慢性大腸炎関連大腸癌のマウス虫垂切除モデル、ケーカルパッチの正確な局在化
August 24th, 2019
提示されたプロトコルは、マウスにおける付録(caecalパッチ)の顔外科的除去を記述し、続いて炎症性腸疾患関連結腸直腸癌の誘導を示す。このマウス虫垂切除モデルは、ヒト胃腸疾患の病因における虫垂の生物学的役割の調査を可能にする。
全体的なプロトコルは、マウスのcaecalパッチとして知られている付録を除去する外科的処置を容易に行う記述する。マウス虫垂切除術モデルは、ヒト胃腸疾患の病因における虫垂の生物学的役割を研究するために使用することができる。人間の付録は論争の余地のある器官です。
最近の研究は、付録が腸の健康を維持する上で重要な役割を果たしていることを示唆しています。.虫垂の生物学的機能を研究するためには、疾患関連の虫垂切除術動物モデルの生成が重要である。このプロトコルでは、マウスのcaecalパッチとして知られている付録を除去する簡単で安全な外科的ステップについて説明します。
このモデルを成功させるために、次のビデオで示すように、3 つの重要な手順があります。まず、手術前にマウスのケカムを見つける。第二に、腹部に小さな切開を行います。
第三に、カエカムの切り株を消毒して閉じます。最初の部分は、マウス虫垂切除術である。手術前に無菌手術器具と洗浄液を準備してください。
手術中の姿勢の動きを防ぐために四肢に4本の粘着テープを置くことで、プラットフォーム上のマウスを麻酔し、座り込みます。マウスの腹部全体にやさしく触れると、バンプ感を見つけることができます。ドレープを覆い、2回のエントヨジンを使用して、できるだけ広いマウス腹部の剃った領域を消毒します。
腹部の正中線で0.5センチメートルから1センチメートルの範囲の縦切開を行います。caecumの所定の位置に従って、caecumを求め、約1センチメートルの長さから穏やかに外側に向けて、caecalパッチを識別します。事前に温められており、無菌の生理食塩水を使用して腸を水分補給します。
術後出血および感染の潜在的な合併症を防ぐために、8-0を使用して、カイカムの腸間膜血管をリゲート縫合。生理食塩水でカエカムを水分補給します。近位結腸のcaecumの頂点付近の開いたループで4-0縫合を使用して切除領域をマークします。
マイクロハサミを使用してマーク切除部の下のcaecalパッチを切断し、医療綿棒で残留ケーカル含有量を一掃します。エントヨウ素でカエカムの切り株を消毒します。8-0を使用して縫合を実行して切り株を閉じる縫合。
慎重に4-0スレッドループを削除します, 以前にcaecumの切り株で切除をマークするために使用.エントヨウ素を用いて縫合位置を殺菌する。食塩水で切断領域を水分補給します。
8-0 を使用して、ランニング縫合で筋力レイヤーを閉じます縫合糸。4-0縫合糸で中断された縫合糸を使用して皮膚層を閉じます。手術用切り傷を2回、エントヨジンで消毒する。
その後、75%の医療用アルコールを使用してヨウ素を除去する。マウスをそっと後ろにひっくり返します。皮下にブプレノルフィンの体重1キログラムあたり0.1ミリグラム、生理食塩水の0.4ミリリットルを注入する。
そして、それが意識に戻るまで、ヒートパッドの上にマウスを置きます。マウスを無菌ケージに戻し、回復を確実にするために手術後3日間の痛みの徴候についてマウスを注意深く監視します。第二部:アゾキシメタン、AOM、デキストラン硫酸ナトリウム、DSS、虫垂切除後7日間の大腸炎関連大腸癌の誘発。
AOMの1アリコートを解凍し、0.9%の正常な生理食塩水を使用して1ミリリットルあたり1ミリグラムに希釈する。全体の準備プロセスは、ヒュームフードで行われます。2%DSSを調製するために200ミリリットルのオートクレーブ水溶液に4グラムのDSS粉末を溶解します。
各ケージには5匹のマウスが含まれています。AOMの腹腔内注射を行い、その重量に基づいてマウスあたりグラム当たり0.01ミリリットルを使用します。オートクレーブ水を2%DSSに5日間交換してください。
マウスは、追加の2サイクルのためにオートクレーブ水を供給されます。第3部:結果。フローおよびELISAの結果は、caecalパッチの正常な除去を示す。
この手順は、重度の血便、アヌス脱、および腹部abcesのために高い死亡率と有意な体重変化を有する3%DSSと比較して、大腸における分泌性IgAの明らかな変化であるIgA特異的形質細胞の有意な減少に寄与することができる。2%DSSは、その高い生存率が80%近く、および偽および虫垂切除グループの両方で合理的な体重変化のための全体のプロセスに適しています。これらの画像に示すように、我々は大腸炎関連大腸腫瘍を誘導に成功した。
H&E染色画像では、黒矢印は粘膜潰瘍を示し、矢印は腺癌を示し、白い矢印は腺間の好中球浸潤を示す。腺癌の異なる段階は、偽と虫垂切除の両方のグループで見ることができます。この費用対効果の高いマウス虫垂切除術モデルは、腸内細菌の調節における付録の役割と、それが腸関連リンパ組織における免疫応答にどのように関与するかなど、いくつかの重要な質問に答えるために使用することができます。
腸の付着の損傷を避けるために、caecumの前の位置および小さい皮膚切開が重要であることを覚えておいてください。また、2%DSSを用いて大腸炎を誘発した。しかし、DSSの濃度が高い他のマウス株に使用されてもよいです。
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概要
このプロトコルは、マウスの虫垂、いわゆる盲腸パッチの除去のための簡単な外科手術手順を概説しています。このマウスの虫垂切除モデルは、人間の消化器系疾患の発症における虫垂の生物学的役割の研究を容易にします。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 神経科学
- 消化器科学
- 腫瘍学
背景
- 人間の虫垂の機能は科学者間で議論されています。
- 最近の研究は、虫垂が腸の健康に寄与する可能性があることを示しています。
- 疾患における虫垂の役割を理解することは、消化器系研究を進める上で重要です。
- これらの研究には、疾患に関連する虫垂切除モデルの作成が不可欠です。
研究の目的
- 虫垂の生物学的機能を調査すること。
- 虫垂切除と消化器系疾患の病因との関係を探ること。
- 炎症性腸疾患に関連する大腸がんを研究するためのモデルを提供すること。
使用された方法
- マウスの盲腸パッチの外科的除去。
- 炎症性腸疾患に関連する大腸がんの誘導。
- 生物学的調査のためのマウスモデルの利用。
- 疾患発症における虫垂の役割の評価。
主な結果
- プロトコルは安全な外科技術を成功裏に実証しています。
- 疾患における虫垂の役割を研究するためのモデルの確立。
- 消化器系疾患の病因に関する洞察。
- 人間の消化器系の健康を理解するための潜在的な意味。
結論
- 虫垂切除モデルは研究のための価値あるツールです。
- さらなる研究により、健康と疾患における虫垂の役割を解明できます。
- この研究は、大腸がんメカニズムの理解を向上させる可能性があります。
よくある質問
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.
