן ואשלגן הידרוקסידי. לכן DNBS נחשב כיום כבחירה מועדפת של חומר כימי על TNBS לגרום לדלקת מעי גס. במכרסמים, קוליטיס DNBS נחשב כאחת השיטות הנוחה ביותר ללמוד folloIBD הכנף קשור מכפילי של מחלה:
בהשוואה למודל DSS, היתרונות של DNBS וקוליטיס-Induced TNBS כוללים עלות נמוכה, התפתחות מהירה של דלקת המעי הגס (בדרך כלל דורש 1-3 ימים כדי להראות כיבים ודלקות לשחזור) ונזק מקומי עקבי למעי גס דיסטלי. עם זאת החסרונות הם דרישה לרמה גבוהה יותר של מומחיות טכנית, אופטימיזציה של מינון DNBS / TNBS, ואת הצורך בהרדמה לממשל בפי הטבעת.
במאמר זה אנו מתודולוגיים חקרנו את ההשפעות של ריכוזים שונים של n-6 ו n-3 חומצות שומן רב בלתי רוויות על שינוי תגובת רירית המעי לקוליטיס-Induced DNBS בחולדות באמצעות שמן חריע שמנים צמחיים (SO) ושמן קנולה (CO) , ושמן דגים (FO). הוכח כי חומצות n-6 ו-n-3 שומן הם מתווכים חשובים של מחלה דלקתית של מעי דרך את תפקידם כmoieties acyl של phosopholipids קרום תא 9. בניגוד לפוטנציאל מעודדי דלקת של n-6 חומצות שומן, n-3 חומצות שומן במספיק גבוהה הצריכה הן פוטנציאל חומרים אנטי דלקתיים חזקים. הפעולות אנטי דלקתיות של n-3 חומצות שומן בתיווך ישירות דרך החלפה של חומצה הארכידונית כמצע eicosanoid, עיכוב חילוף חומרים חומצה הארכידונית ובעקיפין באמצעות שינוי של proinflביטוי ammatory גן ואיתות תא. N-3 חומצות השומן גם להצמיח resolvins, משפחה של מתווכים אנטי דלקתיים. צריכה גבוה של n-3 חומצות שומן קשור לירידה בייצור של eicosanoids מעודדי דלקת, ציטוקינים, כמוקינים, מיני חמצן תגובתי וביטוי של מולקולות הדבקות. במחקר זה, חולדות דיאטות כרצונך מודעה זהות בכל החומרים המזינים, למעט חומצות שומן נמאס, עם כאנרגית אחוזים מהשומן, 20% SO, CO 20%, או 18% שמן דגים בתוספת 2% שמן חריע (FO) 10-11 . כאחוז מהאנרגיה היומית, הדיאטה כן ובלבד 15% חומצה לינולאית (LA), עם <חומצת 0.06% α-לינולנית (ALA) ולא חומצת eicosapentaenoic (EPA) או חומצת docosahexaenoic (DHA), דיאטת CO הייתה 4.2 % לוס אנג'לס ו1.9% ALA ללא EPA או DHA, ודיאטת FO סיפקו 1.4% EPA, 4.9% DHA, 0.32% לוס אנג'לס, ו0.12% ALA. שלושה שבועות לאחר תחילת דיאטת השומנים בדם, העכברים ניתנו DNBS intrarectal או 50% אתנול והקריבו 5 ימים לאחר מכן. Inflתגובת ammatory הוערכה על ידי הערכה של ירידה במשקל, ציוני נזק היסטולוגית ופעילות myeloperoxidase רקמות.
הליכים כרוכים בנושאי בעלי חיים לעקוב אחר הנחיות טיפול בבעלי החיים שהותוו על ידי הוועדה המוסדית טיפול בבעלי חיים ושימוש (IACUC) באוניברסיטה של קולומביה הבריטית.
נהלים שהוזכרו בפרוטוקול זה יהיה מתואר עבור שני חולדות ועכברים, ואילו נציג התוצאות יוצגו מחולדות ספראג-Dawley.
1. הכנת DNBS וIntrarectal המינהל
2. שיתוףllecting רקמות והערכת נזק היסטולוגית בDNBS עכברים פיגור
3. רקמת מעי פיגור הבמה Myeloperoxidase (MPO) Assay על DNBS
אתגר של חולדות (ספראג-Dawley) או עכברים (C57BL / 6) עם DNBS בדרך כלל תוצאות בירידה במשקל זמנית ושלשולים, לפעמים עם הווה דם בצואה. עם זאת, גורמים כגון גנטיקה, תזונה וחיידקי מעיים יכולים לשנות את רגישות לקוליטיס DNBS המושרה. לכן, בעלי החיים שנכללו בניסויים צריכים להיות מאותו המוסד, א?...
מודל DNBS המתואר בפרוטוקול זה הוא מודל קוליטיס יקר, זול, ושחזור שיכול להיות מנוצל ללימוד היבטים שונים של מחלת מעי דלקתי. כאשר מנוהל intrarectally לחולדות או עכברים, DNBS גורם מידה ניכרת של דלקת ופגיעה ברקמות במעי הגס, שמזכיר מחלת קרוהן האנושית במונחים של התכונות היסטולוגית השונ...
החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
עבודה זו נתמכה על ידי מענקים הפועלים לKJ ממדעי הטבע והנדסת מועצת מחקר של קנדה (NSERC) וקרוהן וקוליטיס הקרן של קנדה (CCFC). VM נתמך על ידי מלגת CFRI וGB מלגת לימודים לתואר שני מן המכון הקנדי לבריאות מחקר (CIHR). BAV הוא ילדים עם מעיים והפרעות בכבד יו"ר הקרן (ילד) למחקר בילדים מחל מעי דלקתי וקנדה מחקר הקתדרה בילדים לגסטרואנטרולוגיה וKJ הוא המטפל מדען בכיר נתמך על ידי ילד והילד ומשפחה מכון מחקר תכנית (CFRI) המטפל מדענים בפרס , אוניברסיטה של קולומביה הבריטית.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 ml Syringe | BD Biosciences | 309659 | |
19 G Needle | BD Biosciences | 305187 | |
Polyethylene tubing PE-50 | BD Biosciences | 427517 | for intrarectal administration in mice |
Polyethylene tubing PE-90 | BD Biosciences | 427519 | for intrarectal administration in rat |
DNBS | MP Bio | 150959 | |
Tear gel | Novartis | 63601662596 | |
10% Formalin | Fisher | 5F93-4 | |
Warming pad | Kent Scientific | TPZ-0510 | |
Ethanol | Fisher | A-962.4 | |
Hexadecyltrimethyl-ammonium bromide | Sigma-Aldrich | H5882 | |
Potassium phosphate buffer solution | Sigma-Aldrich | 79628- | |
o-Dianisidine dihydrochloride | Sigma-Aldrich | D3252 | |
30% H2O2 | Sigma-Aldrich | 31642 | hydrogen peroxide |
Spectrophotometer | BioRad | Benchmarker Plus | |
Light Microscope | Zeiss | Axio Image.Z1 | |
Data analysis software program | GraphPad Software | GraphPad Prism Software Version 4.00 | www.graphpad.com |
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