מורנה הנדנדקטומיה מודל של קוליטיס כרונית הקשורים סרטן המעי הגס על ידי לוקליזציה מדויקת של תיקון Caecal
August 24th, 2019
הפרוטוקול המוצג מתאר הסרה כירורגית נתיישב של התוספתן (טלאי caecal) בעכבר ואחריו אינדוקציה של מחלת המעי הגס מחלות הקיבה הקשורים סרטן. המודל להסרת התוספתן של murine מאפשר חקירה של התפקיד הביולוגי של התוספתן בפתוגנזה של מחלת העיכול האנושית.
הפרוטוקול הכולל מתאר הליכים כירורגיים שבוצעו בקלות של הסרת התוספתן המכונה תיקון caecal בעכברים. מודל כריתת התוספתן מורין יכול לשמש לחקר התפקידים הביולוגיים של נספח בפתוגנזה של מחלת מערכת העיכול האנושית. התוספתן האנושי הוא איבר שנוי במחלוקת.
מחקרים שנעשו לאחרונה הראו כי הנספח ממלא תפקיד חשוב בשמירה על בריאות המעיים. כדי לחקור את הפונקציה הביולוגית של נספח, יצירת מודל בעלי חיים הקשורים למחלה הקשורים לתוספתן הוא קריטי. בפרוטוקול זה, נתאר צעדים כירורגיים פשוטים ובטוחים של הסרת נספח, המכונה תיקון caecal בעכברים.
כדי להבטיח את הצלחתו של מודל זה, קיימים שלושה שלבים מרכזיים כפי שתראה בסרטון הבא. ראשית, לאתר את caecum של העכברים לפני הניתוח. שנית, לעשות חתך קטן בבטן.
שלישית, לחטא ולסגור את גדם caecum. החלק הראשון, כריתת תוספתן של עכברים. הכינו מכשירים כירורגיים סטריליים ופתרונות ניקוי לפני הניתוח.
הרדמה ואבטח את העכבר על פלטפורמה בתמרה על-חושית על-ידי הנחת ארבע רצועות של סרט הדבקה רפואי על-פני הגפיים כדי למנוע תנועה יציבה במהלך הניתוח. בעדינות לגעת בכל הבטן של העכבר כדי למצוא את התחושה של בליטה. מכסים את הווילון ומחטאים את האזור המגולח של בטן העכבר רחב ככל האפשר באמצעות פעמיים של אנטויודין.
בצע חתך אורך הנע בין 0.5 ס"מ לס"מ אחד במרכז הבטן. על פי המיקום מראש של caecum, לחפש את caecum בעדינות החיצונית אותו במשך סנטימטר אחד בערך כדי לזהות את תיקון caecal. השתמש מלוח פיזיולוגי מחומם מראש סטרילי כדי לחות את המעי.
כדי למנוע סיבוכים פוטנציאליים של דימום וזיהום לאחר הניתוח, ligate כלי הדם mesenteric של caecum באמצעות 8-0 תפר. לחות את caecum עם מלוחים. סמן את אזור החלקה באמצעות התפר 4-0 עם לולאה פתוחה ליד לשיא של caecum במעי הגס הפרוקסימלי.
חותכים את התיקון caecal מתחת כריתה מסומנת באמצעות מיקרו מספריים ולמחוק את התוכן caecal שיורית עם ספוגיות כותנה רפואית. לחטא את הגדם של caecum עם entoiodine. סגור את הגדם עם תפר פועל באמצעות 8-0 תפר.
הסר בזהירות את לולאת הליך המשנה 4-0, ששימשה בעבר לסימון החלקה על הגדם של caecum. לעקר את המיקום ת התפר באמצעות entoiodine. rehydrate אזור החיתוך עם מלוחים.
סגור את שכבת השרירים עם תפר פועל באמצעות 8-0 חוט תפר. סגור את שכבות העור באמצעות תפרים מופרעים עם חוט תפר 4-0. לחטא את החתך הכירורגי פעמיים עם entoiodine.
לאחר מכן, להסיר יוד באמצעות 75% אלכוהול רפואי. בעדינות להפוך את העכבר בחזרה. להזריק תת עורית 0.1 מיליגרם לקילוגרם משקל גוף של buprenorphine, ו 0.4 מיליליטר של מלוחים פיזיולוגיים.
