Summary
염증성 장 질환의 실험적 모델은 우리가 pathogenesis와 관련된 복잡한 본래과 적응 면역 반응을 조사 수 있습니다. histological 채점, 프로 - 염증 크린 시토킨 및 myeloperoxidase 활동 부량 사용하여, 하나는 염증성 장 질환에서 볼 이러한 반응을 평가하기 시작할 수 있습니다.
Abstract
염증성 장 질환 (IBD)은 장내 pathologies의 범위, 궤양 대장염 (UC) 및 Crohn의 질병 (CD)하는 가장 일반적인 구성되어 있습니다. UC와 CD, 모두 콜론에 존재하면, 설사, 직장 출혈, 복통 및 체중 감소를 포함시킬 수 있습니다 유사한 증상 프로필을 생성합니다. 1 IBD의 pathogenesis이 알려지지 않은 남아 있지만, 그것은 모두를 포함 multifactorial 질병으로 설명되어 있습니다 유전과 환경 요소 2.
IBD의 몇 가지 기능이 유사한 colonic 염증 수많은 변수와 변수의 동물 모델이 있습니다. 이러한 dextran 황산염 나트륨 (DSS)과 같은 대장염 - 유도 화학 물질의 특정 농도의 이러한 요구 관리 특정 종의 변종에 감염될 자발적으로 발생하는 사람의 대장염 범위의 동물 모델. 내장 염증의 화학 유도된 모델은 IBD의 가장 일반적으로 사용되는 최상의 설명 모델입니다. Admini마시는 물 속에 DSS의 stration이 관리 프로토콜에 따라 급성 또는 만성 대장염을 생산하고 있습니다. DSS 전시 체중 감소와 느슨한 대변 또는 설사의 증상 주어진 세 동물은, 때때로 직장 출혈의 증거. 여기 4,5를 우리는 방법을 설명하는 대장염 개발 및 결과 염증 반응은 DSS의 다음과 같은 관리를 특징하실 수 있습니다. 이러한 방법은 염증의 대리 마커로 사용할 수 histological hematoxylin / eosin 스테인드 결장 섹션의 분석, 프로 - 염증 크린 시토킨의 측정 및 myeloperoxidase의 결정 (MPO) 활동 6. 포함
질병 상태에있는 염증 반응의 정도는 임상 증상의 존재 또는 점막 조직의 조직학의 변경에 의해 평가하실 수 있습니다. Colonic histological 피해 지하실 건축, 염증 세포 침투, 근육 t의 손실을 고려 채점 시스템을 사용하여 평가됩니다hickening, 고블렛 셀 고갈, 그리고 토굴 농양. 양적 7과 같은 인터루킨 (IL) - 1β, IL - 6와 종양의 괴사 인자 (TNF) - α와 같은 급성 염증성 속성,와 프로 - 염증성 크린 시토킨 수준을 사용하여 확인할 수 있습니다 기존 엘리사 방법. 또한, MPO 활동은 colorimetric 분석을 사용하여 측정할 수 있으며 염증의 인덱스로 사용 8.
실험적 대장염에서 질병 심각도는 종종 MPO 활동 증가와 프로 염증 크린 시토킨 높은 수준의와 상관있다. 대장염의 심각 및 염증 - 관련 피해 hematoxylin / eosin 스테인드 colonic 조직 섹션을 사용하여 대장의 상태를 histopathological 평가 이외에, 대변 일관성과 출혈을 조사하여 평가하실 수 있습니다. Colonic 조직 조각은 MPO 활동 및 시토킨 생산을 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 합쳐 놓으면, 이러한 조치는 장의 염증 반응을 평가하는 데 사용할 수 있습니다실험 대장염의 동물 모델.
Protocol
1. DSS - 유도된 급성 대장염의 Murine 모델
- 원하는 최종 농도 (1-5%) (wt / 권) (즉, 5 % DSS 솔루션을 만들 autoclaved 물 500 ML에 DSS 분말 25 밀리그램을 추가하려면)에 autoclaved 식수로 dextran 황산염 나트륨 (DSS)을 추가 . 주식 솔루션은 ° C까지 사용을 한 주일 또는 4 실온에서 남아있을 수 있습니다.
- biosafety 후드에서 50 ML 팔콘 튜브 (케이지마다 필요 하나)로 재고 DSS 솔루션을 따라줘. 필요한 리필 튜브에 재고 솔루션을 유지.
