デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）を用いたマウス大腸炎モデル
2010年1月19日
飲料水で投与デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）は、急性大腸炎の確立されたマウス炎症性損傷モデルです。このプロトコルは、DSSの治療や組織の準備のための方法を概説します。
マウスには、性欲で3%DSSを4日間与えます。体重と下痢および糞便中の血液の存在は毎日記録されますが、TSSは4日目以降にオートクレーブ水に置き換えられます。水上で3日後、マウスは安楽死させ、結腸を切除します。
結腸を測定し、計量します。次に、結腸をスイスロールまたはソーセージに成形し、顕微鏡で検査します。このビデオ記事では、大腸炎のマーンモデルにおける結腸の採取と処理について説明します。
この手順は、デキストリン硫酸ナトリウム治療を開始する前に、ヴァンダービルト大学の癌生物学部のクリストファー・ウィリアムズ博士の研究室で大腸炎を研究するために使用されます。ベースラインウェイトは、実験の過程を通じて取得されます。毎日の重量は、マウスの重量を量った後、体積あたり3%の重量、デキストリン硫酸ナトリウム塩溶液、または水中のDSSを作成します。
このモデルが効果的であるためには、DSSは低分子量でなければならず、マウスの各ケージにウォーターボトルを満たすのに十分なDSS溶液を作成し、0.45マイクロメートルの酢酸セルロースフィルターで溶液をろ過します。マウスケージの飲料水ボトルを3%DSS溶液が入ったボトルと交換します。あなたの機関が自動散水システムを使用している場合は、マウスが他の水源にアクセスできないように、散水口に除外のヒントを配置します。
4日後、マウスの体重を再度測定して、大腸炎の全身への影響を定量化します。体重減少は重傷を負うのが一般的ですが、同じ日にさらに数日間は明らかでない場合があります。4日目、DSS溶液をさらに3日間水に置き換えて、結腸上皮の回復を可能にします。
3日後、7日目に、マウスの体重を再度測定します。その後、次のセクションに示すように、安楽死させたマウスから結腸を採取できます。結腸を採取するには、安楽死させたマウスの腹側を露出させて、腹部へのアクセスが妨げられないようにします。
腹部を70%エタノールで完全に濡らします。腹部の正中線を組織鉗子でつかみ、持ち上げます。したがって、先端の細いはさみを使用して皮膚をテントします。
腹部を切開して腹部の内容物を露出させます。切開部を正中線で剣状突起の先端まで伸ばし、次に肋骨縁の下面に沿って両側に伸ばします。小腸の盲腸と結腸を特定します。
慎重に解剖し、スラッシュは周囲の腸間膜から結腸をからかいます。その後、結腸を横断し、骨盤を自由深くします。直腸からの遠位結腸。
動脈や静脈が切らないように注意する必要があります。また、結腸は簡単に裂ける可能性があることに注意してください。だから、腸間膜から結腸をそっと取り除きます。
結腸の続編の縁で結腸を切除して、近位結腸を解放します。結腸を取り外し、20ゲージの栄養針と10ミリリットルの注射器を使用して挿管し、EITが便から完全になくなるまで結腸を氷冷PBSで洗い流します。結腸の遠位端をあなたに最も近い状態に保つことにより、結腸の正しい向きを維持することが重要です。
デジタルキャリパーを使用して結腸の長さを測定することから始めます。結腸の長さは、怪我の重症度の別の指標です。大腸炎は浮腫を増加させ、結腸全体の長さを短くします。
この時点で、採取された結腸は、巨視的分析のためにソーセージとして処理するか、急性大腸炎の組織学的分析のためにスイスロールにすることができます。次のセクションでは、結腸をソーセージとして処理するためのこれらの手法を示します 結腸全体の巨視的分析では、結腸の正しい向きを維持することが重要です。したがって、結腸の遠位端をあなたに最も近い状態に保ちます。
非吸収性縫合糸を2枚、1枚は長さ約1インチ、もう1枚は長さ2インチにカットします。2インチの縫合糸を使用して、結腸の遠位端をできるだけ縁に近づけて結び、良好なシールを維持します。次に、5ミリリットルの10%緩衝ホルマリンリン酸を含む20ゲージの栄養針を結腸の近位端に配置します。
残りの縫合糸を栄養針の球根のすぐ近位に緩く結びます。次に、栄養針の球根で結腸をしっかりとつかみ、十分な量のホルマリンを注入して、結腸が拡張されるようにします。栄養針を引き抜くときに縫合糸の結び目を締め、注入された拡張結腸を残します。
ソーセージとして、15ミリリットルの円錐形チューブに10%緩衝液、ホルマル、リン酸塩を入れ、チューブにラベルを付けます。結腸をチューブに入れ、24時間固定します。24時間後、ホルミンを適切な廃棄物容器に注ぎ、さらに24時間70%エタノールと交換します。
結腸は室温で無期限に70%エタノールに保存することができます。結腸を分析する準備ができたら、結腸を円錐管から取り出します。結腸を傷つけないように注意しながら、メスで両端の弦を切断します。
遠位端には最も長い弦があることを忘れないでください。結腸を遠位端から近位端まで縦方向に切断して、長いシートを形成します。結腸は解剖顕微鏡で見ることができます。
結腸を縦に切り取り、結腸を平らなシートとしてレイアウトします。結腸を転がすには、2対の鉗子と両手の技術が必要です。鉗子で遠位結腸縁の両側縁をつかむと、近位縁に進む鉗子を回転させて解放することにより結腸を順次回転させ、3次元またはスイスロールでらせんを生成します。
結腸がワットマン紙に付着している場合は、紙と結腸を少量のPBSで濡らして型を維持します。鉗子でロールをしっかりとつかみ、27.5ゲージの針でトランセクトします。ロールを出るときに針を曲げてロールを固定します。
次に、ラベル付きのティッシュカセットにロールを入れ、カセットを10%緩衝ホルマリンリン酸の瓶に入れます。室温で24時間放置して組織を固定します。24時間後、ホルマリンを注ぎ出し、さらに4時間70%エタノールと交換します。
結腸は室温で無期限に70%エタノールに保存することができます。このモデルにより、研究者は結腸を取得、固定、分析できるため、大腸炎の重症度の分析が可能になります。結腸全体の肉眼的分析のために、結腸をホルマリンを注入して完全に拡張したソーセージとして処理することができます。
オープンソーセージは平らに寝かせる必要があります。ソーセージ法が正しく実施されていれば、固定された結腸が拡張し、粘膜表面全体を簡単に操作して解剖顕微鏡で見ることができます。組織学的分析のために、結腸をスイスロールとして処理することができます。
