Name: Ein Mausmodell für mechanotransduktionsgetriebene, menschenähnliche hypertrophe Narbenbildung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-11-29T14:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 54 s
Description: Erfahren Sie, wie mechanische Spannung auf Heilungswunden bei Mäusen hypertrophe Narbenbildung induziert. Dieses Modell simuliert menschliche Narben durch Mechanotransduktion und ermöglicht die Entwicklung neuer Therapien.

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</ol>

<table><tbody><tr><td>100 mL PYREX Griffin Becher</td><td>Milipore Signma</td><td>CLS1000100</td><td></td></tr><tr><td>Aesculap Exacta Minitrimmer</td><td>Aesculap</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AutoClip System</td><td>Fine Surgical Instruments</td><td>12020-00</td><td></td></tr><tr><td>BD Marke Isopropylalkohol Tupfer</td><td>Fisher Scientific</td><td>13-680-63</td><td></td></tr><tr><td>Buprenorphin SR (0,5 mg/ml)</td><td>Buprenex, Indivior Inc.</td><td>12496-0757-1</td><td></td></tr><tr><td>C57/BL6 weiblich (6&ndash; 8 Wochen alt)</td><td>The Jackson Laboratory</td><td>000664</td><td></td></tr><tr><td>Covidien sterile Gaze</td><td>Fisher Scientific</td><td>2187</td><td></td></tr><tr><td>Covidien TelfaTM nicht klebende Pads</td><td>Fisher Scientific, Covidien</td><td>1961</td><td></td></tr><tr><td>Zahnchirurgisches Lineal</td><td>DoWell Dental Products</td><td>S1070</td><td></td></tr><tr><td>Enthaarungscreme (Nair Haarentferner-Lotion)</td><td>Church& Dwight, CVS</td><td>339823</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol 70%ige Lösung</td><td>Fisher Scientific</td><td>64-17-5</td><td></td></tr><tr><td>Excel</td><td>Microsoft Cooperation</td><td>Microsoft.com</td><td>Softwareprogramm&nbsp;</td></tr><tr><td>ImageJ</td><td>ImageJ, Wayne Rasband</td><td>imagej.net</td><td>Softwareprogramm&nbsp;</td></tr><tr><td>Inhalations-Anästhesiesystem</td><td>VetEquip</td><td>922130</td><td></td></tr><tr><td>Irisschere 4&frac12; Zoll Edelstahl</td><td>McKesson</td><td>43-2-104</td><td></td></tr><tr><td>Isofluran, USP</td><td>Dechra Veterinary Products</td><td>17033-094-25</td><td></td></tr><tr><td>Kaka industrial MUB-1</td><td>Kaka Industrial&nbsp;</td><td>173207</td><td>Nur notwendig, wenn kein Makerspace oder keine Fertigungshalle verfügbar ist&nbsp;</td></tr><tr><td>Leone Rapid Gaumen Expander - 13 mm</td><td>Great Lakes Dental Technologies</td><td>125-004</td><td>Der Schlüssel, der zum Erweitern und Befestigen des Geräts erforderlich ist, wird mit diesem Produkt in der Box geliefert</td></tr><tr><td>Flüssiges Abdecktuch 75 x 90 cm mit Klebeloch 6 x 9 cm</td><td>Omnia S.p.A.</td><td>12.T4362</td><td></td></tr><tr><td>Medequip Depot Silk Black Braided Sutr 6-0 Rx</td><td>Medequip Depot D707N, Fisher Scientific</td><td>NCO835822</td><td></td></tr><tr><td>Nadelhalter 5 Zoll mit gezackten Backen</td><td>McKesson</td><td>43-2-842</td><td></td></tr><tr><td>Prism 9</td><td>GraphPad Holdings, LLC</td><td>graphpad.com</td><td>Softwareprogramm&nbsp;</td></tr><tr><td>Puralube Augensalbe</td><td>Dechra, NDC</td><td>17033-211-38</td><td></td></tr><tr><td>R studio Desktop</td><td>RStudio PBC</td><td>rstudio.com</td><td>Softwareprogramm&nbsp;</td></tr><tr><td>Chirurgischer Hautmarker</td><td>McKesson</td><td>19-1451_BX</td><td></td></tr><tr><td>Tegaderm, 3 M</td><td>VWR</td><td>56222-191</td><td>Schaum-Klebeverband</td></tr><tr><td>Thermo-Peep Heizkissen</td><td>K& H, Amazon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gewebezange 4&frac34; Zoll rostfrei 1 x 2 Zähne</td><td>Mckesson</td><td>43-2-775</td><td></td></tr><tr><td>Vetbond (3 M)</td><td>Saint Paul, MN</td><td>1469SB</td><td></td></tr></tbody></table>

ein mausmodell für mechanotransduktionsgetriebene, menschenähnliche hypertrophe narbenbildung

