麻醉特异性病原体游离鸡结扎肠环模型研究荚梭菌毒力
2018年10月11日
在这里, 我们提出了一个在鸡小肠中手术创建 ' 肠结扎循环 ' 的协议。本程序允许在单个宿主中对多个荚菌株的毒力进行原位比较。这种方法明显地减少了通常需要的鸡的数量在类似的体内实验。
该方法有助于回答鸡坏死性肠炎研究领域的一些关键问题。如比较引起这种疾病的特定梭菌菌株的毒性。这种技术的主要优点是，它显著减少了通常为类似的比约实验而需要的鸡的数量。
虽然这种方法可以提供洞察梭菌的毒性潜力的孢子素菌株，它也可以适用于其他肠道病原体，如梭菌，或沙门氏菌肠。一般来说，由于外科手术需要特定的培训，而只有那些已经获得技术的人才能进行手术，例如在实验前获得技术的技术。麻醉10周大的特异性无病原体无腿角鸡后，设置重要测量的监测器，并开始通过温和的牵引力手动去除腹部的羽毛。
接下来，用软刷刷用氯己丁葡萄糖酸盐擦洗手术现场。轻轻将皮肤从中心擦洗到外围五分钟，无需反转路线。然后，使用氯己定葡萄糖酸溶液和使用无菌纱布在手术现场进行三个交替通道。
再次，从中心到外围，然后，披上鸡。首先打开手术部位上方的窗帘，然后用三号手术刀做一个L形低中线皮肤切口，开始一厘米拥抱胸骨，最后以一厘米的颅面结束。接下来，继续 L 形切口垂直于第一个切口，从第一个切口的拥抱端开始做第二个切口，然后按照骨盆线继续到腹部左侧五厘米。
这个开口将允许容易提取的肠道。接下来，打开腹腔和腹部肌肉使用相同的L形图案进入腹腔。气囊现在将暴露，必须保持湿润使用盐水浸泡纱布。
接下来，按照左腹壁和在腹囊周围工作钩来提取肠道，将斯诺克钩插入腹腔。然后，使用干纱布，继续轻轻地外化肠道，以暴露的Jejunum。分散肠道，用盐水频繁喷洒，用盐水浸泡纱布覆盖肠道，保持肠道湿润。
取出肠子时保持非常温和很重要，因为过度紧张会破裂肠内血管，这可能导致肠道缺血性病变，并大大损害手术的结果。外化肠道后，在肠道中进行一系列循环，从Jejunum开始。每个循环可用于不同的处理。
在近体Jejunum中，用聚葡萄糖胺多丝合成可吸收材料放置一个简单的连结，同时避免主要肠血管的连体。接下来，将远近连字放在离近线连字两厘米远的地方，以完成第一个循环。所有近向和大肠连字应按大约两厘米的空格。
每对连字都成一个环，这是一个闭闭段。接下来，在循环之间创建一个间环或一段肠。将一个简单的连字放在第一个环的直结字上半厘米。
此连结位于循环间的中间，将减少环路之间可能的交叉污染。现在，继续从环间连字中创建另一个半厘米的循环的模式。在这里，9个环和8个环创建覆盖26厘米的肠道。
可以根据需要调整循环数。接下来，继续将梭菌素的菌株注射到循环中。进入环的抗肠侧，使用26测量针在45度角注射0.2毫升的BHI溶液，含有100万菌落形成单位的细菌在中生生阶段。
在这种情况下，使用九个回路时，将五个不同的菌株注入交替循环中，其中介入回路单独注入车辆作为负控制。注射病原体后，轻轻将肠道更换到气囊下方腹腔的背侧区域。然后，关闭腹腔。
使用聚葡萄糖胺多丝合成可吸收材料，用简单的连续缝合图案缝合骨盆沿岸的腹腔和腹部肌肉。继续用简单的连续缝合线将腹膜和腹部肌肉从胸骨缝合到胸骨。接下来，使用聚葡萄糖胺多丝合成材料和简单的连续图案缝合皮肤。
首先，沿着骨盆缝合，然后缝合从胸骨到丁香。关闭切口后，请适当使用镇痛药，将鸡放在全身麻醉下，以尽量减少感染期间的动物疼痛。继续麻醉监测，以确保麻醉水平充足。
在所需的感染时间（如本实验中的7小时）后，对鸟实施安乐死并收集肠道组织。使用三号手术刀，切出半到一厘米的环段。然后，将节转移到 10% formalin 进行隔夜固定和进一步组织病理学分析。
然后，在同一循环上使用相同的手术刀刀片切出循环的其余部分，并转移该组织到微熔管隔离细菌。每次使用新的手术刀刀片对每个循环重复此过程。注射7小时后，注射控制无菌介质的肠道循环有一个完好无损的粘膜刷边框，无坏死。
段肠道层的轻度充血并不罕见。注射病原体7小时后，在尖端周围用坏死的进入部位侵蚀了梭菌，维利尖端被侵蚀。然后坏死物质围绕维利，有大棒状细菌的集群。
有时坏死是由于程序执行不力，可能被误解为细菌产生的病变。一个明显的迹象是组织学部分没有细菌。此外，肌肉层的血管因许多退化的红细胞的积累而严重扩张，这些红细胞表明血管充血。
这是由连接性肠内血管引起的，这些血管可能连接，对肠道造成过度的身体压力。在外科手术过程中，可以很容易从微观上识别缺血回路。在连结几分钟后严重血管充血后，塞罗萨将是深蓝色，而不是其正常的粉红色红色。
看完此视频后，您应该对如何在鸡模型中通过在肠道上放置连字来创建多个肠道循环有一个很好的理解。一旦掌握了外科手术，不包括感染时间，可以在不到三个小时，如果它执行得当。在尝试此程序时，重要的是要记住保持鸡在深度麻醉下，以控制疼痛和监测所有程序中的生命体征，包括手术部分和感染时间。
按照这个程序或他们的方法，如细菌分离，和直接识别，如PCR的基因检测，以回答外部问题，如恢复和识别初始注射的病原体。经过这一开发，这项技术为梭菌病原体领域的研究人员探索鸡的坏死性肠炎铺平了道路。不要忘记，与活的动物一起工作可能是极其多变的。
执行此程序时，应始终采取预防措施，如对鸡肉进行连续麻醉监测。
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概述
本文介绍了一种在鸡小肠中创建“肠道结扎环”的手术方案，能够在体内比较产气荚膜梭菌菌株的毒力。该方法显著减少了体内实验所需的鸡只数量。
研究的关键组成部分
科学领域
- 微生物学
- 兽医学
- 病原体毒力
背景
- 坏死性肠炎是由产气荚膜梭菌引起的家禽的一种重要疾病。
- 了解毒力因子对疾病管理至关重要。
- 传统方法通常需要大量的动物进行测试。
- 这种新方法旨在解决动物使用的伦理问题。
研究目的
- 比较不同产气荚膜梭菌菌株的毒力。
- 减少此类实验所需的鸡只数量。
- 提供适用于其他肠道病原体的见解。
使用的方法
- 在鸡只中手术创建肠道结扎环。
- 在手术过程中监测生命体征。
- 应用该方法在体内评估毒力。
- 需要对手术技巧（如缝合）进行培训。
主要结果
- 该方法允许在单一宿主中有效比较毒力。
- 它可以适用于研究其他病原体，如艰难梭菌和沙门氏菌。
- 显著减少了用于研究的动物数量。
- 有潜力增强对病原体在体内行为的理解。
结论
- 该手术方案是坏死性肠炎研究的有价值工具。
- 它通过最小化动物使用解决了伦理问题。
- 进一步的研究可以扩展其应用到其他肠道疾病。
常见问题
Executive Industry Relevance
The ligated intestinal loop model in anesthetized chickens enables direct, quantitative comparison of Clostridium perfringens strain virulence with reduced animal use. This approach addresses ethical imperatives while supporting robust, statistically significant outputs for pathogen characterization. The model enhances predictive confidence in early-stage target validation and mechanistic de-risking for enteric disease research portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct interrogation of pathogen virulence mechanisms in a controlled in vivo system.
