Mysi model wycięcia wyrostka robaczkowego przewlekłego raka jelita grubego związanego z zapaleniem jelita grubego poprzez precyzyjną lokalizację łaty kątniczej
August 24th, 2019
Prezentowany protokół opisuje łatwe chirurgiczne usunięcie wyrostka robaczkowego (łaty kątniczej) u myszy, a następnie indukcję raka jelita grubego związanego z chorobą jelit grubego. Ten mysi model wyrostka robaczkowego umożliwia badanie biologicznej roli wyrostka robaczkowego w patogenezie chorób przewodu pokarmowego u ludzi.
Ogólny protokół opisuje łatwe do wykonania zabiegi chirurgiczne polegające na usunięciu wyrostka robaczkowego znanego jako plaster kątniczy u myszy. Mysi model wyrostka robaczkowego może być wykorzystany do badania biologicznych ról wyrostka robaczkowego w patogenezie choroby przewodu pokarmowego człowieka. Wyrostek robaczkowy człowieka jest narządem spornym.
Ostatnie badania sugerują, że wyrostek robaczkowy odgrywa ważną rolę w utrzymaniu zdrowia jelit. Aby zbadać biologiczną funkcję wyrostka robaczkowego, kluczowe znaczenie ma wygenerowanie modelu zwierzęcego związanego z wycięciem wyrostka robaczkowego związanego z chorobą. W tym protokole opiszemy prosty i bezpieczny etap chirurgiczny usuwania wyrostka robaczkowego, znany jako plaster kątniczy u myszy.
Aby zapewnić sukces tego modelu, należy wykonać trzy kluczowe kroki, jak zobaczysz w poniższym filmie. Najpierw zlokalizuj kątnicę myszy przed operacją. Po drugie, wykonaj małe nacięcie w jamie brzusznej.
Po trzecie, zdezynfekuj i zamknij kikut kątnicy. Pierwsza część, wycięcie wyrostka robaczkowego myszy. Przed zabiegiem należy przygotować sterylne narzędzia chirurgiczne i roztwory czyszczące.
Znieczulij i zabezpiecz mysz na platformie w pozycji leżącej, umieszczając cztery paski medycznej taśmy klejącej w poprzek kończyn, aby zapobiec ruchom posturalnym podczas operacji. Delikatnie dotknij całego brzucha myszy, aby poczuć guz. Przykryj serwetkę i zdezynfekuj ogolony obszar brzucha myszy tak szeroko, jak to możliwe, używając dwóch razy entojodu.
Wykonaj podłużne nacięcie w zakresie od 0,5 centymetra do jednego centymetra na linii środkowej brzucha. Zgodnie z wcześniej ustalonym położeniem kątnicy, poszukaj kątnicy i delikatnie wyeksterioryzuj ją na około jeden centymetr długości, aby zidentyfikować plamę kątnicy. Użyj wstępnie podgrzanej i sterylnej soli fizjologicznej, aby nawodnić jelito.
Aby zapobiec potencjalnym powikłaniom krwawienia pooperacyjnego i infekcji, należy podwiązać krezkowe naczynia krwionośne kątnicy za pomocą 8-0 szew. Uwodnić kątnicę solą fizjologiczną. Zaznacz obszar resekcji za pomocą szwu 4-0 z otwartą pętlą w pobliżu wierzchołka kątnicy na bliższej części okrężnicy.
Odetnij plaster kątnicy poniżej zaznaczonej resekcji za pomocą mikronożyczek i zetrzyj pozostałą zawartość kątnicy wacikami medycznymi. Zdezynfekuj kikut kątnicy entojodyną. Zamknij kikut szwem biegnącym za pomocą 8-0 szew.
Ostrożnie usuń pętlę z gwintem 4-0, wcześniej używaną do oznaczania resekcji na kikutu kątnicy. Wysterylizuj zszytą pozycję za pomocą entoilu. Ponownie nawodnić obszar cięcia solą fizjologiczną.
Zamknij warstwę mięśni szwem biegowym za pomocą 8-0 nić do szwów. Zamknij warstwy skóry za pomocą przerywanych szwów z nicią 4-0. Dwukrotnie zdezynfekuj cięcie chirurgiczne entojodem.
Następnie usuń jod za pomocą 75% alkoholu medycznego. Delikatnie odwróć mysz do tyłu. Podskórnie wstrzyknąć 0,1 miligrama na kilogram masy ciała buprenorfiny i 0,4 mililitra soli fizjologicznej.
I oprzyj mysz na poduszce grzewczej, aż odzyska przytomność. Umieść mysz z powrotem w sterylnej klatce i uważnie monitoruj mysz pod kątem oznak bólu przez trzy dni po operacji, aby zapewnić jej powrót do zdrowia. Część druga: Indukcja raka jelita grubego związanego z zapaleniem jelita grubego za pomocą azoksymetanu, AOM i siarczanu sodu dekstranu, DSS, siedem dni po wycięciu wyrostka robaczkowego.