A Mouse Model of Mechanotransduction-driven, Human-like Hypertrophic Scarring

Um die effektive Nutzung des HTS-Protokolls deutlich zu demonstrieren und erfolgreiche "positive" Ergebnisse zu identifizieren, wurde das Modell wie in Abbildung 3A dargestellt erstellt. In der repräsentativen Studie gab es zwei Gruppen: No Stretch Control (n = 6) und Mechanical Stretch HTS-Gruppe (n = 6), in denen menschenähnliche Mengen an mechanischer Belastung über die Inzision induziert wurden, um ein HTS zu erzeugen, wie in Abbildung 3B,C zu sehen ist. Im Rahmen des in Abbildung 3A-C dargestellten Versuchsplans wurde die Narbe an den PODs 5, 9, 15 und 19 grob fotografiert. Die Narben wurden mit ImageJ nachgezeichnet und auf die durchschnittliche Breite der Narben zu den verschiedenen Zeitpunkten analysiert (Abbildung 3D). Die durchschnittlichen Narbenbreiten wurden in Abbildung 3E über die Zeit und zwischen den Gruppen grafisch dargestellt. Nach Anwendung mechanischer Dehnung bei POD 5, wo sich die Narben zwischen Stretch und Control nicht signifikant unterschieden, zeigte die Stretch Group signifikant breitere Narben als die Control und erreichte eine Peakbreite von 0,99 mm bei POD 9 (p = 0,045). Diese signifikant größere Narbenbreite im Vergleich zur Kontrolle setzte sich bei POD 15 (p = 0,043) und 19 (p = 0,045) fort. Es wird empfohlen, Grobfotografie nur an den Tagen zu machen, an denen das HTS-Gerät entfernt werden muss (d. h. das HTS-Gerät hat die maximale Ausdehnung erreicht und muss wieder angebracht werden oder während der Explantation), da das Gerät die korrekte Fotografie der Narbe blockiert. In diesem Protokoll geben Bilder und Narbenbreitenanalysen über mehrere Zeitpunkte hinweg dem Leser einen klareren Überblick über den Wundverlauf des Modells.
Die Analyse des HTS-Gewebes kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden, wie z. B. die IHC-Färbung für fibrotische Marker, die H&amp;E- und Trichrom-Färbung zur Untersuchung der histologischen Narbenbereiche, die Picrosirius-Rot-Färbung zur Beurteilung der Kollagenarchitektur der Narben und andere Methoden zur Wundanalyse - die alle in der Vergangenheit vom Labor verwendet wurden6, 8,21,24,25,27,28 (Abbildung 4). Abbildung 4 zeigt histologische Merkmale des HTS-Gewebes, wie z. B. erhabenes Narbengewebe (Abbildung 4A), Verlust von Adnexstrukturen und Haarfollikeln (Abbildung 4B), Ausrichtung der Kollagenfasern in Richtung mechanischer Belastung (Abbildung 4C) und Kollagenwirbel (Abbildung 4F). Abbildung 4 zeigt auch die immunhistochemische Färbung der Mastzelldichte und des Gefäßsystems von murinem HTS und vergleicht sie mit humanem HTS-Gewebe (Abbildung 4D,E,G,H). Darüber hinaus kann die Analyse der HTS-Narbe mit einer Einzelzellanalyse durchgeführt werden, wenn das Gewebe unmittelbar nach der Exzision entnommen, vorbereitet und in einen Bioinformatikkern gebracht wird.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67156/67156fig01.jpg"> 
