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Methodenartikel

Bewertung der akuten Wundheilung mit den dorsalen subkutanen Polyvinylalkoholschwammimplantation und Exzisional Tail Skin Wound Models.

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DOI:

10.3791/60653

25. März 2020

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier werden zwei murine Wundheilungsmodelle beschrieben, eines zur Beurteilung der zellulären und zytokinen Wundheilungsreaktionen und das andere zur Quantifizierung der Rate des Wundverschlusses. Diese Methoden können mit komplexen Krankheitsmodellen wie Diabetes verwendet werden, um Mechanismen verschiedener Aspekte der schlechten Wundheilung zu bestimmen.

Zusammenfassung

Wundheilung ist ein komplexer Prozess, der das geordnete Fortschreiten von Entzündungen, Granulationsgewebebildung, Fibrose und Auflösung erfordert. Murine Modelle bieten wertvolle mechanistische Einblicke in diese Prozesse; Kein einziges Modell berücksichtigt jedoch alle Aspekte der Wundheilungsreaktion vollständig. Stattdessen ist es ideal, mehrere Modelle zu verwenden, um die verschiedenen Aspekte der Wundheilung anzusprechen. Hier werden zwei verschiedene Methoden beschrieben, die verschiedene Aspekte der Wundheilungsreaktion behandeln. Im ersten Modell werden Polyvinylalkoholschwämme subkutan entlang des Mausdorsums implantiert. Nach dem Abruf von Schwämmen können Zellen durch mechanische Störungen isoliert werden, und Flüssigkeiten können durch Zentrifugation extrahiert werden, was eine detaillierte Charakterisierung der zellulären und zytokinen Reaktionen in der akuten Wundumgebung ermöglicht. Eine Einschränkung dieses Modells ist die Unfähigkeit, die Rate des Wundverschlusses zu beurteilen. Dazu wird ein Schwanzhautexzisionsmodell verwendet. Bei diesem Modell wird ein 10 mm x 3 mm rechteckiges Stück Schwanzhaut entlang der rückenden Oberfläche, in der Nähe der Basis des Schwanzes, ausgeschnitten. Dieses Modell kann leicht für die planimetrische Analyse fotografiert werden, um Heilungsraten zu bestimmen, und kann für histologische Analysen ausgeschnitten werden. Beide beschriebenen Methoden können in genetisch veränderten Mausstämmen oder in Verbindung mit Modellen von komorbiden Erkrankungen wie Diabetes, Alterung oder Sekundärinfektionen eingesetzt werden, um Wundheilungsmechanismen aufzuklären.

Einleitung

Es gibt viele murine Modellsysteme zur Verfügung, um Wundheilungsprozesse zu untersuchen, die jeweils spezifische Vorteile und Einschränkungenbesitzen 1,2. Die folgenden Methoden stellen zwei murine Wundmodelle dar, von denen jedes einen bestimmten Aspekt der Wundheilungsreaktion behandelt und die verwendet werden können, um Ursache und Wirkung von Störungen in der Reaktion auf Verletzungen zu identifizieren. Der Prozess der Wundheilung findet in verschiedenen Phasen statt. Die erste Phase ist entzündlich, gekennzeichnet durch den schnellen Zustrom von Thrombozyten, Neutrophilen und Monozyten/Makrophagen, sowi....

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Protokoll

Alle hier beschriebenen Tierstudien wurden vom Brown University Institutional Animal Care and Use Committee genehmigt und in Übereinstimmung mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Tieren der National Institutes of Health durchgeführt.  HINWEIS: Im Video wurde der chirurgische Vorhang zu Demonstrationszwecken weggelassen.

1. Subkutane Implantation von PVA-Schwämmen

  1. Verwenden Sie Scheren, um Blätter aus PVA-Schwamm in 8 mm x 8 mm x 4 mm Stücke zu schneiden. Rehydrieren Sie die Stücke des PVA-Schwamms, indem Sie sie in sterile 1x PBS in einem Becher untertauchen.
  2. Autoclavdiedie Schwämme in 1x PBS zu sterilisier....

