Name: Analiza korzystnego wpływu suplementów diety na funkcje bariery nabłonkowej jelit podczas eksperymentalnego zapalenia jelita grubego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-01-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 58 s
Description: Poznaj metodę oceny wpływu suplementów diety na funkcje bariery nabłonkowej jelit w modelu zapalenia jelita grubego u myszy. Technika umożliwia analizę morfologii okrężnicy i stresu oksydacyjnego.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca była wspierana przez granty z Meksykańskiej Rady ds. Nauki i Technologii (Conacyt, 207268 i 233395 dla Michaela Schnoora). KFCO jest laureatem stypendium Conacyt (396260) w celu uzyskania tytułu magistra.

<ol><li>Souza, H. S., Fiocchi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Immunopathogenesis+of+IBD%3A+current+state+of+the+art%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Gastroenterol+Hepatol%22%5BJournal%5D)">Immunopathogenesis of IBD: current state of the art.</a> Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 13, 13-27 (2016).</li>
<li>Xavier, R. J., Podolsky, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unravelling+the+pathogenesis+of+inflammatory+bowel+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Unravelling the pathogenesis of inflammatory bowel disease.</a> Nature. 448, 427-434 (2007).</li>
<li>Neuman, M. G., Nanau, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inflammatory+bowel+disease%3A+role+of+diet%2C+microbiota%2C+life+style%5BTitle%5D)+AND+%22Transl+Res%22%5BJournal%5D)">Inflammatory bowel disease: role of diet, microbiota, life style.</a> Transl Res. 160, 29-44 (2011).</li>
<li>Lowenberg, M., D'Haens, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Next-Generation+Therapeutics+for+IBD%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Gastroenterol+Rep%22%5BJournal%5D)">Next-Generation Therapeutics for IBD.</a> Current Gastroenterol Rep. 17, 21(2015).</li>
<li>Bernstein, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Does+everyone+with+inflammatory+bowel+disease+need+to+be+treated+with+combination+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Gastroenterol%22%5BJournal%5D)">Does everyone with inflammatory bowel disease need to be treated with combination therapy.</a> Curr Opin Gastroenterol. , (2016).</li>
<li>Nanau, R. M., Neuman, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nutritional+and+probiotic+supplementation+in+colitis+models%5BTitle%5D)+AND+%22Dig+Dis+Sci%22%5BJournal%5D)">Nutritional and probiotic supplementation in colitis models.</a> Dig Dis Sci. 57, 2786-2810 (2012).</li>
<li>Yamamoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nutrition+and+diet+in+inflammatory+bowel+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Gastroenterol%22%5BJournal%5D)">Nutrition and diet in inflammatory bowel disease.</a> Curr Opin Gastroenterol. 29, 216-221 (2013).</li>
<li>Vargas Robles, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+Colitis+Is+Attenuated+by+Cardioprotective+Diet+Supplementation+That+Reduces+Oxidative+Stress%2C+Inflammation%2C+and+Mucosal+Damage%5BTitle%5D)+AND+%22Ox+Med+Cell+Longev%22%5BJournal%5D)">Experimental Colitis Is Attenuated by Cardioprotective Diet Supplementation That Reduces Oxidative Stress, Inflammation, and Mucosal Damage.</a> Ox Med Cell Longev. , 8473242(2016).</li>
<li>Vargas-Robles, H., Rios, A., Arellano-Mendoza, M., Escalante, B. A., Schnoor, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antioxidative+diet+supplementation+reverses+high-fat+diet-induced+increases+of+cardiovascular+risk+factors+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Ox+Med+Cell+Longev%22%5BJournal%5D)">Antioxidative diet supplementation reverses high-fat diet-induced increases of cardiovascular risk factors in mice.</a> Ox Med Cell Longev. 2015, 467471(2015).</li>
<li>Perse, M., Cerar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dextran+sodium+sulphate+colitis+mouse+model%3A+traps+and+tricks%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Dextran sodium sulphate colitis mouse model: traps and tricks.</a> J Biomed Biotechnol. 2012, 718617(2012).</li>
<li>Chassaing, B., Aitken, J. D., Malleshappa, M., Vijay-Kumar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dextran+sulfate+sodium+%28DSS%29-induced+colitis+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Protoc.+Immunol%22%5BJournal%5D)">Dextran sulfate sodium (DSS)-induced colitis in mice.</a> Curr. Protoc. Immunol. 104, Unit 15 25(2014).</li>
<li>Laroui, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dextran+sodium+sulfate+%28DSS%29+induces+colitis+in+mice+by+forming+nano-lipocomplexes+with+medium-chain-length+fatty+acids+in+the+colon%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Dextran sodium sulfate (DSS) induces colitis in mice by forming nano-lipocomplexes with medium-chain-length fatty acids in the colon.</a> PLoS One. 7, 32084(2009).</li>
<li>Mennigen, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probiotic+mixture+VSL%233+protects+the+epithelial+barrier+by+maintaining+tight+junction+protein+expression+and+preventing+apoptosis+in+a+murine+model+of+colitis%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Gastrointest+Liver+Physiol%22%5BJournal%5D)">Probiotic mixture VSL#3 protects the epithelial barrier by maintaining tight junction protein expression and preventing apoptosis in a murine model of colitis.</a> Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 296, 1140-1149 (2009).</li>
<li>Park, C. M., Reid, P. E., Walker, D. C., MacPherson, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple%2C+practical+%27swiss+roll%27+method+of+preparing+tissues+for+paraffin+or+methacrylate+embedding%5BTitle%5D)+AND+%22J+Microsc%22%5BJournal%5D)">A simple, practical 'swiss roll' method of preparing tissues for paraffin or methacrylate embedding.</a> J Microsc. 145, 115-120 (1987).</li>
