腹腔内薬物投与は、膵臓損傷を誘発するための安全で効果的な非侵襲的アプローチです。この研究では、マウスに対する5つの異なる腹腔内注射プロトコルを比較して、さまざまな程度の膵臓損傷を誘発し、重度の膵臓損傷のモデルを確立して、重度の急性膵炎(SAP)の病理学的変化と治療戦略を調査しました。
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方法論記事
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腹腔内薬物投与は、膵臓損傷を誘発するための安全で効果的な非侵襲的アプローチです。この研究では、マウスに対する5つの異なる腹腔内注射プロトコルを比較して、さまざまな程度の膵臓損傷を誘発し、重度の膵臓損傷のモデルを確立して、重度の急性膵炎(SAP)の病理学的変化と治療戦略を調査しました。
死亡率が高い重症急性膵炎(SAP)の治療は、重大な臨床的課題を提起しています。動物モデルを使用してSAPに関連する病理学的変化を調査することは、潜在的な治療標的を特定し、新しい治療アプローチを探求するのに役立ちます。以前の研究では、主にタビアウロコール酸ナトリウムの逆行性胆管注射による膵臓損傷を誘発しましたが、動物モデルの品質に対する外科的損傷の影響は不明のままです。この研究では、C57BL/6Jマウスの膵臓損傷を誘発するために、さまざまな頻度の腹腔内Caerulein注射とさまざまな用量のLPSを組み合わせて使用し、5つの腹腔内注射プロトコル間で損傷の程度を比較しました。マウスの急性膵炎の誘発に関して、腹腔内注射プロトコルが提案されています 5日以内に80%もの死亡率をもたらします。具体的には、マウスにカエルレイン(50μg/kg)を1日10回腹腔内注射し、続いて最後のカエルレイン投与の1時間後にLPS(15mg/kg)を注射しました。注射された薬の頻度と投与量を調整することにより、膵臓損傷の重症度を効果的に操作できます。このモデルは、強力な制御性を示し、複製サイクルが短いため、高価な機器を必要とせずに、1人の研究者で完成させることが可能です。ヒトのSAPで観察される主要な疾患特性を便利かつ正確にシミュレートし、高い再現性を実証します。
重度の急性膵炎は、消化器系疾患領域1内での急速な発症、急速な進行、および高い死亡率を特徴としています。その高い致死率は、常に臨床研究の顕著な焦点でした。臨床状態の予測不可能な変化、疾患症状の不均一性、ヒト検体の入手可能性の制限などにより、動物モデルの確立は疾患研究にとってますます重要になっています。
総胆管へのタウロコール酸ナトリウムの逆行性注射は、SAP2 のラット モデルを作成するために一般的に使用されます。膵胆道閉塞をシミュレートし、胆汁と膵液の逆流を誘発することにより、このモデリング手法は SAP 動物モデルの複製で高い成功率を示します。ただし、侵襲的な手術は動物モデル自体に影響を与えることに注意する必要があります。さらに、この方法は、主に実験対象として使用されるラットやイヌなどの大型動物に限定されています。十二指腸挿管3、直接十二指腸穿刺4、胆管-膵管5の直接穿刺などの代替技術は、モデリング目的で頻繁に利用されます。
腹腔内注射と食事モデリング法は、あらゆるサイズの動物に適用できる非侵襲的な利点を提供します。コリン欠乏エチオニン(CDE)6の摂食によって誘導されるSAPのマウスモデルは、制御が不十分な高血糖や低カルシウム血症などの特定の合併症を呈するため、新しい診断および治療アプローチの評価には適していません。一方、L-アルギニン7と組み合わせたカエルレインの腹腔内注射は、マウスの急性膵炎を誘発するために最も一般的に使用される方法です。具体的には、カエルレイン(コレシストキニン類似体)の腹腔内反復投与は、病因、炎症、再生過程など、この破壊的な疾患に関連するさまざまな側面を調査するための非常に適切なアプローチを提供します。コレシストキニン(CCK)との構造的類似性により、カエルラインは胆嚢の収縮と膵臓の酵素分泌を効果的に刺激し、酵素分泌の不均衡を引き起こし、その後の自己破壊を引き起こします8。リポ多糖(LPS)は、病原体に関連する分子パターン分子として広く研究されており、腹腔内注射によりカエルレインと組み合わせることで、SAPの効果的なマウスモデルを確立することができます。この組み合わせは、かなりの数の炎症性サイトカインを急速に引き起こして放出し、過剰な局所的および全身的な炎症を引き起こします。いくつかの研究で、LPSと組み合わせたCaeruleinの腹腔内注射によるマウスでのSAPモデルの誘導が報告されています。