Method Article

만성 대장염 관련 대장암의 뮤린 충수 절제술 모델은 Caecal 패치의 정확한 국소화에 의해

DOI:

10.3791/59921

⸱

August 24th, 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of General Surgery, The First Affiliated Hospital, Xi'an Jiaotong University, 2Institute of Medical Research, Northwestern Polytechnical University, 3School of Life Sciences, Northwestern Polytechnical University, 4Department of Medicine, Xi'an Jiaotong University, 5Princess Margaret Cancer Center, University of Health Network, 6Department of Pathology, Nanjing Medical University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

제시된 프로토콜은 염증성 장 질환 관련 대장암의 유도에 이어 마우스에서 부록(caecal patch)의 막강 외과적 제거를 기술한다. 이 뮤린 충수 절제술 모델은 인간 위장 병기의 병인에서 부록의 생물학적 역할을 조사 할 수 있습니다.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

인간 부록은 최근에 대장암, 염증성 장 질환 및 파킨슨 병과 같은 다양한 복합 질병의 발병기전에서 중요한 생물학적 역할을 하는 것으로 연루되어 있다. 부록의 기능을 연구하기 위해, 장 질환 관련 뮤린 충수 모델이 설립되었으며 단계별 프로토콜이 여기에 설명되어 있습니다. 이 보고서는 dextran 황산나트륨 (DSS)와 아조시메탄 (AOM)의 조합을 사용하여 만성 대장염 관련 대장암의 화학 유도에 이어 마우스에서 케이칼 패치 제거를위한 막강 프로토콜을 소개합니다. IgA 특이적 세포 및 IgA 농도는 샴 그룹에서 그들에 비해 남성 C57BL/6 마우스에서 케이칼 패치의 제거시 유의하게 감소되었다. 동시에 관리 2% DSS와 AOM 거의 결과 80% 상당한 체중 감소 없이 sham 및 충 수 군모두에서 마우스 생존. 조직학적 결과는 대장 염증과 다른 정도의 선암을 확인했습니다. 이 모델은 장내 미생물 항상성 및 장내 대장염 및 악성 종양의 병인을 유지하는 부록의 기능적 역할에 대한 연구뿐만 아니라 약물 표적 치료의 잠재적 개발에 사용될 수 있습니다.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

임상 충수 절제술은 주로 염증 (예를 들어, 맹장염)으로 인해 맹장의 제거를 포함하는 표준외과 적 수술입니다 1,2,3. 그러나, vermiform 인간의 부록의 생물학적 기능은논란의 여지가 남아 4,5,6. 부록은 큰 창자에 있는 장에서 장에서 투영하는 흔적 남은 으로 여겨졌습니다. 최근까지, 진화, 면역학, 형태학 및 미생물 학적 연구는 부록이 뚜렷한 기능을 가질 수 있음을 제안했다. 이러한 역할은 면역 글로빈의 생산을 포함 (예를 들어, IgA와 IgG), 다양한 B 세포와 T 세포는 창자 관련 림프 조직 내에서 적응 면역 반응에 대한 중요한 (GALTs), 및 공생 미생물과 큰 장의 보충 6개 , 7명 , 8개 , 9개 , 10개 , 11세 , 12.

이전 충수 절제술 또는 급성 충수염 환자의 임상 역학 연구는 염증성 장 질환 (IBD), 대장암 및 비 위장관과 같은 인간 질병의 발병기전에 잠재적 인 역할을 밝혀냈습니다. 장애 (예를 들어, 파킨슨 병 및 심혈관 질환)13,14,15,16,17,18. 예를 들면, 75,979명의 충수 절제술 환자를 가진 큰 아시아 인구 코호트 연구 결과는 최근에 대장암의 충수 및 후속 발달 사이 중요한 협회를 보여주었습니다, 높은 부각을 가진 일반적인 악성의 한개및 필멸의 삶14,19. 따라서, 인간과 유사한 적합한 동물 충수 절제술 모델을 확립하는 것은 질병 병인에서 부록의 생물학적 기능 및 분자 기전을 조사하는 데 도움이 될 것이다.