Abbildung 1: Präparation des HTS-Geräts und des Rückens der Maus. (A) Modifikationsprozess eines 13 mm Gaumenexpanders zur Herstellung der HTS-Vorrichtung, (1) Darstellung der anfänglichen Expanderstruktur, (2) Biegung der Arme um 90° nach oben für die oberen Arme und nach unten für die unteren Arme, wenn die Vorrichtung flach liegt, (3) Ergebnis der anfänglichen Biegung, bei der die Arme nun perfekt parallel zum Körper der Vorrichtung sind, (4) Biegen der Arme zur Bildung einer Endvorrichtung mit Messungen; Die Arme sollten jeweils um 90° in die Seite gebogen werden, wie in der (5) Endvorrichtung zu sehen. (B) Das vollständig montierte HTS-Gerät aus verschiedenen Winkeln, sowohl nicht ausgefahren als auch ausgefahren. (C) Aufeinanderfolgende Schritte zur Vorbereitung des Rückens der Maus: (1) Anfangszustand mit Fell, (2) nach der Rasur und (3) nach dem Auftragen der Enthaarungspaste. (D) Verfahren zur Erstellung des dorsalen Schnittes: (1) Markieren der Schnittstelle mit einer 2 cm langen Hilfslinie, (2) Vornehmen des Schnitts, (3) Nähen der Wunde, (4) Auftragen der Telfa-Gaze und (5) Befestigung mit einem Klebeverband. (E) Grobfotografie des (1) Schnitts und (2) nach dem Vernähen des geschlossenen Schnitts. Abkürzung: HTS = hypertrophe Narbenbildung. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67156/67156fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67156/67156fig02.jpg"> 
Abbildung 2: Positionieren und Strecken des HTS-Geräts. (A) Darstellung der korrekten Positionierung des HTS-Geräts auf dem Rücken der Maus, um die korrekte Ausrichtung mit der Inzisionsstelle zu gewährleisten. Das linke Bild zeigt die Platzierung des Geräts aus einer hinteren Position. Das rechte Bild zeigt die Platzierung des Geräts seitlich gesehen. (B) Illustration der Befestigung des HTS-Geräts: (1) Erstplatzierung, (2) Lage der Nähte, (3) Lage der Hautklammern. (C) Demonstration der Dehnung des HTS-Geräts mit dem beschrifteten HTS-Geräteschlüssel: (1) Startkonfiguration, (2) Anwendung von Spannung, (3) der endgültige expandierte Zustand, der so konzipiert ist, dass eine gleichmäßige mechanische Dehnung über den Heilungsschnitt ausgeübt wird, um die hypertrophe Narbenbildung zu fördern, 2 mm Ausdehnung angewendet. (D) Bruttofotografie des Ausübens von Spannung auf das HTS-Gerät mit beschriftetem HTS-Geräteschlüssel. (E) Bruttofotografie der vollständig bandagierten Maus. Abkürzung: HTS = hypertrophe Narbenbildung. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67156/67156fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67156/67156fig03.jpg"> 
Abbildung 3: Anwendung mechanischer Dehnung zur Entwicklung von Narben. (A) Zeitleiste des experimentellen Verfahrens von der Erstellung der Inzision (POD 0) bis zur Anwendung mechanischer Dehnung (POD 4) und durch die Dehnungsphase (POD 5 bis POD 19), die in der Gewebeexplantation (POD 19) gipfelt. (B) Abbildung der beiden Gruppen: No Stretch Control und Mechanical Stretch HTS-Gruppen. (C) Schnittschema, das den Unterschied in der Gewebereaktion zwischen den Gruppen No Stretch Control und Stretch HTS darstellt. (D) Repräsentative Bruttobilder von Narben der No Stretch Control- und Stretch HTS-Gruppen an postoperativen Tagen (POD 5, 9, 15 und 19), wobei die hypertrophen Narben in einer gelben gestrichelten Linie gezeichnet sind. (E) Quantitative Analyse der durchschnittlichen Narbenbreite im Zeitverlauf, die signifikante Unterschiede in der Narbenentwicklung zwischen der No-Stretch- und der Stretch-Gruppe zeigt, wobei die Fehlerbalken die Standardabweichung darstellen. Signifikante Unterschiede sind mit Sternchen (*) gekennzeichnet. Die statistische Analyse wurde mit Hilfe der Zwei-Wege-Varianzanalyse (ANOVA) durchgeführt. Werte von *p &lt; 0,05 wurden als statistisch signifikant angesehen. Abkürzungen: HTS = hypertrophe Narbenbildung; POD = postoperativer Tag. