Un model de mouse al protocolului de obstrucție parțială intestinală (tradus în germană)

rezumat

Obstrucția intestinului este un blocaj parțial sau total al intestinului care poate provoca dureri abdominale severe, greață, vărsături și prevenirea trecerii scaunului. Această metodă de creare a unor obstrucții intestinale parțiale la șoareci este fiabilă în studierea mecanismelor care stau la baza creșterii celulare patologice și a morții în intestin.

Abstract

Introducere

Obstrucția intestinului este un blocaj parțial sau total al intestinului subțire sau gros care împiedică mișcarea, fluidele și gazele digerate să se miște prin intestin 1. Datorită obstrucției, blocajul determină îngroșarea pereților intestinali, îngustarea lumenului-2. Obstrucția intestinului poate apărea în urma intervențiilor chirurgicale abdominale sau pelvine care determină aderența abdominală la formarea țesuturilor sau a tulburărilor gastrointestinale, cum ar fi boala inflamatorie a intestinului (boala Crohn), diverticulita, herniile, volvulusul, strictura, invaginarea, constipația, impactul fecal, pseudo-obstrucția, cancerul și tumorile 3, 4, 5. Blocajele intestinale în aceste cazuri duc adesea la hipertrofia tunicii musculare a intestinului 6 .

PO al lumenului induce expansiunea intestinală și grosimea stratului muscular neted în jurul obstrucției ca răspuns la necesitatea de a crește în continuare peristaltismul funcțional 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13. Modele animale de PO intestinal au fost concepute pentru a studia hipertrofia mușchilor netezi la șoareci 7, șobolani 10, cobai 11, câini 12 și pisici 13, care dezvoltă în mod constant hipertrofie similară în straturile musculare intestinale.

Aici vă propunem un protocol murin pentru chirurgia PO intestinală cu un inel din silicon. Primind o intervenție chirurgicală sigură Șoarecii produc hipertrofie în tunica musculară a intestinului subțire. În mușchii hipertrofici, SMC, ICC, PDGFRα + și celulele neuronale sunt remodelate drastic.

Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.

Protocol

Următorul protocol a fost aprobat de Comitetul instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor (IACUC) de la Universitatea din Nevada-Reno (UNR) Resurse animale și îndeplinește toate orientările etice instituționale privind utilizarea animalelor de laborator.

Primiți șoareci C57BL/6 maturi (cu vârsta de 4-6 săptămâni) cu o greutate cuprinsă între 20-30 g. Găzduiește colonia șoarecilor de laborator într-o stație centralizată pentru animale la UNR Animal Resources.

(2) operație de obstrucție parțială

Notă: Operațiile se efectuează într-o cameră dedicată intervențiilor chirurgicale. Toate instrumentele chirurgicale sunt autoclavizate înainte de operație. Halatele și mănușile chirurgicale sterile trebuie purtate de tot personalul din sala de operație în orice moment.

Incizie abdominală de 3,0 cm pe lungime cu bisturiul cu lama nr. 15 pentru a se asigura că numai pielea este incizată și pentru a evita tăierea în stratul musculoperitoneal în acest moment. Folosind forcepsul și foarfecele chirurgicale, separați cu grijă pielea de stratul musculoperitoneal fără a face nicio incizie, stratul musculoperitoneal. După ce straturile au fost suficient de separate (aproximativ 1 cm x 4 cm), identificați Linea Alba pe planul musculoperitoneal și tăiați

2 cm de-a lungul liniei alba pentru a expune cavitatea intraperitoneală cu micro-forceps și foarfece.

Localizați și identificați exact apendicele. Îndepărtați încet și ușor apendicele din cavitatea intraperitoneală cu micro-forceps, aduceți colonul proximal și ileonul cu apendicele afară pe draperia sterilă. Umeziți imediat țesutul intestinal cu 0,9% soluție salină sterilă înmuiată cu tifon și mențineți țesuturile expuse în mod constant umezite în timp ce acestea sunt în afara cavității abdominale.