<li>Shen, W., Gaskins, H. R., McIntosh, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+dietary+fat+on+intestinal+microbes%2C+inflammation%2C+barrier+function+and+metabolic+outcomes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nutr+Biochem%22%5BJournal%5D)">Influence of dietary fat on intestinal microbes, inflammation, barrier function and metabolic outcomes.</a> J Nutr Biochem. , (2013).</li>
<li>Bruewer, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interferon-gamma+induces+internalization+of+epithelial+tight+junction+proteins+via+a+macropinocytosis-like+process%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+J%22%5BJournal%5D)">Interferon-gamma induces internalization of epithelial tight junction proteins via a macropinocytosis-like process.</a> FASEB J. 19, 923-933 (2005).</li>
<li>Fournier, B. M., Parkos, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+neutrophils+during+intestinal+inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Muc+Immunol%22%5BJournal%5D)">The role of neutrophils during intestinal inflammation.</a> Muc Immunol. 5, 354-366 (2012).</li>
<li>Yan, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+and+spatial+analysis+of+clinical+and+molecular+parameters+in+dextran+sodium+sulfate+induced+colitis%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Temporal and spatial analysis of clinical and molecular parameters in dextran sodium sulfate induced colitis.</a> PLoS One. 4, 6073(2009).</li>
<li>Maxwell, J. R., Viney, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overview+of+mouse+models+of+inflammatory+bowel+disease+and+their+use+in+drug+discovery%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Prot+Pharmacol%2C+S.J.+Enna%22%5BJournal%5D)">Overview of mouse models of inflammatory bowel disease and their use in drug discovery.</a> Curr Prot Pharmacol, S.J. Enna. , Chapter 5, Unit 5.57 (2009).</li>
<li>Ostanin, D. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((T+cell+transfer+model+of+chronic+colitis%3A+concepts%2C+considerations%2C+and+tricks+of+the+trade%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Gastrointest+Liver+Physiol%22%5BJournal%5D)">T cell transfer model of chronic colitis: concepts, considerations, and tricks of the trade.</a> Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 296, 135-146 (2009).</li>
<li>Randhawa, P. K., Singh, K., Singh, N., Jaggi, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+on+chemical-induced+inflammatory+bowel+disease+models+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Kor+J+Physiol+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">A review on chemical-induced inflammatory bowel disease models in rodents.</a> Kor J Physiol Pharmacol. 18, 279-288 (2014).</li>
<li>Whittem, C. G., Williams, A. D., Williams, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Murine+Colitis+modeling+using+Dextran+Sulfate+Sodium+%28DSS%29%5BTitle%5D)+AND+%22JoVE%22%5BJournal%5D)">Murine Colitis modeling using Dextran Sulfate Sodium (DSS).</a> JoVE. , (2010).</li>
<li>Wirtz, S., Neufert, C., Weigmann, B., Neurath, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemically+induced+mouse+models+of+intestinal+inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Prot%22%5BJournal%5D)">Chemically induced mouse models of intestinal inflammation.</a> Nat Prot. 2, 541-546 (2007).</li>
<li>Naydenov, N. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonmuscle+Myosin+IIA+Regulates+Intestinal+Epithelial+Barrier+in+vivo+and+Plays+a+Protective+Role+During+Experimental+Colitis%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Nonmuscle Myosin IIA Regulates Intestinal Epithelial Barrier in vivo and Plays a Protective Role During Experimental Colitis.</a> Sci Rep. 6, 24161(2016).</li>
<li>Sumagin, R., Robin, A. Z., Nusrat, A., Parkos, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transmigrated+neutrophils+in+the+intestinal+lumen+engage+ICAM-1+to+regulate+the+epithelial+barrier+and+neutrophil+recruitment%5BTitle%5D)+AND+%22Muc+Immunol%22%5BJournal%5D)">Transmigrated neutrophils in the intestinal lumen engage ICAM-1 to regulate the epithelial barrier and neutrophil recruitment.</a> Muc Immunol. 7, 905-915 (2014).</li>
<li>Laukoetter, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((JAM-A+regulates+permeability+and+inflammation+in+the+intestine+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Med%22%5BJournal%5D)">JAM-A regulates permeability and inflammation in the intestine in vivo.</a> J Exp Med. 204, 3067-3076 (2007).</li>
<li>Viennois, E., Chen, F., Laroui, H., Baker, M. T., Merlin, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dextran+sodium+sulfate+inhibits+the+activities+of+both+polymerase+and+reverse+transcriptase%3A+lithium+chloride+purification%2C+a+rapid+and+efficient+technique+to+purify+RNA%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Res+Notes%22%5BJournal%5D)">Dextran sodium sulfate inhibits the activities of both polymerase and reverse transcriptase: lithium chloride purification, a rapid and efficient technique to purify RNA.</a> BMC Res Notes. 6, 360(2013).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Aby można było stosować suplementy diety w badaniach klinicznych, korzyści i bezpieczeństwo takich suplementów muszą być dokładnie ocenione in vivo w badaniach na zwierzętach. W przypadku zapalenia jelita grubego ustalono kilka odpowiednich modeli zwierzęcych, które przypominają kliniczne objawy IBD, w tym modele chemiczne wykorzystujące DSS, TNBS lub kwas octowy; modele nokautujące (KO), takie jak IL10-KO; i zapalenie jelita grubego wywołane przez komórki odpornościowe za pomocą adoptywnego transferu limfocytów...

