פרוטוקול זה נועד לאפשר חיתוך מדויק וסלקטיבי של עצבים סימפתטיים ופאראסימפתטיים המעצבבים במעי בעכברים, תוך שימוש בעורק המזנטרי העליון כנקודת ציון אנטומית עקבית, ולספק מודל ממוקד וניתן לשחזור לחקר ויסות אוטונומי של פיזיולוגיה ומחלות במעי.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה נועד לאפשר חיתוך מדויק וסלקטיבי של עצבים סימפתטיים ופאראסימפתטיים המעצבבים במעי בעכברים, תוך שימוש בעורק המזנטרי העליון כנקודת ציון אנטומית עקבית, ולספק מודל ממוקד וניתן לשחזור לחקר ויסות אוטונומי של פיזיולוגיה ומחלות במעי.
העצבים האוטונומיים כוללים את המערכות הסימפתטיות והפאראסימפתטיות, הפועלות באופן אנטגוניסטי ברובו כדי לווסת פונקציות פיזיולוגיות מגוונות. עם העניין הגובר בתפקידי העצבוב האוטונומי בפיזיולוגיה ופתולוגיה של המעי, יש צורך גובר במודלים ניסיוניים המאפשרים מניפולציה מדויקת של קלטים סימפתטיים ופאראסימפתטיים מונחי מעיים. כאן אנו מציגים פרוטוקול ניתוחי לניתוח סלקטיבי של העצבים הסימפתטיים והפאראסימפתטיים המעצבבים את המעי. באמצעות העורק המזנטרי העליון (SMA) כסימן אנטומי שחוזר, גישה זו מאפשרת זיהוי אמין של חבילות עצבים אוטונומיים במעי וחתירה ממוקדת לאחר מכן. בניגוד לשיטות רחבות יותר כמו גנגליונקטומיה או וגוטומיה תת-דיאפרגמטית, גישה זו נועדה להשיג חיתוך אנטומי ממוקד יותר של חבילות אוטונומיות מכוונות למעי, מה שעשוי לסייע בהפחתת הפרעות חוץ-מעיים. הפציעה ניתנת לשליטה ובדרך כלל קשורה לדימום מינימלי, תמיכה בעקביות פרוצדורלית ובהחלמה לאחר הניתוח. למרות שהניתוח דורש הכשרה מיקרוכירורגית מתאימה, הפרוטוקול גמיש ומאפשר למשתמשים להתאים פרמטרים מרכזיים למטרות ניסוי ספציפיות. חשוב לציין שמודל זה מספק פלטפורמה מעשית לחקר תפקידי העצבים הסימפתטיים והפאראסימפתטיים בוויסות תפקוד המעי בתנאים פיזיולוגיים ומחלתיים כאחד. מאמר זה שואף לתאר את התהליך בפירוט כדי להקל על אימוצו על ידי משתמשים חדשים במחקרם.
מערכת העיכול נמצאת תחת שליטה רציפה של מערכת העצבים האוטונומית (ANS), כאשר מסלולים סימפתטיים ופראסימפתטיים מתאמים היבטים יסודיים של פיזיולוגיית המעי, כולל תנועתיות, הפרשה, תפקוד מחסום אפיתל והומאוסטזיס החיסוני 1,2. במעי הגס, קלטים סימפתטיים חיצוניים יכולים לגרום להשפעות תלויות אזור על פני מספר מחלקות תאיות, מה שמדגיש כי הפרעות רחבות של ANS עלולות להסתיר פנוטיפים מעיים ספציפיים לאתר1. לעומת זאת, מעגלים פאראסימפתטיים, המתווכים קלאסית על ידי איתות וגאלי ומנגנונים כולינרגיים במורד הזרם, מוכרים יותר ויותר כחלק בלתי נפרד משמירה על איזון חיסוני במעי ולעיצוב תגובות ריריות, מה שממריץ אסטרטגיות ניסיוניות שיכולות להפריד בין תרומה סימפתטית לפאראסימפתטית בדיוק אנטומי2.
