מאמר שיטה

דגם העכבר של חסימת מעיים חלקית

DOI:

10.3791/57381

⸱

5 במרץ 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Physiology and Cell Biology, University of Nevada, Reno School of Medicine, 2Department of Physiology, Wonkwang Digestive Disease Research Institute and Institute of Wonkwang Medical Science, School of Medicine, Wonkwang University

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

חסימות מעיים הם סתימה חלקית או מלאה של המעי העלולה לגרום כאבי בטן, בחילות, הקאות, מניעת המעבר של צואה. ההליך ליצירת obsructions חלקי המעי בעכברים זה אמין בלימוד המנגנונים צמיחת תאים פתולוגיים ומוות במעי.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

חסימות מעיים, לעכב או לחסום תנועה ממברנות, יכולה להיגרם על ידי הדבקויות בבטן ומחלות ביותר במערכת העיכול (GI) כולל גידולים tumorous. עם זאת, הטלפון הסלולרי שיפוץ מנגנונים מעורבים, נגרמת על ידי, חסימות מעיים הם הבינו. פותחו מספר מודלים חייתיים של חסימות מעיים, אך המודל העכבר ביותר העלות/זמן יעיל. המודל העכבר משתמש השתלה כירורגית של חסימת חלקי מעיים (PO) כי יש תמותה גבוה אם זה לא מבוצע כהלכה. בנוסף, עכברים שקיבלו פו ניתוח לא מצליחים לפתח היפרטרופיה אם המצור המתאים לא רגיל או להציב כראוי. כאן, אנו מתארים את פרוטוקול מפורט לניתוח פו המייצרת חסימות מעיים לשחזור ואמין עם שיעור תמותה נמוך מאוד. פרוטוקול זה מנצל טבעת סיליקון בניתוח שמוקם שמקיפה מעי אשר יחסום חלקית תנועה העיכול במעי הדק. חסימה חלקית הופך את המעי להיות מורחבים עקב הפסקת תנועת עיכול. התרחבות של המעי גורם היפרטרופיה של השריר החלק בצד הפה של הטבעת שמתפתח בהדרגתיות מעל שבועיים עד שהיא גורמת למוות. המודל העכבר פו כירורגית מציע מודל ויוו רקמת המעי היפרטרופית שימושי עבור הלומדים שינויים פתולוגיים של תאים במעי כולל תאי שריר חלק (SMC), תאים ביניים של קחאל (ICC), PDGFRα+, ו עצביים תאים במהלך הפיתוח של חסימת מעיים.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

חסימות מעיים הם סתימה חלקית או מלאה במעי קטן או גדול אשר מונע מזון מעוכל, נוזלים וגז עוברים דרך המעיים של1. בשל החסימה, החסימה גורם לדפנות כדי להפוך לעבות, שצמצם את לומן2. חסימת מעיים יכולה להתרחש כתוצאה ניתוחי בטן או אגן לגרום היווצרות רקמת אדהזיה בטן או מהפרעות במערכת העיכול כגון מחלות מעי דלקתיות (מחלת קרוהן), דיברטיקוליטיס, בקע, התפתלות המעים, stricture, התפשלות מעיים, עצירות, פקק צואה, חסם מעיים מדומה, סרטן וגידולים3,4,5. חסימות מעיים במקרים אלה לעיתים קרובות להוביל היפרטרופיה של tunica muscularis של המעי6.

פו של לומן המניע distention מעיים, ומגביר את עובי שכבת השריר החלק סביב החסם בתגובה צורך להמשיך הפריסטלטיקה פונקציונלי7,8,9,10, 11,12,13. מודלים חייתיים של פו מעיים פותחו כדי ללמוד היפרטרופיה של השריר החלק עכברים7, חולדות10, שרקנים11, כלבים12ו חתולים13 המתפתחים באופן עקבי היפרטרופיה דומה בתוך שכבות שריר המעי.