Zapalenie jelita grubego to stan zapalny jelita grubego, który może powodować biegunkę i bóle brzucha. Zapalenie jelita grubego może być ostre, w odpowiedzi na infekcję lub stres, lub może rozwinąć się jako choroba przewlekła, taka jak wrzodziejące zapalenie jelita grubego (UC), które należy do grupy chorób zapalnych jelit (IBD). Chociaż objawy kliniczne WZJG zostały dobrze opisane, patogeneza jest nadal słabo poznana1. Eksperci zgadzają się, że WZJG jest chorobą wieloczynnikową, w której główną rolę odgrywają mutacje genetyczne i nieprawidłowe odpowiedzi immunologiczne2. Jednak czynniki środowiskowe, takie jak styl życia i odżywianie, również przyczyniają się do rozwoju i progresji choroby3.
Niestety, IBD nie jest uleczalne, ale istnieje wiele opcji leczenia, które mają na celu złagodzenie objawów klinicznych. Obecne metody leczenia obejmują leki przeciwzapalne, takie jak sulfasalazyna i kortykosteroidy; leki immunosupresyjne, takie jak azatiopryna; przeciwciała monoklonalne, które wychwytują cytokiny prozapalne, takie jak czynnik martwicy nowotworu-α (TNF-α), lub blokują cząsteczki adhezyjne, takie jak integryny, w celu zmniejszenia nadmiernej rekrutacji leukocytów; oraz inhibitory, które celują w kinazy, które wyzwalają szlaki prozapalne, takie jak kinaza janusowa (JAK)4. Nie wszyscy pacjenci reagują na wszystkie metody leczenia, dlatego strategie terapeutyczne muszą być zindywidualizowane5. Co więcej, większość z tych leków terapeutycznych zakłóca metabolizm i odpowiedź immunologiczną, często powodując poważne skutki uboczne. Z tego powodu zbadano alternatywne opcje leczenia.
Alternatywne metody leczenia obejmują probiotyki i suplementy diety, które były stosowane w modelach zwierzęcych i badaniach klinicznych z różnym powodzeniem6,7. Niedawno odkryliśmy, że stosowanie różnych pojedynczych suplementów diety, takich jak witaminy przeciwutleniające lub ω3-wielonienasycone kwasy tłuszczowe (PUFA), jest gorsze niż stosowanie kombinacji takich suplementów w łagodzeniu objawów zapalenia jelita grubego i chorób sercowo-naczyniowych8,9. Badania te przeprowadzono na myszach, więc badania kliniczne muszą być przeprowadzone na ludziach, aby ustalić, czy te wyniki będą miały również zastosowanie u ludzi. Przed rozpoczęciem badań klinicznych należy ocenić skuteczność i bezpieczeństwo nowych opcji leczenia na modelach zwierzęcych.
Dla IBD, model siarczanu dekstranu sodu (DSS) jest szeroko stosowany do badania mechanizmów rozwoju choroby i korzystnego wpływu leków i suplementów diety6,10. W większości badań wywoływana jest tylko ostra choroba w okresie siedmiu dni; niemniej jednak objawy kliniczne obserwowane u tych zwierząt są bardzo podobne do tych obserwowanych u pacjentów z IBD (tj. krwawa biegunka, utrata masy ciała, dysfunkcja nabłonka i infiltracja komórek odpornościowych)10. DSS indukuje nadżerki błony śluzowej, powodując dysfunkcję bariery i zwiększoną przepuszczalność nabłonka jelitowego11. Dokładny mechanizm pozostaje nieznany. Jednak badanie sugeruje, że DSS oddziałuje z kwasami tłuszczowymi o średniej długości łańcucha, tworząc nanolipokompleksy, które są w stanie wniknąć do komórek nabłonka i indukować zapalne szlaki sygnałowe12. W tym artykule szczegółowo opisujemy, w jaki sposób indukuje się i analizuje zapalenie jelita grubego u myszy, w jaki sposób suplementy diety są stosowane przez zgłębnik, aby zapewnić stałą dawkę u każdego zwierzęcia oraz jak badany jest wpływ takich suplementów na różne objawy zapalenia jelita grubego.

