بروتوكول لبناء نموذج جرح الفئران لمرض السكري من النوع 1
فبراير 17, 2023
يعد نموذج الجرح السكري الناجم عن الستربتوزوتوسين في ذكور الفئران SD حاليا النموذج الأكثر استخداما لدراسة التئام الجروح في داء السكري من النوع الأول. يصف هذا البروتوكول الطرق المستخدمة لبناء هذا النموذج. كما يعرض ويعالج التحديات المحتملة ويفحص التقدم والخصائص الوعائية لجروح السكري.
العديد من تفاصيل عملية نمذجة جرح السكري من النوع 1 عرضة للخطأ. إنه تحد صعب للباحثين ذوي الخبرة. نتيجة لذلك ، من الضروري استخدام هذا البروتوكول.
بأبسط طريقة ممكنة ، يمكن لهذه التقنية أن تكرر بشكل فعال بعض خصائص جروح السكري المزمنة مثل عدم التئام الجروح ، وتأخر إعادة الظهارة ، وتقليل تكوين الأوعية. يجب استخدام محلول الستربتوزوتوسين مباشرة بعد التحضير. عند إنشاء الجرح ، انظر إلى أنه يجب تنظيم حجم وموقع الجرح.
ابدأ بإذابة مسحوق الستربتوزوتوسين بكمية مناسبة من 0.1 مول لكل لتر من سيترات الصوديوم لتحقيق تركيز 1٪ ورجه لمدة 30 ثانية باستخدام مذبذب الدواء قبل وضعه في صندوق جميل. للحقن داخل الصفاق من محلول الستربتوزوتوسين 1 ٪ ، أمسك الفئران وفضح جلد البطن في موقع الحقن. تطهير موقع الحقن مرتين باستخدام كرة القطن غارقة في 75 ٪ الكحول ووضع رأس الفئران تحت البطن.
أدخل الإبرة موازية لخط الوسط البطني عند 45 درجة. ثم قلل زاوية الإبرة إلى 30 درجة وأدخل ملليمترين إلى ثلاثة ملليمترات. اسحب سدادة الإبرة برفق ، وحقن محلول الستربتوزوتوسين ، واسحب الإبرة قبل وضع قطعة قطن.
لقياس مستويات الجلوكوز في الدم السببية في الساعة 9:00 صباحا في اليوم 3 واليوم 7 ، أوجد موقع الوريد الذيلي. تطهير ذيل الفئران مرتين باستخدام 75٪ كحول قبل ثقب الوريد الذيلي للحث على النزيف وقياس نسبة الجلوكوز في الدم باستخدام جهاز قياس السكر. بمجرد الانتهاء من ذلك ، أوقف النزيف بقطعة قطن.
احلق منطقة 5 × 5 سم على الجانب الظهري للفأر باستخدام ماكينة حلاقة كهربائية قبل يوم واحد من نمذجة الجرح. امسح المنطقة المحلوقة بكرة قطنية مالحة عادية دافئة واتركها تجف لتطبيق كريم مزيل الشعر لمدة خمس دقائق. نظف المنطقة بالشاش واغسل أي كريم مزيل شعر متبقي بمحلول ملحي طبيعي دافئ.
ثم تطهير الجلد الظهري مرتين باستخدام كرات القطن غارقة في اليود ، و 75 ٪الكحول في الجولات البديلة. بعد التجفيف ، قم بقص الجلد بخزعة دائرية قطرها 20 ملم. اميل الجلد بالملقط ثم استخدم المقص الجراحي لإزالة السماكة الكاملة للجلد على طول علامات القطع المثقوبة.
بمجرد الانتهاء من ذلك ، أوقف النزيف باستخدام كرة قطنية مالحة طبيعية. تغطية الجرح باستخدام شاش الفازلين. تم تحفيز مرض السكري في جميع الفئران بعد ثلاثة أيام من حقن الستربتوزوتوسين ، مع ارتفاع مستوى الجلوكوز في الدم عن 16.7 ملليمول لكل لتر.
استقر مستوى الجلوكوز بعد خمسة أسابيع من الحث. زاد وزن مجموعة السكري تدريجيا بعد حقن الستربتوزوتوسين. انخفض الوزن في الأسبوع 3 وزاد ببطء مرة أخرى من الأسبوع 4.