דגם העכבר של פו מעיים היא הדרך הכי חסכוניות כדי ליצור וללמוד חסימות מעיים ויוו. חסימות מעי דק מתבצעות בעכברים באמצעות טבעת סיליקון בניתוח ממוקמים סביב מעי. העכברים פו הראו עלייה מוקדם מספר התאים (היפרפלזיה), וכן הגדלה עובי שכבת השריר (היפרטרופיה) אחרי פו ניתוח8,15. SMC הם תאים פלסטיק ראשי צומחים בתוך שכבות שריר חלק כתגובה היפרטרופית התנאים14, אך תאים אחרים כגון ICC תאים PDGFRα+ קשורים קשר הדוק עם SMC, גם אוכלס. בעבר דיווחנו כי העכברים פו לפתח היפרטרופיה במעי הדק, ב- SMC אילו הם dedifferentiated לתוך תאים PDGFRα+ , כי הם מאוד proliferative7,15,16. לעומת זאת, ICC מנוון, איבד בתוך הרבדים מתעצם שריר חלק במהלך הפיתוח של המעי obsruction7. יתרון מרכזי נוסף של דגם פו הוא את יכולתו לגרום שינויים במערכת העצבים המעית הפצת neurogenic תבניות מוטוריות. מרכזי הפצת neurogenic דפוס מנוע במעי הדק העכבר הוא העברת המנוע מורכב (MMC), אשר neurogenic אינה דורשת ICC או חשמל גלים איטיים17. דגם פו יכולה לספק תובנות ברורות איך MMCs ואת העצבים המעית הם שופצה על ידי חסימה חלקית.

כאן, אנו מציעים פרוטוקול מאתר לניתוח פו מעיים באמצעות טבעת סיליקון. עכברים קבלת ניתוח פו בצורה אמינה לייצר היפרטרופיה ב muscularis tunica של המעי הדק. בתוך היפרטרופית שריר, SMC, ICC, PDGFRα+, תאים עצביים הם באופן דרמטי ועיצבנו מחדש.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

להלן כללי התנהגות אושרה על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ו להשתמש הוועדה (IACUC)-המשאבים בעלי חיים אוניברסיטת נבאדה-רינו (אולטימה), תואם כל המוסדיים הנחיות אתיות לגבי מחקר בבעלי החיים.

1. בעלי חיים.

  1. להשיג עכברים C57BL/6 בוגרת (4-6 שבועות) במשקל בין 20-30 g. House המושבה של עכברי מעבדה במתקן בעלי חיים מרוכזת בשעה אולטימה משאבים בעלי חיים.

2. ניתוח חסימה חלקית

הערה: הניתוחים מתבצעים בחדר המוקדש ניתוחים. כל מכשירי ניתוח הן בלוק לפני הניתוח. השמלות כירורגי סטרילי וכפפות לענידה על ידי כל אנשי הצוות בחדר ניתוח בכל עת.