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67156/67156fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67156/67156fig04.jpg"> 
Abbildung 4: Histologie der Narbe. Diese murine Narbenhistologie wurde nach 2 Wochen mechanischer Belastung in unserer zuvor veröffentlichten Arbeit9,26 entnommen. (A) Das größere Bild zeigt die histologische H&amp;E-Bildgebung des Narbenquerschnitts, während das untere rechte Bild eine histologische Trichrom-Bildgebung des Narbenquerschnitts zeigt, die zeigt, wie die Narbenregion angehoben ist. (B) Das größere Bild zeigt die histologische H&amp;E-Bildgebung des Narbenquerschnitts, während das untere rechte Bild eine histologische Trichrom-Bildgebung des Narbenquerschnitts zeigt, die zeigt, wie die Narbenregion einen Verlust von Adnexstrukturen und Haarfollikeln zeigt. (C) Das größere Bild zeigt eine Picrosirius-Rot-Bildgebung des Narbenquerschnitts, während das untere rechte Bild eine trichrome histologische Bildgebung des Narbenquerschnitts zeigt, die ausgerichtete Kollagenfasern in Richtung mechanischer Belastung zeigt. (D) Das größere Bild zeigt die Bildgebung der CD117-Immunhistochemie in murinem HTS-Gewebe, während das untere rechte Bild die Bildgebung der CD117-Immunhistochemie in menschlichem Gewebe zeigt, die eine Mastzelldichte zeigt, die mit humanem HTS-Gewebe vergleichbar ist. (E) Das größere Bild zeigt die Bildgebung der CD31-Immunhistochemie des Gefäßsystems in murinem HTS-Gewebe, während das untere rechte Bild die Bildgebung der CD117-Immunhistochemie in menschlichem Gewebe zeigt, die eine mit humanem HTS-Gewebe vergleichbare Mastzelldichte zeigt. (F) Kollagenwirbel, die in reifen hypertrophen menschlichen Narben im Bild unten rechts zu sehen sind, sind auch in geladenen Mausnarben nach 24 Wochen in der eingekreisten Region in der H&amp;E-Bildgebung von Mäusen zu sehen. (G) Repräsentative Bruttobilder von Narben einer Kontrollgruppe (Inzision + keine Dehnung), einer Dehnungskontrollgruppe (keine Inzision + Dehnung) und einer Dehnungs-HTS-Gruppe. (H) Zeigt eine Immunhistochemie im Vergleich der Kontrollgruppe (Inzision + keine Dehnung) und der Stretch-HTS-Gruppe. Unter Verwendung einer Co-Färbung für fibrotische Marker pEPF, aSMA und YAP mit DAPI kommt es zu einem Anstieg der fibrotischen Marker in der HTS-Gruppe. A-F wurden von Aarabi, S. et al.9 übernommen. G,H wurden von Mascharak, S. et al. übernommen. Nachdruck mit Genehmigung von FASEB26. Abkürzungen: HTS = hypertrophe Narbenbildung; H&amp;E = Hämatoxylin und Eosin; pEPF = Engrailed-positiver Fibroblast; aSMA = Alpha-glattes Muskelaktin; YAP = Ja-assoziiertes Protein; DAPI = 4',6-diamidino-2-phenylindol. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67156/67156fig04large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