מעבר לוויסות פיזיולוגי, פעילות אוטונומית הפכה למשאב רלוונטי בביולוגיה של מחלות מעיים, כולל סרטן המעי הגס (CRC). מחקר עדכני ב-CRC מראה תוכנית דו-כיוונית של עצב סימפתטי-מזנכימלית, שבה איתות β2-אדרנרגי ופיברובלסטים הקשורים לסרטן המבטאים NGF מחזקים אינטראקציות עצביות-סטרומליות ומקדמים התקדמות הגידול, ומספקות ראיות ישירות לכך שמעגלים סימפתטיים יכולים להיות מקושרים פונקציונלית לפתוגנזהCRC 3. במקביל, איתות כולינרגי נקשר לגידול CRC ולתכונות חיסוניות הקשורות לגידולים, כפי שמודגם על ידי עיכוב פרמקולוגי של קולטן מוסקריני 3 במודל עכבר אורטופי ועל ידי חיבור איתות כולינרגי לביטוי נקודות ביקורת חיסונית וסימנים ממאירים נוספים 4,5. חשוב לציין כי השפעות אוטונומיות על מחלות מעיים עשויות להתכנס גם עם מודולטורים אחרים, כגון לחץ פסיכולוגי ומיקרוביוטה של המעי. מערכת העצבים המעיים יכולה להעביר אותות לחץ לדלקת מעיים6, ואותות מיקרוביאליים יכולים להפעיל מעגלים בין מעי מוח לכיוון נוירונים סימפתטיים חיצוניים במעיים, ולתמוך במסגרת רב-גורמית שבה ויסות עצבי מצטלב עם האקולוגיה החיסונית והמיקרוביאלית 6,7.
קווי הראיות המתכנסים הללו מדגישים את הצורך בגישות ניסיוניות שיכולות לבודד השפעות אוטונומיות מכוונות מעיים בדיוק אנטומי מספק כדי לתמוך בהסקת סיבתיות הן בסביבות פיזיולוגיות והן בסביבות פתולוגיות. למרות התקדמות מהירה במיפוי מעגלים ונוירומודולציה, התערבויות נפוצות רבות נותרות מוגבלות בספציפיות האיברים. מניפולציה פרמקולוגית מערכתית, סימפתקטומיה כימית ווגוטומיה תת-דיאפרגמטית יכולים להשפיע על תפוקות אוטונומיות רחבות ובכך לשנות נקודות מערכת חיסונית ומטבוליות מעבר למעי, מה שמסבך את הייחוס הסיבתי לקלטים עצביים ספציפיים למעי הגס8. לדוגמה, מעגלים וגאליים יכולים לדכא את ייצור הציטוקינים הדלקתיים9, וגירוי וגאלי יכול לווסת את תפקוד האנדוקרינים של הלבלב ואת דינמיקת התאים β, מה שממחיש כי התערבויות במעלה הזרם או לא סלקטיביות עלולות לגרום להשפעות חוץ-מעיים שמבלבלות את פרשנות הפנוטיפים של המעי10. מגבלות אלו משמעותיות במיוחד במחקרים שמטרתם לבודד מנגנונים אוטונומיים מוגבלים על ידי המעי הגס בפיזיולוגיה ובפתולוגיה. המטרה הכוללת של השיטה היא לאפשר חיתוך מונחה אנטומי סלקטיבי של סיבים סימפתטיים ופראסימפתטיים מונחי מעיים בעכברים, ולספק מודל מעשי לחקירת ויסות אוטונומי במעי עם פגיעה מופחתת מחוץ למטרה.
לסיכום, פרוטוקול זה מדווח על גישה מדויקת יותר של דננורציה אוטונומית במעי עכברים, עם הפרעה מינימלית לעצבוב האוטונומי של איברים בטניים אחרים, ובכך משפר את הפרשנות על ידי הפחתת הטיה פוטנציאלית מהשפעות איברים חוץ-מעיים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל ההליכים לבעלי חיים אושרו על ידי ועדת הטיפול והשימוש בבעלי חיים מוסדית (IACUC) של בית החולים בייג'ינג פרנדשיפ, אוניברסיטת קפיטל לרפואה (מס' 24-2026). עכברים בוגרים מסוג בר מסוג C57BL/6J שימשו במחקר זה (8–10 שבועות, 20–30 גרם). מידע מפורט על חומרים וציוד מסופק בטבלת החומרים.
קריטריוני הכללה: נעשה שימוש בעכברים מאותו זן, מין וטווח גילאים בכל ניסוי כדי למזער שונות ביולוגית. רק בעלי חיים בריאים שהפגינו פעילות תקינה, התנהגות טיפוח, צריכת מזון ומים ותפוקת צואה במהלך תקופת ההסתגלות נכללו. בנוסף, העכברים התרגלו למתקן בעלי החיים לפחות 7 ימים לפני הניתוח.
קריטריוני הוצאה: עכברים הוצאו במקרים של דימום לא מבוקר או פגיעה כלי דם חמורה במהלך ניתוח, חור במעי, או נזק משמעותי לרקמות שאינו תואם להישרדות. גם בעלי חיים שלא החלימו מהרדמה, שהוגדרה כלא להפוך לניידים תוך שעתיים לאחר הניתוח, הוצאו גם הם. קריטריונים נוספים להוצאה כללו סיבוכים לאחר ניתוח כגון התפתחות פצע מתמשכת, זיהום חמור, או ירידה במשקל העולה על 15% בתוך 48 שעות או 20% בכל תקופה של 72 שעות. עכברים עם זיהוי שגוי כירורגי של ענף העצב, שאושרה בהערכה היסטולוגית לאחר הוק, גם הם הוצאו מהמחקר.