  1. הכנה העכבר כירורגי
    1. בדוק את מערכת משלוח הרדמה כדי להבטיח אספקת החמצן, איזופלוריין היא נאותה בהליך. הפעל את אספקת החמצן. להפעיל את זרימה הגז להתאים אותו ל 500-1000 מ ל לדקה במקום החיה בבית הבליעה אינדוקציה, חותם העליון.
    2. הפעל את מכשיר אידוי איזופלוריין 5%-ל, ונטר החיה עד שיהפוך שכיבה. לעבור את מערכת משלוח הרדמה קונוס האף.
    3. ריקון התא אינדוקציה של דלק משקעי עם חמצן, ולאחר מכן לבטל את הקו לשכת הגיוס תוך שמירה על קו חרוט האף פתוח.
    4. להסיר את החיה מן החדר ומניחים בזהירות משחה אופטלמולוגיות על העיניים של החיה.
    5. למקם את האף חרוט על משטח חם preheated כאשר הגז ממשיך לזרום.
    6. לשנות את זרימת חמצן 100-200 מ לדקה, עם 2-3% איזופלוריין. אם בעל החיים מתחיל לזוז, gentlyrestrain החיה עם אצטרובל האף על עד מורדם לחלוטין שוב.
    7. פקח על הנשימה ועל בתגובה לגירוי במהלך ההליך ולהתאים את אחוז איזופלוריין (2-5%) לפי הצורך. רמת ההרדמה בעלי חיים מנוטרת על ידי חוסר של הבוהן קמצוץ רפלקס לפני הניתוח מתבצע.
    8. להזריק תרופות הכאב (הבופרנורפין, µg/1g של משקל הגוף) intraperitoneally מן האתר החתך.
    9. להחיל קרם להסרת שיער על הבטן בעזרת ספוגית כותנה נקי. תן את קרם לשבת למשך 3-5 דקות על העכבר, ואז להסיר את שיער באמצעות מטליות גזה וכותנה. חזור על שלב זה עד כל השיער הוסר מן הבטן של העכבר.
    10. לנקות את העור עם אתנול 70% באמצעות מטליות גזה וכותנה. החל swabsticks או povidone יוד פתרון כדי לנקות את הבטן.
  2. ניתוח חסימה חלקית
    1. לעטוף באתר כירורגית באמצעות נייר סטרילי 25 x 50 ס מ 2.5 x 2.5 ס"מ פותח באמצע לאזור הניתוח. אבטח את הכיסוי ותאבטחי לבעל-החיים על-ידי הצבת רצועות סטרילי-גבולות פתיחה של העור.
    2. עושים ~3.0 ס מ בטן חתך longitudinally באמצעות אזמל להב מס 15, המבטיח כי רק את העור הוא חרות והימנעות לחתוך השכבה musculoperitoneal בשלב זה.
    3. בעזרת מלקחיים ומספריים כירורגי, הפרד בזהירות את העור מהשכבה musculoperitoneal מבלי לגרום כל חתך על שכבת musculoperitoneal. לאחר השכבות הופרדו במידה מספקת (כ 1 ס"מ על 4 ס"מ), לזהות את לינאה אלבה על שכבת musculoperitoneal ו לחתוך ~ 2 ס מ לאורך linea alba לחשוף את חלל בקרום הבטן בעזרת מיקרו-מלקחיים ומספריים.
    4. בזהירות לאתר ולזהות את המעי האטום. לאט ובעדינות להסיר את המעי האטום חלל בקרום הבטן עם מיקרו-מלקחיים, מביא את המעי הגס הפרוקסימלית ואת מעי עם המעי בחוץ על גבי הכיסוי ותאבטחי סטרילי. מיד להרטיב את רקמת המעי עם גזה ספוגים מלוחים סטרילית 0.9% ולשמור על רקמות חשופות לחלח בכל עת בזמן שהם מחוץ חלל הבטן.
    5. לאתר ולזהות את מצע המעי בין מעי הגס הפרוקסימלית. לעשות חתך (~ 1 ס מ) מקבילים, מתחת, מעי, מצע המעי ולהימנע חיתוך להערכת כלשהו.
    6. לקחת טבעת סיליקון בלוק (6 מ מ אורך, קוטר חיצוני 4 מ מ, קוטר פנימי 3.5 מ מ). חותכים longitudinally כדי לפתוח את הצנרת ולפתוח את הטבעת עם מיקרו-מלקחיים.
    7. הכנס קצה אחד של הטבעת נפתח דרך החתך הרקמה מצע המעי. להחזיר את הטבעת לצורת טבעת הושלמה על ידי הבאת קצה אחד עם השני, עם מעי מוקף את הטבעת.
    8. להבטיח טבעת סיליקון לחלוטין המקיפה מעי, לסגור את הטבעת בתפר ומניחים בזהירות את המעיים בחזרה בחלל בקרום הבטן.
  3. ניתוח סגירת מעגל
    1. ביצוע פשוט בתפר רצוף על השכבה musculoperitoneal לאורך linea alba לסגור את musculoperitoneal פצע בתפר שנספג. עם השלמת התפר, לנקות את מדממת עם גזה ספוגים מלוחים סטרילית 0.9%.
    2. לחלוטין לסגור את הפצע, בתפר ניילון נפרדים, לבצע בתפר רצוף פשוטה על העור.
    3. לאחר שני תפרים הושלמו, לנקות את הפצע עם swabstick החדש או povidone יוד.
    4. Intraperitoneally מזריקים אנטיביוטיקה (גנטמיצין, μL 150 לכל העכבר מבוסס על 20-30 גרם משקל).
    5. לאחר השלמת הליך, כבה את מכשיר אידוי איזופלוריין ולאפשר את החיה לנשום רק זורם חמצן עד מתחילים צובר התודעה.
    6. לאחר החיה ער, למקם את החיה אזור שחזור נפרדת עם תמיכה תרמי עד החלים לחלוטין.

3. פעולה-מאוחרת התבוננות.