これは、Caeruleinの腹腔内注射がマウスに膵臓浮腫と出血を引き起こす可能性があるという事実に起因する可能性がありますが、LPSの添加はすぐに膵臓壊死を誘発し、全身性炎症反応、敗血症、さらには臓器不全を悪化させる可能性があります。現在、腹腔内カエルレイン注射の投与量と頻度にはばらつきがあり、追加のLPS投与量にも一貫性がありません。.マウスのSAPモデルで一貫性を達成することは困難です9,10,11,12;したがって、理想的なモデルを得るためには、標準化されたプロトコルを確立する必要があります。この記事では、マウスの腹腔内注射のプロトコルについて説明し、LPSの最適な注射頻度と追加投与量を調査します。
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このプロトコルは、安徽科技大学 (中国、淮南) の第一付属病院の倫理委員会によって審査され、承認されました (倫理コード: 2023-KY-905-001)。この研究は、すべての動物処置における研究用げっ歯類のケアと使用に関する国立衛生研究所のガイドラインに従っています。本研究では、体重20-30gのC57BL/6J成体マウスを用いた。マウスを動物実験室に1週間、制御された条件(約21°C、12時間の昼夜交互サイクル)で飼育しました。マウスは、全体を通して自由に餌と水にアクセスできました。本試験で使用した試薬および機器の詳細は、 資料表に記載されています。
1.動物の調理
2. 誘導薬物希釈剤の調製
3.腹腔内注射
注:腹腔内注射は、モデルを誘導するために 、補足表1 に概説されているプロトコルに従ってマウスの各グループに投与されました。さらに10匹のマウスをグループ化して治療し、7日間の生存率を観察しました。
4. オープンフィールド行動能力テスト
注: 最後の腹腔内注射の 12 時間後、マウスの総活動距離と不動時間を評価するために、オープンフィールド行動能力テストを実施しました。
5. マウスの末梢血の採取と検査
6. 膵臓組織の採取とパラフィン切片の作製
7. ヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)染色
8. 免疫組織化学染色
9. 膵臓切片のアポトーシスを検出するためのTUNEL法
10. フローサイトメトリー
11. カスパーゼ-3およびHMGB-1のウェスタンブロット検出
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マウスモデリングの実験プロセスを図1に示します。注入完了の12時間後、オープンフィールドビデオレコーダーを使用して、マウスのさまざまな実験グループの移動距離と不動時間を5サイクルモニターしました(図2A)。5サイクルの間、PI V群のマウスは3分以内に低いレベルの移動距離を維持しましたが、3分以内の不動率はその後のサイクルごとに増加しました(図2B、C)。さらに、5サイクル間の異なる実験グループのマウスの総移動距離について統計解析を行いました。PI V群は、他の実験群と比較して総移動距離が最も小さく、その差は統計的に有意でした(p < 0.001)(図2D、E)。対照群とPI I群を除いて、他の実験群のマウスはD値の重みがマイナスに成長しました。その中で、PI V群は体重の変化...
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現在、重度の急性膵炎患者の高い死亡率を改善するための効果的な手段が不足しています。免疫安定性メカニズムの強化における薬剤の有効性を調べることは非常に重要です。重症急性膵炎の理想的な動物モデルが急務となっています。C57BL/6Jの遺伝的背景を持つマウスは、SAPの病態生理学の研究を含む生物医学研究で広く使用されています。B6Jマウスにおける70年以上にわたる遺伝的分化により、いくつかのエクソンが自然に欠失し15、Caerulein誘発性膵臓損傷に対する感受性が低下している16。また、既存の急性膵炎動物モデルには、外科的外傷や大型動物への適用性などの限界があり、これらのモデルを用いた科学的な研究には支障をきたしています。したがって、この特定の遺伝子系統を用いて、安定的で効率的かつ簡便な動物モデルを確立することは非常に価値があります。
カエルレインは、コレシストキニンの類似体であり、マウスが絶食して十分な量の消化液を貯蔵した短時間内に、高周波注射を通じて膵臓消化液および酵素分泌の相対的閉塞を...
