Protokół ten opisuje procedurę wywoływania uszkodzenia macicy w modelu mysim, po której następują dalsze analizy podczas kolejnej ciąży.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Protokół ten opisuje procedurę wywoływania uszkodzenia macicy w modelu mysim, po której następują dalsze analizy podczas kolejnej ciąży.
Uszkodzenie macicy spowodowane cesarskim cięciem (cesarskim cięciem) i innymi zabiegami (rozszerzanie i łyżeczkowanie, miomektomia itp.) może prowadzić do kilku chorób w kolejnych ciążach, w tym łożyska przodującego, spektrum przylegania łożyska (PAS), ciąży z blizną po cesarskim cięciu i pęknięcia macicy. Cesarskie cięcia stanowią około 30% porodów w USA, przy czym przewiduje się, że stawki wzrosną. W związku z tym niezbędne jest głębsze zrozumienie mechanizmów, w wyniku których powstają zaburzenia ciążowe związane z urazami, oraz platforma do testowania możliwych interwencji. Aby osiągnąć te cele, istnieje pilne zapotrzebowanie na zwierzęce modele uszkodzenia macicy, w szczególności te, które dotyczą wpływu urazu na późniejsze wyniki w życiu płodowym. Protokół ten opisuje nowatorską procedurę chirurgiczną dla modelu mechanicznie indukowanego uszkodzenia macicy u myszy laboratoryjnej (Mus musculus). Przedstawiono kroki podjęte w ramach przygotowań do operacji, indukcji samego urazu macicy oraz procedur rekonwalescencji pooperacyjnej. Podano dodatkowe informacje dotyczące dalszej sekcji myszy zarówno niebędących w ciąży, jak i ciężarnych. Ogólnie rzecz biorąc, poprzez wyszczególnienie zestawu procedur wywoływania uszkodzenia macicy w modelu in vivo , protokół ten przedstawia wykonalną metodę wyjaśniania molekularnych i komórkowych zdarzeń gojenia się ran macicy i ich wpływu na późniejszą ciążę.
Chociaż 1 na 3 porody w USA odbywa się przez cesarskie cięcie (cesarskie cięcie), niewiele wiadomo o tym, jak goi się macica i jak uszkodzona macica prowadzi do komplikacji w kolejnych ciążach 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12, Rozdział 13. Powikłania te obejmują pęknięcie macicy, łożysko przodujące, PAS i ciążę z blizną po cesarskim cięciu, które razem dotykają ~ 2,5% pacjentek, które miały jedno lub więcej cesarskich cięć 1,2,6,8,12,14,15,16,17. Łożysko przodujące charakteryzuje się nieprawidłowym umieszczeniem łożyska w dolnej części macicy 4,16. Powoduje to nie tylko fizyczną niedrożność szyjki macicy i zwiększone ryzyko krwawienia w czasie ciąży, ale jest również istotnym czynnikiem ryzyka cięższego, inwazyjnego stanu PAS 8,12. PAS definiuje się jako nadmierną inwazję łożyska zbyt głęboko w tkanki matki, nawet do pęcherza moczowego lub odbytnicy, i często wymaga histerektomii przez cesarskie cięcie, aby wykluczyć zagrażający życiu krwotok matki12,17. Ciąże z bliznami po cesarskim cięciu, choć rzadkie, niosą ze sobą wysoki odsetek powiązanych chorób, w tym poronienia, obumarcia płodu i przedwczesnego porodu18,19. Oprócz powikłań związanych z historią wcześniejszych cesarskich cięć, inne zabiegi macicy, takie jak miomektomia lub dylatacja i łyżeczkowanie (D&C), również prowadzą do chorób chorobowych pacjentki. Na przykład, ~ 30% pacjentek poddawanych D&C po późnym samoistnym poronieniu i do 46% pacjentek poddawanych drugiej histeroskopowej resekcji mięśniaka gładkokomórkowego rozwija zrosty wewnątrzmaciczne charakterystyczne dla zespołu Ashermana (AS)20,21. AS dotyka ~ 2% kobiet, powodując brak miesiączki, bolesne miesiączkowanie, niepowodzenie implantacji zarodka, nawracające utrata ciąży, przedwczesny poród i/lub PAS21,22. W związku z tym, biorąc pod uwagę znaczną liczbę poważnych zachorowań i śmiertelności związanych z wcześniejszymi urazami macicy, eksperymentalny model zwierzęcy ma kluczowe znaczenie nie tylko dla wyjaśnienia mechanizmów, za pomocą których rany macicy goją się i jak uszkodzenie macicy wpływa na późniejsze wyniki ciąży, ale także jako platforma do rozwoju nowatorskiej diagnostyki i terapii23,24.