- DSS 솔루션 (50 ML 팔콘 튜브)와 각 마우스 케이지에서 식수를 교체 (기간은 사용되는 DSS 처방에 따라 달라집니다. 예를 들어, 6-8주 오래된 남성 C57BL / 6 마우스를 사용하여, 우리가 관리를 5 일간의 총 5 %의 DSS 솔루션). 마우스는 다른 물 소스에 액세스할 수 없습니다. 컨트롤 마우스는 DSS없이 autoclaved 마시는 물을 주어집니다.
- 매일 쥐를 무게와 하루 소비하는 DSS의 양을 기록합니다. 각각의 상위DSS 수준을 기록 후 50 ML하는 병. 이것은 실험 기간 내내 마우스마다 케이지 당 소비 DSS의 대략적인 볼륨을 측정하는 것입니다. 우리의 연구에, 우리는 남성 C57BL / 6 마우스 5 일 동안 5 % DSS 솔루션을 사용합니다. 중요한 체중 감소, 변경 대변 일관성과 배설물 혈액의 흔적이 특정 DSS의 처방을 사용하여 3 일 빠르면 볼 수 있습니다. DSS 관리하는 동안 마우스는 동물하거나되는 중요한 생리적 지표로 탈수 및 설사와 체중 감소와 발음 체중 감소 (5 일 그들의 초기 무게의 50-10% 정도) 초기 체중의 20 % 이상을 전시 종점 근처. 동물 5 % DSS의 5 일 후에 정상적인 물에 액세스할 수있는 권한을 부여하는 경우, 그것은 7 일 이내에 회복됩니다. 모든 실험은 기관의 동물 윤리위원회의 승인 및 승인 동물 이용 프로토콜 (AUP)을 준수해야합니다.
- 실험, 질병 활동 색인 (다이)의 기간 동안점수는 대장염의 임상 진행을 평가하기위한 평가하실 수 있습니다. 다이는 초기 체중, 대변 일관성, 그리고 출혈에 비해 체중 감소의 결합 점수입니다. 점수는 다음과 같이 정의됩니다 : 체중 감소 : 0 (없음 손실), 1 (1~5%), 2 (5-10 %), 3 (10-20%), 4 (> 20 %), 대변 일관성을 : 0 (정상), 2 (느슨한 대변) 및 4 (설사) 및 출혈 : 0 (혈흔), 1 (Hemoccult 긍정), 2 (Hemoccult 긍정적인 시각 펠렛의 출혈) 및 4 (총 출혈, 혈액 주위 항문). 다이는 DSS 치료 기간 동안 매일 득점 수 있습니다.
- 선택의 시점에서, 무게와 생쥐를 희생. 생쥐는 기관의 동물 시설의 승인을 isoflurane 혹은 다른 방식의 흡입 다음과 같은 자궁 전위에 의해 euthanized 수 있습니다.
2. colonic 조직 샘플을 수집
- 동물의 복부 측면을 노출하고 70 % 에탄올 솔루션 복부 영역을 젖었어. 이 시점에서, 표 1을 참조하고 적어 둡니다직장 출혈 (항문 구멍에서 혈액 현재) 각 동물의 직장 탈출증의 뉴욕 신호.
- 복부 중간선 절개를하여 복부를 절개 표준 해부 가위를 사용하십시오.
- 콜론을 찾아 말초 콜론 자유 가능한 대장암 여백에 가까운 콜론을 가로로 쪼개다.
- 조심스럽게 천천히 주변 장간막에서 분리, 전체 결장 빼낸다.
- 콜론의 근위 끝 무료로 colonocecal 여백에 콜론을 가로로 쪼개다. 배설물은 신중하게 구부러진 핀셋 / 집게 한 켤레를 사용하여 착취하여 3 또는 5 ML 주사기 또는 부착된 gavage 바늘을 사용하여 멸균 PBS로 콜론을 rinsing하여 제거할 수 있습니다. 전체 콜론을 사용하여 (제 3.1 참조) 손상에 대한 평가
- histological 분석 및 기타 assays에 대한 조직 샘플링은 샘플에서 어떤 영역의 노트를 만들기 1.0 cm 길이 colonic 조각에 0.5 cm을 절단하여 수행할 수 있습니다 (예 : 근위, 중, 또는 말초).
- 조직 샘플assays가 개별적으로 1.5 ML eppendorf 튜브에 배치하고 액체 질소에 냉동 및 -70 ° C.에서 사용까지 저장할 수에 사용되는
3. 대장염의 심각 성의 평가
- 매크로 또는 질병 심각도 점수가 이전에 게시된 채점 시스템 (표 1)를 사용 편견 관찰자에 의해 말기 평가됩니다. 9 대변 일관성이 포셉 한 켤레를 사용하고 일관성을 확인하는 대변에 아래로 누르면 평가하실 수 있습니다. 배설물에 피를 점수를 확인하려면 대변의 색상을 참고 (즉, 검은 엉덩이 비해 밝은 갈색 의자)와 더욱 Hemoccult 검사를 사용하여 확인합니다. 채점 시스템을 사용하여 조건을 각각의 점수를 결정합니다. 각 동물에 대한 최종 매크로 점수는 각 개별 점수의 합계입니다.
