このプロトコルは、マウスモデルで子宮損傷を誘発する手順を説明し、その後の妊娠中に下流の分析を行います。
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このプロトコルは、マウスモデルで子宮損傷を誘発する手順を説明し、その後の妊娠中に下流の分析を行います。
帝王切開(帝王切開)やその他の処置(拡張および掻爬術、筋腫切除術など)による子宮損傷は、前置胎盤、癒着胎盤スペクトラム(PAS)、帝王切開瘢痕妊娠、子宮破裂など、その後の妊娠でいくつかの罹患率につながる可能性があります。帝王切開は米国での分娩の約30%を占めており、その割合は上昇すると予測されています。したがって、傷害に関連する妊娠障害が発生するメカニズムをより深く理解し、可能な介入をテストするためのプラットフォームが不可欠です。これらの目的を達成するためには、子宮損傷の動物モデル、特にその後の子宮内転帰に対する損傷の影響に対処するモデルが決定的に必要です。このプロトコルは、実験的マウス (Mus musculus) における機械的に誘発された子宮損傷のモデルに対する新しい外科的処置を説明しています。手術の準備、子宮損傷自体の誘発、および術後の回復手順が実証されています。妊娠していないマウスと妊娠中のマウスの両方の下流解剖に関する追加情報が提供されます。全体として、 インビボ モデルで子宮損傷を誘発するための一連の手順を詳述することにより、このプロトコルは、子宮創傷治癒の分子的および細胞的イベントおよびその後の妊娠への影響を解明するための扱いやすい方法を提示する。
米国での分娩の3分の1は帝王切開(帝王切開)で行われていますが、子宮がどのように治癒し、損傷した子宮がその後の妊娠でどのように合併症を引き起こすかについてはほとんどわかっていません1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12、13.これらの合併症には、子宮破裂、前置胎盤、PAS、帝王切開による妊娠などがあり、これらを合わせると、帝王切開1、2、6、8、12、14、15、16、17を1回以上受けた患者の~2.5%が罹患しています。前置胎盤は、子宮の下部における胎盤の異常な配置によって特徴付けられる4,16。これは、子宮頸部の身体的閉塞と妊娠中の出血リスクの増加を引き起こすだけでなく、PAS 8,12 のより重篤で侵襲的な状態の重要な危険因子でもあります。PASは、胎盤が母体組織、さらには膀胱や直腸まで過度に浸潤することによって定義され、生命を脅かす母体出血を防ぐために帝王切開子宮摘出術が必要になることがよくあります12,17。帝王切開の瘢痕妊娠はまれですが、流産、胎児死亡、早産など、関連する罹患率が高い18,19。以前の帝王切開の病歴に関連する合併症に加えて、子宮摘出術や拡張掻爬術(D&C)などの他の子宮手術も患者の罹患率につながります。例えば、後期自然流産後にD&Cを受けた患者の~30%、および平滑筋腫に対して2回目の子宮鏡下切除を受けた患者の最大46%が、アッシャーマン症候群(AS)に特徴的な子宮内癒着を発症する20,21。ASは女性の~2%に影響を及ぼし、無月経、月経困難症、胚着床不全、再発性流産、早産、および/またはPASを引き起こします21,22。したがって、以前の子宮外傷に関連するかなりの主要な罹患率と死亡率を考えると、実験動物モデルは、子宮創傷が治癒するメカニズムと子宮損傷がその後の妊娠結果にどのように影響するかを解明するだけでなく、新しい診断法と治療法の開発のためのプラットフォームとしても重要です23,24。
したがって、いくつかの研究は子宮損傷のマウスモデルを開発しました。しかし、初期の研究では、子宮損傷がその後の妊娠に及ぼす影響を調べていなかったか25、または卵巣摘出マウスの子宮内膜受容性窓外への胚着床を調査するために子宮管腔表面の損傷を限定していた26。これらの知識のギャップに対処するために、このプロトコルに記載されているモデルは、他の最近の研究とともに、マウス27,28に子宮損傷を導入するための新しい外科的方法論を提示します。このプロトコルは、その幅広いアクセシビリティ、遺伝的扱いやすさ、短い妊娠期間、出生から思春期までの迅速な時間、大きな同腹児サイズ、および費用対効果のために、モデル生物として一般的な実験用マウスを使用します。さらに、マウスの2つの子宮角の解剖学的特徴により、各実験動物に無傷の角による内部制御が可能になり、瘢痕で直接局所的な欠陥を分離する能力が可能になります。子宮環境全体にわたる全体的な欠陥。この議定書に記載されているアプローチは、単純な背側開腹術を伴い、その後、単一の子宮角の子宮内膜層と子宮筋層の両方を通して切開を作成するためにバリド針を使用します。この方法論は、帝王切開や筋腫切除術で見られる損傷を最もよく模倣していますが、AS29,30 に先行する D&C などの非切開性損傷を調査するために簡単に変更できます。傷害後、動物は回復することを許可され、その後の子宮内転帰27,28に対する傷害の影響を調べるために、時限妊娠のためにスタッドオスと交配されます。
