Mysi model częściowej niedrożności jelit
5 marca 2018
Niedrożność jelit to częściowe lub całkowite zablokowanie jelita, które może powodować silne bóle brzucha, nudności, wymioty i uniemożliwiać oddawanie stolca. Ta procedura tworzenia częściowych zatkań jelit u myszy jest wiarygodna w badaniu mechanizmów leżących u podstaw patologicznego wzrostu i śmierci komórek w jelicie.
Ogólnym celem tej procedury chirurgicznej jest niezawodne i konsekwentne wytwarzanie niedrożności jelit u myszy, które ułatwiają badanie zmian molekularnych i fenotypowych w tkance przewodu pokarmowego, które występują w odpowiedzi na niedrożności. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie przewodu pokarmowego dotyczące mechanizmów komórkowych leżących u podstaw zmian fenotypowych, które wynikają z niedrożności jelit. Główną zaletą tej techniki jest to, że jest niezawodna, powtarzalna i opłacalna.
Implikacje tej techniki rozciągają się w kierunku terapii niedrożności jelit, ponieważ naśladują one warunki fenotypowe obserwowane w ludzkich patologiach spowodowanych niedrożnością jelit. Procedurę tę zademonstrują Se Eun Ha, doktorantka i Lai Wei, doktorantka, oboje z naszego laboratorium. Po potwierdzeniu braku reakcji na uszczypnięcie palca u nogi nałóż maść na oczy zwierzęcia i umieść mysz na podkładce rozgrzewającej.
Usuń włosy z brzucha za pomocą kremu do depilacji i oczyść odsłoniętą skórę 70% etanolem. Zdezynfekuj miejsce operacyjne roztworem jodu powidonu i obłóż zwierzę sterylnym papierem o wymiarach 25 na 50 centymetrów z otworem o wymiarach 2,5 na 2,5 centymetra na obszar operacyjny. Zabezpiecz serwetę sterylnymi paskami na granicach otworu i skóry i użyj ostrza skalpela numer 15, aby wykonać trzycentymetrowe podłużne nacięcie skóry.
Za pomocą kleszczy i nożyczek chirurgicznych ostrożnie oddziel skórę od warstwy mięśniowo-otrzewnowej bez nacinania tkanki i zlokalizuj kresę białą. Następnie za pomocą mikrokleszczyków i nożyczek przeciąć dwa centymetry wzdłuż kresy białej, aby odsłonić jamę wewnątrzotrzewnową i ostrożnie zlokalizować jelito ślepe. Za pomocą mikrokleszczyków powoli i delikatnie przesuwaj jelito ślepe, proksymalną okrężnicę i jelito kręte z jamy śródotrzewnowej na sterylną serwetę i natychmiast zwilż tkankę jelitową 0,9% sterylną gazą nasączoną solą fizjologiczną.
Zlokalizuj krezkę między jelitem krętym a bliższą okrężnicą i wykonaj jednocentymetrowe nacięcie w krezce równolegle do i tuż pod jelitem krętym, uważając, aby nie przeciąć naczyń krwionośnych. Przetnij wzdłużnie, aby otworzyć naczynie krezkowe i użyj mikrokleszczyków, aby otworzyć autoklawowany, sterylizowany silikonowy pierścień o odpowiedniej wielkości. Włóż jeden koniec pierścienia przez nacięcie i doprowadź koniec pierścienia do kontaktu z pierwszym końcem, aby przywrócić instrument do pierwotnego kształtu.
Upewnij się, że pierścień całkowicie otacza jelito kręte i zamknij pierścień szwem. Nacięcia w krezce powinny być na tyle duże, aby zmieścił się pierścień, ale na tyle małe, aby nie doszło do nacięcia naczyń krwionośnych. Upewnij się również, że pierścień jest umieszczony na jelicie krętym, a nie na okrężnicy.
Ostrożnie przywróć jelita do ich pierwotnego położenia anatomicznego i użyj wchłanialnego szwu w prostym ciągłym ściegu, aby zamknąć warstwę mięśniowo-otrzewnową wzdłuż kresy białej. Oczyść krwawienie 0,9% sterylną gazą nasączoną solą fizjologiczną i użyj nowego nylonowego szwu i prostego ciągłego szwu, aby zamknąć skórę. Następnie zdezynfekuj miejsce rany jodonem powidonu i wstrzyknij antybiotyki przed umieszczeniem zwierzęcia w bramie grzewczej z monitorowaniem aż do pełnego leżenia.
