يصف البروتوكول الحالي تطوير نموذج التهاب القولون الشبيه بكرون في القوارض. يؤدي الالتهاب عبر الجدارية إلى تضيق في موقع تقطير TNBS ، ويلاحظ تضخم ميكانيكي في الجزء القريب من التضيق. تسمح هذه التغييرات بدراسة الإجهاد الميكانيكي في التهاب القولون.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
يصف البروتوكول الحالي تطوير نموذج التهاب القولون الشبيه بكرون في القوارض. يؤدي الالتهاب عبر الجدارية إلى تضيق في موقع تقطير TNBS ، ويلاحظ تضخم ميكانيكي في الجزء القريب من التضيق. تسمح هذه التغييرات بدراسة الإجهاد الميكانيكي في التهاب القولون.
أمراض الأمعاء الالتهابية (IBD) مثل مرض كرون (CD) هي اضطرابات التهابية مزمنة في الجهاز الهضمي تؤثر على ما يقرب من 20 لكل 1,00,000 في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية. يتميز CD بالالتهاب عبر الجدارية والتليف المعوي وتضيق اللمعان. على الرغم من أن العلاجات المضادة للالتهابات قد تساعد في السيطرة على الالتهاب ، إلا أنها لا تحتوي على أي فعالية على التليف والتضيق في CD. التسبب في CD ليست مفهومة جيدا. تركز الدراسات الحالية بشكل أساسي على تحديد آليات الاستجابة المناعية للأمعاء غير المنظمة. في حين أن الالتهاب عبر الجدارية المرتبط ب CD والتليف المعوي والتضيق المضيء كلها تمثل إجهادا ميكانيكيا لجدار الأمعاء ، فإن دور الإجهاد الميكانيكي في CD غير محدد جيدا. لتحديد ما إذا كان الإجهاد الميكانيكي يلعب دورا إمراضيا مستقلا في CD ، تم تطوير بروتوكول لنموذج التهاب القولون الشبيه بالقرص المضغوط الناجم عن TNBS في القوارض. يشبه هذا الالتهاب والتليف عبر الجدارية الناجم عن TNBS السمات المميزة المرضية ل CD في القولون. يتم تحريضه عن طريق التقطير داخل القولون من TNBS في القولون البعيد من الفئران Sprague-Dawley البالغة. في هذا النموذج ، يؤدي الالتهاب عبر الجدارية إلى تضيق في موقع تقطير TNBS (الموقع الأول). لوحظ انتفاخ ميكانيكي في الجزء القريب من موقع التقطير (الموقع P) ، مما يمثل الإجهاد الميكانيكي ولكن الالتهاب غير المرئي. الجزء القولوني البعيد عن الالتهاب (الموقع D) لا يمثل التهابا ولا إجهادا ميكانيكيا. لوحظت تغيرات مميزة في التعبير الجيني والاستجابة المناعية والتليف ونمو العضلات الملساء في مواقع مختلفة (P و I و D) ، مما يسلط الضوء على التأثير العميق للإجهاد الميكانيكي. لذلك ، سيساعدنا هذا النموذج من التهاب القولون الشبيه ب CD على فهم آليات CD المسببة للأمراض بشكل أفضل ، وخاصة دور الإجهاد الميكانيكي والتعبير الجيني الناجم عن الإجهاد الميكانيكي في خلل التنظيم المناعي والتليف المعوي وإعادة تشكيل الأنسجة في CD.