全体的な戦略は他の最近の研究と似ていますが、このプロトコルには明確な利点を提供する側面があります。例えば、LiらとBurkeらの両者は、ここで述べたように背側ではなく腹部から子宮にアクセスした31,32。背部アプローチは、実行が簡単で、動物の術後の迅速な回復に役立ちます。Burkeらの研究における妊娠していないマウスについては、曲がった針または掻爬器を使用して子宮内膜を掻き取り、したがってD&Cをより忠実に模倣したが、これは、C切開および筋腫切除術をより厳密にモデル化するこのプロトコルの全層切開損傷とは対照的に、D&Csをより忠実に模倣した32。周産期マウスでは、Burkeらは、ここで述べるように、胚が着床する抗メソメトリアル表面とは対照的に、メソメトリアルに切開を導入した。Li et al.31が使用したハサミとは対照的に、バリ付き針を使用することにより、このアプローチは、D&C、帝王切開、筋腫の両方をモデル化するために、全層から子宮内膜限定の損傷により簡単に変更できる。LiらとBurkeらはどちらも子宮創を縫合糸で閉じたが、これは帝王切開中の出来事により忠実であるが、治癒過程に追加の変動性をもたらし、異物の影響の可能性ももたらす31,32,33,34,35,36。ラットにおける同様の研究では、腹部経路を用いて、妊娠していない動物38,39および妊娠した37動物の両方で縫合糸37,38,39を用いて閉鎖される全層切開37,38または切除39の子宮創傷を生成している。したがって、ここで提示されたプロトコルは、最小限の外科的経験を必要とし、全層子宮損傷に続く胚着床および胎盤関連イベントに対処し、子宮内膜27,28へのD&C様損傷を含むさまざまな問題に容易に適応できる、容易で再現性のあるアプローチに関心のある研究者に特に適しています。
このプロトコルのステップ 1 では、術前の手順の概要を説明します。ステップ2では、子宮角の損傷を誘発するための外科的処置について説明します。最後に、ステップ3では、子宮手術がその後の妊娠に及ぼす影響を調査するために、妊娠中の母親の解剖について詳しく説明します。全体として、この研究は、子宮の創傷治癒と関連する妊娠転帰のユニークなげっ歯類の手術モデルを提示しています。
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このプロトコルで示されているすべての手順は、カリフォルニア大学デービス校の動物管理および使用委員会(IACUC)によって承認されています(IACUCプロトコル#23985)。このプロトコルに記載されている手順は、通常、7〜10週齢で体重19〜25gのC3H女性に対して行われますが、このプロトコルは、研究者の質問に応じて、すべての系統、年齢、および体重の女性マウスに適しています。手術前に動物を観察し、怪我や苦痛の兆候がない健康な動物のみが研究に使用されることを確認します。試薬や使用した機器の詳細は、 資料表に記載されています。
1.手術領域の準備
2. 子宮損傷の外科的導入
注:このセクションでは、妊娠していない雌マウスの単一の子宮角に損傷を導入するための手術と手順について説明します。まず、背側開腹術を行い、子宮角の上部を露出させます。次に、バリ付きの25 G針を子宮内腔に挿入して子宮内膜を損傷し、必要に応じて子宮筋層を切断します。これにより、損傷した子宮角に縦方向の傷ができ、子宮がどのように治癒するか、損傷がその後の妊娠にどのように影響するかなどの疑問に対処するためのさらなる実験が可能になります。手術を行う前に、動物が適切に鎮静されていることが重要です。ステップ1で説明したように、いくつかのパラメータは、動物が適切に麻酔されていることを示します。これらには、運動の停止、呼吸数の減少、および前肢反射の欠如が含まれます。さらに、軽い接触による後肢反射は存在しないはずであるが、十分な圧力がかかると、適切な麻酔にもかかわらずこの反射が残ることがある40,42。
3. 子宮損傷の影響を評価するための妊娠中マウスの交配と解剖
