Cecal Ligation Punktering Förfarande
Summary
Den musmodell av cecal ligation och punktera som ett värdefullt verktyg för studiet av mänskliga sepsis.
Abstract
Mänskliga sepsis kännetecknas av en uppsättning av systemiska reaktioner som svar på intensiv och massiva infektion som inte kunde vara lokalt tillbaka av värden. För närvarande sepsis rankas bland de tio dödsorsakerna i USA intensivvårdsavdelningar 1. Vid sepsis finns två etablerade hemodynamisk faser som kan överlappa varandra. Den första fasen (hyperdynamic) definieras som en massiv produktion av proinflammatoriska cytokiner och reaktiva ämnen syrgas makrofager och neutrofiler som påverkar vaskulär permeabilitet (som leder till hypotension), hjärtfunktion och inducerar metabola förändringar kulminerade i vävnadsnekros och organsvikt. Följaktligen är den vanligaste dödsorsaken akut njurskada. Den andra fasen (hypodynamic) är en anti-inflammatorisk process med förändrat monocyter antigen presentation, minskade lymfocyter spridning och funktion och ökad apoptos. Detta tillstånd kallas immunsuppression eller immun depression ökar kraftigt risken för nocosomial infektioner och slutligen döden. Mekanismen bakom dessa patofysiologiska processer är inte väl karakteriserade. Eftersom båda faserna av sepsis kan medföra oåterkallelig och irreparabel skada är det viktigt att fastställa de immunologiska och fysiologiska status patienten. Detta är den främsta anledningen till många terapeutiska läkemedel har misslyckats. Samma läkemedel ges i olika stadier av sepsis kan vara terapeutiskt eller på annat sätt skadliga eller ha någon effekt 2,3. För att förstå sepsis på olika nivåer är det avgörande att ha en lämplig och omfattande djur-modell som återger det kliniska förloppet av sjukdomen. Det är viktigt att karakterisera patofysiologiska mekanismer som uppstår vid sepsis och kontroll modellen förutsättningar för att testa potentiella läkemedel.
För att studera etiologin av mänskliga sepsis forskare har utvecklat olika djurmodeller. Den mest använda kliniska modellen är cecal ligation och punktering (CLP). CLP-modellen består av perforation av blindtarmen låta utsläpp av fekalt material in i bukhålan för att skapa ett förvärrat immunsvar som framkallas av polymikrobiella infektion. Denna modell uppfyller människans villkor som är kliniskt relevant. Liksom hos människor, möss som genomgår CLP med vätsketillförsel visar den första (tidiga) hyperdynamic fas som med tiden utvecklas till den andra (sent) hypodynamic fas. Dessutom är den cytokin profil som liknar den som ses hos människa sepsis där det finns ökad lymfocyt apoptos (över 4,5). På grund av de många och överlappande mekanismer involverade i sepsis, forskare behöver en lämplig sepsis modell av kontrollerade svårighetsgrad för att få enhetliga och reproducerbara resultat.
Protocol
Discussion
Här visar vi i detalj hur du utför CLP-modell i möss och modulera svårighetsgrad.
Jämfört med andra djurmodeller av sepsis kan CLP utföras i något musstam av olika ålder och kön. Det är ett relativt enkelt och billigt kirurgiska ingrepp. I denna modell har den svårighetsgrad en direkt inverkan på andelen överlevnad. Längden på ligation, tjockleken på nålen och antalet punkteringar är parametrar som kan styras för att modulera svårighetsgrad / dödlighet i CLP. Därför a…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av ett bidrag från Pennsylvania Department of Health.
Dr Miguel Garcia Toscano var en forskarassistent vid Temple University, finansierat av Alfonso Martin Escudero stiftelsen under denna studie.
Vi vill tacka Iliya Yordanov och Kevin Kotredes för framställning av videon.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
|---|---|---|---|
| Ketamine | Ketaset | 0856-2013-01 | |
| Xylazine | AnaSed | NADA# 139-236 | |
| Insulin syringe 29G | Exel | 26028 | |
| Silk suture, 6-0 PROLENE | Ethicon | 8680G | |
| 19G and 25G Needle | BD | 305186 | |
| Shaver | General supply | General supply | |
| Infrared Heating lamp | General supply | General supply | |
| Michel wound clips 7mm | Roboz Surgical Instr | RS-9270 | |
| Ear Loop Mask | Fisher Scientific | 19-130-4181 | |
| Dissection scissors | Roboz Surgical Instr | RS-6702 | |
| Betadine solution | VWR | 63410-992 | |
| Surgical forceps | Roboz Surgical Instr | RS-5135 | |
| 70% Isopropyl alcohol pad | Fisher Scientific | 22-031-350 | |
| Buprenorphine | Bedford Labs | 55390-100-10 | |
| Tramadol | Sigma-Aldrich | 42965 |
References
- Angus, D. C. Epidemiology of severe sepsis in the United States: analysis of incidence, outcome, and associated costs of care. Crit Care Med. 29, 1303-1310 (2001).
- Riedemann, N. C., Guo, R. F., Ward, P. A. The enigma of sepsis. J Clin Invest. 112, 460-467 (2003).
- Eichacker, P. Q., Gerstenberger, E. P., Banks, S. M., Cui, X., Natanson, C. Meta-analysis of acute lung injury and acute respiratory distress syndrome trials testing low tidal volumes. Am J Respir Crit Care Med. 166, 1510-1514 (2002).
- Buras, J. A., Holzmann, B., Sitkovsky, M. Animal models of sepsis: setting the stage. Nat Rev Drug Discov. 4, 854-865 (2005).
- Doi, K., Leelahavanichkul, A., Yuen, P. S., Star, R. A. Animal models of sepsis and sepsis-induced kidney injury. J Clin Invest. 119, 2868-2878 (2009).
- Godshall, C. J., Scott, M. J., Peyton, J. C., Gardner, S. A., Cheadle, W. G. Genetic background determines susceptibility during murine septic peritonitis. J Surg Res. 102, 45-49 (2002).
- De Maio, A., Torres, M. B., Reeves, R. H. Genetic determinants influencing the response to injury, inflammation, and sepsis. Shock. 23, 11-17 (2005).
- Diodato, M. D., Knoferl, M. W., Schwacha, M. G., Bland, K. I., Chaudry, I. H. Gender differences in the inflammatory response and survival following haemorrhage and subsequent sepsis. Cytokine. 14, 162-169 (2001).
- Turnbull, I. R. Effects of age on mortality and antibiotic efficacy in cecal ligation and puncture. Shock. 19, 310-313 (2003).
- Miyaji, T. Ethyl pyruvate decreases sepsis-induced acute renal failure and multiple organ damage in aged mice. Kidney Int. 64, 1620-1631 (2003).
- Torres, M. B., De Maio, A. An exaggerated inflammatory response after CLP correlates with a negative outcome. J Surg Res. 125, 88-93 (2005).
- Doi, K. AP214, an analogue of alpha-melanocyte-stimulating hormone, ameliorates sepsis-induced acute kidney injury and mortality. Kidney Int. 73, 1266-1274 (2008).
- Wilson, M. A. Fluid resuscitation attenuates early cytokine mRNA expression after peritonitis. J Trauma. 41, 622-627 (1996).
- Zanotti-Cavazzoni, S. L. Fluid resuscitation influences cardiovascular performance and mortality in a murine model of sepsis. Intensive Care Med. 35, 748-754 (2009).
- Hugunin, K. M., Fry, C., Shuster, K., Nemzek, J. A. Effects of tramadol and buprenorphine on select immunologic factors in a cecal ligation and puncture model. Shock. 34, 250-260 (2010).
