Этот протокол описывает процедуру индуцирования повреждения матки на мышиной модели с последующим анализом во время последующей беременности.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Этот протокол описывает процедуру индуцирования повреждения матки на мышиной модели с последующим анализом во время последующей беременности.
Повреждение матки в результате кесарева сечения (кесарева сечения) и других процедур (расширение и выскабливание, миомэктомия и т. д.) может привести к ряду осложнений при последующих беременностях, включая предлежание плаценты, спектр приращения плаценты (PAS), беременность с рубцом при кесаревом сечении и разрыв матки. Кесарево сечение составляет примерно 30% родов в США, и, по прогнозам, эти показатели будут расти. Таким образом, необходимо более глубокое понимание механизмов, с помощью которых возникают расстройства беременности, связанные с травмами, и платформа для тестирования возможных вмешательств. Для достижения этих целей существует острая потребность в животных моделях повреждения матки, особенно в тех, которые учитывают влияние травмы на последующие внутриутробные исходы. В этом протоколе описывается новая хирургическая процедура для модели механически индуцированного повреждения матки у лабораторной мыши (Mus musculus). Демонстрируются шаги, предпринятые для подготовки к операции, индукции самой травмы матки и процедур послеоперационного восстановления. Представлена дополнительная информация о вскрытии как небеременных, так и беременных мышей. В целом, подробно описывая набор процедур для индуцирования повреждения матки в модели in vivo , этот протокол представляет собой удобный метод для выяснения молекулярных и клеточных событий заживления ран матки и их влияния на последующую беременность.
Хотя 1 из 3 родов в США проводится с помощью кесарева сечения (Кесарево сечение), мало что известно о том, как заживает матка и как поврежденная матка приводит к осложнениям при последующих беременностях 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12, 13. Эти осложнения включают разрыв матки, предлежание плаценты, PAS и беременность с рубцом от кесарева сечения, которые в совокупности затрагивают ~2,5% пациенток, перенесших одно или несколько кесаревых сечений 1,2,6,8,12,14,15,16,17. Предлежание плаценты характеризуется аномальным расположением плаценты в нижней части матки 4,16. Это не только вызывает физическую обструкцию шейки матки и повышенный риск кровотечения во время беременности, но также является значительным фактором риска для более тяжелого, инвазивного состояния PAS 8,12. СППВ характеризуется чрезмерной инвазией плаценты слишком глубоко в материнские ткани, вплоть до мочевого пузыря или прямой кишки, и часто требует гистерэктомии с помощью кесарева сечения для предотвращения угрожающего жизни материнского кровотечения12,17. Беременность с рубцом кесарева сечения, хотя и редкая, сопровождается высоким уровнем сопутствующих заболеваний, включая выкидыши, гибель плода и преждевременные роды18,19. В дополнение к осложнениям, связанным с предыдущими кесаревыми сечениями в анамнезе, другие маточные процедуры, такие как миомэктомия или дилатация и кюретаж (D&C), также приводят к заболеваемости пациентки. Например, у ~30% пациенток, перенесших D&C после позднего самопроизвольного аборта, и у 46% пациенток, перенесших вторую гистероскопическую резекцию по поводу лейомиомы, развиваются внутриматочные спайки, характерные для синдрома Ашермана (АС)20,21. АС поражает ~2% женщин, вызывая аменорею, дисменорею, неудачную имплантацию эмбриона, повторяющуюся потерю беременности, преждевременные роды и/или PAS21,22. Таким образом, учитывая значительную заболеваемость и смертность, связанную с предшествующей травмой матки, экспериментальная модель на животных имеет решающее значение не только для выяснения механизмов заживления ран матки и того, как повреждение матки влияет на последующие исходы беременности, но и в качестве платформы для разработки новых диагностических итерапевтических средств.