注:特定の研究課題に応じて、子宮損傷後にさまざまなエンドポイント分析が行われる場合があります。例えば、妊娠していない動物は、創傷治癒の動力学を調べるために、損傷後の異なる時点で解剖されてもよい27。さらに、負傷した動物は、その後の妊娠に対する損傷の影響を調べるために、自然交配または胚移植 によって 含浸させてもよい27。このステップでは、損傷した子宮環境における胚および胎盤の発達の評価について説明します。特に、このステップでは、妊娠12.5日目(E12.5、膣栓の朝をE0.5と定義、膣栓の特定については以下のステップ3.2で詳細)の動物を時限交配および解剖するように設定することについて詳しく説明します。全体として、ステップ3は、特定の一連の実験的問題を検討するために損傷後に実施できる下流分析の例を提供します。
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麻酔薬としてケタミン/キシラジンを使用して手術を行った後、動物は通常、~1時間以内で部分的に可動し、~4~6時間以内に完全に可動します。イソフルラン麻酔からの回復は、通常、数分以内に行われます。創傷の裂開や痛みなど、発生する可能性のある合併症は、通常、手術後1〜3日以内に明らかになります。皮膚の切開が治癒し、スキンクリップを取り外す準備が整うまで、痛みや合併症を監視するために、毎日の福祉チェックを実施します。
動物は、子宮の創傷治癒を評価するために、手術後のさまざまな時点で犠牲にされる場合があります。たとえば、 図 10A は損傷後 3 日で損傷した子宮を示し、 図 10B は損傷後 1 か月の損傷した子宮を示しており、この時点で肉眼的な瘢痕化の兆候が最小限に抑えられています。必要に応じて、追加のパラメータをテストできます。これらには、手術中または手術後の薬物治療、追加の損傷、または動物のさまざまな年齢での手術が含まれます。子宮損傷が胚の着床と発生にどのように影響...
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帝王切開は、米国での分娩の~33%、ブラジルやエジプトなどの国では分娩の最大55〜65%を占めています12,52、しかし、損傷後に子宮がどのように治癒するか、またはこれらの損傷がその後の妊娠にどのように影響するかについてはほとんどわかっていません。以前の帝王切開は、付着胎盤スペクトラム(PAS)や前置胎盤などの妊娠障害の主要な危険因子ですが、これらが発生するメカニズムは不明です3,6,14,17。帝王切開の受診率が上昇する中、疾患のメカニズムを理解し、新たな診断法や治療法を開発するためのプラットフォームを確立することが急務となっています。しかし、子宮損傷の動物モデルは限られたままです25,31,32。...
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著者は、宣言する利益相反を持っていません。
カリフォルニア大学デービス校のTeaching and Research Animal Care Services(TRACS)の継続的な飼育、手続き、および物流のサポートに感謝します。カリフォルニア大学デービス校心臓血管研究所(CVRI)の動物モデルコアとコアディレクターのYi-Je (Jay) Chen博士、D.V.M.、Ph.D.の技術指導とサポート、および撮影のための手術室の使用に感謝します。この研究にご協力いただいたZhang研究室の皆様に感謝いたします。 図5A は BioRender.com(https://BioRender.com/ig9sfon)を使用して作成されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 注射用 0.9% NaCl、滅菌 | フレゼニウス・カビ | 63323-186-10 | |
| 25 G x 5/8インチBDプレシジョングライド&トレード;針 | BDの | 305122 | |
| 70%エタノール | フィッシャーサイエンティフィック | BP82031GAL | |
| 吸収性4-0ビクリル縫合糸 | エチコン | J214 | |
| 動物ケージ | VWRの | 10712-110 および 10715-323 | 研究者の動物施設が提供するケージは許容されます |
| 動物の耳パンチ | フィッシャーサイエンティフィック | 13-812-201 | |
| AutoClip巻閉鎖システム | ファインサイエンスツール | 12020-00 | |
| U-100インスリンシリンジ | フィッシャーサイエンティフィック | 14-826-79 | BDブランド |
| ベタジン綿棒 | メドライン | MDS093901 | |
| ブプレノルフィン徐放性、1.3 mg/ml (Ethiqa XR) | フィデリス・ファーマシューティカルズ | 099114 | 代替徐放性ブプレノルフィンまたはブプレノルフィンHClは許容されます |
