Model gryzoni indukowany przez TNBS do badania patogennej roli stresu mechanicznego w chorobie Leśniowskiego-Crohna
March 1st, 2022
Obecny protokół opisuje rozwój podobnego do choroby Leśniowskiego-Crohna modelu zapalenia jelita grubego u gryzoni. Zapalenie przezścienne prowadzi do zwężenia w miejscu wkroplenia TNBS, a powiększenie mechaniczne obserwuje się w segmencie bliższym zwężeniu. Zmiany te pozwalają na badanie naprężeń mechanicznych w zapaleniu jelita grubego.
Tak więc w naszym protokole wkraplanie TNBS do okrężnicy prowadzi do przezściennego zapalenia w miejscu wkroplenia i mechanicznego rozdęcia w segmencie bliższym zapaleniu. To naśladuje zwężoną chorobę Leśniowskiego-Crohna. Ponieważ segment proksymalny jest mechanicznie rozdęty, ale nie wykazuje widocznego stanu zapalnego, badanie porównawcze odcinka proksymalnego i miejsca zapalenia pomaga określić, czy naprężenia mechaniczne odgrywają rolę w zapaleniu jelita grubego Leśniowskiego-Crohna.
Wcześniejsze badania koncentrowały się tylko na miejscu zapalenia. Nasz protokół pracujący w różnych miejscach w modelu podkreśla kluczową rolę naprężeń mechanicznych w chorobie Leśniowskiego-Crohna, szczególnie w zwężonej chorobie Leśniowskiego-Crohna. Na początek połóż szczury na stole anestezjologicznym w pozycji leżącej.
Aby wywołać zapalenie jelita grubego, wprowadź otwarty cewnik poliuretanowy klasy medycznej przez odbyt na około siedem do ośmiu centymetrów od krawędzi odbytu i delikatnie wkraplaj TNBS do okrężnicy. Podawać szczurom kontrolnym pozorowaną 250 mikrolitrów soli fizjologicznej. Aby pomóc w dystrybucji TNBS lub soli fizjologicznej i uniknąć rozlania, trzymaj szczury w pozycji leżącej z głową skierowaną w dół pod kątem około 30 stopni, z zamkniętym odbytem przez dwie minuty.
Otwórz brzuch szczura za pomocą chirurgicznych nożyczek i kleszczy. Ostrożnie usuń całą okrężnicę powyżej kanału odbytu i natychmiast przenieś okrężnicę do lodowatego buforu 1x HBSS. Wyprostuj dwukropek w buforze i zmierz długość dwukropka za pomocą linijki.
Weź nylonową nić i zakreśl ją wokół okrężnicy, aby zmierzyć zewnętrzny obwód segmentów okrężnicy u szczurów kontrolnych i leczonych TNBS. Weź tkanki o pełnej grubości do histologii. Rozetnij okrężnicę wzdłuż deski krezkowej i dokładnie wyczyść okrężnicę buforem HBSS.
Oceń okrężnicę pod kątem makroskopowego wyniku zapalenia na podstawie predefiniowanych kryteriów z minimalnymi modyfikacjami. Zbierz próbki tkanki okrężnicy od szczurów leczonych TNBS w miejscach P, I i D.Site P to część od dwóch do trzech centymetrów przed brzegiem jamy ustnej miejsca zapalenia. Miejsce I to miejsce zapalne, w którym wkrapla się TNBS, zwykle od czterech do sześciu centymetrów od końca okrężnicy.
Wreszcie miejsce D to część od jednego do dwóch centymetrów dystalnie do brzegu oralnego miejsca zapalenia. Wkroplenie TNBS do okrężnicy u szczurów wywołało miejscowe zapalenie przezścienne o długości około dwóch centymetrów z pogrubioną ścianą jelita i zwężonym światłem w miejscu wkroplenia w dystalnej części okrężnicy. Miejsce wkroplenia TNBS było określane jako miejsce I.As wyniku przezściennego zapalenia i zwężenia, zarówno stan zapalny, jak i stres mechaniczny były obecne w miejscu I. Zwężenie w miejscu I doprowadziło do znacznego rozdęcia światła w segmencie bliższym miejscu wkroplenia TNBS, określanym jako miejsce P. Obwód okrężnicy był znacznie zwiększony w miejscach P i I w porównaniu z okrężnicą kontrolną pozorowaną.
Podczas mechanicznego rozdęcia miejsce P nie wykazywało widocznego stanu zapalnego. Wręcz przeciwnie, odcinek okrężnicy dystalny do wkroplenia TNBS, określany jako miejsce D, nie wykazywał ani stanu zapalnego, ani rozdęcia mechanicznego. Makroskopowy wynik stanu zapalnego w miejscu I u szczurów leczonych TNBS był dramatycznie zwiększony w porównaniu z kontrolami pozorowanymi w miejscach P i D szczurów z zapaleniem jelita grubego.