في المقابل ، زاد وزن فأر المجموعة الطبيعية بشكل مطرد. كان متوسط وزنهم بعد ثلاثة أيام من تحريض مرض السكري أعلى من مجموعة مرضى السكري. كشف التحليل العياني الذي أجري في اليومين 7 و 14 بعد الجرح أن إعادة الظهارة كانت أكثر وضوحا في الفئران في المجموعة الطبيعية منها في مجموعة السكري.
كشفت النتائج الكمية لليوم 7 واليوم 14 أن معدل التئام الجروح كان أقل بكثير في مجموعة مرضى السكري منه في المجموعة العادية. ومع ذلك ، في اليوم 14 ، كان معدل التئام الجروح أعلى من 90 ٪ في مجموعة مرضى السكري. أظهرت جروح السكري فقدانا جزئيا لبصيلات الشعر والغدد الدهنية مع عدد أقل من الشعيرات الدموية المرئية.
في تكوين الأوعية الدموية للجرح الذي تم تحليله بواسطة التلوين المناعي CD31 ، أظهر متوسط الكثافة البصرية لتعبير CD31 أن تكوين الأوعية في موقع الجرح كان أعلى بكثير في الوضع الطبيعي منه في مجموعة السكري. عند نمذجة الجرح ، تأكد من إزالة الجلد بسمك المقدمة بما في ذلك البشرة والأدمة والأنسجة تحت الجلد.
نظرة عامة
تقدم هذه المقالة بروتوكولاً لإنشاء نموذج جرح سكري مستحث بواسطة الستريبتوزوتوسين في ذكور جرذان SD، وهي طريقة مستخدمة على نطاق واسع لدراسة التئام الجروح في مرض السكري من النوع الأول. وتتناول المقالة التحديات المحتملة وتفحص الخصائص الوعائية للجروح السكرية.
المكونات الرئيسية للدراسة
مجال العلوم
- علم الأعصاب
- أبحاث السكري
- التئام الجروح
خلفية علمية
- يرتبط داء السكري من النوع 1 بضعف التئام الجروح.
- يُستخدم الستريبتوزوتوسين بشكل شائع لتحفيز داء السكري في النماذج الحيوانية.
- يعد فهم آليات التئام الجروح في حالات السكري أمراً بالغ الأهمية لتطوير علاجات فعالة.
- تستدعي التحديات في محاكاة خصائص جروح السكري وجود بروتوكولات معيارية.
الغرض من الدراسة
- تقديم بروتوكول مفصل لتحفيز مرض السكري وإنشاء نموذج للجرح في الجرذان.
- تقييم عملية الالتئام وتكون الأوعية الدموية في جروح مرضى السكري.
- تسليط الضوء على الاختلافات في التئام الجروح بين الجرذان المصابة بالسكري والجرذان الطبيعية.
الطرق المستخدمة
- حث مرض السكري باستخدام حقن الستريبتوزوتوسين في التجويف البريتوني.
- إنشاء جرح معياري باستخدام ملقط خزعة دائري.
- مراقبة مستويات جلوكوز الدم لتأكيد حدوث حث السكري.
- تقييم التئام الجروح وتكون الأوعية الدموية من خلال التحليلات العيانية والصبغ المناعي.
النتائج الرئيسية
- أظهرت الجرذان المصابة بداء السكري تأخراً في إعادة التبيطيل وانخفاضاً في تكوين الأوعية الدموية مقارنة بالجرذان السليمة.
- كانت معدلات التئام الجروح أقل بشكل ملحوظ في الجرذان المصابة بداء السكري في اليومين 7 و14.
- كان تكوين الأوعية الدموية، المقاس من خلال تعبير CD31، أعلى بشكل ملحوظ في الجرذان السليمة.
- أظهرت جروح الجرذان المصابة بداء السكري فقداناً جزئياً للبصيلات الشعرية وعددًا أقل من الشعيرات الدموية المرئية.
الاستنتاجات
- يحاكي نموذج الجرح السكري المستحث بواسطة الستربتوزوتوسين الجروح السكرية المزمنة بشكل فعال.
- يمكن استخدام هذا النموذج لدراسة الآليات الكامنة وراء ضعف التئام الجروح في حالات السكري.
- يمكن للأبحاث المستقبلية الاعتماد على هذا البروتوكول لاستكشاف التدخلات العلاجية.