يتميز مرض التهاب الأمعاء (IBD) ، بما في ذلك التهاب القولون التقرحي (UC) ومرض كرون (CD) ، بالتهاب مزمن في الجهاز الهضمي (GI). يؤثر على ~ 1-2 مليون أمريكي1. تبلغ التكاليف السنوية المقدرة لرعاية مرض الأمعاء الالتهابي في الولايات المتحدة 11.8 مليار دولار. على عكس UC ، يتميز القرص المضغوط بالتهاب عبر الجدارية وتشكيل تضيق 2,3. يحدث تكوين التضيق (التضيق) في ما يصل إلى 70٪ من مرضى CD3 وقد يكون سببه التهاب عبر الجدارية (تضيق التهابي) أو تليف معوي (تضيق ليفي)4,5. يتميز التليف المعوي بترسب الكولاجين المفرط والمصفوفات الأخرى خارج الخلية (ECM) مع خلايا العضلات الملساء (SMC) كأحد أنواع الخلايا الوسيطة الرئيسية المشاركة في العملية 3,4. تضخم العضلات الملساء المرتبط بالتضخم هو تغيير نسيجي كبير آخر في تضيق التضيق الليفي في CD6. على الرغم من أن تكوين التضيق في CD يرتبط بالالتهاب المزمن ، إلا أنه لا يوجد علاج مضاد للالتهابات فعال ، باستثناء العلاج الجراحي 2,6. ومع ذلك ، فإن تكرار ما بعد الجراحة هو ما يقرب من 100 ٪ ، مع إعطاء الوقت الكافي 2,7. كاستجابة التهابية ، قد يتطور التليف وتضخم SMC أيضا في الحالات غير الالتهابية (أي انسداد الأمعاء) في الأمعاء 8,9 ؛ ويعتقد أن كلا من الآليات المعتمدة على الالتهاب والمستقلة تشارك في تشكيل تضيق 3,4. بالنظر إلى أن الأبحاث المكثفة في الآليات المعتمدة على الالتهاب لم تترجم إلى أي علاج فعال لتشكيل التضيق ، هناك حاجة إلى دراسات حول الدور المحتمل للآليات المستقلة عن الالتهاب في التليف المعوي.
كعامل غير التهابي ، عادة ما يصادف الإجهاد الميكانيكي (MS) المرتبط بالوذمة ، وتسلل الخلايا الالتهابية ، وتشوه الأنسجة ، والتليف ، والتضيق 10،11،12،13 في IBD ، وخاصة CD ، الذي يتميز بالالتهاب عبر الجدارية. الإجهاد الميكانيكي هو الأكثر بروزا في CD stenotic ، حيث يمثل التضيق (التهابي أو الليفي) في موقع الالتهاب إجهادا ميكانيكيا في الأنسجة المحلية ويؤدي إلى انتفاخ التجويف في الجزء القريب من موقع الانسداد10,14. وقد أظهرت الدراسات السابقة في المختبر أن الإجهاد الميكانيكي يغير التعبير الجيني لوسطاء التهابيين محددين (أي COX-2 ، IL-6) 8،14،15 وعوامل النمو (أي TGF-β) في أنسجة الجهاز الهضمي ، وخاصة خلايا العضلات الملساء المعوية (SMC) 16. وجدت الدراسات الحديثة أيضا أن التعبير عن وسطاء محددين مؤيدين للتليف مثل عامل نمو النسيج الضام (CTGF) حساس للغاية للإجهاد الميكانيكي17,18. كان من المفترض أن الإجهاد الميكانيكي قد يلعب دورا مسببا مستقلا للأمراض في الالتهاب المرتبط بالقرص المضغوط والتليف وإعادة تشكيل الأنسجة. ومع ذلك ، فإن الأهمية المسببة للأمراض للإجهاد الميكانيكي في التهاب الأمعاء والتليف وتضخم العضلات الملساء في CD لا تزال غير مستكشفة إلى حد كبير. قد يكون هذا جزئيا لأن الالتهاب هو عملية أكثر وضوحا وأفضل دراسة من الإجهاد الميكانيكي. الأهم من ذلك ، لم يكن هناك نموذج حيواني محدد جيدا ل IBD للتمييز بين تأثير الإجهاد الميكانيكي وتأثير الالتهاب.
