Dieser Artikel demonstriert chirurgische Verfahren des gastroösophagealen Reflux bei Mäusen. Diese Modelle sind nützliche Werkzeuge für die Forschung zu Mechanismen und Behandlung der gastroösophagealen Refluxkrankheit und potenziell des Barrett-Ösophagus und des Speiseröhrenadenokarzinoms.
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Methodenartikel
Chirurgische Modelle aus gastroösophagealen Reflux mit Mäusen
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Es wurden mehrere chirurgische Eingriffe beschrieben, die bei Tieren einen gastroösophagealen Reflux auslösen. Hier berichten wir über drei chirurgische Modelle mit Mäusen, die darauf abzielen, einen Reflux von Mageninhalten, Duodenumsinhalten oder gemischten Inhalten zu induzieren. Chirurgische Verfahren und allgemeine Prinzipien wurden detailliert beschrieben. Ein Forscher mit chirurgischer Erfahrung sollte in der Lage sein, die Technik nach einer kurzen Eingewöhnungszeit zu erlernen. Nach der Operation können die meisten Mäuse überleben und eine Refluxösophagitis entwickeln, die der beim Menschen ähnelt. Es sollte jedoch beachtet werden, dass histologische Unterschiede zwischen der Maus und dem menschlichen Ösophagus die inhärenten Grenzen dieser chirurgischen Modelle darstellen. Wenn sie für die Forschung an Barrett-Ösophagus und Adenokarzinom verwendet werden, müssen diese Verfahren möglicherweise mit genetischen Modifikationen kombiniert werden.
Einleitung
Die gastroösophageale Refluxkrankheit (GERD) ist eine chronische Störung, die durch die längere Exposition des distalen Ösophagus gegenüber Magen- oder gastroduodenalem Inhalt verursacht wird1. Eine längere Exposition gegenüber diesen schädlichen Refluxaten beeinträchtigt die intrinsischen Abwehrmechanismen im Ösophagusepithel und führt so zu Ösophagitis2. Barrett-Ösophagus entsteht im Rahmen eines chronischen Refluxes und ist eine prämaligne Läsion mit erhöhtem Risiko für ein ösophageales Adenokarzinom3,4. Trotz der klinischen Bedeutung sind die Mechanismen von GERD, Barrett-Ösophagus und Adenokarzinom bisher nicht gut verstanden.
Tiermodelle sind für die Forschung zur Ätiologie, Pathologie, zu den molekularen Mechanismen, zur Prävention und Behandlung menschlicher Krankheiten unerlässlich. Bislang wurden verschiedene Tiermodelle von GERD, Barrett-Ösophagus und Adenokarzinom unter Verwendung von Modelltieren entwickelt5,6. Die Mausösophagus ist mit einem mehrschichtigen Plattenepithel ausgekleidet, das histologisch dem des menschlichen Ösophagus ähnelt. Obwohl ein Mausösophagus sich vom menschlichen Ösophagus in Bezug auf die Keratinisierung und das Fehlen von submukösen Drüsen unterscheidet, ist die Maus aufgrund ihrer relativ geringen Kosten und des Potenzials für anspruchsvolle genetische Modifikationen immer noch ein attraktives Modelltier. Es gibt zwei gängige Ansätze zur Modellierung von GERD, Barrett-Ösophagus und Adenokarzinom bei Mäusen: Refluxchirurgie und genetische Modifikation. Die Refluxchirurgie ist der beste Weg, um Reflux zu induzieren, und genetische Modifikationen ahmen molekulare Veränderungen nach5,7. Die Refluxchirurgie kann mit genetischen Modifikationen kombiniert werden, um Krankheitsmechanismen weiter zu verstehen8.
