The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
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1Obstetrics, Gynecology and Women’s Health and Division of Biological Sciences, University of Missouri, 2Obstetrics, Gynecology and Women’s Health and Animal Sciences, University of Missouri
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Pelch, K. E., Sharpe-Timms, K. L., Nagel, S. C. Mouse Model of Surgically-induced Endometriosis by Auto-transplantation of Uterine Tissue. J. Vis. Exp. (59), e3396, doi:10.3791/3396 (2012).
L'endométriose est une maladie chronique, douloureuse dont l'étiologie reste inconnue. Par ailleurs, le traitement de l'endométriose peuvent exiger l'enlèvement laparoscopique des lésions, et / ou chronique gestion pharmaceutique de la douleur et des symptômes d'infertilité. Le coût associé à l'endométriose a été estimé à 22 milliards de dollars par an dans le 1 États-Unis. Pour approfondir notre compréhension des mécanismes sous-jacents de cette maladie énigmatique, des modèles animaux ont été employées. Les primates se développent spontanément l'endométriose et des modèles de primates conséquent ressemblent le plus à la maladie chez les femmes. Des modèles de rongeurs, cependant, sont plus rentables et facilement disponibles 2. Le modèle que nous décrivons ici implique un transfert autologue de tissu utérin au mésentère intestinal (Figure 1) et a été d'abord développé chez le rat 3 et transféré plus tard à la souris 4. Le but du modèle de rongeur autologue de l'endométriose chirurgicalement induite est d'imiterla maladie chez les femmes. Nous et d'autres ont déjà montré que le modèle gène modifié expression observée dans les lésions d'endométriose chez les souris ou les rats qui miroirs observés chez les femmes avec la maladie 5,6. Un avantage de réaliser l'intervention chez la souris est que l'abondance des souches de souris transgéniques disponibles peuvent aider les chercheurs à déterminer le rôle des composants spécifiques important dans la création et la croissance de l'endométriose. Un modèle alternatif dans lequel des fragments humains excisés endomètre sont introduits dans le péritoine de souris immunodéprimées est aussi largement utilisée, mais est limitée par l'absence d'un système immunitaire normal qui est pensé pour être important dans l'endométriose 2,7. Surtout, le modèle de souris de l'endométriose chirurgicalement induite est un modèle polyvalent qui a été utilisée pour étudier comment le système immunitaire 8, 9,10 hormones et des facteurs environnementaux affectent 11,12 endométriose ainsi que les effets de l'endométriose sur Fertilité 13 et de la douleur 14.
1. La planification de la chirurgie d'animaux vivants
2. Préparer la zone chirurgicale pour la chirurgie des animaux vivants
3. Anesthetize et préparer la souris pour la chirurgie
4. Ligature utérin
5. Préparer les implants d'endométriose de l'utérus excisées
6. La suture des implants d'endométriose dans la cavité péritonéale
7. Chirurgies Sham
8. Fermeture de la plaie chirurgicale
9. Récupérer des animaux
10. Soins post-opératoires
11. Autopsie et l'excision des tissus
Les résultats représentatifs
Lésions endométriosiques dans le modèle murin de l'endométriose induite chirurgicalement morphologiquement et histologiquement semblables à ceux observés dansles femmes. L'analyse histologique de l'endométriose chez les femmes et le modèle de souris indique que lésions endométriosiques contiennent des glandes endométriales et le stroma (figure 2A). Lésions endométriosiques chez la souris contiennent également des macrophages chargés d'hémosidérine-, qui sont une caractéristique commune de l'endométriose chez les femmes (figure 2B) 19.
Lésions endométriosiques retiré de souris trois jours après l'induction apparaissent enflammée et hémorragique (figure 3A). Après deux à quatre semaines de lésions endométriosiques de croissance dans le modèle de la souris sont un kyste semblable, remplie de fluide et entourée par des adhérences péritonéales (figures 3B et 3C). Comparé au poids de la lésion à l'induction, le fluide des lésions ont été remplis 306% et 862% plus grande à un et deux mois après l'induction des lésions crevé étaient de 51% et 172% plus grand, respectivement (figures 4A et 4B). Nous avons obtenu fluides compatibles rempli et crevé poids lésion endométriosique moins un mois après l'induction sur cinq expériences différentes (figure 5). À un mois après enfluides de production remplis (7,44 ± 3,75 mg) et crevé (2,92 ± 1,23 mg) Poids lésion endométriosique étaient significativement corrélées (coefficient de corrélation de Pearson = 0,669, p <0,001).