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著者には、開示すべき利益相反はありません。
本研究は、淮南市の健康・医療科学研究プロジェクト(No.HNWJ2023005);淮南市市市指導科学技術計画プログラム(第2023151号)安徽省省大学の学生のイノベーションと起業家精神のトレーニングプログラム(第S202310361254号)。「50·Stars of Science and Technology」イノベーションチームは、淮南市と安徽省の主要な臨床専門建設プロジェクトにあります。安徽科技大学第一付属病院の検査部に、関連する検査データを提供してくださったことに感謝いたします。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 20&倍;クエン酸抗原修復液(pH 6.0) | 武漢サービスバイオテクノロジー有限公司、中国 | G1202-250 ml | |
| アミラーゼ | Mindray、中国 | ||
| アネキシンV-FITC / PI | Wuhan servicebio Technology Co.、Ltd、中国 | G1511 | 1:20 で希釈 |
| 抗 HMGB1 ウサギ pAB | 武漢 servicebio Technology Co.,Ltd、中国 | GB11103 | 1:1800 で希釈 |
| BCA タンパク質定量検出キット | 武漢 servicebio Technology Co.,Ltd、中国 | G2026-200T | |
| BD FACSCanto II フローサイトメーター | BD Life Sciences、カリフォルニア州サンノゼ、95131、米国 | BD FACSCanto II | |
| BSA | 武漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国 | GC305010-100g | |
| C57BL/6J | キャビオン実験動物有限公司、常州、中国 | ライセンス番号 SCXY (Su) 2011–0003 | |
| セルールタイド | MCE、ニュージャージー州、米国 | 17650-98-5 | 50 & マイクロ;g/kg |
| 化学発光イメージャー | Cytiva CO.,LTD.;米国 | ||
| クエン酸抗原修復液(乾燥粉末pH 6.0) | 武漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国 | G1201-5 L | |
| コラゲナーゼIV | 武漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国& | nbsp;GC305014 | 0.5 mg/mL |
| DAB(SA-HRP)チューネル細胞アポトーシス検出キット | 漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国 | G1507-100 T | |
| 寸法 EXL、LM 統合化学システム付き | シーメンスヘルスケア診断株式会社ブルックフィールド、米国 | YZB/米国 8311-2014 | |
| ECL 開発者 | 漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国 | ||
| エオシン色素(アルコール可溶性) | 武漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国 | G1001-100 ml | |
| EthoVision XT& | nbsp;オランダ、 | ||
| FITC 標識ヤギ抗ウサギ IgG | 武漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国 | GB22303 | 1:50 で希釈 |
| 全自動血球分析装置 | Zybio Inc. 中国 | Zybio-Z3 CRP | |
| GapDH | 武漢サービスバイオテクノロジー有限公司、中国 | GB11103 | 1:1500 で希釈 |
| ヘマトキシリン ブルー リターン ソリューション | 武漢 サービスバイオ テクノロジー 株式会社、中国 | G1040-500 ml | |
| ヘマトキシリン分化ソリューション | 武漢 サービスバイオ テクノロジー 株式会社、中国 | G1039-500 ml | |
| ヘマトキシリン染料 | 武漢 サービスバイオTechnology Co.、Ltd、中国 | G1004-100 ml | |
| HMGB-1 ELISAキット | njjcbio Co.、Ltd、中国 | ||
| ホモジナイザー | 漢サービスbioテクノロジー株式会社、中国 | KZ-III-F;IC111150 100222 | |
| HRP標識ヤギ抗ウサギIgG | 武漢サービスバイオテクノロジー有限公司、中国GB23303 | 1:1500で希釈 | |
| IL-6 ELISAキット | 武漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国GEM0001 | ||
| パーゼ | Mindray、中国 | ||
| リポ多糖類 | 武漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国GC205009 | 15 mg/kg | |
| 低温高速遠心分離機 | 沙平扇装置&Instrument Co.,Ltd.、中国 | TGL-20M | |
| 膜破壊液 | Wuhan servicebio Technology Co.、Ltd、中国 | G1204 | |
| ミクロトーム | Jinhua Craftek Instrument Co., Ltd.;中国 | CR-601ST | |
| ナイロンメッシュ | 漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国 | 200メッシュ | |
| ステップTUNEL細胞アポトーシス検出キット(DAB染色法) | 武漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国G1507-100T | ||
| パラフィン組織包埋機 | 医療機器有限公司;中国常州 | PBM-A | |
| 病理学的組織乾燥装置 | PRECISION MEDICAL INSTRUMENTS CO.,LTD;常州、中国 | PHY-III | |
| リン酸緩衝生理食塩水 | 武漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国 | G4202-100ML | |
| PMSF | 武漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国 | G2008-1 ml | |
| 陽性蛍光顕微鏡 | オリンパス株式会社、東京、日本 | BX53 | |
| プロカルシトニン | ミンドレイ、中国 | ||
| PVDFメンブレン | リポア、米国 | 0.22&マイクロ;m | |
| RIPA | 武漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国 | G2002-100 ml | |
| SDS-PAGE | Beyotime Biotechnology、中国 | P0012A | |
| TNF-&α;ELISAキット武 | 漢サービスバイオテクノロジー株式会社、中国 | GEM0004 | |
| ウォーターバス | 莞KQAO超音波機器有限公司;中国 | KQ-200KDE | |
| ウェスタンブロット | Bio-Rad Laboratories, Inc.、米国 | ||
| ウェスタンブロットイメージングシステム | グローバルライフサイエンスIP Holdco LLC、日本 | Amersham ImageQuant 800 | |
| ルプールミキ | サーSCILOGEX;米国 |
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