W związku z tym w kilku badaniach opracowano mysie modele uszkodzenia macicy. Jednak wczesne badania albo nie badały konsekwencji uszkodzenia macicy na kolejne ciąże25, albo ograniczały uszkodzenia powierzchni światła macicy w celu zbadania implantacji zarodka poza oknem receptywności endometrium u myszy poddanych owariektomii26. Aby wypełnić te luki w wiedzy, model opisany w tym protokole, wraz z innymi niedawnymi badaniami, przedstawia nowatorską metodologię chirurgiczną wprowadzania uszkodzenia macicy u myszy27,28. Protokół ten wykorzystuje zwykłą mysz laboratoryjną jako organizm modelowy ze względu na jej szeroką dostępność, podatność genetyczną, krótką ciążę, szybki czas od urodzenia do dojrzewania, duże rozmiary miotu i opłacalność. Ponadto cecha anatomiczna dwóch rogów macicy u myszy pozwala na wewnętrzną kontrolę z nieuszkodzonym rogiem u każdego zwierzęcia doświadczalnego, a także na możliwość oddzielenia miejscowych wad bezpośrednio przy bliźnie vs. globalne wady w całym środowisku macicy. Podejście opisane w tym protokole obejmuje prostą laparotomię grzbietową, po której następuje użycie zadziornej igły w celu wykonania nacięcia zarówno przez warstwę endometrium, jak i mięśniówkę macicy pojedynczego rogu macicy. Metodologia ta najwierniej naśladuje urazy obserwowane podczas cesarskich cięć i miomektomii, chociaż można ją łatwo zmodyfikować w celu zbadania urazów bez nacięcia, takich jak D&C, które poprzedzają AS29,30. Po urazie zwierzętom pozwala się na powrót do zdrowia, a następnie kryje się je z samcami reproduktora w czasie ciąży w celu zbadania konsekwencji urazu dla późniejszych wyników w macicy27,28.
Chociaż ogólna strategia jest podobna do innych ostatnich badań, istnieją aspekty tego protokołu, które zapewniają wyraźne korzyści. Na przykład zarówno Li i wsp., jak i Burke i wsp. uzyskali dostęp do macicy brzusznie, a nie grzbietowo, jak opisano tutaj 31,32. Podejście grzbietowe jest zarówno prostsze do wykonania, jak i bardziej sprzyja szybkiej rekonwalescencji pooperacyjnej zwierzęcia. W przypadku myszy niebędących w ciąży w badaniu Burke i wsp., do zeskrobywania endometrium użyto wygiętych igieł lub kiret, naśladując w ten sposób D&C, w przeciwieństwie do urazów nacięć o pełnej grubości w tym protokole, które dokładniej modelują cesarskie cięcia i miomektomie32. U myszy okołoporodowych Burke i in. wprowadzili nacięcia na mezometrium, w przeciwieństwie do powierzchni antymesometrialnej, na której zagnieżdżają się zarodki, jak opisano tutaj. Używając igły z zadziorami, w przeciwieństwie do nożyczek używanych przez Li i wsp.31, podejście to można łatwiej zmodyfikować od urazów o pełnej grubości do urazów ograniczonych endometrium, aby modelować zarówno D&C, jak i cesarskie cięcia i miomektomię. Zarówno Li i wsp., jak i Burke i wsp. zamknęli rany macicy szwami, które, choć bardziej wierne wydarzeniom podczas cesarskiego cięcia, wprowadzają dodatkową zmienność w procesie gojenia, a także potencjalne skutki dla ciał obcych 31,32,33,34,35,36. W podobnych badaniach na szczurach wykorzystano drogi brzuszne w celu wygenerowania ran macicy o pełnej grubości37,38 lub39 nacięć, które są zamykane za pomocą szwów 37,38,39 zarówno u kobiet niebędących w ciąży38,39, jak i w ciąży37 zwierzęta. W związku z tym przedstawiony tutaj protokół jest szczególnie odpowiedni dla badaczy zainteresowanych łatwym i powtarzalnym podejściem, które wymaga minimalnego doświadczenia chirurgicznego, odnosi się do zdarzeń związanych z implantacją zarodka i łożyskiem po urazie macicy o pełnej grubości i można go łatwo dostosować do szerokiej gamy pytań, w tym podobnych do D&C urazów endometrium27,28.