ותנו את העכבר על כרית החום, עד שהוא יחזור להכרה. להחזיר את העכבר לכלוב הסטרילי, ולפקח מקרוב על העכבר לסימני הכאב במשך שלושה ימים לאחר הניתוח כדי להבטיח את החלמתו. החלק השני:אינדוקציה של סרטן המעי הגס הקשורים קוליטיס עם Azoxymethane, AOM, ו Dextran נתרן סולפט, DSS, שבעה ימים לאחר כריתת התוספתן.
להפשיר aliquot אחד של AOM ולדלל אותו 1 מיליגרם למיליליטר באמצעות 0.9% מלוחים נורמליים. כל תהליך ההכנה מתבצע במכסה המנוע של האדים. ממיסים ארבעה גרם אבקת DSS בתמיסת מים אוטומטית של 200 מיליליטר להכנת 2%DSS.
כל כלוב מכיל חמישה עכברים. בצע הזרקה תוך-אישית של AOM עם 0.01 מיליליטר לגרם לעכבר המבסס על משקלו. החלף את המים האוטומטיים ב- 2%DSS למשך חמישה ימים.
העכברים מוזנים במים אוטו-סלאביים במשך שני מחזורים נוספים. החלק השלישי:תוצאות. תוצאות זרימה ו- ELISA מציינות הסרה מוצלחת של תיקון ה- caecal.
הליך זה יכול לתרום להפחתה משמעותית של תאי פלזמה ספציפיים ל- IgA, שינוי ברור של הפרשת IgA במעיים גדולים, לעומת 3% DSS, אשר יש שיעור תמותה גבוה ושינוי משקל משמעותי בגלל צואה עקובה מדם חמורה, ירידה פי הטבעת, ו abcess הבטן. ה-2%DSS מתאים לכל התהליך לקצב ההישרדות הגבוה שלו לכמעט 80% ושינוי משקל סביר הן בקבוצות מזויפות והן בקבוצות כריתת תוספתן. כפי שמוצג בתמונות אלה, יש לנו בהצלחה המושרה קוליטיס הקשורים גידולים המעיים.
בתמונות מכתים H&E, חץ שחור מציין כיב ריר, ראש חץ מציין אדנוקרצינומה, וחץ לבן מציין חדירת נויטרופילים בין בלוטות. שלבים שונים של אדנוקרצינומה ניתן לראות הן בקבוצות מזויפות והן בקבוצות כריתת תוספתן. מודל חסכוני זה של כריתת התוספתן של מורין יכול לשמש למענה על כמה שאלות חשובות כגון: מה תפקידו של התוספתן בוויסות חיידקי המעיים וכיצד הוא משתתף בתגובה החיסונית ברקמת הלימפה הקשורה למעיים.
זכור, כדי למנוע את הנזק בהיתוך המעי, המיקום מראש של caecum וחתך עור קטן חשובים. בנוסף, השתמשנו 2% DSS כדי לגרום קוליטיס. אבל ריכוז גבוה יותר של DSS עשוי לשמש עבור זני עכברים אחרים.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
סקירה
פרוטוקול זה מתאר הליך כירורגי פשוט להסרת התוספתן, המכונה כרית התוספתן, בעכברים. מודל זה של הסרת התוספתן בעכברים מאפשר את המחקר על תפקידו הביולוגי של התוספתן בהתפתחות מחלות במערכת העיכול בבני אדם.
רכיבי מחקר מרכזיים
תחום המדע
- מדעי המוח
- גסטרואנטרולוגיה
- אונקולוגיה
רקע
- תפקידו של התוספתן האנושי נתון לוויכוח בין מדענים.
- מחקרים עדכניים מצביעים על כך שהתוספתן עשוי לתרום לבריאות המעיים.
- הבנת תפקידו של התוספתן במחלה חיונית לקידום מחקר במערכת העיכול.
- יצירת מודל של הסרת תוספתן הקשורה למחלה חיונית למחקרים אלו.
מטרת המחקר
- לחקור את התפקידים הביולוגיים של התוספתן.
- לחקור את הקשר בין הסרת התוספתן לבין פתוגנזה של מחלות במערכת העיכול.
- לספק מודל לחקר סרטן המעי הגס הקשור למחלת מעיים דלקתית.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- הסרה כירורגית של כרית התוספתן בעכברים.
- גרימת סרטן המעי הגס הקשור למחלת מעיים דלקתית.