많은 포유동물은 영장류, 라고모프(예를 들어, 토끼), 일부 설치류 및 marsupials20을포함하는 부록 또는 부록 과 같은 기관을 가지고 있다. 작고 일반적으로 사용되는 실험실 동물의 경우, 토끼는 인간21,22를닮은 형태학적으로 버미폼 부록을 가지고 있지만 토끼의 GALT는 인간에 비해 매우 크지 않습니다. 림프성 조직은 또한 작은 창자 및 대장21에있는 Peyer의 패치에서 있습니다. 부가적으로, 토끼는 인간으로부터상이다른 림프성 여포 구조, T 세포 분포 및 면역글로불린 밀도를 나타내며, 이는 그들의 부록의 연구를 부적절한21로만든다.

마우스는 인간 병리생리학을 연구하고 다양한 기존 및 신규 신개념 신생물을 시험하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 동물 모델(23,24,25)이다. 케칼 패치로 알려진 마우스에서 의 케쿰의 정점에 있는 단일 백색 대형 림프군은 인간 부록26,27,28과유사한 기능을 수행하는 것으로 생각된다. 그러나, 마우스에서 케이쿰으로부터 케이칼 패치를 분리하는 것은 실질적으로 어렵다. 지금까지, 마우스 모델에서 장수염을 유도하기위한 일반적인 외과 적 수술은 전체 계개에 대한 액세스를 얻기 위해 복벽을 통해 상대적으로 큰 절개 (예를 들어, 1-2cm)를 포함한다 (보충표1)29, 30,31,32,33,34,35,36.

본 명세서에서, 위장관 질환과 관련된 충수 절제술 모델을 생성하기 위해, 본 보고서는 마우스에서 케이칼 패치 제거를 위한 막다른 수술 프로토콜을 제시한다. 이것은 인간에서 보인 것과 유사한 대장염 관련 대장암의 유도를 위한 genotoxic 에이전트 AOM 및 pro-inflammatory agent DSS의 결합한 관리에 선행됩니다. IBD는 장암 37,38의위험인자인 것으로 나타났다. AOM/DSS-유도 된 만성 대장염 관련 대장암의 조합은 잘 확립되었으며, 독자는 상세한 절차에 대한 Neufert et al., 및 Thaker 등을 참조 할 수 있습니다39,40. 이 재현 가능하고 빠른 뮤린 충수 절제술 모델은 특히 IBD 및 대장암의 발달과 진행에서 부록 변조 된 대장 염증 및 결장 미생물을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.

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Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

모든 동물 절차는 시안 자오퉁 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었다 (아니. XJTULAC2019-1023).