<table><tbody><tr><td>0,3% żelatyny&nbsp;</td><td>Bioxon</td><td>158</td><td></td></tr><tr><td>10% formaldehyd</td><td>J.T. Baker</td><td>2106-03</td><td></td></tr><tr><td>96-dołkowa płytka z płaskim dnem</td><td>Corning</td><td>3368</td><td></td></tr><tr><td>Absolutny etanol&nbsp;</td><td>J.T. Baker</td><td>9000-03</td><td></td></tr><tr><td>Ksylen absolutny</td><td>J.T. Baker</td><td>9490-03</td><td></td></tr><tr><td>ABTS</td><td>Sigma Aldrich</td><td>H5882</td><td></td></tr><tr><td>Albumina surowicy bydlęcej</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>9048-46-8</td><td></td></tr><tr><td>ColoScreen</td><td>Helena Laboratories</td><td>5072</td><td></td></tr><tr><td>Corabion (uprzejmie dostarczone przez Merck, Naucalpan, Meksyk)</td> <td>Merck</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Siarczan dekstranu Sól sodowa</td><td>Affymetrix</td><td>9011-18-1</td> <td>(MWW 40 000-50 000)</td></tr><tr><td>Dihydroethidium</td><td>Life Technology</td><td>D11347</td><td></td></tr><tr><td>Eozyna-Y&nbsp;</td><td>J.T. Baker</td><td>L087-03</td><td></td></tr><tr><td>Evans niebieski</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>314-13-6</td><td></td></tr><tr><td>Karmienie&nbsp; igła</td><td>Cadence Science Inc.</td><td>9921</td><td></td></tr><tr><td>Stojak na szkiełka z uchwytem</td><td>Mikroskopia elektronowa</td><td>70312-16</td><td></td></tr><tr><td>Szkiełka</td><td>podstawowe Corning</td><td>2947</td><td></td></tr><tr><td>Hematoksylina Harrisa&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H3136</td><td></td></tr><tr><td>Hexadecyltrimethyammonium (HTAB)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>H6269</td><td></td></tr><tr><td>Histosette (kaseta do zatapiania)</td><td>Simport</td><td>M498.2</td><td></td></tr><tr><td>Kwas solny 1 M</td><td>J.T. Baker</td><td>9535-62</td><td></td></tr><tr><td>Nadtlenek wodoru</td><td>Sigma Aldrich</td><td>H3410</td><td></td></tr><tr><td>Ketamina</td><td>PiSA Agropecuaria</td><td>Q-7833-028</td><td></td></tr><tr><td>Parafina płynna&nbsp;</td><td>Paraplast</td><td>39501-006</td><td></td></tr><tr><td>Węglan litu&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>2362</td><td></td></tr><tr><td>N,N,N-dimetyloformamid</td><td>J.T. Baker</td><td>68-12-2</td><td></td></tr><tr><td>N-acetylocysteina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A9165</td><td></td></tr><tr><td>Kostki plastikowe</td><td>Mikroskopia elektronowa</td><td>70181</td><td></td></tr><tr><td>Roztwór poli-L-lizyny</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>25988-63-0</td><td></td></tr><tr><td>Pryzmat 5 statystyczny oprogramowanie</td><td>GraphPad Software</td><td>Prism 5</td><td></td></tr><tr><td>Roztwór soli 0,9% NaCl</td><td>CS PiSA</td><td>Q-7833-009</td><td></td></tr><tr><td>Cytrynian sodu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>W302600</td><td></td></tr><tr><td>Żywica syntetyczna&nbsp;</td><td>Poly Mont</td><td>7987</td><td></td></tr><tr><td>Polimeraza DNA Taq</td><td>Invitrogen</td><td>11615-010</td><td></td></tr><tr><td>Tissue-tek. Związek O.C.T</td><td>Sakura Finetek</td><td>4583</td><td></td></tr><tr><td>Strzykawka tuberkulinowa</td><td>BD Plastipak</td><td>305945</td><td></td></tr><tr><td>Tween 20</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>9005-64-5</td><td></td></tr><tr><td>VECTASHIELD Antifade Podłoże montażowe z DAPI</td><td>Vector Laboratories</td><td>H-1200</td><td></td></tr><tr><td>Ksylazyna</td><td>PiSA Agropecuaria</td><td>Q-7833-099</td><td></td></tr></tbody></table>

analiza korzystnego wpływu suplementów diety na funkcje bariery nabłonkowej jelit podczas eksperymentalnego zapalenia jelita grubego

