2016年5月11日
本文描述了实验室小鼠前列腺显微解剖和手术去势的实验方案。我们还展示了由这些方案产生的代表性结果。最后,我们讨论了这些方案的优势和应用。
这些操作步骤的总体目标是实现对小鼠前列腺以及其体内不同激素状态的研究。该方法有助于回答前列腺癌领域中的一些关键问题,例如,激素剥夺对前列腺癌发生的影响是什么。该技术的主要优势在于,可以在单个前列腺腺体中研究各种病理过程和激素变化的影响。
首先,将小鼠仰卧位固定于解剖板上,用大头针穿过每只脚掌的足垫进行固定,并用70%乙醇喷洒腹部。接着,用镊子夹住下腹部皮肤,用剪刀在阴茎开口前方约一厘米处剪开皮肤和腹膜。然后从下腹部沿腹部两侧向上剪开皮肤和腹膜,直至肋骨区域,以暴露腹腔。
确定膀胱和泌尿生殖道(UGT)的位置后,轻轻将脂肪和其他器官移至一侧,以暴露泌尿组织。然后用镊子夹住靠近尿道的输精管基部,并撕离该导管。切除另一侧导管后,用镊子小心夹住并提起膀胱,同时用剪刀在腹侧前列腺下方、膀胱基部下方约一厘米处剪断尿道。
将收获的尿道球腺(UGT)转移至一个直径为60至100毫米的培养皿中,培养皿内含有约5至10毫升的磷酸盐缓冲液(PBS),并将培养皿置于解剖显微镜下。接着,用双手各持一把精细镊子,像握笔一样持握工具,并将前臂分别放在显微镜两侧的实验台面上以保持稳定。用镊子调整UGT的位置,使其膀胱朝上,尿道朝下,精囊位于膀胱两侧。
用一把镊子夹住尿道,用另一把镊子小心地剥离脂肪组织,注意不要去除任何前列腺组织。当所有脂肪组织被完全清除后,撕开前列腺两个腹侧叶之间的结缔组织,使其分离。然后,用一把镊子夹住其中一个腹侧叶的尖端附近,用另一把镊子尽可能靠近尿道处夹住该叶的基部。
现在,用另一把镊子固定尿道,同时以稳定、平滑的动作将腺叶从血管上拉开。确认尿道上无前列腺组织残留。然后,根据下一步实验要求,将腺叶放入相应的培养介质中。
以相同方法分离另一侧腹叶后,用镊子轻轻将一侧前叶从精囊上拉开,注意不要刺破精囊。随后,当前叶完全与精囊分离后,以与上述腹叶相同的方式将其移除。分离第二侧前叶后,将剩余的尿道生殖道组织(UGT)翻转,使背侧前列腺可见,并用镊子撕开两个背外侧叶之间以及叶与精囊后部区域之间的结缔组织。
然后,按照刚刚演示的方法,分离出单侧背外侧叶。进行去势手术时,先将麻醉后的小鼠仰卧置于干净无菌的台面上,并通过脚趾夹捏法确认麻醉深度是否合适。若小鼠无反应,则使用电动剃毛器剃除手术区域的毛发,并对腹部进行消毒。
接下来,使用无菌手术剪在腹部下侧正中线皮肤处做一个长约1厘米的垂直切口,切口位置位于阴茎前方约1.5厘米处;随后在腹膜上做一个较小的切口,注意避免损伤任何器官。用无菌镊子轻轻提起腹膜的切开边缘,以观察腹膜腔,并用另一把无菌镊子将一侧睾丸脂肪垫拉出,直至睾丸显露。然后,使用电灼笔缓慢切开脂肪垫,固定睾丸直至睾丸动脉被完全切断。
如果切割动脉速度过快,血管可能会出血过多,需要对小鼠实施安乐死。我建议间歇性加热电灼笔,避免其温度过高,然后缓慢移动仪器穿过动脉,以防止动物失血过多。切除脂肪垫和动脉后,丢弃睾丸和脂肪垫,并对另一侧睾丸重复上述去势操作。
在取出第二个睾丸后,使用无菌丝线缝合腹膜,并用外科伤口夹钉合皮肤。随后给予镇痛处理以控制疼痛,并将小鼠置于洁净的笼子中,在笼式加热器上保温5至10分钟,期间持续监测,直至其完全恢复。完整的泌尿生殖道包括全部六个前列腺叶、膀胱、精囊和尿道。
输精管连接尿道,但在前列腺微解剖过程中并非必需,因此可在摘除泌尿生殖道(UGT)前将其分离。一旦泌尿生殖道从腹腔中取出,其结构将保持完整;但表面覆盖有脂肪组织,需清除以暴露前列腺叶。在本代表性实验中,去势后进行了两轮激素再生循环,并通过ELISA检测血清中的睾酮水平。
正如预期,在去势条件下,睾酮水平几乎完全消失。在存在他莫昔芬(一种选择性雌激素受体调节剂)的情况下,与激素正常状态相比未观察到显著差异。然而,在去势后重新引入睾酮,导致血清睾酮水平急剧升高。
显微解剖后,去势小鼠的前列腺叶明显缩小,而经睾酮处理的动物其前列腺叶可恢复至原始大小。此外,对正常、去势及再生条件下前叶前列腺组织进行苏木精和伊红染色,结果显示去势动物组织切片中 robust 的组织生长显著减少。一旦掌握该技术,若操作得当,每只小鼠可在五分钟内完成。
在进行去势手术时,重要的是要注意保持所有操作的无菌性,并确保有效控制小鼠所感受到的疼痛。去势后,还可采用其他方法,如雄激素重新引入,以进一步探究睾酮对前列腺肿瘤的影响。该技术建立后,为前列腺癌领域的研究人员探索小鼠体内前列腺肿瘤的癌变、发展及去势抵抗机制铺平了道路。
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本文描述了实验室小鼠前列腺显微解剖和手术去势的实验方案。这些方法有助于前列腺癌和激素相关疾病的研究。
小鼠前列腺显微解剖与手术去势为研究前列腺生物学及疾病中雄激素驱动机制提供了可靠的临床前平台。这些方法能够精确调控激素状态,支持前列腺癌研究中的机制去风险化和靶点验证。其可重复性及针对不同叶的分辨能力,增强了转化研究和项目筛选的预测可靠性。
这些方案将小鼠前列腺模型定位为从早期发现到临床前评估的桥梁,能够以假设驱动的方式深入研究雄激素信号通路及耐药机制。