一种肠道部分梗阻的小鼠模型

摘要

肠梗阻是指肠道出现部分或完全阻塞，可引起严重腹痛、恶心、呕吐，并阻碍粪便排出。该小鼠肠部分梗阻造模方法可靠，可用于研究肠道内病理性细胞增殖与死亡的潜在机制。

摘要

阻碍或阻断肠道蠕动的肠梗阻可由腹腔粘连以及包括肿瘤性病变在内的大多数胃肠道（GI）疾病引起。然而，与肠梗阻相关或由其引发的细胞重塑机制目前尚不明确。尽管已建立多种肠梗阻的动物模型，但小鼠模型在成本和时间上最具效益。该模型通过手术植入部分性肠梗阻（PO），但若操作不当，其死亡率较高。此外，若未使用合适的阻断装置或放置位置不准确，接受PO手术的小鼠将无法形成肥厚性改变。本文介绍一种详细的PO手术方案，可产生可靠且可重复的肠梗阻模型，并具有极低的死亡率。该方案采用外科手术方式在回肠周围放置一个硅胶环，以部分阻断小肠内的消化物流动。这种部分性阻塞导致肠道因消化运动停滞而发生扩张。肠道扩张可诱导硅胶环口侧的平滑肌发生肥厚，该过程在两周内逐步发展，最终导致动物死亡。这种手术诱导的部分性肠梗阻小鼠模型提供了一种可用于研究肠梗阻发展过程中肠细胞病理变化的活体（in vivo）模型，适用于研究平滑肌细胞（SMC）、 Cajal间质细胞（ICC）、PDGFRα⁺细胞以及神经元细胞等组织的改变。

引言

肠梗阻是指小肠或大肠部分或完全阻塞，阻碍消化后的食物、液体和气体在肠道内正常通过¹。由于梗阻的存在，肠壁会因此增厚，导致肠腔变窄²。肠梗阻可由腹部或盆腔手术引起腹腔粘连组织形成所致，也可由胃肠道疾病引发，如炎症性肠病（克罗恩病）、憩室炎、疝气、肠扭转、狭窄、肠套叠、便秘、粪便嵌塞、假性梗阻、癌症和肿瘤等^3,4,5。在这些情况下，肠梗阻常导致肠肌层肥厚⁶。

肠腔的梗阻（PO）会引起肠管扩张，并因需要维持功能性蠕动而在梗阻部位周围导致平滑肌层增厚^{7,8,9,10,11,12,13}。已建立多种肠道....

方案

以下方案已获得内华达大学雷诺分校（UNR）动物资源中心的机构动物照护与使用委员会（IACUC）批准，并符合所有关于实验动物使用的机构伦理准则。

1. 动物。

1. 获取4至6周龄、体重在20至30克之间的成年C57BL/6小鼠。将实验小鼠群体饲养在内华达大学里诺分校动物资源中心的集中式动物设施中。

2. 部分阻塞手术

注意：手术应在专用于外科手术的房间内进行。所有手术器械在手术前均需经过高压灭菌。手术室内所有人员必须全程穿戴无菌手术衣和手套。

1. 手术小鼠的准备
   1. 检查麻醉输送系统，确保氧气和异氟烷的供应足以满足手术过程的需要。打开氧气供应。打开气体流量计，并将其调节至 500–1000 mL/min。将动物放入诱导室，并密封顶部。
   2. 将异氟烷蒸发器开启至 5%，并监测动物直至其失去自主体位。随后将麻醉输送系统切换至鼻罩。
   3. 用氧气冲洗诱导室中残留的气体，然后关闭诱导室管路，同时保持鼻罩管路开放。
   4. 将动物从诱导室中取出，并小心地在其眼睛上涂抹眼用软膏。
   5. 当气体持续流动时，将鼻罩放置在预热的保温垫上。
   6. 将氧气流量调整为 100–200 mL/min，异氟烷浓度为 2–3%。如果动物开始移动，....