Viele chirurgische Verfahren wurden von uns und anderen berichtet6,9: (1) Magenreflux: Pylorusligatur, Pyloruskonstriktion mit Forestomach-Ligatur, Wendel-Kardioplastie und Ösophagogastrik-Anastomose; (2) gemischter Reflux: Ösophagogastroduodenostomie, Ösophagoduodenostomie (oder Ösophagojejunostomie); (3) Duodenalreflux: Ösophagogastroduodenostomie plus Gastrektomie; (4) Reflux chemischer Komponenten: biliärer Reflux, pankreatischer Reflux, ösophageale Perfusion; und (5) ösophageale Transplantation5. Kürzlich wurde ein mikrochirurgisches Mausmodell beschrieben, das jejunalen Reflux über eine Ösophagojejunostomie mit Magneten erzeugt10. Diese chirurgischen Modelle haben gegenüber in vitro Zellkultur- oder organotypischen Kulturmodellen Vorteile. In vitro können ösophageale Zellen ein Medium mit hoher Säure oder hohen Konzentrationen von Gallensäuren nicht tolerieren. Unkonjugierte Gallensäuren, die üblicherweise verwendet werden, um Veränderungen in ösophagealen Epithelzellen in vitro zu erzeugen, sind im Duodenalrefluxat in vivo in der Regel nicht vorhanden. Daher sollten Schlussfolgerungen aus solchen in vitro Studien mit Vorsicht betrachtet werden.
Die Chirurgie am Mausösophagus stellt aufgrund seiner geringen Größe eine technische Herausforderung dar. Eine niedrige postoperative Überlebensrate ermöglicht keine Experimente, die eine bestimmte Stichprobengröße erfordern, um statistisch fundierte Schlussfolgerungen zu ziehen. In der Vergangenheit haben wir erfolgreich chirurgische Modelle von Magenreflux, gemischtem Reflux und Duodenalreflux bei Mäusen in Langzeitexperimenten entwickelt und charakterisiert9,11,12. Wir haben auch mehrere andere Gruppen bei ihrer Mauschirurgie beraten. Im Folgenden beschreiben wir drei chirurgische Eingriffe bei Mäusen, um der Gemeinschaft zu helfen, diese Modelle in ihren Laboren zu etablieren.
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Protokoll
Alle Tierversuche wurden von der Institutional Animal Care und Verwenden Committee genehmigt.
1. Maus Vorbereitung
- Verwenden Sie Mäusen über ~ 20 g Körpergewicht oder darüber ~ 6 Wochen alt für die Chirurgie.
- Vor der Operation geben Mäuse eine Laborfutter und Wasser ad libitum und pflegen auf einem 12:12 Stunden Licht-Dunkel-Zyklus.
- Rasieren Sie die OP-Bereich mit einer Haarschneidemaschine. Betäuben Mäusen durch intraperitoneale Injektion von 80 mg / kg Ketamin und 12 mg / kg Xylazin. Diese Dosis legt Mäusen in den Schlaf in wenigen Minuten und eine ausreichende Anästhesie für folgende chirurgische Eingriffe.
- Überprüfen Sie die ordnungsgemäße Betäubung basierend auf der Abwesenheit von Kornealreflex Leib und Zurückziehen, wenn die Pfotenballen eingeklemmt. Bewerben Schmieraugensalbe auf die Augen bis zur Trockenheit zu verhindern.
- Sterilisieren Sie die Haut mit Betadin-Lösung.
2. Magenreflux Model (1B)
- Stellen Sie eine obereMittellinienschnitt von ~ 2 cm ausgehend von dem Schwertfortsatz, die auf den Anus.
- Öffnen Sie die Bauchhöhle durch die Mittellinie. Entfernen Sie den Schwertfortsatz, um die Exposition mit einer Schere zu verbessern.
- Separate und schneiden das Bindegewebe zwischen Leber und den Magen. Ligieren und schneiden Sie das Gefäß Bündel zwischen der Milz und des Augenhintergrundes, um völlig frei bis der Fundus.
- Drehen Sie den Fundus etwas nach links und setzen die linke Seite des gastroösophagealen Übergang in das Feld ein. Machen Sie eine 5 mm Längsschnitt auf den Muskel entlang des distalen Ösophagus mit einer scharfen Schere, um das Epithel aussetzen.