ロールを針で固定し、ティッシュカセットに入れて固定します。ロールをカットして取り付けると、適切に巻かれていれば結腸全体の代表的なスライスを形成するはずであり、結腸損傷の程度を判断するために、スイスロールの一部をヘマチンとASINで染色することができます。結腸の遠位端がスライド上のロールの中央にあることを覚えておいてください。
この例では、炎症と陰窩の損傷は、水処理されたコントロールと比較して、DSSで処理された結腸で明らかです。急性大腸炎のマウスモデルから結腸を採取して処理する方法を紹介しました。この手順を実行するときは、犠牲を払う前によく整理整頓することが重要です。
例えば、マウスには、各マウスにラベルが貼られたすべてのチューブとカセットがあり、すぐに利用できるすべてのツールと試薬があります。さらに、マウスの体重と結腸の長さの詳細な記録を保持します。最後に、処理に十分な時間が割り当てられていることを確認してください。
通常、初心者の場合はマウスあたり15分、この技術の経験が豊富な人の場合は6〜8分かかります。
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概要
この記事では、デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）を使用してマウスモデルで急性大腸炎を誘発するためのプロトコルを提示します。この方法には、飲料水によるDSSの投与と、その後の組織の分析のための準備が含まれます。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 神経科学
- 大腸炎研究
- マウスモデル
背景
- DSSは、炎症性腸疾患の研究によく確立されたモデルです。
- このモデルにより、結腸組織の変化の検討が可能になります。
- 大腸炎のメカニズムを理解することで、治療法の開発に役立ちます。
- このプロトコルはDSS治療プロセスを標準化します。
研究の目的
- マウスで大腸炎を誘発する方法を示すこと。
- 組織学的検査のための組織準備を概説すること。
- 研究者のための視覚的なガイドを提供すること。
使用された方法
- マウスに3%のDSSを4日間飲料水で与えます。
- 体重、下痢、糞便中の血液を毎日監視します。
- 4日後、DSSを滅菌水に置き換えます。
- 水を飲ませる3日後に結腸を収穫し、分析の準備をします。
主要な結果
- マウスを安楽死させた後、結腸を測定し、重量を測定します。
- 組織はスイスロールまたはソーセージに処理して顕微鏡検査用に準備します。
- このプロトコルにより、実験間で一貫した結果が得られます。
- 視覚的な記録は、手順の理解を助けます。
結論
- DSSモデルは急性大腸炎の研究に効果的です。
- 標準化された方法により、研究の再現性が向上します。
- このプロトコルは研究者にとって貴重なリソースとなります。
よくある質問
Executive Industry Relevance
The murine DSS colitis model provides a standardized, reproducible system for studying inflammatory bowel disease pathophysiology, enabling target validation and mechanistic de-risking in preclinical discovery. By quantifying weight loss, colonic shortening, and histologic injury, the model supports predictive confidence in therapeutic candidate evaluation. This workflow positions the assay as a disease-relevant system for early-stage portfolio triage and lead identification efforts in gastroenterology-focused R&D pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through epithelial barrier disruption and immune response quantification.
- Operational Value: Supports biological de-risking by modeling acute colonic injury and repair dynamics in a controlled genetic background.
- Strategic Value: Facilitates target confidence assessment via measurable endpoints like colon length, weight change, and histologic scoring.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated colonic tissue for downstream analysis of barrier function, cytokine release, and immune infiltration.
- Operational Value: Standardizes tissue processing via Swiss roll or sausage preparation, ensuring reproducible sectioning and staining for histologic evaluation.
- Strategic Value: Enables scalable, quantitative readouts for compound screening in colitis-relevant systems.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Models disease-relevant epithelial damage and inflammatory response, aligning with Ulcerative Colitis pathophysiology.