  1. לאחר סיום הניתוח, להעביר את החיות אינקובטור בחדר התאוששות שבו הטמפרטורה והלחות מוסדר. מעקב החיות במשככי כל 15 דקות עבור השעה הראשונה ואז כל 30 דקות במשך השעה השנייה בזמן בעלי החיים בחממה.
  2. ברגע התצפית שנקבעו תושלם, להעביר את החיות לכלוב נפרדים משלהם, לפקח עליהם מדי יום סימנים קליניים של כאב18, וכדי להבטיח כי הפצע כירורגי הוא מחלים כראוי ללא כל סימנים של סיבוכים ( התבקעות) הנוכחי.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

חסימה חלקית (PO) היה בניתוח המושרה בעכברים בת חודש על ידי הנחת טבעת סיליקון מסביב מעי קרוב הטבעת ileocecal. טבעת זו יצרה חסימה חלקית מעי. מבצעי בשאם (אז) בוצעו גם בלי טבעת על גיל/מין מתאימים עכברים, עכברים אלה לא הראה תסמינים דומים לאלה שנמצאו בעכברים פו. עכברים התאושש במהירות מהניתוח PO תוך מספר שעות. הם הראו לא ברור שינויים התנהגותיים או חולשה בתוך השבוע הראשון, אך לאחר השבוע הראשון, הם בהדרגה החלו להראות סימנים של פו: בטן נפוחה ואת הייצור של כדורי פחות, צואה קטן יותר. פו עכברים הוקרבו ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

להדגים כי עכברים שקיבלו את הניתוח פו מעיים בעקביות ובאופן reproducibly לפתח שריר חלק המעי יתר, אשר מחקה חסימת מעיים אנושיים. חסימת מעיים ניתוחים פותחו עבור בעלי חיים שונים, כולל עכברים7, חולדות10, שרקנים11,12 ו חתולים כלבים13. הדגם העכבר של חסימת מעיים יש זמן, עלות, בגודל פנוטיפי יתרונות על פני דגמים אחרים בעלי חיים גדולים יותר. הפיתוח של היפרטרופיה עכברים או חולדות לוקח רק 10-14 ימים1...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים אין לחשוף.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים רוצה להודות בנימין J Weigler, D.V.M., Ph.d., מנדוויל וולט, D.V.M. (חיה משאבים & הקמפוס השתתפות וטרינר, אוניברסיטת נבאדה, רינו) עבור שירותיהם בעלי חיים מצוינת בתנאי העכברים, כמו גם לעצתם על ניתוחים.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
וילונות כירורגייםציוד רפואי ווטרינריSMS4040 אינץ' X100 יארד
Underpad, econ, pro plusציוד רפואי ווטרינריMSC28122417x24 אינץ'
מספריים איריסBraintree scientific, IncSC-i-130
מספריים איריסVantageV95-304
Dumont פינצטה אלקטרונית ותכשיטניםDumont98-180-3
תפר נספג קלועCovidien polysorbSL-5687G5-0, פוליגלקטין
ניילון נימה מונו שאינו נספגAD כירורגיS-N618R136-0, ניילון
להב כירורגיDynarexמס' 15
מחזיק מחטJacobson microvascular36-1342TC8.5 אינץ'
ידית אזמלFlinn scientificAB1049
מספריים מיקרוכירורגייםWPI503305
משחת עיניים וזליןPuralube VET3.5 גרם
פלוריסו (איזופלורן)VetoneV1 502017250 מ"ל
סגירת עור מחוזקת רצועת Steri3MR1547
כפפות כירורגיותMedlineMSG2270
מסכת פנים לולאת אוזנייםאזור הבטיחותRS700
Avant גזה ספוגים לא ארוגיםטיפולPRM25444
כירורגיתאדמירל  מלאכה OYC-2725-A422.5 אונקיות
ספוגיתChloraPrep2601032% w/v כלורהקסידין  גלוקונאט (CHG) ו-70% v/v איזופרופיל אלכוהול (IPA)
אפליקטור כותנה עם קצהפוריטן806-WC
בופרנורפיןגן חיות פארםBZ80693171 מ"ג/מ"ל
ג'נטמיצין סולפטVetoneG-6336-04100 מ"ג/מ"ל
מסיר קרם ג'ל מהירVeet
AHSAH01T25161 מ"ל עם מחט
טבעת סיליקוןVWR60985-720אורך 6 מ"מ, קוטר חיצוני 4 מ"מ, קוטר פנימי 3.5 מ"מ
עכברים C57BL/6 מעבדתג'קסוןבת 4-6 שבועות
פעולה מזרק 8111002