- שימוש במודל עכברים לחקירות ביולוגיות.
- הערכת תפקידו של התוספתן בהתפתחות המחלה.
תוצאות עיקריות
- הפרוטוקול מדגים בהצלחה טכניקות כירורגיות בטוחות.
- הקמת מודל לחקר תפקידו של התוספתן במחלה.
- תובנות על הפתוגנזה של מחלות במערכת העיכול.
- השלכות פוטנציאליות להבנת בריאות מערכת העיכול האנושית.
מסקנות
- מודל הסרת התוספתן הוא כלי חשוב למחקר.
- מחקרים נוספים יכולים להבהיר את תפקידו של התוספתן בבריאות ובמחלה.
- מחקר זה עשוי להוביל להבנה טובה יותר של מנגנוני סרטן המעי הגס.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
The murine appendectomy model enables mechanistic investigation of the appendix in gut immune regulation and microbiota homeostasis, providing a disease-relevant system to study colorectal cancer pathogenesis. By linking appendectomy to colitis-associated tumor development, the model supports target validation and de-risking of hypotheses linking lymphoid tissue to tumorigenesis. This preclinical model offers predictive value for evaluating therapeutic interventions targeting gut-associated immune pathways in oncology pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates the therapeutic hypothesis that the appendix modulates gut-associated lymphoid tissue and immune responses relevant to colorectal cancer development.
- Operational Value: Provides a reproducible surgical model to assess changes in IgA+ plasma cells and secretory IgA as biomarkers of intestinal immune function.
- Predictive Value: Enables evaluation of how appendix removal influences tumor initiation and progression in a colitis-associated cancer context.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates a standardized disease model with quantifiable histological endpoints including mucosal ulceration, neutrophil infiltration, and adenocarcinoma staging.
- Operational Value: Supports assay readiness through consistent induction of colitis-associated tumors using DSS and AOM, enabling compound screening in a controlled inflammatory microenvironment.
- Translational Value: Facilitates biomarker qualification efforts by correlating immune alterations (e.g., IgA reduction) with histopathological disease severity.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Models the continuum from immune dysregulation to tumorigenesis, allowing study of inflammatory drivers in colorectal cancer.
- Operational Value: Demonstrates high survival (~80%) and minimal weight loss, supporting longitudinal study designs and repeated dosing regimens.
- Risk Mitigation: Enables mechanistic de-risking by isolating the variable of appendectomy in a defined genetic background (C57BL/6) to assess its impact on disease penetrance.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, particularly for immunomodulatory or microbiome-modulating agents.
- Discovery Biology: Tests hypotheses regarding the appendix’s role in gut immune regulation and microbial homeostasis using measurable immune and histopathological outputs.
- Screening: Provides a standardized, inducible colitis-associated cancer model suitable for evaluating therapeutic candidates in a pathophysiologically relevant setting.
- Analytics: Delivers quantitative and qualitative readouts including flow cytometry for IgA+ cells, ELISA for secretory IgA, and histology for tumor grade and inflammation.
- Translational Research: Bridges discovery to preclinical validation by modeling a human-relevant disease sequence (inflammation to cancer) in a genetically tractable system.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for studying gastrointestinal immune-oncology interactions across multiple therapeutic areas.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Enhances target confidence by linking a defined anatomical manipulation (caecal patch removal) to measurable immune and neoplastic outcomes.
- Operational Value: Delivers a standardized, scalable surgical procedure with clear postoperative monitoring criteria to ensure model reproducibility across sites.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions by providing mechanistic insights into immune-mediated tumor promotion or suppression.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of immunomodulatory candidates by validating disease-relevant biological activity in a preclinical setting.
Implementation Considerations
- Requires expertise in murine surgical techniques, including vascular ligation and intestinal handling to prevent postoperative complications.
- Dependent on sterile surgical instrumentation, sutures (8-0 and 4-0), disinfectants (entoiodine, alcohol), and postoperative analgesics (buprenorphine).
- Necessitates standardized postoperative care protocols, including heat support and pain monitoring for three days to ensure model validity.
- Requires precise DSS concentration (2%) and AOM dosing (0.01 mL/g) to achieve consistent colitis-associated tumorigenesis without excessive mortality.
- Model applicability may vary across mouse strains due to differences in DSS sensitivity, necessitating strain-specific optimization.