Analyzing Beneficial Effects of Nutritional Supplements on Intestinal Epithelial Barrier Functions During Experimental Colitis

Choroby zapalne jelit (IBD), w tym choroba Leśniowskiego-Crohna i wrzodziejące zapalenie jelita grubego, są przewlekłymi nawracającymi zaburzeniami jelit. Powodują poważne problemy, takie jak skurcze brzucha, krwawa biegunka i utrata masy ciała u osób dotkniętych chorobą. Niestety, nie ma jeszcze lekarstwa, a leczenie ma na celu jedynie złagodzenie objawów. Obecne metody leczenia obejmują leki przeciwzapalne i immunosupresyjne, które mogą powodować poważne skutki uboczne. Uzasadnia to poszukiwanie alternatywnych opcji leczenia, takich jak suplementy diety, które nie powodują skutków ubocznych. Przed zastosowaniem w badaniach klinicznych takie związki muszą zostać rygorystycznie przetestowane pod kątem skuteczności i bezpieczeństwa na modelach zwierzęcych. Wiarygodnym modelem eksperymentalnym jest model zapalenia jelita grubego z siarczanem dekstranu sodu (DSS) u myszy, który odtwarza wiele objawów klinicznych wrzodziejącego zapalenia jelita grubego u ludzi. Niedawno zastosowaliśmy ten model do przetestowania korzystnego działania suplementu diety zawierającego witaminy C i E, L-argininę i ω3-wielonienasycone kwasy tłuszczowe (PUFA). Przeanalizowaliśmy różne parametry choroby i stwierdziliśmy, że suplement ten był w stanie złagodzić powstawanie obrzęków, uszkodzenia tkanek, infiltrację leukocytów, stres oksydacyjny i produkcję cytokin prozapalnych, co prowadzi do ogólnej poprawy wskaźnika aktywności choroby. W tym artykule szczegółowo wyjaśniamy prawidłowe stosowanie suplementów diety przy użyciu modelu zapalenia jelita grubego DSS u myszy C57Bl/6, a także sposób oceny parametrów chorobowych, takich jak histologia, stres oksydacyjny i stan zapalny. Analiza korzystnego wpływu różnych suplementów diety może ostatecznie otworzyć nowe możliwości rozwoju alternatywnych strategii leczenia, które łagodzą objawy IBD i/lub przedłużają fazy remisji, nie powodując poważnych skutków ubocznych.

Suplementy diety mogą chronić przed zapaleniem jelita grubego indukowanym DSS
Suplementy diety o działaniu przeciwzapalnym i przeciwutleniającym, takie jak witamina C, witamina E, L-arginina będąca źródłem tlenku azotu (NO) oraz wielonienasycone kwasy tłuszczowe omega-3 (ω3-PUFAs), były stosowane z różnym stopniem sukcesu w modelach zwierzęcych w celu łagodzenia objawów chorób zapalnych3,6,15. Niedożywienie, stres oksyda...

Obecne metody leczenia chorób zapalnych jelit (IBD) mają na celu złagodzenie objawów choroby, ale mogą powodować poważne skutki uboczne. W związku z tym badane są alternatywne strategie w modelach zapalenia jelita grubego u zwierząt. W tym miejscu wyjaśniamy, w jaki sposób analizowany jest korzystny wpływ suplementów diety na kliniczne objawy IBD w takim modelu zapalenia jelita grubego.

Analiza korzystnego wpływu suplementów diety na funkcje bariery nabłonkowej jelit podczas eksperymentalnego zapalenia jelita grubego

Inflammatory bowel diseases (IBD), including Crohn&#39;s disease and ulcerative colitis, are chronic relapsing disorders of the intestines. They cause ...