Âge de la souris n'a pas d'incidence sur la taille des lésions chez la souris entre trois et dix mois d'âge. Ni l'remplie de liquide ou de lésion endométriosique crevé le poids d'un mois après l'induction a été significativement corrélée à l'âge de l'animal (r = -0,136, p = 0,380 et r = -0,063, p = 0,698, respectivement).
L'utérus de souris subit des changements dans la taille, la rétention d'eau, la prolifération cellulaire et l'apparence due à l'influence des hormones stéroïdes au cours du cycle œstral. Nous avons comparé le poids des lésions d'endométriose au poids de la corne utérine reste intacte à partir d'animaux à différents stades de l'oestrus. Nous n'avons pas trouvé une corrélation significative entre le poids de l'utérus et remplie de fluide ou crevé l endométriosePoids esion moins un mois après l'induction (r = -0,046, p = 0,765 et r = 0,232, p = 0,155, respectivement).
Le profil d'expression génique observée dans les lésions d'endométriose de souris reflète fidèlement celle rapportée chez les femmes avec la maladie 5. Par trois jours après l'induction des gènes de régulation de remodelage de la matrice extracellulaire, l'adhésion cellulaire et l'angiogenèse sont hautement régulés à la hausse et beaucoup de ces gènes surexprimés restent dans un mois de croissance.
Figures et tableaux

Figure 1. Induction chirurgicale de l'endométriose par transfert de tissu autologue utérine chez la souris. La corne utérine gauche est ligaturé, excisées, et ouvert longitudinalement pour exposer l'endomètre. Trois 2 mm 2 biopsies sont préparés et chacun est suturée à une artère dans la cascade de l'artère mesente intestinalery. En un mois après l'induction des lésions d'endométriose sont remplie de fluide et entourée par des adhérences.

La figure 2 la section hématoxyline et l'éosine teinté d'une lésion endométriale à partir du modèle de souris de l'endométriose moins un mois après l'induction montrant (A) la présence de glandes endométriales et de stroma;. Barre d'échelle = 50 um et (B) macrophages chargés d'hémosidérine, dont certaines sont indiquées par des flèches; barre d'échelle = 20 um.

Figure 3. Lésions endométriosiques dans le modèle de souris suivantes euthanasie, soit trois jours après l'induction (A) ou un mois après l'induction (B et C).

Figure 4. Lésions endométriosiques de souris induite par la chirurgie pour avoir frdometriosis ont été excisées et pesées à un ou deux mois après l'induction. Les données sont la moyenne ± SEM. Les données ont été transformées en log et des lettres différentes indiquent une signification au sein de chaque panneau par un ANOVA suivi par au moins un côté de Fisher significatif comparaisons Mulitple Différence. (A) Kyste comme, remplie de fluide des lésions d'endométriose (N = 10, 7 ou 5 pour l'induction, un mois ou deux mois après l'induction, respectivement). (B) crevé lésions endométriosiques (N = 10, 8 ou 7 pour l'induction, un mois ou deux mois après l'induction, respectivement).

Figure 5. Endométriosiques poids lésion humide avec fluide et crevé un mois après l'induction à partir de cinq expériences distinctes. Les données sont la moyenne ± SEM. Souris N = 10, 6, 8, 7 et 7 pour les fluides lésions remplies et 0, 7, 10, 8, et 8 pour les lésions crevé dans l'expérience 1, 2, 3, 4 et 5, respectivement.
Tableau 1. Observation de l'étape oestrus par la cytologie vaginale et l'aspect visuel des ovaires et l'utérus et induction.
Apparence de l'ovaire et l'utérus sera dépendant du temps. Les éléments suivants sont basés sur le sacrifice vers 8h00 le matin de chaque jour du cycle. En outre, les observations sont subjectives et comparant l'ovaire et cornes utérines sera une meilleure estimation que cornes utérines seulement. Ces observations sont destinées à compléter les informations obtenues à partir des lectures quotidiennes cytologie vaginale.