Krok 1 tego protokołu określa kroki przedoperacyjne. Krok 2 opisuje procedurę chirurgiczną mającą na celu wywołanie uszkodzenia rogu macicy. Wreszcie, Krok 3 szczegółowo opisuje sekcję ciężarnej matki w celu zbadania wpływu operacji macicy na kolejną ciążę. Podsumowując, badanie to przedstawia unikalny model chirurgiczny gojenia się ran macicy u gryzoni i związanych z tym wyników ciąży, który jest szybki do wykonania i łatwy do przyjęcia.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie procedury przedstawione w tym protokole zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt (IACUC) Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis (Protokół IACUC #23985). Procedury opisane w tym protokole są zwykle wykonywane na samicach C3H w wieku 7-10 tygodni i wadze 19-25 g, chociaż protokół ten jest odpowiedni dla samic myszy wszystkich szczepów, wieku i wagi, w zależności od pytania badacza. Monitoruj zwierzęta przed operacją, aby upewnić się, że do badań wykorzystywane są tylko zdrowe zwierzęta bez oznak urazu lub stresu. Szczegółowe informacje na temat odczynników i używanego sprzętu są wymienione w Tabeli materiałów.
1. Przygotowanie pola operacyjnego
2. Chirurgiczna indukcja uszkodzenia macicy
UWAGA: W tej sekcji opisano operację i procedurę wprowadzania urazu do pojedynczego rogu macicy samicy myszy, która nie jest w ciąży. Najpierw wykonuje się laparotomię grzbietową w celu odsłonięcia górnej części rogu macicy. Następnie do światła macicy wprowadza się zadziorną igłę o wadze 25 G, aby uszkodzić błonę śluzową macicy i, w razie potrzeby, przeciąć mięśniówkę macicy. W ten sposób powstaje podłużna rana w uszkodzonym rogu macicy, co umożliwia dalsze eksperymenty w celu odpowiedzi na takie pytania, jak gojenie się macicy i jak uraz wpływa na późniejszą ciążę. Ważne jest, aby zwierzę zostało odpowiednio uspokojone przed wykonaniem zabiegu. Jak opisano w kroku 1, kilka parametrów wskazuje, że zwierzę jest odpowiednio znieczulone. Należą do nich ustanie ruchu, zmniejszenie częstości oddechów i brak odruchu kończyn przednich. Ponadto odruch kończyn tylnych przy lekkim dotyku powinien być nieobecny, chociaż odruch ten czasami pozostaje obecny pomimo odpowiedniego znieczulenia, jeśli zostanie przyłożony wystarczający nacisk40,42.