Localizați și identificați mezenterul dintre ileon și colon proximal. Faceți o incizie (

3. Observarea postoperatorie.

După finalizarea operației, mutați animalele într-un incubator într-o cameră de recuperare unde temperatura și umiditatea sunt reglate. După operație, monitorizați animalele la fiecare 15 minute pentru prima oră, apoi la fiecare 30 de minute pentru a doua oră în timp ce animalele sunt în incubator.
Odată ce observația prescrisă este completă, mutați animalele în propria cușcă individuală și monitorizați-le zilnic pentru indicații clinice de durere 18 și pentru a vă asigura că rana chirurgicală este prezentă în mod corespunzător fără semne de complicații (vindecarea este dehiscența).

Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.

Rezultate reprezentative

Ilustrația 1: Obstrucție intestinală parțială indusă chirurgical la un model de șoarece. PO a fost indus chirurgical. Șoarecii în vârstă de o lună au fost anesteziați, abdomenul lor a fost deschis printr-o incizie, un inel de silicon a fost plasat în jurul ileonului și deschiderea a fost închisă prin sutura. Șoarecii care au suferit o intervenție chirurgicală au fost lăsați să se recupereze timp de 8 sau 13 zile. Vârsta și sexul șoarecilor SO au fost operați în același mod ca șoarecii PO, cu excepția faptului că nu a existat plasarea inelului potrivit. (A) Imagini grosiere ale tractului gastrointestinal la șoarecii care au suferit o intervenție chirurgicală PO sau SO. Imaginile sunt de șoareci la 8 și 13 zile după operație (B) Tractul GI disecat de la șoareci în A. Intestinul subțire în amonte de inel a fost distins la 8 și 13 zile după operația PO, iar peletele fecale din colon au fost, de asemenea, mai mici la intervenția chirurgicală de 8 și 13 zile decât post-PO comparativ cu 13 zile post-PO Șoareci chirurgicali SO datorită inelului de silicon parțial obstructiv. Barele de scară sunt de 0,5 cm. Faceți clic aici pentru o versiune mai mare a acestei figuri.

Figura 2: Stratul muscular neted modificat în modelul chirurgical al șoarecelui. Colorare reprezentativă H&E a secțiunilor transversale ale ileonului de la SO SO intestinale și fără șoareci care nu dețin (NO). Straturile de mușchi netede (SM) și mucoasei (Mu) sunt șoareci PO mai groși la 8 și 13 zile după operația PO decât obiecțiile și fără șoareci. Barele de scară sunt de 50 µm. Faceți clic aici pentru o versiune mai mare a acestei figuri.

Figura 3. Remodelare celulară dinamică în hipertrofia musculaturii netede datorită obstrucției parțiale a intestinului. Imagini reprezentative de scanare laser confocală a secțiunilor transversale ileale hipertrofice din PO, adică și fără șoareci. -Proteine colorate cu anticorpi (roșii) MYH11 (SMC), KIT (ICC), PDGFRA (celule PDGFRα +) sau PGP9.5 (NC, celule neuronale), Co colorate cu DAPI (albastru). SMC în mucoasa musculară (MM), mușchiul circular (CM) și straturile musculare longitudinale (LM), precum și celulele PDGFRα + în plexurile musculare profunde (DMP), regiunea Auerbach (MY) și regiunea subserosală (SS) au crescut în ileonul hipertrofic la 8 și 13 zile postoperatorie la ICC în DMP, MY și SS, plexul Auerbach (MP), plexul submucosal (SP), NC subserosal (SS) și neuronii motorii enterici (EMN) au fost depreciate. Barele de scară sunt de 50 µm. Faceți clic aici pentru o versiune mai mare a acestei figuri.

Figura 4. Rezultatele inelelor din silicon care sunt prea mari, prea mici sau deplasate pe colon. (A) nu se va produce hipertrofie a mușchiului neted în ileon dacă inelul este prea mare pentru a provoca constipație. Inelul a blocat puțin sau deloc ileonul. (B) ischemia intestinală apare în ileon când inelul este prea mic. Inelul a fabricat un blocaj aproape complet al ileonului, care ar putea deteriora țesutul și poate duce la moarte timpurie înainte ca hipertrofia să se dezvolte. (C) Hipertrofia musculară netedă din intestin se dezvoltă datorită unui inel fals. Inelul de pe colon a fost deteriorat de conținutul lumenal (fecale) care s-a deplasat în jos, deteriorând vasculatura mezenterică și provocând sângerări masive în intestine. Faceți clic aici pentru o versiune mai mare a acestei figuri.

Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.

Discuţie

Am arătat că șoarecii care primesc o intervenție chirurgicală intestinală PO dezvoltă în mod consecvent și reproductibil hipertrofia musculară netedă intestinală, care imită obstrucția intestinală a omului. Au fost dezvoltate operații de obstrucție intestinală pentru diferite animale, cum ar fi șoareci 7, șobolani 10, cobai 11, câini 12 și pisici 13. Modelul de obstrucție intestinală la șoarece are timp, cost, dimensiune și avantaje fenotipice față de alte modele animale mai mari. Dezvoltarea hipertrofiei la șoareci sau șobolani durează doar 10-14 zile 10, comparativ cu 2-4 săptămâni la cobai, câini și pisici 11, 12, 13. Costul cumpărării și întreținerii șoarecilor este, de asemenea, un beneficiu financiar imens în comparație cu alte modele. În plus, șoarecii sunt mici și ușor de utilizat pentru operația PO. Cel mai important, șoarecii care primesc o intervenție chirurgicală PO dezvoltă treptat și extensiv hipertrofia în intestinul subțire, în timp ce alte animale mai mari dezvoltă o creștere mai puțin extinsă.

Acest protocol de intervenție chirurgicală PO este considerat o intervenție chirurgicală majoră pentru șoareci. Toate instrumentele și materialele chirurgicale trebuie sterilizate înainte de utilizare, iar intervenția chirurgicală trebuie efectuată în mediul curat al unei săli de operație dedicate pentru a reduce la minimum poluarea, ceea ce poate duce la infecții și inflamații la șoareci. În plus, ar trebui administrat un calmant al durerii șoarecilor după operație. Avem o versiune cu eliberare lentă a buprenorfinei, care este eficientă până la 7-8am-10pm. În plus, după operație, șoarecii au dificultăți în mestecarea și înghițirea alimentelor solide. Până la 5 zile după operație, șoarecii au primit hrană moale (dietă solidă cu puțină apă adăugată pentru a înmuia alimentele) și au trecut la hrană solidă normală după 5 zile.

Operația noastră PO intestinală oferă un model de hipertrofie in vivo pentru obstrucția intestinală în care celulele SMC, ICC și PDGFRα + sunt remodelate neobișnuit. Acest model PO este, de asemenea, potrivit pentru a înțelege modul în care neuronii enterici sunt modificați de PO și modul în care activitățile motorii majore din intestinul subțire și gros 23 sunt afectate. Aceste celule pot fi reconstruite dinamic în condiții patologice, precum și în condiții cultivate 15, 16. Am observat că aceste celule la șoarecii SO s-au comportat puțin diferit față de șoarecii normali fără intervenție chirurgicală (Figura 2 și Figura 3). Majoritatea obstrucției intestinului la om are loc prin aderențe abdominale dezvoltate după intervenția chirurgicală, ducând la hipertrofie musculară netedă 3, 4, 5, 21. După operația SO, am constatat, de asemenea, că celulele SMC, ICC și PDGFRα + erau ușor hipertrofice în intestinul subțire, comparativ cu (Figura 3), sugerând că operația în sine poate induce hipertrofie musculară netedă intestinală. Dacă da, operația SO nu este un negativ complet pentru operația PO. Nu și SO ar trebui utilizate ca o comparație cu intestinul PO.

În rezumat, am găsit un protocol chirurgical PO/eficient, fiabil și repetabil la șoareci care a produs obstrucții intestinale robuste. În timpul dezvoltării handicapului, SMC, ICC, PDGFRα +, precum și celulele neuronale sunt remodelate dinamic în diferite straturi de țesut și localizări. Acest model de obstrucție in vivo oferă noi cunoștințe despre cunoștințele noastre despre modul în care apar modificările fenotipice în intestinul obstrucționat la nivel celular.

Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.