Tableau 2. Comparaison de la chirurgie chez la souris et le rat.
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Il ya plusieurs paramètres critiques qui doivent être notés dans l'exercice de l'induction chirurgicale de l'endométriose chez la souris. Premièrement, l'endométriose est une maladie oestrogènes dépendantes et en tant que telle cette chirurgie doit être réalisée chez les animaux intacts ou bien chez les animaux ayant subi une ovariectomie complétées avec des oestrogènes 20. Deuxièmement, la suture des biopsies endométriales à la cascade artérielle doit être effectuée avec un soin extrême. Nous avons trouvé que l'utilisation de seulement deux nœuds relativement lâche avec un lancer chacun garde la biopsie en place tout en empêchant la ligature de l'approvisionnement en sang à l'intestin et une nécrose tissulaire et la mort subséquente des animaux. Nous recommandons fortement pratiquer sur plusieurs souris avant l'expérience réelle de s'assurer que les sutures sont bien placés assez que le tissu n'est pas perdu, mais pas trop serré pour provoquer une nécrose intestinale. Troisièmement, il est très important de garder le tissu intestinal hydratée avec la pénicilline PBS contenant stérile et streptomycine pendant la surgery. Quatrièmement, des efforts devraient être prises pour s'assurer que la taille d'implants d'endométriose est cohérent. A cet effet, nous utilisons un mm 2 biopsie afin de créer constamment de taille des implants d'endométriose du tissu utérin excisées.
Il ya plusieurs modifications qui peuvent être faites à ce protocole pour répondre aux besoins individuels et des questions scientifiques du chercheur. Un porte modification potentielle du profil hormonal de l'animal. Système de gène et l'expression de protéines dans les lésions d'endométriose, restant intacte la corne utérine et le système immunitaire peut être directement influencée par le calendrier de collecte par rapport à l'étape du cycle de l'oestrus. Il existe plusieurs approches pour contrôler l'étape de l'oestrus au moment de la collecte, chacun avec ses avantages et ses inconvénients. Par exemple, les animaux intacts du vélo, peut être synchronisé en transférant trempé d'urine literie mâle dans la cage des femmes, trois jours avant l'induction ou la collecte de telle sorte que les animaux sont chirurgicalement INDUDEC et recueillies au cours de la même étape oestrus 15. Si les animaux sont utilisés vélo intacte, cyclicité œstrus doit être surveillée quotidiennement par examen cytologique du vagin 17. Ceci a l'avantage d'être plus physiologiquement pertinents, mais synchronicité cycle de réalisation n'est pas à 100% de réussite. Alternativement, les animaux intacts peut être synchronisée par l'administration exogène de gonadotrophine 21,22. Bien qu'un peu plus précise, cette méthode crée des niveaux d'oestrogène plus élevés que la normale. Une autre approche a consisté à ovariectomize animaux et de redonner un niveau constant d'hormones exogènes, soit par une capsule de silastic, mini-osmotique de la pompe ou des injections quotidiennes de 4,8. Cette méthode a l'avantage d'obtenir un profil hormonal uniforme à travers de nombreux animaux, mais est désavantageux car les animaux ne sont pas le vélo.
Sham chirurgies peuvent être effectuées pour évaluer les effets qui sont le résultat de subir la chirurgie comparativement effets attributabLE pour l'endométriose. Dans les cabinets simulacre de la corne utérine gauche est enlevée et les sutures sont placées autour des artères dans la cascade de l'artère mésentère intestinal, mais pas les implants d'endométriose sont suturés 5,8,23. Alternativement, la graisse retirée de la corne utérine excisée peut être suturée à l'intestin mésentère 3,14. Nous avons récemment rapporté qu'il ya relativement peu de différences dans l'expression génique telle que mesurée par cDNA microarray entre l'utérus et le simulacre de la corne intacte restante utérine à partir d'animaux chirurgicalement induite d'avoir une endométriose 5. Par ailleurs, l'utilisation quantitative PCR en temps réel pendant sept gènes liés à l'endométriose, nous avons constaté que l'expression d'haptoglobine seule est significativement différent dans l'utérus de souris imposture et l'endométriose. Lee et al. Cependant, a rapporté l'expression différentielle de cinq gènes dans l'utérus de souris induit d'avoir l'endométriose par rapport aux contrôles imposture 23. Cela suggère que la présence de l'endométriose Lesions peuvent provoquer l'expression du gène altéré dans l'utérus eutopique.