يصف العمل الحالي نموذجا للقوارض لالتهاب القولون الشبيه بكرون الناجم عن الحقن داخل القولون لكاشف هابتن 2,4,6-ثلاثي نيتروبنزين حمض السلفونيك (TNBS)19,20 ، والذي قد يخدم الغرض من دراسة دور الإجهاد الميكانيكي في CD. وقد وجد أن تقطير TNBS تسبب في التهاب موضعي (~ 2 سم في الطول) عبر الجدارية مع تضييق التجويف (تضيق) في القولون البعيد. يؤدي التضيق إلى انتفاخ الأمعاء الملحوظ (الإجهاد الميكانيكي) 14,15 ولكن لا يوجد التهاب مرئي في الجزء الذكري القريب من موقع التقطير. على العكس من ذلك ، فإن جزء القولون البعيد إلى موقع التضيق لا يمثل التهابا أو إجهادا ميكانيكيا. لوحظت تغيرات كبيرة خاصة بالموقع في التعبير الجيني والالتهاب والتليف وتضخم SMC في المواقع الثلاثة المختلفة. وتشير النتائج إلى أن الإجهاد الميكانيكي، وخاصة التعبير الجيني الناجم عن الإجهاد الميكانيكي، قد يلعب دورا حاسما في تطوير التليف وتضخم التنسج في التهاب القولون كرون.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
أجريت جميع التجارب على الحيوانات وفقا للجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها التابعة للفرع الطبي لجامعة تكساس (#0907051C). تم استخدام ذكور أو إناث فئران Sprague-Dawley ، التي يبلغ عمرها حوالي 8-9 أسابيع ، للدراسة.
1. إعداد الحيوان
2. مستحضرات الأنسجة
3. التقييم النسيجي المرضي لالتهاب الأمعاء والتليف
4. استخراج الحمض النووي الريبي والكمية RT-PCR
5. التحليل الإحصائي
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
منظر عياني لالتهاب القولون الشبيه بكرون الناجم عن التقطير داخل القولون ل TNBS
كما هو موضح في الشكل 1 ، أدى التقطير داخل القولون ل TNBS في الفئران إلى التهاب موضعي عبر الجدارية (~ 2 سم في الطول) مع جدار الأمعاء السميك وتجويف ضيق (تضيق) في موقع التقطير في القولون البعيد (الشكل 1A). يشار إلى موقع تقطير TNBS باسم الموقع الأول. نتيجة للالتهاب والتضيق عبر الجدارية ، يوجد كل من الالتهاب والإجهاد الميكانيكي في الموقع الأول. أدى التضيق في الموقع الأول...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم إدخال التهاب القولون الناجم عن TNBS في عام 1989 وتم استخدامه كنموذج تجريبي لمرض كرون منذ ذلك الحين19،20،23. تشمل السمات المهمة لهذا النموذج في القوارض تطور التهاب عبر الجدارية يشبه إلى حد كبير الآفات النسيجية المرضية التي تطورت في مرض كرون البشري19,20. ركزت الدراسات السابقة على النموذج بشكل أساسي على الاستجابة المناعية الشاذة في طبقة الغشاء المخاطي في موقع الالتهاب ال...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لم يبلغ المؤلفون عن أي تضارب في المصالح وليس لديهم ما يكشفون عنه.