Ogólnym celem niniejszego protokołu jest ocena wpływu suplementacji składników odżywczych w mysim modelu zapalenia jelita grubego indukowanego dekstranem siarczanem sodu. Metoda ta może pomóc w uzyskaniu odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie immunologii jelit w kontekście rozwoju nauki klinicznej w trakcie przebiegu eksperymentu z modelem zapalenia jelita grubego. Głównymi zaletami tej techniki są niskie koszty, brak konieczności stosowania zaawansowanego sprzętu oraz możliwość przeprowadzenia przejrzystej analizy morfologii całego jelita grubego.Metodę tę można zastosować do oceny stresu oksydacyjnego w okrężnicy jako konsekwencji nadmiernej rekrutacji neutrofili. W celu podania suplementu diety poprzez zgłębnik, najpierw unieruchom mysz, chwytając ją za kark i umieszczając ogon między trzecim palcem a nasadą kciuka. Następnie, trzymając mysz w pozycji pionowej, wprowadź igłę zgłębnika do lewej strony pyska zwierzęcia i ostrożnie prowadź ją wzdłuż podniebienia, aby zlokalizować przełyk.Jeśli nie napotkano oporu, przesunąć igłę w kierunku żołądka. Powoli wprowadzić całą objętość suplementu, a następnie ostrożnie wyjąć strzykawkę i zmierzyć masę ciała zwierzęcia. Przypisać ocenę od zera do czterech w zależności od procentowej utraty masy ciała, a następnie pobrać świeżą próbkę kału i za pomocą dołączonych aplikatorów nanieść cienką warstwę próbki na szkiełko z zestawu do testu guaiacowego na ukrytą krew w kale.Zamknij pokrywę z przodu zestawu i otwórz tylne okienko, aby nanieść dwie krople roztworu wywołującego na tył miejsca na próbkę. Odczytaj wyniki po 30 sekundach, przypisując ocenę od zera do czterech w zależności od siły sygnału. Następnie obejrzyj drugą świeżą próbkę kału, aby ocenić jego konsystencję, przypisując odpowiednią ocenę od zera do czterech.Aby określić przepuszczalność nabłonka jelitowego in vivo, umieść znieczulone zwierzę w pozycji na plecach i wykonaj nacięcie w linii pośrodkowej, aby odsłonić jelita. Zlokalizuj kątnicę i wykonaj niewielkie nacięcie w proksymalnym odcinku okrężnicy wstępującej. Następnie wprowadź igłę do karmienia o rozmiarze 22 G i zabezpiecz ją ligaturą z jedwabnej nici.Ostrożnie przepłucz jelito grube obfitą ilością PBS przez igłę, aby usunąć wszystkie odchody, a następnie wprowadź roztwór błękitu Evansa, aż barwnik dotrze do odbytu. Po 15 minutach przepłucz rurkę nadmiarem PBS, aż płukanie okołoodbytowe będzie przejrzyste. Następnie wycięte jelito grube opłucz większą ilością PBS, a potem jednym mililitrem sześciomilimolarnej N-acetylcysteiny, aby usunąć barwnik przylegający do śluzu jelitowego.Następnie należy rozciąć okrężnicę wzdłużnie i jeszcze raz wypłukać tkankę PBS oraz N-acetylocysteiną, po czym zapisać masę i długość okrężnicy, a następnie umieścić tkankę w 2 mL N, N-dimetyloformamidu w temperaturze pokojowej przy łagodnym mieszaniu w celu ekstrakcji pozostałego barwnika, mierząc stężenia barwnika spektrofotometrycznie przy 610 nm następnego ranka. Po siedmiu dniach zapalenia okrężnicy indukowanego siarczanem dekstranu sodu (DSS), należy wypreparować całą okrężnicę i zapisać jej długość. W przypadku przygotowania tzw. swiss rolls, należy rozciąć okrężnicę wzdłużnie, ostrożnie usunąć wszelką treść kałową i za pomocą cienkiego, okrągłego, drewnianego patyczka lub pęsety z cienkimi końcówkami zwinąć tkankę błoną śluzową do wewnątrz.Następnie ostrożnie umieść tkankę w kasecie do zatapiania, a następnie utrwal za pomocą 5 mL 10% formaldehydu w temperaturze pokojowej. Kluczowe jest ciasne zwinięcie okrężnicy bez tworzenia zagięć, aby uniknąć problemów podczas krojenia tkanki, co mogłoby doprowadzić do klinicznego uszkodzenia tkanki i błędnej interpretacji jako uszkodzenia związanego z zapaleniem jelit. Po 48 godzinach płucz próbkę wodą z kranu przez 18 godzin, a następnie