3. Krycie i sekcja ciężarnych myszy w celu oceny konsekwencji uszkodzenia macicy
UWAGA: W zależności od konkretnego pytania badawczego można przeprowadzić różne analizy punktów końcowych po urazie macicy. Na przykład zwierzęta, które nie są w ciąży, mogą być poddawane sekcji w różnych punktach czasowych po urazie w celu zbadania kinetyki gojenia się ran27. Ponadto zranione zwierzęta mogą zostać zapłodnione poprzez naturalne krycie lub transfer zarodków w celu zbadania wpływu urazu na kolejne ciąże27. Ten Krok opisuje ocenę rozwoju embrionalnego i łożyskowego w uszkodzonym środowisku macicy. W szczególności krok ten zawiera szczegółowe informacje na temat ustalania krycia w określonym czasie i sekcji zwierząt w 12,5 dniu ciąży w embrionalnym dniu ciąży (E12,5, z porannym czopem dopochwowym zdefiniowanym jako E0,5; więcej informacji na temat identyfikacji czopów dopochwowych w kroku 3.2 poniżej). Ogólnie rzecz biorąc, krok 3 stanowi przykład dalszych analiz, które można przeprowadzić po urazie w celu zbadania określonego zestawu pytań eksperymentalnych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Po zabiegu chirurgicznym z zastosowaniem ketaminy/ksylazyny jako środka znieczulającego, zwierzęta zazwyczaj odzyskują częściową sprawność ruchową w ciągu ~1 h, a pełną sprawność w ciągu ~4-6 h. Wybudzanie z znieczulenia izofluranem następuje zazwyczaj w ciągu kilku minut. Wszelkie powikłania, które mogą wystąpić, takie jak rozszerzenie rany lub ból, są zazwyczaj widoczne w ciągu 1-3 dni po operacji. Należy przeprowadzać codzienne kontrole dobrostanu w celu monitorowania bólu lub powikłań, aż do czasu zagojenia się nacię...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Cesarskie cięcie stanowi ~33% porodów w USA i do 55%-65% porodów w krajach takich jak Brazylia i Egipt12,52, a jednak niewiele wiadomo o tym, jak macica goi się po urazie lub jak te urazy wpływają na kolejne ciąże. Chociaż wcześniejsze cesarskie cięcie jest głównym czynnikiem ryzyka zaburzeń ciąży, takich jak spektrum przylegania łożyska (PAS) i łożysko przodujące, mechanizmy, w wyniku których one powstają, są niejasne 3,6,14,17...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają do zadeklarowania konfliktu interesów.
Dziękujemy UC Davis Teaching and Research Animal Care Services (TRACS) za ich ciągłe wsparcie hodowlane, proceduralne i logistyczne. Dziękujemy Animal Model Core UC Davis Cardiovascular Research Institute (CVRI) i głównemu dyrektorowi dr Yi-Je (Jay) Chen, D.V.M., Ph.D. za wskazówki techniczne i wsparcie, a także korzystanie z sali operacyjnej podczas filmowania. Dziękujemy wszystkim członkom laboratorium Zhang za ich wsparcie dla tej pracy. Rysunek 5A został utworzony za pomocą BioRender.com (https://BioRender.com/ig9sfon).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 0,9% NaCl do wstrzykiwań, sterylne | Fresenius Kabi | 63323-186-10 | |
| 25 G x 5/8 cala BD PrecisionGlide&handel; Igła | BD | 305122 | |
| 70% etanolu | Fisher Naukowy | BP82031GAL | |
| Wchłanialny szew vicryl 4-0 | Etyka | Zobacz materiał J214 | |
| Klatki dla zwierząt | Firma VWR | 10712-110 oraz 10715-323 | Dopuszczalne są klatki dostarczone przez zakład dla zwierząt badacza |
| Zwierzęcy kolczyk w ucho | Fisher Naukowy | 13-812-201 | |