يتم دعم هذا العمل جزئيا من خلال منح من المعاهد الوطنية للصحة (R01 DK124611 إلى XZS) ووزارة الدفاع الأمريكية (W81XWH-20-1-0681 إلى XZS). تم إجراء أعمال علم الأنسجة بمساعدة مختبر علم الأمراض الجراحي UTMB.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| برنامج التحكم ACT-1 Ver2.63 | نيكون | DXM1200F | |
| C1000 Touch Thermal Cycler مع وحدة رد فعل سريع 96 بئرا وحدة | BIO-RAD | 1851196 | |
| CFX96 لأنظمة تفاعل البوليميراز المتسلسل في الوقت الحقيقي | BIO-RAD | 1845097 | |
| Dako Agilent Artisan Link Pro ملطخ خاص | Dako | AR310 | |
| Dako-Agilent Masson's مجموعة ثلاثية الألوان المرجع # AR173 | Dako | AR173 | |
| DXM1200 كاميرا رقمية ملونة HR | نيكون | DXM1200 | |
| حقيقيات النواة 18S rRNA التحكم الذاتي | ThermoFisher Scientific | 4352930E | |
| E-Z التخدير | EZ Systems Inc. | EZ-155 | |
| GraphPad Prism 9 | GraphPad | 9.0.2 (161) | |
| ألواح PCR ذات القشرة الصلبة 96 جيدا ، منخفضة المظهر الجانبي ، جدار رقيق ، حواف ، بيضاء / شفافة | BIO-RAD | HSP9601 | |
| HBSS (محلول الملح المتوازن من Corning Hank ، 1x بدون الكالسيوم والمغنيسيوم) | CORNING | 21-021-CV | |
| HM 325 Microtome | Thermo Scientific | 23-900-667 | |
| Isoflurane | Piramal | NDC 66794-017-10 | |
| نظام التصوير الرقمي LI-COR Odyssey | LI-COR | 9120 | |
| Mastercycler epGradient Thermal Cycler مع لوحة التحكم 5340 Thermal | Cycler Eppendorf | 5341 | |
| قسطرة البولي يوريثين الطبية المفتوحة | من الدرجة Covidien | 8890703013 | |
| NanoDrop 2000 / 2000c مقاييس | الطيف الضوئيThermo Fisher Scientific | ND2000CLAPTOP | |
| نيكون Eclipse E800 مجهر مستقيم | نيكون | E800 | |
| / شطائر ورق الترشيح Pkg من 50 ، 0.45 مو ؛ م ، 7 × 8.5 سم | BIO-RAD | 1620215 | |
| بولي إيثيلين جلايكول 3350 ، ملين تناضحي | Miralax | C8175 | الجرعة: 17 جم في 226 مل من الماء |
| RNeasy Mini Kit (250) 250 RNeasy Mini Spin Columns ، أنابيب التجميع (1.5 مل و 2 مل) ، الكواشف والمخازن المؤقتة الخالية من RNase | QIAGEN | 74106 | |
| SuperScript III نظام توليف الخيط الأول | ThermoFisher | Scientific 18080051 | |
| فحوصات التعبير الجيني TaqMan Rn00573960_g1 مسبار CTGF | ThermoFisher Scientific | 4331182 | |
| TaqMan فحوصات التعبير الجيني Rn99999011_m1 مسبار IL6 | ThermoFisher Scientific | 4331182 | |
| TaqMan Fast Advanced Master Mix | ThermoFisher Scientific | 4444557 | |
| Tissue-Tek Prisma H& E Stain Kit # 1 | Sakura | 6190 | |
| Tissue-Tek Prisma Plus < / em> Automated Slide Stainer | Sakura | 6171 | |
| TNBS (محلول حمض بيكريل سلفونيك) | SIGMA-ALDRICH | 92822 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذنAn erratum was issued for: A TNBS-Induced Rodent Model to Study the Pathogenic Role of Mechanical Stress in Crohn's Disease. The Introduction and Protocol were updated.
The first sentence of the Introduction was updated from:
Inflammatory bowel diseases (IBD) such as Crohn's disease (CD) are chronic inflammatory disorders of the gastrointestinal tract affecting approximately 20 per 1,00,000 in Europe and USA. CD is characterized by transmural inflammation, intestinal fibrosis, and luminal stenosis.
to:
Inflammatory bowel diseases (IBD) such as Crohn's disease (CD) are chronic inflammatory disorders of the gastrointestinal tract affecting approximately 20 per 1,000,000 in Europe and USA. CD is characterized by transmural inflammation, intestinal fibrosis, and luminal stenosis.
Step 1.3 in the Protocol was updated from:
Prepare fresh TNBS solution according to body weights.
NOTE: TNBS - 65 mg/kg of body weight in 250 µL of 40% ethanol was used.
to:
Prepare fresh TNBS solution according to body weights.
NOTE: TNBS - 65 mg/kg of body weight in 250 µL of 40% ethanol/saline was used.