1. 마우스 충수 절제술

  1. 집 8-10 주 오래 된 C57BL/6 수 컷 마우스 인증 된 특정 병원 체 무료 (SPF) 환경 에 대 한 1 수술 전에 주.
  2. 다음 멸균 수술 기구를 준비하십시오 : 마이크로 가위 1 쌍, 마이크로 집게 1 쌍, 살균 된 비 흡수성 봉합사의 두 가지 크기 (4-0 및 8-0), 바늘 홀더가있는 전기 응고 펜, 75 % 의료 알코올, 요오드 기반 스크럽 ( 예를 들어, 엔토오오딘) 및 멸균 면봉 패키지.
  3. 수술 중 복부 플러시 및 수분을 위해 미리 데운 0.9 % 생리식염수로 10 mL 주사기를 채웁니다.
  4. 100 mg/kg의 용량으로 1% 펜토바르비탈 나트륨으로 비 단식 마우스를 복강 내(i.p.)로 마취시킴. 페달 반사에 대한 반응이 부족하여 마취의 깊이를 확인하십시오.
    참고: 단일 마 취 복용량 은 마우스에 전체 진정 효과 보장 하기 위해 관리. 짧은 절차의 상황에서, 50 mg/kg의 나트륨 pentobarbital i.p. 충분 할 수 있습니다.
  5. 전기 면도기로 복부 모발을 부드럽게 면도하십시오.
  6. 저체온증을 방지하기 위해 가열 패드에 마우스를 놓습니다.
  7. 수술 중 자세 움직임을 방지하기 위해 사지에 의료 접착 테이프 4 스트립을 배치하여 플랫폼에 마우스를 고정합니다.
  8. 복부 전체를 부드럽게 터치하여 범프의 느낌을 찾습니다.
    참고: 대부분의 경우 범프 느낌은 항상 케이쿰의 정확한 위치를 나타냅니다. 소장의 나머지 부분에 가능한 손상을 피하기 위해, 복 부 절개 하기 전에 caecum의이 사전 위치 는 중요 하다.
  9. 멸균 커튼으로 덮고 요오드 기반 용액과 75 % 알코올의 교대로 수술 스크럽을 적용하여 복부의 면도 부위를 소독하십시오. 이 과정을 2x 반복합니다.
  10. 복부의 중간선에서 0.5-1.0 cm에 이르는 세로 절개를 합니다.
  11. caecum의 미리 결정된 위치에 따르면, 케이쿰에 도달하고 부드럽게 외장 (~ 1cm) 케이칼 패치를 식별합니다. 생리적 pH의 멸균, 미리 습이한 식염수 용액을 사용하여 장에 수분을 공급하십시오.
    참고 : 마우스의 케이컬 패치는 caecum의 일부이며 표면에 흰색 난모가 있는 것을 특징으로합니다.
  12. 수술 후 출혈과 감염의 잠재적 합병증을 방지하기 위해, 8-0을 사용하여 케이쿰의 장간막 혈관을 리게이트 봉합 사. 멸균 식염수로 케이쿰에 수분을 공급합니다.
  13. 4-0 봉합사를 사용하여 절제 부위를 근위 결장에서 카이쿰의 정점 근처의 열린 루프로 표시하십시오.
    참고: 케이컴을 개방 루프로 표시하면 절단에서 케이칼 함량이 누출되는 것을 방지할 수 있습니다.
  14. 마이크로 가위를 사용하여 표시된 절제 아래의 케이칼 패치를 잘라 내고 의료용 면봉으로 잔류 케이칼 함량을 닦아냅니다. 그런 다음 요오드 기반 스크럽으로 케이쿰의 그루터기를 소독하십시오.
  15. 8-0을 사용하여 실행 봉합사로 그루터기를 닫습니다. 봉합 사.
  16. 조심스럽게 이전에 caecum의 그루터기에서 절제에 사용되는 4-0 스레드 루프를 제거합니다.
  17. 요오드 기반 스크럽으로 봉합된 위치를 살균하십시오. 식염수로 수술 부위를 다시 수화하십시오.
  18. 8-0을 사용하여 실행 봉합사로 근육 층을 닫습니다. 봉합사 스레드.
  19. 4-0 봉합사 스레드로 중단 된 봉합사를 사용하여 피부 층을 닫습니다.
  20. 요오드 기반 스크럽으로 수술 컷을 2x 소독한 다음 75 % 의료 용 알코올을 사용하여 요오드를 제거하십시오.
  21. 마우스를 뒤로 가볍게 뒤집어 피하(s.c.)는 부프레노르핀의 체중 0.1 mg/kg과 생리식염수 0.4 mL를 주입하고 마우스가 의식에 복귀할 때까지 열 패드에 놓습니다.
  22. 마우스를 멸균 케이지에 다시 넣고 수술 후 3일 동안 통증 징후를 면밀히 모니터링하여 회복을 보장합니다.
    참고: 0.05 mg/kg buprenorphine의 수술 후 응용 프로그램은 개별 마우스의 통증 완화에 필요한 수 있습니다. 마우스가 대장염 관련 대장암의 추가 유도를 위해 수술 후 7 일 동안 회복할 수 있도록 하십시오.