przeprowadź odwodnienie za pomocą serii stężeń etanolu.Po ostatnim zanurzeniu w absolutnym etanolu, poddaj tkankę czterokrotnej, jednogodzinnej inkubacji w ksylenie. Po ostatnim zanurzeniu w ksylenie, umieść próbkę w 50 mililitrach ciekłej parafiny na jedną 17-godzinną i jedną trzygodzinną inkubację. Po zakończeniu trzygodzinnej inkubacji, zanurz próbkę w plastikowej formie o wymiarach 22 milimetrów kwadratowych w 8 do 10 mililitrach świeżej ciekłej parafiny na 24 godziny.Po zastygnięciu parafiny, przy użyciu mikrotomu należy wykonać przekroje tkankowe o grubości 5 µm, a następnie krótko zanurzyć je w 1 L łaźni wodnej zawierającej 0,3% żelatyny i niezwłocznie nanieść próbki na szkiełka przedmiotowe pokryte polilizyną w celu przeprowadzenia barwienia H&E. Do analizy stresu oksydacyjnego należy najpierw stworzyć barierę wokół tkanki za pomocą pisaka hydrofobowego. Następnie mrożone przekroje tkankowe o grubości 8 µm należy inkubować w 5 µM roztworze DHE w wodzie przez 30 minut w temperaturze 37 °C w ciemności.Po inkubacji następuje trzykrotne przemywanie przez 15 minut w PBS przy łagodnym mieszaniu w temperaturze pokojowej. Próbki należy wysuszyć na powietrzu, a następnie dodać kroplę medium montażowego w celu ochrony fluorescencji. Następnie obserwuje się fluorescencję utlenionego etydyny za pomocą skaningowego mikroskopu konfokalnego z laserem przy powiększeniu 40x.Leczenie DSS prowadzi do przewidywanego, ciągłego wzrostu wskaźnika aktywności choroby, który osiąga maksymalną wartość w siódmym dniu po indukcji. Suplementacja dietą przeciwzapalną opóźnia wczesny początek zapalenia jelita grubego, natomiast efekty ochronne są jedynie marginalne w późniejszych punktach czasowych. Interwencja dietetyczna może również zapobiegać indukowanemu przez DSS zwiększeniu przepuszczalności nabłonka jelitowego, a także skróceniu długości jelita grubego.Barwienie hematoksyliną i eozyną tkanek dystalnej części okrężnicy zatopionych w parafinie ujawnia, że próbki kontrolne wykazują prawidłową morfologię, podczas gdy zwierzęta leczone DSS wykazują typowe oznaki zapalenia jelita grubego. Należy zauważyć, że równoległe zastosowanie suplementacji diety wyraźnie łagodzi zmiany morfologiczne wywołane zapaleniem jelita grubego, a ogólna morfologia jest zbliżona do tej obserwowanej w grupie kontrolnej. Barwienie immunofluorescencyjne tkanki dystalnej części okrężnicy wskazuje również, że cząsteczki ciasnych połączeń i połączeń przylegających ulegają internalizacji podczas indukowanego DSS zapalenia jelita grubego oraz że kolokalizacja tych białek jest częściowo utracona w miejscach kontaktów komórek nabłonka krypt.Co istotne, internalizacja ta jest ograniczona u myszy traktowanych DSS, które otrzymują przeciwzapalny i przeciwutleniający suplement diety. Ponadto, silna rekrutacja neutrofili do jelita grubego w odpowiedzi na zapalenie jelita wywołane przez DSS jest przeciwdziałana przez suplementację diety, co skutkuje jednoczesną poprawą stresu oksydacyjnego indukowanego przez neutrofile oraz niewielkim spadkiem produkcji cytokin prozapalnych. Po wykonaniu tej procedury można zastosować inne metody, takie jak pomiary w komorze przesiękowej (oozing chamber), aby przeanalizować oporność elektryczną bariery nabłonkowej w jelicie grubym.Po opracowaniu technika ta utorowała drogę badaczom w dziedzinie zapalenia jelita grubego oraz eksploracji molekularnych mechanizmów patogenezy wrzodziejącego zapalenia jelita grubego w odtwarzalnym modelu mysim. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat tego, jak analizować rozwój zapalenia jelita grubego oraz korzystny wpływ suplementów diety na funkcje bariery nabłonkowej jelit. Należy pamiętać, że praca z żywymi zwierzętami wymaga przestrzegania wysokich standardów etycznych, aby uniknąć niepotrzebnego cierpienia.