W tym eksperymencie jelito cienkie było częściowo wypełnione i rozdęte po ośmiu dniach od operacji częściowej niedrożności oraz w pełni wypełnione i rozdęte po 13 dniach po operacji częściowej niedrożności w porównaniu z kontrolnymi zwierzętami pozorowanymi. Co więcej, tworzenie się osadów kałowych w okrężnicy w ósmym i 13 dniu po operacji częściowej niedrożności myszy było zmniejszone w porównaniu ze zwierzętami kontrolnymi. Warstwa mięśni gładkich jelita krętego tuż przed pierścieniem uległa przerostowi po ośmiu dniach od operacji częściowej niedrożności, a dalszy przerost zaobserwowano w 13 dniu.
Komórki mięśni gładkich rosły w coraz szybszym tempie we wszystkich trzech warstwach tkanki po ośmiu i 13 dniach od operacji częściowej niedrożności, co oceniono za pomocą analizy immunochemicznej, podczas gdy komórki śródmiąższowe Cajala ulegały degeneracji w warstwach wewnątrz- i międzymięśniowych. Podzbiory komórek alfa-dodatnich receptora płytkowego czynnika wzrostu, znane również jako komórki alfa PDGFR, były dynamicznie przebudowywane w warstwach międzymięśniowych myszy z częściową niedrożnością, których wzrost obserwowano osiem dni po operacji, które uległy degeneracji do 13 dnia. Ponadto komórki neuronalne zostały również znacznie utracone w obszarach międzymięśniowych i śródmięśniowych myszy z częściową niedrożnością zarówno w ósmym, jak i trzynastym dniu po operacji.
Po opanowaniu tej techniki należy ją wykonać w ciągu 30 minut, aby zapewnić przetrwanie myszy. Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby leczyć tkankę szybko i delikatnie. Po tej procedurze można wykonać inne metody, takie jak badanie trendów żołądkowo-jelitowych, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania dotyczące tego, jak niedrożność zmienia perystaltykę jelit.
Po jej opracowaniu technika ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się badaniami żołądkowo-jelitowymi do zbadania konsekwencji niedrożności jelit u myszy. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak szybko i prawidłowo umieścić pierścień wokół jelita krętego myszy w celu stworzenia częściowej niedrożności jelit. Nie zapominaj, że praca z narzędziami chirurgicznymi i igłami może być bardzo niebezpieczna, więc podejmij odpowiednie środki ostrożności.
Pamiętaj również, aby nosić sterylne rękawiczki i ćwiczyć techniki aseptyczne podczas wykonywania tej procedury.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia procedurę chirurgiczną mającą na celu wywołanie niedrożności jelit u myszy, co jest niezbędne do badania zmian molekularnych i fenotypowych w tkance przewodu pokarmowego. Metoda ta jest niezawodna, powtarzalna i kosztowo efektywna, co czyni ją wartościowym narzędziem dla badaczy w tej dziedzinie.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Badania żony i jelit
- Badania patologiczne
- Modele zwierzęce
Wstęp
- Niedrożność jelit może prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych.
- Zrozumienie mechanizmów niedrożności może pomóc w opracowaniu podejść terapeutycznych.
- Celem niniejszego badania jest odtworzenie patologii ludzkich w kontrolowanym środowisku.
- Procedura jest demonstrowana przez doświadczonych badaczy.
Cel badania
- W celu wywołania wiarygodnych niedrożności jelit u myszy.
- W celu zbadania mechanizmów komórkowych uczestniczących w odpowiedziach przewodu pokarmowego.
- W celu zbadania zmian fenotypowych wynikających z niedrożności.
Zastosowane metody
- Tworzenie niedrożności jelit u myszy.
- Monitorowanie zmian molekularnych i fenotypowych.
- Stosowanie technik opieki pooperacyjnej.
- Ocena wiarygodności i powtarzalności metody.
Główne wyniki
- Procedura ta konsekwentnie wywołuje niedrożność jelit.
- Zaobserwowano istotne zmiany w tkance przewodu pokarmowego.
- Metoda ta została zwalidowana jako kosztowo efektywna i niezawodna.
- Wyniki przyczyniają się do zrozumienia patologii niedrożności jelit u ludzi.
Wnioski
- Ta technika chirurgiczna jest wartościowym narzędziem w badaniach nad przewodem pokarmowym.
- Umożliwia ona badanie mechanizmów komórkowych w kontrolowanych warunkach.