الأسئلة الشائعة
الأهمية الصناعية التنفيذية
تعد النماذج قبل السريرية القوية للجروح السكرية المزمنة ضرورية لتقييم الفرضيات العلاجية وتقليل مخاطر استراتيجيات الترجمة التي تستهدف ضعف الالتئام في مرض السكري من النوع 1. يهدف هذا البروتوكول إلى توحيد معايير تحفيز وتقييم باثولوجيا الجروح السكرية في الجرذان، مما يتيح قياساً قابلاً للتكرار لانغلاق الجرح، وإعادة التظهير، وتكون الأوعية الدموية. ويدعم بناء نموذج موثوق في هذه المرحلة الثقة التنبؤية لعمليات الفحص اللاحقة والدراسات الميكانيكية في مسار تطوير الأدوية الحيوية.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية البيولوجية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- يُمكّن من استقصاء آليات التئام الجروح في ظل ظروف السكري للتحقق من صحة الأهداف العلاجية.
- يدعم تقليل المخاطر البيولوجية من خلال محاكاة خصائص الجروح المزمنة، مثل تأخر إعادة التبطين الظهاري وانخفاض تكوّن الأوعية الدموية.
- يُسهل تعزيز الثقة التنبؤية في اختيار المرشحين من خلال توفير مقاييس كمية لالتئام الجروح.
الفحص وتطوير المقايسة
- يُجهز نظاماً مُصادقاً عليه داخل الجسم الحي (in vivo) لتقييم تدخلات التئام الجروح في سياق مرتبط بالمرض.
- يوحد عملية إحداث الجروح وقياسها، مما يدعم قابلية إعادة الإنتاج ومقارنة المقايسات.
- يُنتج مخرجات كمية (مساحة الجرح، ومؤشرات تكوين الأوعية الدموية) لتقييم المركبات بشكل موثوق.
الأبحاث الترجمية وما قبل السريرية
- يواءم خصائص النموذج قبل السريري مع مرضيات الجروح السكرية البشرية لضمان الاستمرارية الترجمية.
- يُمكّن من اتخاذ قرارات التقدم المعدلة وفقاً للمخاطر من خلال توفير قراءات ميكانيكية وظاهرية ذات صلة بالتئام الجروح المزمنة.
- يدعم تحليل المؤشرات الحيوية (مثل CD31 لتكوين الأوعية الدموية) لتحديد الغايات الترجمية.
تكامل مسار العمل وسير العمل
يضع هذا البروتوكول نموذج جرح السكري في الجرذان كأداة أساسية بدءاً من مرحلة الاكتشاف المبكر وصولاً إلى التقييم قبل السريري للعلاجات المخصصة لالتئام الجروح.
- بيولوجيا الاكتشاف: تسهّل اختبار الفرضيات المتعلقة بضعف الالتئام ومسارات تكوّن الأوعية الدموية في مرض السكري.
- المسح: توفر منصة قابلة للتكرار للتقييم الكمي لفعالية المركبات المرشحة داخل الجسم الحي in vivo.
- التحليلات: تقدم قياسات معيارية لمساحة الجرح وتكوّن الأوعية الدموية لإجراء مقارنات بين الدراسات المختلفة.
- الأبحاث الانتقالية: تعمل كجسر بين مرحلة الاكتشاف والتحقق قبل السريري من خلال نمذجة خصائص الجروح المزمنة التي تظهر لدى المرضى.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: تؤسس نموذجاً معيارياً قابلاً لإعادة الاستخدام لأبحاث التئام الجروح المستمرة وتقييم المركبات.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تزيد من الثقة التنبؤية وتقلل من الغموض الميكانيكي في دراسات التئام الجروح لدى مرضى السكري.
- القيمة التشغيلية: تعزز قابلية التكرار والتوحيد القياسي بين الفرق البحثية والدراسات.
- القيمة الاستراتيجية: تحسن عملية اتخاذ قرارات المضي قدماً أو التوقف (go/no-go) وكفاءة رأس المال من خلال توفير بيانات قبل سريرية قوية.
- التأثير على المحفظة: تدعم ترتيب أولويات المرشحين لعلاج التئام الجروح للتطوير بناءً على تقييم المخاطر.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في التعامل مع الحيوانات، والتقنيات الجراحية، وتحريض مرض السكري.
- يتطلب الوصول إلى أجهزة مراقبة جلوكوز الدم والتحليل النسيجي المرضي.
- يستلزم توحيداً صارماً بين الفرق في بروتوكولات إنشاء الجروح وقياسها.
- قد يتطلب التكييف مع سلالات مختلفة من الجرذان أو أحجام جروح متنوعة بناءً على أهداف البحث.
- تعتمد استقرارية النموذج ومعدلات الوفيات على دقة الجرعات وإتقان الإجراءات.