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Millat, B., Guillon, F. Physiopathology and principles of intensive care in intestinal obstructions. Rev Prat. 43, 667-672 (1993).
  2. Tonelli, P. New developments in Crohn's disease: solution of doctrinal mysteries and reinstatement as a surgically treatable disease. 1. The process is not a form of enteritis but lymphedema contaminated by intestinal contents. Chir Ital. 52, 109-121 (2000).
  3. Limsrivilai, J. Meta-analytic Bayesian model for differentiating intestinal tuberculosis from Crohn's disease. Am J Gastroenterol. 112, 415-427 (2017).
  4. Dvorak, D., Adamova, Z., Bar, T., Slovacek, R. Internal hernia as a cause of small bowel obstruction. Rozhl Chir. 96, 34-36 (2017).
  5. Massani, M., Capovilla, G., Ruffolo, C., Bassi, N. Gastrointestinal stromal tumour (GIST) presenting as a strangulated inguinal hernia with small bowel obstruction. BMJ Case Rep. , (2007).
  6. Chen, J., Chen, H., Sanders, M., Perrino, B. A. Regulation of SRF/CArG-dependent gene transcription during chronic partial obstruction of murine small intestine. Neurogastroenterol Motil. 20, 829-842 (2008).
  7. Chang, I. Y., et al. Loss of interstitial cells of Cajal and development of electrical dysfunction in murine small bowel obstruction. J Physiol. 536 (Pt 2), 555-568 (2001).
  8. Liu, D. H., et al. Voltage dependent potassium channel remodeling in murine intestinal smooth muscle hypertrophy induced by partial obstruction. PLoS One. 9 (2), e86109(2014).
  9. Guo, X., et al. Down-regulation of hydrogen sulfide biosynthesis accompanies murine interstitial cells of Cajal dysfunction in partial ileal obstruction. PLoS One. 7, e48249(2012).
  10. Yang, J., Zhao, J., Chen, P., Nakaguchi, T., Grundy, D., Gregersen, H. Interdependency between mechanical parameters and afferent nerve discharge in hypertrophic intestine of rats. Am J Physiol-Gastr L. 310, G376-G386 (2016).
  11. Zhao, J., Liao, D., Yang, J., Gregersen, H. Biomechanical remodeling of obstructed guinea pig jejunum. J Biomech. 43, 1322-1329 (2010).
  12. Bowen, E. J., et al. Duodenal Brunner's glade adenoma causing chronic small intestinal obstruction in a dog. J Small Anim Pract. 53, 136-139 (2012).
  13. Bettini, G., et al. Hypertrophy of intestinal smooth muscle in cats. Res Vet Sci. 75, 43-53 (2003).
  14. Macdonald, J. A. Smooth muscle phenotypic plasticity in mechanical obstruction of the small intestine. J Neurogastroenterol Motil. 20, 737-740 (2008).
  15. Ha, S. E., et al. Transcriptome analysis of PDGFRα+ Cells identifies T-types Ca2+ channel CACNA1G as a new pathological marker for PDGFRα+ cell hyperplasia. PLoS One. 12, e0182265(2017).
  16. Park, C., et al. Serum response factor is essential for prenatal gastrointestinal smooth muscle development and maintenance of differentiated phenotype. J Neurogastroenterol Motil. 21, 589-602 (2015).
  17. Spencer, N. J., Sanders, K. M., Smith, T. K. Migrating motor complexes do not require electrical slow waves in the mouse small intestine. J Physiol. 553, 881-893 (2003).
  18. Langford, D. J., et al. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nat Methods. 7, 447-449 (2010).
  19. Terez, S. D., Notari, L., Sun, R., Zhao, A. Mechanisms of smooth muscle responses to inflammation. Neurogastroenterol Motil. 24, 802-811 (2012).
  20. Chen, W., et al. Smooth muscle hyperplasia/hypertrophy is the most prominent histological change in Crohn's fibrostenosing bowel strictures: A semiquantitative analysis by using a novel histological grading scheme. J Crohns Colitis. 11, 92-104 (2017).
  21. Huizinga, J. D., Chen, J. H. Interstitial Cells of Cajal: Update on Basic and Clinical Science. Curr Gastroenterol Rep. 16, 363(2014).
  22. Jirkof, P., Touvieille, A., Cinelli, P., Arras, M. Buprenorphine for pain relief in mice: repeated injections vs sustained-release depot formulation. Lab Animal. 49, 177-187 (2015).
  23. Spencer, N. J., Dinning, P. J., Brookes, S. J., Costa, M. Insights into the mechanisms underlying colonic motor patterns. J Physiol. 594, 4099-4116 (2016).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

Interstitial Cells of CajalPDGFRIn Vivoodeling

מאמרים קשורים