2. AOM 및 DSS를 가진 만성 대장염 관련 대장암의 유도

참고 : 이 절차를 수행 7 일 후 충수.

  1. AOM 스톡 용액을 2.5 mL의 0.9% 멸균 식염수에 10 mg/mL의 농도로 용해시켜 AOM 스톡 솔루션을 준비합니다.
    참고: AOM은 빛에 민감합니다.
    1. Aliquot 2.5 mL의 준비된 AOM 스톡 용액을 알루미늄 호일로 감싸는 5 mL 유리 튜브에 넣고 사용 시 매번 -20°C에 보관합니다.
    2. AOM의 한 개의 알리쿼트 하나를 한 번 해동하고 0.9 % 멸균 식염수 (비율 1 :10)로 1 mg / mL의 농도로 희석하십시오.
      주의: AOM은 매우 발암성; 따라서 연기 후드에서 전체 준비 절차를 수행하십시오.
  2. 200 mL의 오토클레이브 워터에 DSS 파우더 4 g을 용해하여 2% (v) DSS 용액을 준비합니다.
    참고 : DSS의 농도는 마우스 변형, 성별 및 유도 주기에 따라 다를 수 있습니다. 3% DSS는 다른 마우스 균주에 사용될 수 있다.
  3. 동시에 생쥐에 갓 준비된 AOM/DSS를 투여한다. 이렇게 하려면 아래 단계를 따르십시오.
    1. 각 마우스에 대해 갓 준비된 AOM 작업 용액0.01 mL/g를 복강 내 주입하고 5일 동안 오토클레이브 워터를 2% DSS 용액으로 대체합니다.
      참고 : 각 케이지에는 5 마리의 마우스가 포함되어 있습니다. DSS 음주 병을 정기적으로 확인하여 치료 기간 동안 침전수가 발생하지 않도록 하십시오.
    2. 무게와 밀접하게 매일 각 마우스를 모니터링 할 수 있습니다.
      참고: 투여 하는 동안, 최대 20% 체중 감소와 마우스를 안락사 초기 무게 또는 허들의 징후에 비해, 가늘게 뜨고, 저체온증, 그리고 가난한 활동.
  4. 21일까지 AOM/DSS 투여 후 6일째에 신선한 오토클레이브 워터 1병을 제공하십시오(그림1B).
    참고 : 이것은 21 일로 구성된 하나의 완전한 주기입니다.
  5. 추가 2 주기에 대 한 단계를 반복 2.3-2.4 그리고 하루에 마우스를 희생 70.

3. 결장 염증 및 종양 의 평가 (70 일 후 AOM 투여)

  1. 자궁 경부 탈구에 이어 안락사 챔버에서 10 %의 채우기 속도로 CO2 흡입에 의해 마우스를 희생.
  2. 항문으로 일레오 복통 접합부 위에서 전체 결장 수확.
  3. 결장부를 세로로 열어 루멘 면을 노출시다. 전체 결장을 10cm 길이로 자르고 대장 조직을 10% 포르말린으로 72시간 동안 고정하여 헤마톡실린과 에오신(H&E) 염색을 합니다.

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Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

뮤린 충수 모델의 설립

이러한 만성 대장염 관련 대장암의 무린 충수 절제술 모델은 도1에 도시된 바와 같이 순차적 외과 및 유도 단계를 수행함으로써 생성될 수 있다. caecum의 가장 빈번한 위치는 복부의 중간 선 뒤에 좌우 장골 fossa에있습니다 (그림 2). 촉진 방법을 사용하여 복부 절개 전에 카이쿰의 사전 국소화의 성공률은 거의 70 %이다 (보충정보, 표S2). 충수 절제술 절차는 주로 6 개의 중요한단계로 구성됩니다 (그림 3). 충수 수술 중, 길이 0.5-1.0 cm만큼 작은 중간 절개는 외과 적 외상을 최소화하는 데 중요합니다 (그림3A). 복강 내 누출의 경...