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Ergebnisse

Systemische Entzündungsreaktion nach PVA-Schwammimplantation
Die PVA-Schwammimplantationschirurgie erzeugte eine systemische Entzündungsreaktion, wie die Induktion von IL-6 im Plasma 1 Tag nach der Wundwunde zeigte (Abbildung 2A). Andere proinflammatorische Zytokine, einschließlich TNF-A und IL-1, sowie eine Reihe von Chemokinen einschließlich CCL2 und CXCL1 wurden in den ersten 7 Tagen nach der PVA-Schwammimplantation systemisch induziert und an anderer Stelle beschriebe.......

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Diskussion

Dieser Artikel beschreibt zwei traktierbare murine Wundmodelle, die die Beurteilung der akuten Wundheilungsreaktion ermöglichen. Die erste Methode beinhaltet die chirurgische Implantation von PVA-Schwämmen im dorsalen subkutanen Raum. Dieser Ansatz bietet einen deutlichen Vorteil gegenüber biopsiebasierten Wundmodellen für die Untersuchung der zellulären Wundheilungsreaktion aufgrund der großen Anzahl von Zellen und der Menge an Wundflüssigkeiten, die aus den isolierten Schwämmen gewonnen werden. Für die erfolgreiche Dur.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Danksagungen

Die Autoren danken Kevin Carlson von der Brown University Flow Cytometry and Sorting Facility für die Beratung und Unterstützung bei Flow Cytometry-Experimenten. Bilder in Abbildung 1B und C wurden mit BioRender erstellt. Kayla Lee und Gregory Serpa wird für ihre fotografische Unterstützung gedankt. Diese Arbeit wurde durch Stipendien von folgenden unterstützt: Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) YFAA15 D15AP00100, Dean es Areas of Emerging New Science Award (Brown University), National Heart Lung and Blood Institute (NHLBI) 1R01HL126887-01A1, National Institute of Environmental Science (NIES) T32-ES7272 (Training in Environmental Pathology) und der Brow....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
10x Phosphatgepufferte KochsalzlösungFisher ScientificBP3991
15 mL Zentrifugenröhrchen, OlympusGenesee28-103
1x HBSS (+Kalzium, +Magnesium, – ThermoFisherScientific14025076
5ml SpritzeBD309646
Anti-Maus CD45.2-APC Fire750BioLegend109852Klon 104
Anti-Maus F4/80-eFluor660ThermoFisher Scientific50-4801-82Klon BM8
Anti-Maus Ly6C-FITCBD Biosciences553104Klon AL-21
Anti-Maus Ly6G-PerCP-eFluor710ThermoFisher Scientific46-9668-82Klon 1A8-Ly6G
Anti-Maus Siglec-F-APC-R700BD Biosciences565183Klon E50-2440
Autoclip Edelstahl Wound Clip ApplierBraintree ScientificNC9021392
Autoclip Edelstahl Wickelclips, 9mmBraintree ScientificNC9334081
Mixerbeutel, 80 mlFisher Scientific14258201
Kulturröhrchen, 16 ml, 17x100Genesee Scientific21-130
Fötales Rinderserum - StandardThermoFisher Scientific10437028
Fixierbarer Viabilitätsfarbstoff eFluor506ThermoFisher Scientific65-0866-14
Hepeslösung, 1 MGenesee Scientific25-534
ImageJ SoftwareNIH
Penicillin-Streptomycin (5000 U/ml)ThermoFisher Scientific15070-063
Polyvinylalkohol-Schwamm - große PorengrößeIvalon/PVA Unbegrenztwww.sponge-pva.com
Povidon-Jod-Lösung, 10%Fisher Scientific3955-16
Sprühbarrierefolie, Cavilon3M3346E
Stomacher 80 Biomaster, 110VSeward0080/000/AJ

Referenzen

  1. Gottrup, F., Agren, M. S., Karlsmark, T. Models for use in wound healing research: a survey focusing on in vitro and in vivo adult soft tissue. Wound Repair and Regeneration: Official Publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society. 8 (2), 83-96 (2000).
  2. Elliot, S., Wikramanayake, T.....

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Nachdrucke und Genehmigungen

Schlagwörter

WundheilungsmodellePVA SchwammimplantationSchwanzhautexzisionZellisolationFl ssigkeitsextraktionplanimetrische Analysehistologische AnalyseZytokinkinetikBewertung des WundverschlussesEntz ndungsreaktion