- Schneiden Sie das Epithel entlang der gleichen Richtung (Inzision 1, 1B). Machen Sie drei Einschnitte an der Vormagen (Inzision 2, 3 und 4, 1B), um mit scharfen Betriebs Schere abgeschnitten meisten der Vormagen. Wenn der Magen nicht leer ist, sorgfältig Mageninhalt zu entfernen.
- Legen Sie eine 8-0 Prolene Suture (mit einer Verjüngung Punktnadel) durch den Punkt A (auf der Speiseröhre) und Punkt A '(auf dem Vormagen) mit genauen Schleimhaut Opposition Schleimhaut. Ebenso Ort Nähte durch Punkt B und Punkt b 'und andere Paare von Punkten auf. Gleichmäßig Raum diese Nähte 3-4 mm voneinander.
- Waschen Sie die Bauchhöhle mit physiologischer Kochsalzlösung zu reinigen Blut und Mageninhalt. Schließen Sie die Bauchdecke mit Seidenfäden und die Haut mit Metallklammern.
3. Mixed Reflux Modell (Abbildung 1c)
- Führen Sie die Schritte 2.1 bis 2.4, die gastro-Kreuzung aussetzen.
- Trennen Sie vorsichtig die Rückenseite der Speiseröhre aus den Blutgefäßen hinter der Speiseröhre. Übergeben Sie einen kleinen Baumwollspitze zwischen der Speiseröhre und Blutgefäße.
Hinweis: Baumwolle kann teilweise von der Spitze entfernt werden, um seine Größe zu reduzieren. Diese Baumwollspitze dient zwei Zwecken, hob die Speiseröhre und den Schutz der Blutgefäße. - Machen Sie zwei 5 mm Längs incisions jeweils auf der gastro-Kreuzung und dem proximalen Ende des Zwölffingerdarms neben den Pylorus mit scharfen Betriebs Schere. Für den Schnitt auf den Zwölffingerdarm, Blutgefäße zu vermeiden und auf den Anti-mesenterischen Grenze.
- Anastomosieren die Einschnitte mit genauen Schleimhaut der Opposition mit unterbrochener 8-0 Prolene Nahtmaterial Schleimhaut. Regel 3-4 Nähte auf der Rückenseite und 2-3 Nähte auf der Vorderseite.
- Entfernen Sie die Wattestäbchen. Waschen Sie die Bauchhöhle mit physiologischer Kochsalzlösung und schließen Sie die Bauchwand und die Haut.
4. Duodenal Reflux-Modell (Abbildung 1D)
- Folgen Sie Schritt 3.1 bis 3.4 auf gemischte Rückfluss zu erzeugen.
- Heben Sie den Magen zu seiner Rückseite freizulegen. Eine Leberlappens kann durch das Bindegewebe zwischen der Leber und der Rückseite des Magens gefangen werden. Schneiden Sie vorsichtig das Bindegewebe, richtig schützen die Leber, und setzen die Blutgefäße auf der Rückenseite der Speiseröhre.
- Ligat undschneiden die Blutgefäße. Ligieren und schneiden die Speiseröhre am gastroösophagealen Übergang.
- Ligieren den Zwölffingerdarm am Pylorus. Ligieren und schneiden das Mesenterium. Entfernen Sie den ganzen Magen.
- Mit normaler Kochsalzlösung waschen Sie die Bauchhöhle. Schließen Sie die Bauchwand und die Haut.
5. Post-operative Behandlung
- Nach der Operation halten die Körpertemperatur mit einem Heizkissen. Erst nach Wiedererlangung der Brustlage, legen Sie die Mäuse wieder mit anderen Tieren.
- Geben Antibiotika und schmerzstillende, um eine Infektion zu verhindern und Schmerzen zu lindern. Injizieren Baytril (10 mg / kg, ip, qd, für 3 Tage), um eine Infektion zu verhindern, und Buprenorphin-Hydrochlorid (0,05 mg / kg, sc, Gebot. Für zwei Tage) als Schmerzmittel. Fasten ist nicht nach der Operation notwendig.