- 대장염의 심각의 histological 손상을 평가하기 위해 버퍼 10% 포르말린 용액에있는 작은 콜론의 조각 (0.5 cm), 조직 카세트의 장소와 잠수함 잘라. 5 준비μm의 파라핀에 해당 절차를 사용하여 hematoxylin / eoxin (H & E)와 크로스 섹션과 얼룩 섹션을 내장. 콜론 조각은 근위, 중반 콜론, 또는 콜론의 말초 부분에서 취할 수 있습니다.
- H & E 스테인드 colonic 조직 섹션은 다음과 같은 조치에 대해 이전에 출판 시스템을 사용하여 눈을 멀게 관찰자에 의해 득점 있습니다 : (- 전체 종종 지하실이나 지하 묘지, 3의 손실과 함께 심각한 토굴 왜곡 정상, 0), 염증 세포 침투의 정도 (일반, 0 토굴 아키텍처 - 표시된 근육 농화 선물, 3), 고블렛 세포 고갈 (부재, 0 - - 현재, 1)과 토굴의 농양 (부재, 0 - 현재 밀도 염증은), 근육 농화을 (지하실 기지 muscularis mucosae, 0에 앉아 3 침투 1) 7. histological 손상 평가 점수는 각 개별 점수의 합계입니다. 그것은 인간의 UC 달리, 토굴에 농양이 모델의 특성되지 않으며 거의 본 적이있는 것으로 지적해야, 미세한 ulcerations도 드물다. 여러 개의 콜론 섹션이있다면유사한 섹션 사이의 스테인드, histological 점수는 각 영역에 대한 최종 점수 (말초 콜론에 histological 점수를 비교 근위 결장에서 즉 histological 점수)를 결정하는 데 사용해야합니다.
4. assays에 대한 시약의 재고 솔루션을 준비
- 솔루션 (K 2 HPO 4, DH 2 O 1 L에 이염 인산 칼륨의 8.7 g) 솔루션 B를 추가하여 인산 칼륨 버퍼의 50 MM 솔루션을 준비 (KH 2 PO 4, 1L에 일염기의 인산 칼륨의 6.8 g DH 2 O의)까지가 6.0의 산도가 이루어진다. 남은 솔루션은 나중에 사용하기 전까지 냉장고 (2-8 ° C)에 저장할 수 있습니다.
- 인산 칼륨 완충액 1 패 (50 MM, 산도 = 6.0)에 5g HTAB를 추가하여 hexadecyltrimethylammonium의 브로마이드 (HTAB) 버퍼를 준비합니다. 2-8에 용해하고 저장하기 위해 부드럽게 열 ° C까지 사용. 필요한 경우, 다시 디졸브로 가열.
- 하여 단백질 분석을위한 조직 균질에 대한 용해 버퍼를 준비1M 트리스 - 염산 (산도 = 8.0), 5M 나트륨 염화물 6 ML 및 소독 증류수의 트리톤 X - 100-182 ML 2 ML 10 ML을 추가. 트리톤 X - 100은 상온에서 매우 점성 때문에, 가볍게 사용하기 전에 따뜻하게해야합니다. 준비 용해 버퍼는 사용 전까지 -20 ° C에 저장할 수 있습니다.
5. assays를위한 샘플 준비
- MPO 분석을위한 샘플 준비.
- -70에서 샘플을 제거 얼음 ° C과 장소. 2mL Eppendorf 안전 잠금 microcentrifuge 튜브 (또는 균질 화기와 함께 사용할 수있는 튜브)에 구부러진 forcep / 트위터 및 장소를 사용하여 가시적인 대변이나 지방을 제거한 후에 각 시료의 무게를 기록합니다. 샘플은 항상 얼음에 보관해야합니다. 이와 비슷한 콜론 조각은 각각의 생물 학적 복제 (즉 말초 부분에만 또는 근위 부분에서만)에서 사용해야 참고하는 것이 중요합니다.
- 각 샘플 튜브에 균 질기 비드를 추가합니다.