Wyniki stanu zapalnego w miejscach P i D nie były istotnie zwiększone w porównaniu z pozorowanym. Dlatego ważne jest, aby badać nie tylko miejsce I, ale także miejsca P i D w modelu, ponieważ pomaga to rozpoznać patogenne znaczenie stresu mechanicznego w chorobie Leśniowskiego-Crohna. Aby dokładniej ustalić, czy stres mechaniczny jest czynnikiem patogennym w zapaleniu jelit, można również spróbować uwolnić wzdęcia mechaniczne, karmiąc zwierzęta wyłącznie dietą płynną i sprawdzając, czy pomaga to w stanach zapalnych i funkcjonowaniu jelit.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten protokół opisuje rozwój modelu zapalenia jelit typu Crohna u gryzoni, koncentrując się na zapaleniu przestrzeni międzywarstwowej i stresie mechanicznym. Umożliwia badanie zmian mechanicznych w zapaleniu jelit, szczególnie w warunkach zwężenia.
Kluczowe elementy badania
Obszar nauki
- Neuronauki
- Gastroenterologia
- Zapalne choroby jelit
Tło
- Choroba Crohna charakteryzuje się zapaleniem przestrzeni międzywarstwowej.
- Stres mechaniczny może odgrywać znaczącą rolę w progresji choroby.
- Poprzednie badania koncentrowały się głównie na miejscach zapalenia.
- Ten model umożliwia porównawcze badania zaatakowanych i niezaatakowanych segmentów.
Cel badania
- Opracowanie modelu na gryzoniach, który naśladuje zwężającą się chorobę Crohna.
- Badanie roli stresu mechanicznego w zapaleniu jelit.
- Porównanie zmian mechanicznych w zaatakowanych i niezaatakowanych segmentach.
Stosowane metody
- Wprowadzenie TNBS do jelita grubego w celu wywołania zapalenia.
- Ocenienie mechanicznego rozciągania w segmentach proksymalnych.
- Analiza porównawcza między obszarami zapalonymi i niezapalonymi.
- Zastosowanie znieczulenia do przygotowania gryzoni.
Główne wyniki
- Zostało skutecznie wywołane zapalenie przestrzeni międzywarstwowej w miejscu TNBS.
- Obserwowano mechaniczne rozciąganie w segmencie proksymalnym.
- Wyniki sugerują krytyczną rolę stresu mechanicznego w chorobie Crohna.
- Model podkreśla znaczenie badania różnych miejsc anatomicznych.
Wnioski
- Opracowany model jest skuteczny w badaniu zapalenia jelit typu Crohna.
- Stres mechaniczny może przyczyniać się do patologii choroby.
- Przyszłe badania powinny badać konsekwencje tych wyników.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Understanding the independent role of mechanical stress in Crohn's disease pathogenesis is critical for de-risking early discovery and target validation in IBD drug development. The TNBS-induced rodent model enables precise dissection of mechanical versus inflammatory drivers, supporting predictive confidence in translational research and portfolio triage for anti-fibrotic and anti-stenotic strategies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of mechanical stress as an independent pathogenic factor in Crohn's disease.
- Supports functional target validation by distinguishing mechanical from inflammatory contributions to fibrosis and stenosis.
- Facilitates mechanistic de-risking for novel therapeutic hypotheses targeting tissue remodeling.
Screening & Assay Development
- Provides a validated in vivo system for quantitative assessment of gene expression, immune response, and fibrosis under defined mechanical conditions.
- Enables reproducible measurement of macroscopic inflammation and mechanical distention across anatomical sites.
- Supports assay standardization for downstream compound evaluation targeting mechanical stress pathways.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical models with disease-relevant features of Crohn's pathology, including transmural inflammation and luminal stenosis.
- Enables continuity from discovery through preclinical validation of anti-fibrotic and anti-stenotic interventions.
- Provides translational biomarker opportunities by correlating mechanical stress with gene expression and tissue remodeling.
Pipeline & Workflow Integration
This model bridges early discovery and preclinical validation by enabling hypothesis testing on mechanical stress in IBD, supporting lead identification and risk-adjusted advancement decisions.
- Discovery Biology: Dissects the pathogenic significance of mechanical stress versus inflammation in Crohn's disease.
- Screening: Delivers quantitative, site-specific readouts for inflammation, fibrosis, and mechanical distention.
- Analytics: Enables comparative analysis of gene expression and immune response across defined anatomical sites.
- Translational Research: Models clinically relevant features for preclinical evaluation of anti-fibrotic strategies.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for mechanistic studies and compound screening in IBD research.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation and mechanistic de-risking for Crohn's disease.
- Operational Value: Standardizes in vivo assessment of mechanical and inflammatory drivers in IBD models.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for anti-fibrotic and anti-stenotic drug candidates.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of discovery and preclinical assets targeting tissue remodeling.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent surgical procedures and colitis modeling.
- Demands access to histological, molecular, and macroscopic analytical infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of inflammation scoring and tissue sampling protocols.
- Adaptation may be needed for other rodent strains or IBD-relevant models.
- Mechanical stress quantification is limited to defined anatomical sites and may not capture systemic effects.