analyzing-beneficial-effects-nutritional-supplements-on-intestinal

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Zapalenie jelita grubego wywołane DNBS/TNBS oferuje alternatywną i tanią metodę badania patobiologii nieswoistych zapaleń jelit. Protokół omówiony w tym artykule przedstawia skuteczne zastosowanie DNBS do wywoływania zapalenia jelita grubego u myszy i szczurów oraz pozwala na dokładne zbadanie odpowiedzi jelitowych za pośrednictwem gospodarza.

Modele zapalenia jelita grubego DNBS/TNBS: dostarczające informacji na temat nieswoistych zapaleń jelit i wpływu tłuszczu w diecie

Tutaj opisujemy technikę ilościowego określania integralności bariery organoidów jelita cienkiego. Fakt, że metoda opiera się na żywych organoidach, umożliwia sekwencyjne badanie różnych substancji modulujących integralność bariery lub ich kombinacji w sposób rozdzielczy w czasie.

Badanie rozpadu bariery jelitowej w żywych organoidach

Korzystając z mikroskopii przyżyciowej, przedstawiona tutaj metoda umożliwia wizualizację w czasie rzeczywistym wydalania komórek nabłonka jelitowego u żywych zwierząt. W związku z tym miejscowo wybarwiona błona śluzowa jelit (akryflawina i rodamina B-dekstran) znieczulonych myszy jest obrazowana do rozdzielczości pojedynczej komórki za pomocą mikroskopii konfokalnej.

Podejście oparte na mikroskopii przyżyciowej do oceny przepuszczalności jelit i wydajności wydalania komórek nabłonkowych

Rozregulowana funkcja bariery nabłonkowej jelit i reakcje immunologiczne są cechami charakterystycznymi nieswoistego zapalenia jelit, które pozostają słabo zbadane z powodu braku modeli fizjologicznych. W tym miejscu opisujemy model pętli jelitowej myszy, który wykorzystuje dobrze unaczyniony i zewnętrzny odcinek jelita do badania przepuszczalności błony śluzowej i rekrutacji leukocytów in vivo.

Funkcjonalna ocena przepuszczalności jelit i migracji przeznabłonkowej neutrofili u myszy przy użyciu standaryzowanego modelu pętli jelitowej

Systematyczne ocenianie stanu zapalnego jelit za pomocą darmowego systemu wspomaganego komputerowo jest potężnym narzędziem do ilościowego porównywania zmian histopatologicznych w modelach zapalenia jelita grubego charakteryzujących się obecnością wrzodów i zmian zapalnych. Ocena wyniku histologicznego zapalenia jelita grubego wzmacnia obserwacje kliniczne i ułatwia interpretację danych.

Systematyczna analiza punktacji zapalenia jelit w modelu zapalenia jelita grubego wywołanego mysim dekstranem sodu

W tym miejscu przedstawiamy protokół mający na celu ustanowienie indukowanego antybiotykiem, pseudo-wolnego od zarazków modelu zapalenia jelita grubego wywołanego siarczanem dekstranu sodu w celu zbadania roli mikrobioty jelitowej w regulacji pozytywnego wpływu Bacillus cereus na zapalenie jelita grubego.

Badanie łagodzącego wpływu podawania Bacillus cereus na zapalenie jelita grubego poprzez modulację mikrobioty jelitowej

W obecnym badaniu, dekstran znakowany fluoresceiną izotiocyjanianem (FITC) jest podawany myszom przez zgłębnik doustny w celu oceny przepuszczalności jelit zarówno in vivo, jak i w próbkach osocza i kału. Ponieważ funkcja bariery jelitowej jest zaburzona w wielu procesach chorobowych, ten bezpośredni i ilościowy test może być stosowany w różnych obszarach badawczych.

Ocena integralności bariery jelitowej u myszy przy użyciu dekstranu znakowanego izotiocyjanianem fluoresceiny

Opisujemy protokół szczegółowo opisujący izolację mysich krypt okrężnicy w celu opracowania 3-wymiarowych kolonoidów. Ustalone okokrody mogą być następnie ostatecznie różnicowane, aby odzwierciedlić skład komórkowy nabłonka gospodarza przed otrzymaniem prowokacji zapalnej lub skierowaniem do utworzenia monowarstwy nabłonka.

Badanie nabłonkowego wpływu zapalenia jelit in vitro na ustalone mysie kolonoidy

Tutaj opisujemy konstrukcję podstawowego, trójwymiarowego (3D) modelu linii komórkowej jelitowej oraz protokołu osadzania parafiny do mikroskopowej oceny stałych jelitowych odpowiedników. Barwienie wybranych białek umożliwia analizę wielu parametrów wzrokowych z jednego eksperymentu do potencjalnego wykorzystania w przedklinicznych badaniach przesiewowych leków.

Podstawowy trójwymiarowy (3D) model jelitowy z komponentem odpornościowym

Przedstawiamy zabieg chirurgiczny polegający na cewnikowaniu jelitowego pnia limfatycznego u nowonarodzonych świń w celu pobrania dużych ilości składników metabolizmu lipidów z odprowadzającej limfy.

Długotrwałe cewnikowanie pnia limfatycznego jelit i pobieranie limfy u nowonarodzonych świń

Poznaj metodę oceny wpływu suplementów diety na funkcje bariery nabłonkowej jelit w modelu zapalenia jelita grubego u myszy. Technika umożliwia analizę morfologii okrężnicy i stresu oksydacyjnego.

Analiza korzystnego wpływu suplementów diety na funkcje bariery nabłonkowej jelit podczas eksperymentalnego zapalenia jelita grubego (Wideo) | JoVE Journal

Analiza korzystnego wpływu suplementów diety na funkcje bariery nabłonkowej jelit podczas eksperymentalnego zapalenia jelita grubego

Przeglądaj więcej filmów