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Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

대장염 관련 대장암의 뮤린 충수 절제술 모델은 마우스에서 높은 생존율을 가진 수술 단계를 사용하여 수득되었다. 대부분의 경우, 케이쿰이 복벽 아래에 위치했기때문에(보충표 1, 보충표 2및 도2), 개복술 없이 그 위치를 미리 판단하는 것이 어려웠다. 이러한 외과 적 프로토콜에서는, 범프를 만지기 쉬운 단계가 도입되었고, 소양 위치의 정량적 평가는 또한 소장의사전 국소화를 위한 정밀도를 높이기 위한 지침으로서 제공되었다(도 2). caecal 패치를 제거하는 해부학 적 특징의 착취는 창자의 의도하지 않은 부분의 중단을 최소화하여 충수 절제술의 잠재적 인 합병증과 복강 감염의 속도를 감소시입니다.

이 모델에는 세 가지 중요한 단계가 포함됩니다. 첫째, 개복술 전에 육안 검사 및 촉진은 케이쿰의 일반적인 위치를 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. ...

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Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 공개 할 것이 없다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 작품은 중앙대학 기초연구기금(G2018KY0302), 대학 기초연구개발기금(KT00062), 중국국립자연과학재단(81870380), 임상연구상(81870380) 등에서 부분적으로 지원되고 있다. 중국 시안 자오퉁 대학 의 첫 번째 제휴 병원 (NO. XJTU1AF-CRF-2015-029). 저자는 뮤린 충수 모델의 초기 탐사 단계에서 그의 기술적 제안에 대한 Chengxin Shi 박사뿐만 아니라 대장염과 대장 종양의 H&E 염색 결과의 평가에 대한 병리학자 Xi Liu 박사에게 감사드립니다. Y.L.은 수술 데모를 수행하고, 데이터 분석을 수행하고, 원고 초안을 작성했습니다. J.L., G.L., Z.P., 및 Y.M.은 외과 준비, 조직 수집 및 비디오 제작에 참여했습니다. M.Z.는 유세포분석 및 ELISA를 수행; Q.W. 및 H.X.는 임상적으로 관련된 뮤린 모델을 생성하는 기술 지원을 제공했습니다. R.X.Z.는 연구를 설계하고 연구를 감독하며 원고를 작성하고 증명했습니다. J.S.는 원고를 검토했습니다.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
아족시 메탄 (AOM)시그마 Aldrich, Inc.A5486
덱스트란 황산염 나트륨염(DSS)MP Biomedicals, Inc.160110
Entoiodine상하이 likon 첨단 기술 소독 주식 회사310102
디지털 캘리퍼스닝보 yuanneng 무역 유한 공사4859263
4-0 실크 봉합사 Yuanlikang 주식 회사20172650032
8-0 Prolene 봉합사 Yuanlikang 주식 회사20172650032
전기 응고 펜추앙 mei medical equipment co. LTD28221777292
일회용 주사기 1mlShengguang 의료 제품 co. LTD3262-2014
일회용 주사기 10mlShengguang 의료 제품 co. LTD3262-2014
75% 약용 알코올Shandong anjie 하이테크 소독 기술 co. LTD371402AAJ008
펜토바르비탈 나트륨 염시그마-알드리치, Inc.57-33-0
생리식염수산동 qidu 제약 주식 회사H37020766
흡수성 면봉허난 ruike 의료 co., LTDRK051
수술 기구 - 안과Jinzhong 상하이 주식 회사 주식회사WA3050

References

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