Rozmrozić jedną porcję AOM i rozcieńczyć ją do 1 miligrama na mililitr przy użyciu 0,9% soli fizjologicznej. Cały proces przygotowania odbywa się w dygestorium. Rozpuść cztery gramy proszku DSS w 200 mililitrach autoklawizowanego roztworu wodnego, aby przygotować 2% DSS.
W każdej klatce znajduje się pięć myszy. Wykonaj dootrzewnowe wstrzyknięcie OZUŚ w ilości 0,01 mililitra na gram na mysz w zależności od jej wagi. Zastąp wodę w autoklawie 2% DSS na pięć dni.
Myszy będą karmione wodą w autoklawie przez dodatkowe dwa cykle. Część trzecia: Wyniki. Wyniki przepływu i testu ELISA wskazują na pomyślne usunięcie łaty kątniczej.
Procedura ta może przyczynić się do znacznego zmniejszenia liczby komórek plazmatycznych swoistych dla IgA, oczywistej zmiany wydzielniczej IgA w jelicie grubym, w porównaniu do 3% DSS, który ma wysoką śmiertelność i znaczną zmianę masy ciała z powodu ciężkiego krwawego stolca, wypadania odbytu i ropnia brzucha. 2% DSS jest odpowiedni dla całego procesu ze względu na wysoki wskaźnik przeżycia do prawie 80% i rozsądną zmianę masy ciała zarówno w grupach pozorowanych, jak i po wycięciu wyrostka robaczkowego. Jak pokazano na tych obrazach, udało nam się wywołać guzy jelita grubego związane z zapaleniem jelita grubego.
Na obrazach barwienia H&E strzałka oznacza owrzodzenie błony śluzowej, grot strzałki oznacza gruczolakoraka, a biała strzałka oznacza naciek neutrofili między gruczołami. Różne stadia gruczolakoraka można zaobserwować zarówno w grupach pozorowanych, jak i wyciętych wyrostka robaczkowego. Ten ekonomiczny model wycięcia wyrostka robaczkowego u myszy może być wykorzystany do udzielenia odpowiedzi na kilka ważnych pytań, takich jak: jaka jest rola wyrostka robaczkowego w regulacji bakterii jelitowych i jak uczestniczy w odpowiedzi immunologicznej w tkance limfatycznej związanej z jelitami.
Pamiętaj, że aby uniknąć uszkodzenia zrostu jelita, ważne jest wstępne położenie kątnicy i małe nacięcie skóry. Ponadto użyliśmy 2%DSS do wywołania zapalenia jelita grubego. Ale wyższe stężenie DSS może być stosowane w przypadku innych szczepów myszy.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten protokół opisuje prostą procedurę chirurgiczną do usunięcia wyrostka robaczkowego, nazywanego łacińskim caecal patch, u myszy. Ten model usunięcia wyrostka robaczkowego u myszy ułatwia badanie biologicznej roli wyrostka w rozwoju chorób przewodu pokarmowego u ludzi.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauki
- Gastroenterologia
- Onkologia
Tło
- Funkcja ludzkiego wyrostka jest przedmiotem debaty wśród naukowców.
- Ostatnie badania wskazują, że wyrostek może przyczyniać się do zdrowia jelit.
- Zrozumienie roli wyrostka w chorobach jest kluczowe dla rozwoju badań nad przewodem pokarmowym.
- Stworzenie modelu związanego z chorobą w usunięciu wyrostka jest niezbędne do tych badań.
Cel badania
- Zbadanie biologicznych funkcji wyrostka.
- Zbadanie związku między usunięciem wyrostka a patogenezą chorób przewodu pokarmowego.
- Dostarczenie modelu do badania raka jelita grubego związanego z chorobami zapalnymi jelit.
Stosowane metody
- Chirurgiczne usunięcie wyrostka robaczkowego u myszy.
- Indukcja raka jelita grubego związanego z chorobami zapalnymi jelit.
- Wykorzystanie modelu mysiego do badań biologicznych.
- Oceny roli wyrostka w rozwoju choroby.
Główne wyniki
- Protokół skutecznie pokazuje bezpieczne techniki chirurgiczne.
- Ustanowienie modelu do badania roli wyrostka w chorobie.
- Wgląd w patogenezę chorób przewodu pokarmowego.
- Potencjalne implikacje dla lepszego zrozumienia ludzkiego zdrowia przewodu pokarmowego.
Wnioski
- Model usunięcia wyrostka jest cennym narzędziem do badań.
- Dalsze badania mogą wyjaśnić rolę wyrostka w zdrowiu i chorobach.
- To badanie może prowadzić do lepszego zrozumienia mechanizmów raka jelita grubego.
Często zadawane pytania
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.