- Operational Value: Supports continuity from discovery through preclinical validation by providing consistent tissue architecture for analysis.
- Strategic Value: Informs risk-adjusted advancement decisions by linking histologic injury to functional outcomes like diarrhea and fecal blood.
Pipeline & Workflow Integration
The DSS colitis model integrates into the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, providing a disease-relevant system for mechanistic insight and therapeutic screening.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of epithelial integrity and immune modulation via quantifiable colonic injury and repair.
- Screening: Delivers assay readiness through standardized colon harvesting, processing, and histologic analysis with measurable endpoints.
- Analytics: Provides quantitative outputs including colon length, weight loss, fecal blood scoring, and histologic injury for cross-condition comparison.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity through reproducible modeling of acute colitis and repair phases relevant to IBD therapeutics.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable histology-based platform for evaluating multiple therapeutic targets in gastrointestinal inflammation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target validation through mechanistic insight into epithelial damage and inflammatory cascades.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability of tissue processing and analysis across experimental cohorts.
- Strategic Value: Improved go/no-go decisions via objective histologic and functional endpoints, reducing late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization based on quantitative injury and repair metrics in a validated colitis model.
Implementation Considerations
- Requires expertise in murine handling, DSS solution preparation, and sterile technique to maintain model fidelity.
- Dependent on instrumentation including digital calipers, feeding needles, syringes, and microtomes for tissue processing.
- Necessitates cross-team standardization of DSS concentration, exposure duration, and recovery periods for reproducible outcomes.
- Involves adaptation considerations for different mouse strains, DSS molecular weight, and cycling protocols to model acute vs chronic colitis.
- Includes practical limitations such as variability in individual mouse response and the need for blinded histologic scoring to minimize bias.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:00
Title
0:52
Injury-Repair Colitis Model
0:34
Introduction
2:06
Harvesting the Colon
4:04
Processing as "Sausages" for Macroscopic Analysis of the Entire Colon
7:00
Acute Colitis in the Dextran Sulfate Sodium Model
5:52
Making "Swiss Rolls for the Histological Analysis of Acute Colitis
7:59
Conclusion