Eine flüssige oder weiche Nahrung gegeben werden. - Beurteilen Sie die allgemeinen Gesundheitszustand auf das tägliche basis.If die Mäuse zeigten die folgenden Zeichen (dramatischen Gewichtsverlust> 15%, fehlende Appetite, Stimmgebung, entladen aus dem Mund, Nase oder Augen, beugte Geste, Inaktivität, abnorme Körperpflege-Aktivität), einschläfern die Mäuse.
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Ergebnisse
Die meisten Mäuse (> 95%) kann die Operation zu überleben. Während der perioperativen Phase, die häufigsten Todesursachen zählen Überdosis Narkosemittel, Blutungen und aus unbekannten Gründen.
Vier Wochen nach der Operation,> 90% Mäuse mit Magen-Reflux oder gemischten Reflux und> 80% Mäusen mit Ulcus Rückfluß überleben können. Während dieser Zeit, vor allem Mäuse sterben an Ösophagusstriktur und die Unfähigkeit, zu essen. Diese Mäuse zeigen Anzeichen von starken Stress (gekrümmte Ha...
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Diskussion
Verschiedene chirurgische Modelle wurden eingerichtet, um Magen, Zwölffingerdarm-und gemischten Reflux bei Nagetieren zu imitieren. Diese drei hier beschriebenen Verfahren eignen sich für Langzeitexperimente mit günstigen Preisen für postoperative Überleben. Ein Forscher mit chirurgischen Erfahrungen sollten in der Lage, die Technik nach einer kurzen Periode der Praxis erfassen.
Blutungen können von intraperitonealer Injektion von Anästhetika vor Operationen, Verletzungen der Leber während d...
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Offenlegungen
Einer der Autoren (XC) erhielt eine Finanzierung, die von Takeda Pharmaceutical Company Ltd bereitgestellt wurde und die Grundlagenforschung im Zusammenhang mit gastroösophagealer Refluxkrankheit unterstützt. Keines der in diesem Artikel verwendeten Reagenzien oder Instrumente wird von dieser Firma hergestellt.
Danksagungen
Wir werden durch Forschungszuschüsse der National Natural Science Foundation of China (Nr. 81400590), der National Institutes of Health (U54 CA156735) und der Takeda Pharmaceutical Company Ltd. (MA-NC-D-156) unterstützt.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Dumont #1 Forceps Dumostar Tip | Roboz Surgical Instrument Co. (Gaithersburg, MD) | ||
| Micro Clip Applying Forceps 5.5" | Roboz Surgical Instrument Co. (Gaithersburg, MD) | ||
| Bonn Scheren 3.5" Gerade 15 mm Scharf/Scharf Wolframkarbid-Klingen | Roboz Surgical Instrument Co. (Gaithersburg, MD) | ||
| Operationsschere 5.5" Gerade Scharf/Scharf SureCut | Roboz Surgical Instrument Co. (Gaithersburg, MD) | ||
| 4-0 Seidenschwarz Braid 100 Yard Spule | Roboz Surgical Instrument Co. (Gaithersburg, MD) | ||
| Chirurgennadel 1/2 Kreis Schneidkante Größe 12 (25 mm Akkordlängen) Packung 12 | Roboz Surgical Instrument Co. (Gaithersburg, MD) | ||
| Halsey Nadelhalter 5" Glatt | Roboz Surgical Instrument Co. (Gaithersburg, MD) | ||
| Mikronadelhalter 5.125" Gebogen Lock.6 mm | Roboz Surgical Instrument Co. (Gaithersburg, MD) | ||
| Reflex 9 mm Wundclip-Applikator | Roboz Surgical Instrument Co. (Gaithersburg, MD) | ||
| Reflex 9 mm Wundclips Schachtel mit 100 | Roboz Surgical Instrument Co. (Gaithersburg, MD) | ||
| PRONOVA Poly (hexafluorpropylen-VDF) Naht 8-0 | Ethicon US, LLC | ||
| Ringer'sche Lösung | Henry Schein, Inc. | ||
| Ketamine | Henry Schein, Inc. | ||
| Xylazin | Henry Schein, Inc. |
Referenzen
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Nachdrucke und Genehmigungen