Таким образом, в нескольких исследованиях были разработаны мышиные модели повреждения матки. Тем не менее, в ранних исследованиях либо не изучались последствия повреждения матки для последующихбеременностей25, либо ограничивались повреждением просветной поверхности матки для изучения имплантации эмбриона за пределами окна рецептивности эндометрия у овариэктомированных мышей26. Чтобы восполнить эти пробелы в знаниях, модель, описанная в этом протоколе, наряду с другими недавними исследованиями, представляет новую хирургическую методологию введения травмы матки у мышей27,28. В этом протоколе в качестве модельного организма используется обычная лабораторная мышь из-за ее широкой доступности, генетической управляемости, короткой беременности, быстрого времени от рождения до полового созревания, больших размеров помета и экономической эффективности. Кроме того, анатомическая особенность двух маточных рогов у мышей позволяет осуществлять внутренний контроль с неповрежденным рогом у каждого экспериментального животного, а также возможность отделять локальные дефекты непосредственно в рубце от . глобальные дефекты по всей маточной среде. Подход, описанный в этом протоколе, включает в себя простую дорсальную лапаротомию с последующим использованием иглы с заусенцем для создания разреза через как эндометриальный, так и миометрийный слои одного маточного рога. Эта методология наиболее точно имитирует травмы, наблюдаемые во время кесарева сечения и миомэктомии, хотя она может быть легко модифицирована для исследования неинцизионных травм, таких как D&C, которые предшествуют AS29,30. После травмы животным дают восстановиться, а затем скрещивают с самцами-производителями для временной беременности для изучения последствий травмы на последующие внутриутробные исходы27,28.
Несмотря на то, что общая стратегия этого протокола схожа с другими недавними исследованиями, есть аспекты этого протокола, которые обеспечивают явные преимущества. Например, как Li et al., так и Burke et al. осуществляли доступ к матке абдоминально, а не дорсально, как описано здесь31,32. Дорсальный подход является более простым в выполнении и более благоприятным для быстрого послеоперационного восстановления животного. Для небеременных мышей в исследовании Burke et al. для выскабливания эндометрия использовались изогнутые иглы или кюретки, таким образом, более точно имитируя D&C, в отличие от полнослойных инцизионных повреждений в этом протоколе, которые более точно моделируют кесарево сечение и миомэктомию. У перинатальных мышей Burke et al. вводили разрезы на мезотриале, а не на антимезотриальной поверхности, где эмбрионы имплантируются, как описано здесь. Используя иглу с заусенцами, в отличие от ножниц, используемых Li et al.31, этот подход можно легче модифицировать от полноразмерных до ограниченных эндометрием травм для моделирования как D&C, так и кесарева сечения и миомэктомии. Как Li et al., так и Burke et al. закрыли маточные раны швами, которые, хотя и более точно соответствуют событиям во время кесарева сечения, вносят дополнительную вариабельность в процесс заживления, а также потенциальную возможность воздействия инородного тела 31,32,33,34,35,36. В аналогичных исследованиях на крысах использовались брюшные пути для создания полнослойных разрезных37,38 или иссеченных39 маточных ран, которые закрывались с помощью швов 37,38,39 как у небеременных 38,39, так и у беременных37 животных. Таким образом, представленный здесь протокол особенно подходит для исследователей, заинтересованных в легком и воспроизводимом подходе, который требует минимального хирургического опыта, учитывает события, связанные с имплантацией эмбриона и плацентацией после полнослойной травмы матки, и легко адаптируется к широкому спектру вопросов, включая D&C-подобные повреждения эндометрия27,28.
В шаге 1 этого протокола изложены предоперационные шаги. Шаг 2 описывает хирургическую процедуру для индуцирования травмы маточного рога. Наконец, в Шаге 3 подробно описывается вскрытие беременной матери для изучения влияния операции на матку на последующую беременность. В целом, это исследование представляет собой уникальную хирургическую модель заживления ран матки и связанных с этим исходов беременности на грызунах, которая быстро выполняется и проста в применении.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все процедуры, представленные в этом протоколе, были одобрены Комитетом по институциональному уходу за животными и их использованию (IACUC) Калифорнийского университета в Дэвисе (протокол IACUC #23985). Процедуры, описанные в этом протоколе, обычно выполняются на самках C3H в возрасте от 7-10 недель до 19-25 г веса, хотя этот протокол подходит для самок мышей всех линий, возрастов и веса, в зависимости от вопроса исследователя. Наблюдайте за животными перед операцией, чтобы убедиться, что для исследований используются только здоровые животные без признаков травм или стресса. Подробная информация об используемых реагентах и оборудовании приведена в Таблице материалов.