- Supports functional target validation by isolating strain-specific effects on intestinal tissue.
- Facilitates mechanistic de-risking by distinguishing procedural artifacts from true pathogenic lesions.
- Reduces animal numbers required for statistically powered comparisons, aligning with ethical mandates.
Screening & Assay Development
- Prepares standardized, reproducible biological systems for downstream pathogen or therapeutic screening.
- Enables quantitative measurement of dependent variables such as histopathological damage and bacterial recovery.
- Supports assay scalability by allowing multiple strains or controls within a single host.
- Improves screening reliability by minimizing confounding predisposing factors.
Translational & Preclinical Research
- Provides a disease-relevant model for translational studies of enteric pathogen-host interactions.
- Ensures continuity from discovery through preclinical validation by enabling direct tissue and pathogen sampling.
- Supports risk-adjusted advancement decisions by clarifying strain-specific pathogenicity profiles.
Pipeline & Workflow Integration
This model integrates at the interface of early discovery and preclinical validation, supporting both mechanistic studies and comparative virulence screening.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing on strain virulence and host response in a controlled setting.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative outputs for cross-strain and control comparisons.
- Analytics: Enables statistical analysis of histopathology and bacterial recovery across multiple conditions.
- Translational Research: Aligns with disease-relevant endpoints for enteric pathogen research.
- Enterprise Reuse: Adaptable for other intestinal pathogens, supporting broader R&D utility.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in pathogen studies.
- Operational Value: Standardizes procedures, enhances reproducibility, and minimizes animal use.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by clarifying virulence profiles early.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of strains or interventions for further development.
Implementation Considerations
- Requires specialized surgical expertise and training in avian procedures.
- Demands access to anesthesia, monitoring, and histopathological analysis infrastructure.
- Necessitates rigorous cross-team standardization to ensure reproducibility and valid comparisons.
- Adaptable to other intestinal pathogens with appropriate protocol modifications.
- Procedural artifacts such as ischemic lesions must be distinguished from true pathogen-induced effects.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Title
0:56
Preparations
1:42
Extraction of the Small Intestines from the Abdominal Cavity
3:11
Fabricating Intestinal Loops and Injecting them with Pathogens
4:58
Completing the Procedure and Collecting Results
6:44
Results: Identifying Tissue Damage Caused by Pathogens or by Vascular Congestion
8:02
Conclusion
