小型げっ歯類における膀胱内圧測定の使用：膀胱Chemosensationの研究
August 21st, 2012
膀胱内圧測定では、小動物の膀胱機能を測定するための効率的な手法である。膀胱は、継続的に尿道が排尿のための無料の残っているのに対し、膀胱カテーテルを介して制御された速度で注入されています。これは、膀胱内圧と排尿量が記録されている間、繰り返しのために充填し、膀胱を空にすることができます。
この手順の目的は、膀胱の貯蔵および排尿機能に対する化合物の影響を判断することです。これは、最初に膀胱にカテーテルを埋め込むことによって達成されます。短い回復期間の後、コントロール溶液をカテーテルを介して30分間注入します。
膀胱内圧と排尿量がさらに 30 分にわたって記録されると、動物に目的の化合物が注入されます。最終的に、結果は、排尿頻度の分析を通じて、刺激性化学物質が排尿パターンにもどのように影響を与えるかを示すことができます。孤立した膀胱の収縮性の記録など、既存の方法に対するこの手法の主な利点は、この臓器の機能をより生理学的条件で研究できることです。
例えば、中枢神経系の調節作用は維持されます。実験を成功させるためには、技術的な詳細や操作を観察する必要があるため、手術の手順を学ぶのが難しいため、この方法を視覚的にデモンストレーションすることが重要です。最初に膀胱に埋め込むチューブを準備するには、PE 50チューブを希望の長さに切断し、メインカテーテルの上に18ゲージカテーテルの小さな白い部分を置きます。
次に、チューブの一方の端を炎で覆って端に小さなカフを作成し、生理食塩水で洗い流して空気を排出します。次に、10〜12週齢の雌ラットにイソフッ素で麻酔を誘発します。麻酔導入後、イソフッ素の維持レベルを設定します。
動物を背中に置き、10ccの注射器で作られた小さな麻酔マスクを置きます。腹部を剃り、真皮を消毒した後、手術を進めます。以下の手術は、ラットとマウスの両方に同じ方法で行われます。
まず、膀胱を露出させるために下部正中線開腹術を行います。次に、手術の最も重要な部分を開始します。手術用顕微鏡下で、非吸収性モノフィラメントシックスゼロ縫合糸を使用して、巾着縫合糸を膀胱ドームに留置します。
次に、針を使用して、巾着のひもの内側に小さな膀胱瘻造設術を行います。カフ付きPE50カテーテルをこの穴に挿入します。PE 10のような細いカテーテルチューブは、抵抗が高く、変動する可能性があるため、お勧めしません。
外科医の結び目を使用して、財布のひもをチューブの周りに固定します。次に、カフの先端が縫合糸の真下に来るまで、カテーテルをゆっくりと外側に引きます。18ゲージのカテーテルの一部は、漏れを防ぐために縫合糸に向かって押し出されます。
カテーテルと膀胱の間に漏れがないか確認してください。生理食塩水を穏やかに注入します。漏れのある部分は、追加の縫合糸で締めます。
次に、モノフィラメント縫合糸を使用して腹筋を閉じ、切開部の上部にカテーテルの通路を残します。中空の金属棒を使用してカテーテルを肩甲骨間領域にトンネルし、動物がチューブを噛むのを防ぎます。手術後、金属棒を皮膚の下と腹部と背側の筋肉の上に配置する必要があります。
ロッドを動物を通して皮下から肩甲骨間領域まで押します。腹部の筋肉と皮膚を非吸収性のモノフィラメント縫合糸で閉じて手術を完了します。現在、埋め込まれたカテーテルを生理食塩水で洗い流すことにより、カテーテルの透過性と安定性を確認することが非常に重要です。
輸液は膀胱から出て、尿道を発射する必要があります。鎮痛剤を皮下投与した後、カテーテルの外部端をプラスチックフィルムで閉じ、カテーテルをラットの腰の皮膚に固定します。.最後に、動物を30分間回復させます。
サイトメトリーを開始する前に、機器が適切にキャリブレーションされていることを確認してください。ラットを、デジタル天びんの上に置かれた油の入った容器の上の代謝ケージに入れます。次のステップは、埋め込まれたカテーテルをルアースタブを介して三方タップに接続することです。
タップは、圧力トランスデューサーと輸液ポンプに接続する必要があります。圧力トランスデューサは、アンプを介してデータ収集システムにさらに接続され、公開されているソフトウェアを利用するコンピュータは、膀胱に生理食塩水を注入するための輸液ポンプを始動することにより、制御測定を開始する。30分間にわたって、代謝ケージをデジタル天びん上に吊り下げ、ラットの排尿量を推定するために使用されます。
膀胱内圧は、膀胱がいっぱいになって空になるときに記録されます。次のステップでは、さらに30分間のデータ収集で薬物を全身投与または膀胱内投与することができます。実験が完了したら、動物を犠牲にする必要があります。
ラットの典型的な圧力トレースは、輸液中に、特定の閾値に達するまで膀胱内にゆっくりとした圧力が蓄積することを示しています。その後、膀胱が収縮し、尿路括約筋が開き、注入された溶液が尿道を通過することができます。そのため、膀胱は空になります。
収縮が止まり、圧力が再び基底レベルまで低下します。マウスから収集されたデータには、すべて同じ機能があります。サイトメトリーは、マスタードオイルまたはmo MOの分子標的を特定するために使用され、膀胱などの内臓の炎症や痛覚過敏の実験モデルで長い間使用されてきた反応性の高い化合物です。
予想通り、10ミリモルMOの膀胱内注入は、野生型マウスの収縮間隔の大幅な減少を誘発した。興味深いことに、MO受容体T RPA Aを欠損したマウスは、同じ条件下で野生型と同様の結果を示しました。対照的に、MOは、TRP V oneノックアウトマウスでは、野生型マウスのTRPA oneとTRP V oneの両方のダブルノックアウトよりも、システムパラメータの変化がはるかに弱く、M mo用量にほとんど反応しませんでした。
データは、TRP Vの1がmoによって引き起こされる内臓刺激において重要な役割を果たす可能性があることを示唆しています。MOの膀胱内注入前および注入中の平均瞬間排尿頻度は、これらのデータを裏付けています。平均頻度は生理食塩水注入に関連しています。.