Ein Mausmodell für mechanotransduktionsgetriebene, menschenähnliche hypertrophe Narbenbildung

Hypertrophic scarring (HTS) is an abnormal process of wound healing that results in excessive scar tissue formation. Over the past decade, we have ...

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Research

Forschung

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Bioengineering

Biotechnik

Quer Aorta Verengung (TAC) in der Maus ist eine häufig verwendete experimentelle Modell zugrunde liegenden Mechanismen der Herzhypertrophie und Herzinsuffizienz Entwicklung zu studieren. Hier beschreiben wir Verfahren zur Einengung der Aorta zu einem reproduzierbaren Grad der Herzhypertrophie in Mäusen zu erzeugen.

Quer Aorten-Verengung in Mäuse

Ein Mausmodell von kutanen Wundheilung, die zur therapeutischen Verbindungen in physiologischen und pathophysiologischen Einstellungen beurteilen kann.

Mausmodell der Wundheilung

Während der Entwicklung von Säugetieren heilen Hautwunden in der frühen Schwangerschaft ohne Narbe. Hier beschreiben wir ein zuverlässiges und reproduzierbares Modell der fötalen narbenlosen Wundheilung im kutanen Rücken von E16.5 (narbenlos) und E18.5 (narbenbildend) Mausembryonen.

Eine Maus fetalen Hautmodell von Scarless Wound Repair

Ziel dieses Protokolls ist es, Schritt für Schritt beschreiben die Technik der minimal-invasiven quer Aortenstenose Verengung (TAC) bei Mäusen. Durch Beseitigung der Intubation und Belüftung sind obligatorisch für häufig verwendete Standardverfahren, minimal-invasive TAC das operative Vorgehen vereinfacht und reduziert die Belastung auf das Tier setzen.

Technik der minimal-invasiven quer Aortenstenose Verengung bei Mäusen für Induktion der linken Ventricular Hypertrophie

Hier präsentieren wir ein Protokoll für die Induktion der linken Herzkammer Cryoinjury gefolgt von der Implantation eines Herzmuskels Patches, Menschliche iPS-Zellen Herzzellen in einem Meerschweinchen-Modell abgeleitet.

Implantation von HiPSC abgeleitete Herzmuskel Patches nach Myokard-Schädigung in einem Meerschweinchen-Modell

Hier beschreiben wir ein Schritt-für-Schritt-Protokoll der chirurgischen Aortendepaling im etablierten Mäusemodell der Aortenverengung. Dieses Verfahren ermöglicht es nicht nur, die Mechanismen zu untersuchen, die dem linksventrikulären Reverse Remodeling und der Regression von Hypertrophie zugrunde liegen, sondern auch neue therapeutische Optionen zu testen, die die Myokardregeneration beschleunigen könnten.

Untersuchung des linksventrikulären Reverse Remodeling durch Aortendefletieren bei Nagetieren

Dieses Protokoll beschreibt die Verwendung von makromolekularem Crowding, um ein in vitro menschliches hypertrophes Narbengewebemodell zu erstellen, das in vivo-Bedingungen ähnelt. Wenn sie in einer überfüllten makromolekularen Umgebung kultiviert werden, weisen menschliche Hautfibroblasten Phänotypen, Biochemie, Physiologie und funktionelle Eigenschaften auf, die Narbengewebe ähneln.

In Vitro Modell der menschlichen kutanen hypertrophen Narbenbildung mit makromolekularer Crowding

Ziel dieser Studie war es, ein murines Modell der Verbrennungswundung zu entwickeln. Eine thermische Verbrennung wurde auf der rückenden Haut von Mäusen mit einer vorgeheizten Messingschablone induziert. Verbranntes Gewebe wurde entbraut und mit einem Hauttransplantat überzogen, das vom Schwanz einer genetisch ähnlichen Spendermaus geerntet wurde.

Ein murines Modell einer Verbranntenwunde, rekonstruiert mit einem allogenen Hautgraft

In dieser Arbeit wird ein Tiermodell der endothelial-mesenchymalen Transitions-induzierten Fibrose vorgestellt, wie sie bei angeborenen Herzfehlern wie der kritischen Aortenstenose oder dem hypoplastischen Linksherzsyndrom auftritt, das eine detaillierte histologische Gewebebewertung, die Identifizierung regulatorischer Signalwege und die Erprobung von Behandlungsoptionen ermöglicht.

Ein neonatales heterotopes Rattenherztransplantationsmodell zur Untersuchung des Übergangs von Endothel zu Mesenchym

Dieser Artikel beschreibt ein detailliertes Protokoll zur Herstellung eines zuverlässigen und reproduzierbaren dünnen Endometriums mit einer sehr niedrigen Mortalitätsrate und minimalen intrauterinen Adhäsionen durch Injektion von 95% Ethanol in die Gebärmutter der Maus innerhalb von 1-3 Minuten.

Etablierung eines Mausmodells für dünnes Endometrium

Erfahren Sie, wie mechanische Spannung auf Heilungswunden bei Mäusen hypertrophe Narbenbildung induziert. Dieses Modell simuliert menschliche Narben durch Mechanotransduktion und ermöglicht die Entwicklung neuer Therapien.

Ein Mausmodell für mechanotransduktionsgetriebene, menschenähnliche hypertrophe Narbenbildung

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