| System zamykania ran AutoClip | Narzędzia naukowe | 12020-00 | |
| Strzykawka insulinowa U-100 | Fisher Naukowy | 14-826-79 | Marka BD |
| Waciki Betadine | Linia medline | MDS093901 | |
| Buprenorfina o przedłużonym uwalnianiu, 1,3 mg/ml (Ethiqa XR) | Fidelis Pharmaceuticals | 099114 | Dopuszczalne są alternatywne buprenorfiny o przedłużonym uwalnianiu lub chlorowodorku buprenorfiny |
| Karprofen (RIMADYL) 50 mg/ml | Urządzenie Zoetis | FELGA-00284R1 | |
| Zakrzywione nożyczki do tęczówki | Światowe instrumenty precyzyjne | 501759G | |
| Sterylizator narzędzi chirurgicznych z suchymi szklanymi kulkami | VWR MIĘDZYNARODOWA | 75999-324 | |
| Wkład do suchych kulek szklanych | VWR MIĘDZYNARODOWA | 75999-332 | |
| Samice myszy, zwykle w wieku od 8 do 12 tygodni, np. szczep C3H | Rzeka Karola | 025 | |
| Cienkie nożyczki - zakrzywione 10,5 cm | Narzędzia naukowe | 14370-23 | |
| Trymer do futra | Fisher Naukowy | 50-195-4544 | |
| Zadowolona prasa ' n Pieczęć | Fisher Naukowy | NC1089054 | |
| Rękawice nitrylowe | Fisher Naukowy | 19-130-1597C | |
| H2O, sterylnie destylowany | Narzędzia naukowe | 15230170 | |
| Oświetlacz do operacji | AmScope | HL150-AY | |
| Ketamina, 100 mg/ml (zetamina) | Dechra (Głuch) | 501072 | |
| Fartuch laboratoryjny | Uline powiedział: | S-15376W-50 | |
| Mikroskop świetlny | Fisher Naukowy | Zobacz materiał S13039 | |
| Wałek do kłaczków | Fisher Naukowy | 17-018-329 | |
| Krem do depilacji Nair | Cel | 049-06-3304 | |
| Uchwyt na igłę | Narzędzia naukowe | 12500-12 | |
| Ręczniki papierowe | Scott | 1804 | |
| szalka Petriego | Fisher Naukowy | 08-757-100 | |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS) | Thermo Fisher Naukowy | 10010023 | |
| Plastikowa zlewka | Thermo Fisher Naukowy | 12010250 | |
| Głowica nasadcza z wygiętym końcem | Fisher Naukowy | 08-995 | |
| Marka rybaków&handel; Woreczki do sterylizacji z natychmiastowym uszczelnieniem 9 cm (szer.) x 13,3 cm (wys.) | Fisher Naukowy | 181250 | |
| Marka rybaków&handel; Woreczki do sterylizacji z natychmiastowym uszczelnieniem 9 cm (szer.) x 23 cm (wys.) | Fisher Naukowy | 181251 | |
| Kleszcze, w porządku, #5 | Narzędzia naukowe | 11254-20 | |
| Kleszcze, w porządku, #55 | Narzędzia naukowe | 11295-51 | |
| Skala | Fisher Naukowy | Numer katalogowy S93805 powiedział: | |
| Nożyczki chirurgiczne | Narzędzia naukowe | 14060-09 | |
| Butelka z rozpylaczem | Fisher Naukowy | S413505P | |
| Sterylne waciki nasączone alkoholem | Fisher Naukowy | 22-363-750 | |
| Sterylna okulistyczna maść weterynaryjna | Puralube (Purałub) | PH-PURALUBE-VET | |
| Sterylne waciki do aplikacji maści do oczu | Fisher Naukowy | 18-366-472 | |
| Woreczki do sterylizacji | Fisher Naukowy | 19-910-673 | |
| Serweta chirurgiczna | Fisher Naukowy | 50-209-1792 | |
| Chirurgiczny czepek do włosów | Uline powiedział: | S-10480BLU | |
| Maski chirurgiczne | Fisher Naukowy | 18-048-010 | |
| Thomas Scientific Chłonny podkład pod ławkę, podkładki pod ławki, 16,5 x 23 cale / 42 x 58 cm | Fisher Naukowy | NC1588452 | |
| Komora grzewcza/indukcyjna z pełnym ociepleniem podłogi | Fisher Naukowy | 14-370-302 | |
| Wkłady do klipsów do ran | Narzędzia naukowe | 12022-09 | |
| 100 mg / ml ksylazyny | Dechra (Głuch) | Rompun 100 mg/ml ksylazyna |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.