结果

通过在一个月大的小鼠回肠近回盲瓣处放置硅胶环，手术诱导部分梗阻（PO）。该环在回肠中造成部分阻塞。同时对年龄和性别匹配的小鼠进行假手术（SO），但不放置硅胶环，这些小鼠未表现出与PO小鼠相似的任何症状。小鼠在PO手术后数小时内迅速恢复，术后第一周内未见明显行为改变或虚弱，但在第一周后逐渐出现PO症状：腹部膨胀以及粪便颗粒数量减少且体积变小。在PO手术后第8天和第13天，将PO小鼠与SO对照小鼠一并处死。与SO对照小鼠相比，PO小鼠在术后第8天小肠部分充盈并扩张，至第13天则完全充盈并显著扩张（图1A）。PO手术后第8天和第13天小鼠结肠中的粪便颗粒形成较SO对照小鼠减少（图1B）。取硅胶环上游的回肠组织进行解剖，并通过苏木精和伊红（H&E）染色分析平滑肌。与对照组相比，PO手术后第8天平滑肌层已出现肥厚，至第13天肥厚程度进一步加重（Figure 2）。我们还通过免疫化学方法观察到PO小.......

讨论

我们证明了接受肠部分梗阻（PO）手术的小鼠能够稳定且可重复地出现肠平滑肌肥厚，该现象模拟了人类的肠梗阻。针对不同动物已开发出多种肠梗阻手术模型，包括小鼠⁷、大鼠¹⁰、豚鼠¹¹、狗¹²和猫¹³。与其他较大的动物模型相比，小鼠肠梗阻模型在时间、成本、体型和表型方面具有优势。在小鼠或大鼠中，肥厚的形成仅需10–14天¹⁰，而豚鼠、狗和猫则需要2–4周^11,12,13。在购买和维持饲养方面的成本，小鼠也显著低于其他动物模型。此外，小鼠体型小，便于进行PO手术操作。最重要的是，接受PO手术的小鼠会在小肠中逐步且广泛地发展出肥厚，而其他较大的动物则表现出较轻的组织增生。

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材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
手术铺巾	医疗与兽医用品	SMS40	40”X100 码
护理垫，经济型，专业加长款	医疗与兽医用品	MSC281224	17x24”
虹膜剪	Braintree scientific, Inc	SC-i-130
虹膜剪	Vantage	V95-304
Dumont 电子镊 &和珠宝匠镊子	杜蒙	98-180-3
编织可吸收缝合线	Covidien Polysorb	SL-5687G	5-0，聚乳酸-羟基乙酸共聚物
尼龙非吸收性单丝	阿尔茨海默病手术	S-N618R13	6-0，尼龙
手术刀片	Dynarex		15号
持针器	雅各布森显微血管	36-1342TC	8.5 英寸
手术刀柄	Flinn Scientific	AB1049
显微外科剪刀	WPI	503305
凡士林眼膏	Puralube VET		3.5 g
氟烷（异氟烷）	Vetone	V1 502017	250 ml
加强型皮肤闭合胶带	3M	R1547
外科手套	Medline	MSG2270
耳挂式口罩	安全区	RS700
Avant 纱布非织造海绵	护理	PRM25444
手术杯	海军上将  制备 OYC-2	725-A42	2.5 盎司
Swabstick	ChloraPrep	260103	2% w/v 氯己定  葡萄糖酸盐（CHG）和70% v/v异丙醇（IPA）
棉签	Puritan	806-WC
布托啡诺	动物园药学	BZ8069317	1 mg/ml
硫酸庆大霉素	Vetone	G-6336-04	100 mg/ml
快速作用凝胶霜去除剂	Veet	8111002
注射器	AHS	AH01T2516	1 ml 带针头
硅环	VWR	60985-720	长6 mm，外径4 mm，内径3.5 mm
C57BL/6小鼠	杰克逊实验室		4-6 周龄