Le calendrier de collecte des souris chirurgicalement induite d'avoir l'endométriose devrait être déterminé par la question de recherche particulière. Collection de souris trois jours après l'induction permet d'évaluer le caractère critique, d'événements au début de la création de l'endométriose, y compris l'infiltration de neutrophiles initiale et machrophage et la production de cytokines comme l'a rapporté précédemment 8. Nous avons montré que les lésions d'endométriose recueillies trois jours après l'induction sont de petite taille, hémorragiques, et ont considérablement modifié l'expression des gènes par rapport à la corne utérine reste 4. Après deux semaines après l'induction des lésions d'endométriose sont bien établis et ont souvent constitué un kyste structures semblables. Chez la souris, des lésions d'endométriose continuer à augmenter en taille, tel qu'évalué par le poids du fluide rempli et crevé les lésions (figure 4) ainsi que par volume de la lésion déterminée par la longueur, la largeur et la HEIGht mesures au travers de deux mois après l'induction 9.
Comme mentionné précédemment, le modèle chirurgical de l'endométriose a été d'abord développé chez le rat et est encore largement utilisé 3. Lorsque vous effectuez cette opération chez le rat, nous apporter les modifications suivantes au protocole, telles que résumées dans le Tableau 2. Chez le rat, l'ensemble des points de suture utilisés sont de taille 4-0 et peut et doit être lié plus étroitement. En outre, nous suture six 5 mm 2 implants d'endométriose dans le mésentère intestinal de la cavité péritonéale.
Dans ce protocole, nous décrivons l'utilisation d'un anesthésique par inhalation, l'isoflurane. Alternativement, combinée anesthésique injectable composé de kétamine et de Domitor (chlorhydrate de médétomidine) ou un autre agoniste alpha-2 peut être utilisé, bien que le temps de récupération est un peu plus long. La kétamine, administré à 75 mg / kg par injection intraperiotneal, est un agent anesthésique dissociatif avec une douleur aiguë minimale soulager les propriétés d'une est un médicament annexe III nécessitant une licence de DEA et de l'inventaire des médicaments détaillé. Domitor, administré à 1 mg / kg, est un agoniste alpha-2 adrénergiques et est facilement inversée avec Antisedan (chlorhydrate d'atipamézole) d'administration. Domitor est un sédatif qui procure une relaxation musculaire et soulagement de la douleur. Domitor et la kétamine peut être préparée à l'avance en combinaison dans le PBS en utilisant une technique stérile. Antisedan, l'agent d'inversion pour Domitor, peuvent être préparés en PBS en combinaison avec la buprénorphine et doit être administré à 1 mg / kg en post-opératoire. La buprénorphine est aussi une annexe III de drogue et options incluent la non-stéroïdiens anti-inflammatoires Banamine (flunixine méglumine) et le kétoprofène.
Comme avec tous les modèles, il ya certaines limitations associées à l'induction chirurgicale de l'endométriose chez les rongeurs. Le plus important est que les rongeurs n'ont pas un cycle menstruel et donc ne se développent spontanément endométriose. Dans un effort pour rendre le mod rongeursphysiologiquement plus semblable à la condition chez les humains certains chercheurs ont opté pour injecter autologues ou homologues des fragments de tissus utérins des animaux syngéniques dans la cavité péritonéale directement sans suture 24,25 el. Chez la souris, le tissu injecté des formes ressemblant à un kyste lésions endométriosiques, cependant, la méthode d'injection de l'induction ne semble pas fonctionner chez les rats que le tissu ne se fixe pas et envahissent dans la cavité péritonéale 3.
Le modèle de rongeur a été largement utilisée pour étudier l'étiologie, la pathologie et des facteurs de risque d'endométriose 2,8,26-29 ainsi que d'explorer de nouvelles thérapies 14,30-34. Le modèle de rongeur de l'endométriose induite chirurgicalement démontre de nombreuses similitudes avec la maladie chez les humains, y compris réduction de la fertilité et de fécondité et de gènes modifiés et 5,6,35,36 expression des protéines. Pris ensemble, avec leurs coûts relativement bas et disponibilité, le modèle rongeur de chirurgicalement INDUendométriose CED est un excellent modèle pour l'endométriose chez les femmes.