この手順を試みるときは、注入液が腹部に漏れないように、カテーテルが膀胱にしっかりと取り付けられていることを確認することが重要です。このビデオを見た後、膀胱にカテーテルを埋め込むことと、膀胱の増殖が制御されたサイトメトリーステージに覚醒している動物または麻酔をかけた動物を配置することを伴う膀胱内圧の測定方法をよく理解しているはずです。
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概要
膀胱計測法は、小動物の膀胱機能を評価するために使用される技術で、膀胱内圧と排泄量を測定します。この方法により、生理的条件下での膀胱の充満と排泄の研究が可能になります。
研究の主要な構成要素
科学分野
- 神経科学
- 泌尿器科
- 生理学
背景
- 膀胱計測法は、膀胱に溶液を連続的に注入することを含みます。
- 手順中、尿道は排尿のために自由にされます。
- この技術は、単離器官研究と比較して膀胱機能に関する洞察を提供します。
- 化学化合物が膀胱の挙動に与える影響を評価することができます。
研究目的
- 化学化合物が膀胱の貯留と排泄機能に与える影響を決定すること。
- 刺激性化学物質が排泄パターンにどのように影響するかを分析すること。
- 膀胱機能のより生理学的な理解を提供すること。
使用される方法
- 膀胱へのカテーテルの埋め込み。
- 30分間のコントロール溶液の注入。
- 膀胱内圧と排泄量の記録。
- 分析のための対象化合物の注入。
主要な結果
- 結果は刺激性化学物質による排泄頻度の変化を示します。
- この技術により膀胱機能の繰り返し測定が可能になります。
- データは様々な化合物に対する生理学的反応を明らかにすることができます。
- 結果は膀胱の健康と疾患の理解に貢献します。
結論
- 膀胱計測法は生体内での膀胱機能を研究するための貴重なツールです。
- この方法は化学物質に対する膀胱の反応の理解を深めます。
- 単離された膀胱収縮性研究と比較して利点を提供します。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Cystometry in small rodents enables mechanistic de-risking of bladder chemosensation pathways by quantifying intravesical pressure and voided volume under controlled perfusion. This approach supports target validation in preclinical models by linking chemical stimuli to functional voiding outputs, improving predictive confidence for neurogenic bladder and overactive bladder indications. The technique bridges discovery biology with translational relevance by preserving autonomic regulation absent in isolated tissue assays.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses regarding TRPV1 and TRPA1 receptor roles in chemo- and mechano-sensory bladder pathways.
- Operational Value: Enables functional target validation through dose-dependent changes in voiding frequency and contractile intervals.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by identifying molecular drivers of visceral irritation and bladder overactivity phenotypes.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Prepares validated biological systems for compound screening by establishing baseline pressure-volume relationships.
- Quantitative Outputs: Provides reproducible measurements of voided volume and intravesical pressure thresholds for hit confirmation.
- Screening Scalability: Supports platform reuse across chemosensory compound libraries via standardized cystometric staging.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models bladder pathophysiology in preclinical settings despite limited direct translational value due to species differences in micturition control.
- Mechanistic De-risking: Clarifies pathway contributions of novel molecular players like TRPV1 in mustard oil-induced visceral hypersensitivity.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs go/no-go decisions by linking target engagement to functional bladder outputs in vivo.
Pipeline & Workflow Integration
Cystometry integrates into the discovery continuum from target hypothesis testing through lead identification to preclinical validation by providing physiological readouts of bladder storage and voiding functions.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of chemosensory mechanisms via controlled chemical infusion and pressure-volume tracking.
- Screening: Delivers assay readiness through standardized, reproducible quantification of voiding patterns under compound challenge.
- Analytics: Enables comparative analysis of voiding frequency and contractile intervals as quantitative endpoints for compound effects.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by modeling bladder pharmacology in disease-relevant systems despite species limitations.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable capability for evaluating bladder-active compounds across multiple therapeutic programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity in bladder chemosensation by linking receptor activity to functional voiding outputs.
- Operational Value: Ensures standardization and reproducibility through calibrated pressure transduction and volume measurement.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by providing in vivo functional data that de-risks target selection for bladder indications.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of compounds based on effects on voiding dynamics and bladder sensitivity.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent surgery, catheter implantation, and postoperative care to ensure catheter stability and prevent leakage.
- Dependent on pressure transducers, infusion pumps, data acquisition systems, and metabolic cages for voided volume quantification.
- Necessitates cross-team standardization of perfusion rates, compound dosing, and pressure threshold definitions across sites.
- Involves adaptation considerations when translating protocols between mice and rats due to anatomical and physiological differences.
- Limited by the invasive nature of surgery and postoperative recovery requirements, which constrain throughput and animal welfare compliance.