1. Подготовка операционной зоны
2. Хирургическая индукция травмы матки
ПРИМЕЧАНИЕ: В этом разделе описывается хирургическое вмешательство и процедура введения травмы в один маточный рог небеременной самки мыши. Сначала проводится дорсальная лапаротомия, чтобы обнажить верхнюю часть маточного рога. Затем в просвет матки вводится игла с заусенцем 25 G, чтобы повредить эндометрий матки и, при желании, прорезать миометрий. Это создает продольную рану в поврежденном роге матки, что позволяет проводить дальнейшие эксперименты для решения таких вопросов, как заживление матки и как травма влияет на последующую беременность. Важно, чтобы животное было должным образом усыплено перед проведением операции. Как описано в Шаге 1, несколько параметров указывают на то, что животное находится под адекватной анестезией. К ним относятся прекращение движения, снижение частоты дыхания, отсутствие рефлекса передних конечностей. Кроме того, рефлекс задних конечностей при легком прикосновении должен отсутствовать, хотя этот рефлекс иногда сохраняется, несмотря на адекватную анестезию, при достаточном давлении40,42.
3. Спаривание и вскрытие беременных мышей для оценки последствий травмы матки
ПРИМЕЧАНИЕ: В зависимости от конкретного исследовательского вопроса, могут быть проведены различные анализы конечных точек после повреждения матки. Например, небеременные животные могут быть вскрыты в разные моменты времени после травмы для изучения кинетики заживления ран27. Кроме того, травмированные животные могут быть оплодотворены путем естественного спаривания или переноса эмбрионов для изучения влияния травмы на последующиебеременности. На этом этапе описывается оценка эмбрионального и плацентарного развития в поврежденной среде матки. В частности, на этом этапе подробно описывается организация спаривания по времени и вскрытия животных на 12,5-й день беременности эмбриона (E12.5, с утренним днем вагинальной пробки, определяемой как E0.5; более подробная информация о выявлении вагинальных пробок на шаге 3.2 ниже). В целом, Шаг 3 представляет собой пример последующих анализов, которые могут быть проведены после травмы для изучения конкретного набора экспериментальных вопросов.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
После хирургического вмешательства с использованием кетамина/ксилазина в качестве анестетика животные, как правило, частично подвижны в течение ~1 ч. и полностью подвижны в течение ~4-6 ч. Восстановление после изофлурановой анестезии обычно происходит в течение нескольких минут. Любые осложнения, которые могут возникнуть, такие как расхождение раны или боль, обычно проявляются в течение 1-3 дней после операции. Проводите ежедневные проверки состояния здоровья для отслеживания боли или осложнений до тех пор, пока разрез к...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Кесарево сечение составляет ~33% родов в США и до 55%-65% родов в таких странах, как Бразилия и Египет12,52, и все же мало что известно о том, как заживает матка после травмы или как эти травмы влияют на последующие беременности. В то время как предшествующее кесарево сечение является основным фактором риска таких нарушений беременности, как спектр приращения плаценты (PAS) и предлежание плаценты, механизмы, с
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликта интересов, о котором можно было бы заявить.
Мы благодарим Службу по уходу за учебными и исследовательскими животными Калифорнийского университета в Дэвисе (TRACS) за их постоянную поддержку в области животноводства, процедурной и материально-технической поддержки. Мы благодарим Институт сердечно-сосудистых исследований Калифорнийского университета в Дэвисе (CVRI) Animal Model Core и директора ядра доктора Йи-Дже (Джея) Чена, доктора ветеринарных наук, доктора философии, за техническое руководство и поддержку, а также за использование хирургического комплекса для съемок. Мы благодарим всех сотрудников лаборатории Чжана за поддержку этой работы. Рисунок 5A был создан с помощью BioRender.com (https://BioRender.com/ig9sfon).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0,9% NaCl для инъекций, стерильный | Фрезениус Каби | 63323-186-10 | |