| カルプロフェン (RIMADYL) 50 mg/ml | ゾエティス | リム-00284R1 | |
| 湾曲した虹彩はさみ | 世界の精密機器 | 501759G | |
| ドライガラスビーズ手術器具滅菌器 | VWRインターナショナル | 75999-324 | |
| 乾式ガラスビーズ詰め替え | VWRインターナショナル | 75999-332 | |
| 通常8〜12週齢の雌マウス、例えば、C3H株 | チャールズ川 | 025 | |
| 細いはさみ - 湾曲した10.5cm | ファインサイエンスツール | 14370-23 | |
| 毛皮トリマー | フィッシャーサイエンティフィック | 50-195-4544 | |
| うれしいプレス 'n シール | フィッシャーサイエンティフィック | NC1089054 | |
| 手袋、ニトリル | フィッシャーサイエンティフィック | 19-130-1597C | |
| H2O, 滅菌蒸留 | ファインサイエンスツール | 15230170 | |
| 手術用イルミネーター | アムスコープ | HL150-AY | |
| ケタミン、100 mg/mL (ゼタミン) | デクラ | 501072 | |
| 白衣 | ユーリン | S-15376W-50型 | |
| 光学顕微鏡 | フィッシャーサイエンティフィック | S13039 | |
| 糸くずローラー | フィッシャーサイエンティフィック | 17-018-329 | |
| Nair脱毛クリーム | ターゲット | 049-06-3304 | |
| ニードルホルダー | ファインサイエンスツール | 12500-12 | |
| ペーパータオル | スコット | 1804 | |
| ペトリ皿 | フィッシャーサイエンティフィック | 08-757-100 | |
| リン酸緩衝生理食塩水(PBS) | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 10010023 | |
| プラスチック製ビーカー | サーモフィッシャーサイエンティフィック | 12010250 | |
| ベントエンド付きプローブシーカー | フィッシャーサイエンティフィック | 08-995 | |
| フィッシャーブランド&トレード;インスタントシーリング滅菌ポーチ 9 cm (W) x 13.3 cm (H) | フィッシャーサイエンティフィック | 181250 | |
| フィッシャーブランド&トレード;インスタントシーリング滅菌ポーチ 9 cm (W) x 23 cm (H) | フィッシャーサイエンティフィック | 181251 | |
| 鉗子、ファイン、#5 | ファインサイエンスツール | 11254-20 | |
| 鉗子、ファイン、#55 | ファインサイエンスツール | 11295-51 | |
| 規模 | フィッシャーサイエンティフィック | S93805 | |
| はさみ, 外科用 | ファインサイエンスツール | 14060-09 | |
| スプレーボトル | フィッシャーサイエンティフィック | S413505P | |
| 滅菌アルコール調製パッド | フィッシャーサイエンティフィック | 22-363-750 | |
| 滅菌眼科動物用軟膏 | プルーベ | PH-プラルベ-獣医 | |
| 眼軟膏塗布用滅菌綿棒 | フィッシャーサイエンティフィック | 18-366-472 | |
| 滅菌パウチ | フィッシャーサイエンティフィック | 19-910-673 | |
| 手術用ドレープ | フィッシャーサイエンティフィック | 50-209-1792 | |
| 手術用ヘアキャップ | ユーリン | S-10480BLU型 | |
| サージカルマスク | フィッシャーサイエンティフィック | 18-048-010 | |
| トーマス サイエンティフィック アブソーペント ベンチ アンダーパッド、ベンチ パッド、16.5 x 23 インチ/42 x 58cm | フィッシャーサイエンティフィック | NC1588452 | |
| 床暖房付き加温/誘導チャンバー | フィッシャーサイエンティフィック | 14-370-302 | |
| 巻線クリップの詰め替え | ファインサイエンスツール | 12022-09 | |
| キシラジン 100mg/ml | デクラ | ロンプン 100 mg/mL キシラジン |
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