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Pas de conflits d'intérêt déclarés.
Un merci spécial à Chris et Audrey Kassotis Bailey pour un examen critique de ce manuscrit et au Dr Scott Korte, Joseph Beeman, Alison Curfman, Paul Kimball, Bridget Neibreggue, Jacob Redel, Amy Schroder, Maija Steinberg, et Stacey Winkeler pour leur aide dans l'optimisation de ce modèle dans notre laboratoire. Le financement a été fourni par la clinique Grant Biodetectives Formation (NIH T90) (KEP), Université du Missouri Life Sciences Research Programme de premier cycle des chances, MU Conseil de recherches, MU subventions pour la recherche et de conseil NIH R21HD056441 (SCN).
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Wax pencil | Fisher Scientific | NC9954135 | |
| Glass slide | Fisher Scientific | 12-550-433 | |
| Eyedropper | Fisher Scientific | S79383 | |
| Standard light microscope for evaluating vaginal cytology smears | |||
| Buprenorphine HCL c3 (CARJET) 10X1ml | Butler Animal Health Supply | 022891 | |
| Sterile phosphate buffered saline (PBS) | GIBCO, by Life Technologies | 14040-117 | |
| 10,000U/ml Penicillin, 10,000µg/ml Streptomycin in 0.85% NaCl | Hyclone | SV30010 | |
| Isoflurane | Abbott Laboratories | 05260-05 | |
| Isoflurane non-rebreathing anesthetic system | |||
| Recirculating hot water heating pad | |||
| 30 ml syringe sheath | Fisher Scientific | 14-823-16G | |
| Powder free sterile gloves | Fisher Scientific | 19020558 | |
| Ophthalmic ointment | Major Pharmaceuticals | 10033691 | |
| Small electrical clippers | Wahl Clipper Corp. | 9861-600 | |
| Chlorhexidine scrub | Fisher Scientific | NC9863042 | |
| 70% Ethanol | |||
| Polylined sterile field | Busse Hospital Disposables | 696 | |
| Size 3 scalpel | Fisher Scientific | 22-079-657 | |
| Number 10 scalpel blades | Fisher Scientific | 22-079-681 | |
| Small surgical scissors | Roboz Surgical Instruments Co. | RS-5850 | |
| Small serrated semi-curved forceps | Roboz Surgical Instruments Co. | RS-5135 | |
| 5-0 black braided silk suture | Ethicon Inc. | K870H | |
| Sterilized pyrex glass Petri dishes | Corning | 70160-101 | |
| 2 mm biopsy punch | Miltex Inc. | 33-31 | |
| Sterile gauze | Kendall | 1806 | |
| 6-0 black monofilament ethilon nylon suture | Ethicon Inc. | 697G | |
| Needle drivers (optional) | World Precision Instruments, Inc. | 500023 | |
| 5-0 undyed braided coated vicryl suture | Ethicon Inc. | J490G | |
| 9mm Autoclip wound clips | BD Biosciences | 427631 | |
| Autoclip applier & remover | BD Biosciences | 427630 | |
| 23G needle | BD Biosciences | 305193 | |
| 1cc syringe | BD Biosciences | 301025 | |
| 5X magnifying glass stand (optional) | Fisher Scientific | 14-648-23 | |
| 10% Buffered formalin | Fisher Scientific | SF100-4 | |
| Calipers | Roboz Surgical Instruments Co. | RS-6466 | |
| Processing/embedding cassettes | Fisher Scientific | 15-197-700A | |
| Biopsy foam pads | Fisher Scientific | 22-038-222 | |
| RNAqueous RNA isolation kit | Ambion | AM1912 | |
| Liquid nitrogen | |||
| Snap cap microcentrifuge flat top tube | Fisher Scientific | 02-681-240 | |
| Ketamine (optional) | Sigma-Aldrich | K4138 | |
| Domitor (medetomidine hydrochloride) (optional) | Tocris Bioscience | 2023 | |
| Antisedan (atipamezole) (optional) | Sigma-Aldrich | A9611 |