1. הכנה לפני הניתוח
2. לפרוטומיה וחשיפה
3. זיהוי העורק המזנטרי העליון והחתך העצבי
4. סגירת חלל הבטן
5. פרמטרי ניטור לאחר הניתוח
הערה: המעקב לאחר הניתוח בוצע פעמיים ביום במשך 72 השעות הראשונות ולאחר מכן יומי לאורך כל המחקר. הפרמטרים שנבדקו כללו:
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
באמצעות ה-SMA כסימן אנטומי עקבי, ניתן לזהות חבילות עצבים אוטונומיים במעיים כמבנים דקים ולבנים כפנינה המקבילים לכלי הדם. בהתבסס על מיקומם האנטומי ביחס ל-SMA, החבילה העליונה סווגה כצרור הפאראסימפתטי המשוער והחבילה התחתונה כחבילה הסימפתטית המשוערת (איור 1A,D). תוצאה חיובית תוך ניתוחית מושגת כאשר חבילת המטרה נראית בבירור ומופרעת לחלוטין, ללא סיבים שאריתיים שמגשרים על מישור החיתוך. כל נוזל חלבי או לבנבן שנצפה מדי פעם באתר החיתוך לא נחשב לראיה מאש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ה-SMA של העכברו נובע מדופן הקדמית של האאורטה הבטנית, התחתונה לגזע הצליאק, ומספק זרימה עורקית לויסריים הבטניים המרכזיים, כולל המעי14. קדמית ל-SMA נמצאים המעי הגס והמזנטריה שלו, בעוד שבחלק האחורי הוא קשור קשר הדוק לווריד הכליה השמאלי ולהאאורטה הבטנית; הווריד המזנטרי העליון בדרך כלל זורם לאורך צידו הימני. בעכברים, ה-SMA עדין מאוד ומוקף באיברים קריטיים ובכלי דם עיקריים. חשוב לציין, סיבי עצב סימפתטיים ופאראסימפתטיים דקים באותה מידה נדבקים היטב ורצים לצד ה-SMA. לכן, חית...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אנו מודים בכנות למרכז בעלי החיים המעבדתיים, למכון המחקר הקליני של בייג'ינג, ולבית החולים Friendship בבייג'ינג על הטיפול והתמיכה המצוינים בבעלי חיים. עבודה זו נתמכה על ידי קרן המדע הטבעי של סין(82300646); תוכנית החממה של מנהל בתי החולים העירוני של בייג'ינג (PX2020001, PX20240103); קרנות Capital's לשיפור ומחקר בריאות (2024-2-2028)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 5-0 silk braided non-absorbable suture | Ethicon | W500 | |
| 6-0 PGA Suture | Jinhuan | CR631 | |
| Anesthesia Induction Chambers | RWD Life Science | V100 | |
| Animal Anesthesia Machine | RWD Life Science | R500IP | |
| Anti-Choline Acetyltransferase antibody | Abcam | ab181023 | |
| Artificial Tears Lubricant Ophthalmic Ointment | Akorn | 59399-162-35 | |
| C57BL/6J Mice | Shanghai Model Organisms CenterTechnology | SM-001 | |
| Cholera Toxin Subunit B (CTB), Alexa FluorTM 555 Conjugate | Thermo Scientific | C34776 | |
| Compound Microscope | Yuyan Instruments | 512 | |
| DAPI and Hoechst Nucleic Acid Stains | Invitrogen | D3571 | |
| Fast Green | Thermo Scientific | F7252 | |
| Fine Hemostatic Forceps | Jinzhong surgical instrument | JCG020 | |
| Hypoallergenic Surgical Tape | 3M Blenderm | 70200419342 | |
| Isoflurane | RWD Life Science | R510-22-10 | |
| Micro Forceps(Curved) | Jinzhong surgical instrument | WCC200 | |
| Micro Forceps(Straight) | Jinzhong surgical instrument | WCC190 | |
| Micro Needle holders | Jinzhong surgical instrument | WBA050 | |
| Micro scissors | Jinzhong surgical instrument | Y3F010 | |
| Micro syringe | Hamilton | 7632-01 | |
| Ophthalmic Scissors(pointed tip) | Jinzhong surgical instrument | JC2303 | |
| Ophthalmic Scissors(rounded tip) | Jinzhong surgical instrument | JC2303 | |
| Povidone-Iodine Swabstick | Winner Medical | 206 | |
| Tissue and Cell Fixative (4% Paraformaldehyde, PFA) | MedChemExpress | HY-DY3003 | |
| Tissue OCT-Freeze Medium | Sakura | C2077 | |
| Tyrosine Hydroxylase (E2L6M) Rabbit Monoclonal Antibody | Cell Signaling Technology | 58844S |