| 25 г x 5/8 дюйма BD PrecisionGlide™ Игла | БД | 305122 | |
| 70% этанол | Научный центр Фишера | BP82031GAL | |
| Рассасывающийся шовный материал 4-0 из викрила | Этикон | Дж214 | |
| Клетки для животных | ВВР | 10712-110 и 10715-323 | Клетки, предоставленные животным объекта исследователя, приемлемы |
| Пробойник для животных | Научный центр Фишера | 13-812-201 | |
| Система закрытия ран AutoClip | Инструменты для точной науки | 12020-00 | |
| Инсулиновый шприц U-100 | Научный центр Фишера | 14-826-79 | Бренд BD |
| Тампоны с бетадином | Медлайн | MDS093901 | |
| Бупренорфин с пролонгированным высвобождением, 1,3 мг/мл (Ethiqa XR) | Фиделис Фармасьютикалз | 099114 | Приемлемы альтернативные препараты Бупренорфин или Бупренорфин гидрохлорид с пролонгированным высвобождением |
| Карпрофен (RIMADYL) 50 мг/мл | Зоетис | RIM-00284R1 | |
| Изогнутые ножницы для радужной оболочки глаза | Мировые прецизионные приборы | 501759Г | |
| Стерилизатор хирургических инструментов с сухими стеклянными шариками | VWR ИНТЕРНЭШНЛ | 75999-324 | |
| Сухой стержень для стеклянных шариков | VWR ИНТЕРНЭШНЛ | 75999-332 | |
| Самки мышей, обычно в возрасте от 8 до 12 недель, например, штамм C3H | Чарльз Ривер | 025 | |
| Тонкие ножницы - изогнутые 10,5 см | Инструменты для точной науки | 14370-23 | |
| Триммер для меха | Научный центр Фишера | 50-195-4544 | |
| Рад Пресс ' n Печать | Научный центр Фишера | NC1089054 | |
| Перчатки, нитриловые | Научный центр Фишера | 19-130-1597С | |
| H2O, стерильная дистиллированная | Инструменты для точной науки | 15230170 | |
| Осветитель для операций | АмСкоп | ХЛ150-АЙ | |
| Кетамин, 100 мг/мл (зетамин) | Дехра | 501072 | |
| Халате | Улине | С-15376W-50 | |
| Оптический микроскоп | Научный центр Фишера | С13039 | |
| Валик для ворса | Научный центр Фишера | 17-018-329 | |
| Nair Крем для удаления волос | Цель | 049-06-3304 | |
| Иглодержатель | Инструменты для точной науки | 12500-12 | |
| Бумажные полотенца | Скотт | 1804 | |
| Чашка Петри | Научный центр Фишера | 08-757-100 | |
| Фосфатно-солевой буфер (PBS) | Thermo Fisher Scientific | 10010023 | |
| Пластиковый стакан | Thermo Fisher Scientific | 12010250 | |
| Искатель зонда с загнутым концом | Научный центр Фишера | 08-995 | |
| Fisherbrand™ Пакеты для стерилизации с мгновенной запайкой 9 см (Ш) x 13,3 см (В) | Научный центр Фишера | 181250 | |
| Fisherbrand™ Пакеты для стерилизации с мгновенной запайкой 9 см (Ш) x 23 см (В) | Научный центр Фишера | 181251 | |
| Щипцы, Fine, #5 | Инструменты для точной науки | 11254-20 | |
| Щипцы, Fine, #55 | Инструменты для точной науки | 11295-51 | |
| Шкала | Научный центр Фишера | С93805 | |
| Ножницы хирургические | Инструменты для точной науки | 14060-09 | |
| Распылитель | Научный центр Фишера | S413505P | |
| Прокладки для приготовления стерильного спирта | Научный центр Фишера | 22-363-750 | |
| Стерильная офтальмологическая ветеринарная мазь | Пралубей | PH-PURALUBE-VET | |
| Стерильные тампоны для нанесения глазной мази | Научный центр Фишера | 18-366-472 | |
| Стерилизационные пакеты | Научный центр Фишера | 19-910-673 | |
| Хирургическая простыня | Научный центр Фишера | 50-209-1792 | |
| Хирургическая шапочка для волос | Улине | С-10480БЛУ | |
| Хирургические маски | Научный центр Фишера | 18-048-010 | |
| Thomas Scientific Absorbent Bench Underpad, подушечки для скамейки, 16,5 x 23 дюйма/42 x 58 см | Научный центр Фишера | NC1588452 | |
| Нагревательная/индукционная камера с полным подогревом пола | Научный центр Фишера | 14-370-302 | |
| Стержни для зажимов для ран | Инструменты для точной науки | 12022-09 | |
| 100 мг/мл ксилазин | Дехра | Ромпун 100 мг/мл ксилазина |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.