- Wnioski z tych badań mają zastosowanie w potencjalnych strategiach terapeutycznych w przypadku niedrożności jelit.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ten model chirurgiczny umożliwia badaczom z sektora biofarmaceutycznego studiowanie hipertrofii mięśni gładkich jelit oraz przebudowy komórkowej w kontrolowanym środowisku in vivo, co wspomaga mechanistyczną ocenę ryzyka celów terapeutycznych w przypadku niedrożności przewodu pokarmowego. Poprzez replikację zmian fenotypowych obserwowanych podczas niedrożności jelit u ludzi, model ten dostarcza wartości prognostycznej dla walidacji celów i opracowywania testów we wczesnych etapach procesów odkrywania leków. Jego niezawodność oraz niski wskaźnik śmiertelności zwiększają ciągłość translacyjną od etapu odkrycia po walidację przedkliniczną.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych związanych z hipertrofią mięśni gładkich jelit oraz degeneracją komórek Cajala.
- Wartość operacyjna: Wspiera walidację funkcjonalną celów poprzez modelowanie zmian patologicznych w subpopulacjach PDGFRα+ i komórkach neuronalnych podczas postępu niedrożności.
Przesiewy i opracowanie testów
- Wartość naukowa: Przygotowanie zwalidowanych systemów biologicznych z mierzalnymi wskaźnikami hipertrofii i degeneracji komórkowej do późniejszego przesiewu związków.
- Wartość operacyjna: Uzyskanie powtarzalnych parametrów rozszerzenia i hipertrofii jelit w określonych punktach czasowych (8 i 13 dni po operacji) w celu standaryzacji testu.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Modeluje przebudowę tkanek istotną dla przebiegu choroby, w tym zmiany w SMC, ICC, komórkach PDGFRα+ oraz neuronach, zgodne z patologiami niedrożności jelit u ludzi.
- Wartość operacyjna: Umożliwia zachowanie ciągłości badań przedklinicznych poprzez analizę podłużną mechanizmów komórkowych w okresie dwóch tygodni po wystąpieniu niedrożności.
Integracja potoku i przepływu pracy
Model ten integruje kontinuum odkryć, od testowania hipotez dotyczących celu, przez identyfikację wiodących związków, aż po przedkliniczną ocenę skuteczności, szczególnie w przypadku terapeutyków celowanych w przewód pokarmowy.
- Biologia odkrywcza: Wspiera ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez wyjaśnienie roli szlaków sygnałowych w hipertrofii mięśni gładkich i utracie komórek podczas obturacji.
- Przesiewanie: Dostarcza gotową do analizy tkankę z mierzalną hipertrofią i degeneracją komórkową, co pozwala na wiarygodną ocenę związków.
- Analityka: Umożliwia pomiar grubości warstwy mięśni gładkich, dynamiki komórek PDGFRα+ oraz utraty neuronów jako ilościowych punktów końcowych.
- Badania translacyjne: Łączy odkrycia z walidacją przedkliniczną dzięki zależnej od czasu progresji fenotypowej, odzwierciedlającej ludzką chorobę.
- Wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy wielokrotnie używalną platformę chirurgiczną do kampanii walidacji wielu celów w terapeutycznych obszarach przewodu pokarmowego.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Pewność prognostyczna w zakresie oddziaływania na cel poprzez modelowanie mechanizmów przebudowy komórkowej w niedrożności.
- Wartość operacyjna: Znormalizowana procedura chirurgiczna z niską śmiertelnością i powtarzalnym poszerzeniem jelita w poszczególnych kohortach.
- Wartość strategiczna: Wsparcie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) poprzez redukcję niejednoznaczności biologicznej w walidacji celów w obrębie przewodu pokarmowego.
- Wpływ na portfolio: Umożliwienie priorytetyzacji związków z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o efekty w zakresie przerostu indukowanego niedrożnością oraz przebudowy komórkowej.
Kwestie związane z wdrożeniem
- Wymaga doświadczenia w technikach mikrochirurgicznych oraz w obchodzeniu się z tkanką jelita.
- Wymaga sterylnych instrumentów chirurgicznych, pierścieni silikonowych, szwów oraz sprzętu do monitorowania pooperacyjnego.
- Wymaga ustandaryzowanych protokołów opieki pooperacyjnej, w tym analgezji, antybiotykoterapii i wsparcia termicznego w celu zapewnienia przeżywalności.
- Wymaga uwzględnienia adaptacji dla różnych szczepów myszy oraz docelowego odcinka jelita.
- Ograniczenia praktyczne obejmują wymaganą precyzję chirurgiczną w celu uniknięcia uszkodzeń naczyniowych i zapewnienia prawidłowego umieszczenia pierścienia na jelicie cienkim (ileum).