- HTAB의 buf의 해당 금액을 추가조직 무게에 따라 그다지. 조직 무게 미만 25 MG 경우 12.5mg/mL의 비율로 버퍼를 추가, 조직 중량이 25-50 사이에있는 경우, 25mg/mL의 비율로 추가합니다. 조직 무게가 50보다 큰 경우, 50mg/mL의 비율로 버퍼를 추가합니다.
- 30 Hz에서 4 분 조직 균질 화기와 Homogenize. 조직이 완전히 균질하지 않은 경우 반복합니다.
- 균 질기 비드 6 분 (13,400 XG, 4 ° C)에 대한 원심 솔루션을 제거합니다.
- 뜨는를 수집하고 그 결과 펠렛을 삭제. Supernatent는 -70 ° C에서 사용까지 저장할 수 있습니다.
- 시토킨 분석을위한 샘플 준비.
- 반복 5.1.1 단계를 반복합니다. 5.1.2 수 있습니다.
- 준비 용해 버퍼의 10 ML에 테아제 억제제 칵테일 (PIC) 50 μl를 추가합니다.
- PIC와 상관없이 체중의 각 샘플에 용해 버퍼 용액 1 ML을 추가합니다.
- 30 Hz에서에서 5 분 Homogenize. 조직이 완전히 균질하지 않은 경우 반복합니다.
- 균 질기 비드와 원심 분리기 soluti를 제거3300 X G.에서 5 분 동안
- 뜨는를 수집하고 그 결과 펠렛을 삭제. 뜨는는 -70 ° C에서 사용까지 저장할 수 있습니다.
6. 염증 마커의 양을 정함
- MPO 활동 분석
- O - dianisidine dihydrochloride, DH 2 O의 90 ML, 그리고 인산 칼륨 완충액 10 ML의 16.7 MG를 결합하여 O - dianisidine의 dihydrochloride (O - dianisidine) 솔루션을 준비합니다. 이 솔루션은 모든 분석을위한 새로운 준비를해야합니다.
- 96 - 웰 플레이트에 세중의의 조직 homogenate (섹션 5.1에서 준비) 7 μL를 추가합니다.
- O - dianisidine 혼합물로 희석 H 2 O 2 (30 % DH 2 O 96 μL에 희석 H 2 O 2 4 μL) 50 μL를 추가합니다.
- 우물 각 H 2 O 2를 포함하고있는 O - dianisidine 혼합 200 μL를 추가하는 멀티 채널 피펫을 사용합니다.
- spectropho를 사용하여 450 nm의 흡광도를 측정에서tometer. 삼십초 간격으로 세 수치를 가져가라.
- MPO 활동을 계산합니다. MPO 활동 MPO 중 하나가 단위는 상온에서 분당 H 2 O 2 단계 중 1 μmoL을 저하하는 데 필요한 금액을 말합니다 MPO / MG 조직의 단위 (U) 단위로 측정됩니다. MPO 한 단위 (U)는 = 1 H 2 O 2 분할의 μmoL하고 H 2 O 2 단계 중 1 μmoL은 1.13 × 10 -2 NM / 분 흡광도의 변화를주는 것을 고려, 각 샘플에서 MPO 단위가 결정됩니다 흡광도의 변화로 [ΔA (T 2 - T 1)] / Δmin X (1.13 × 10 -2). 조직 MG 단위당를 얻으려면 조직을 사용하여 버퍼 비율을. 예를 들어, 조직이있는 경우 : 50 밀리그램 / ML의 버퍼의 비율이 사용된, homogenate 7 μL에서 조직의 0.35 MG있다. 따라서, MG 조직 단위당를 얻으려면, 0.35로 MPO의 단위를 나눕니다. 흡광도 값을 사용하여 샘플 계산 (NM)을 (샘플이 세중의에 추가되었다는 가정) 아래에 포함되어 있습니다 :
견본 | 시간 0 초 | 시간 30 초 | 시간 60 초 | ||||||
일 | 이 | 3 | 1 ' | 2 ' | 3 ' | 1 " | 이 ' | 3 " | |
0.048 | 0.048 | 0.051 | 0.061 | 0.061 | 0.065 | 0.074 | 0.073 | 0.078 |
- 평균 시간에서 0 초 = (0.048 + 0.048 + 0.051) / 3 = 0.049 NM
- 평균 시간에서 30 초 = 0.0623 NM
- 시간 60 초에서 평균 = 0.075 NM
- 0에서 30 초 / MG 조직 (50 MG / 조직 ML 가정 : 버퍼 비율)로 흡광도 (ΔA)의 변경 = [(0.0623-0.049) / (1.13 × 10 -2)] / 0.35 = 3.363
- 흡수의 변화ance (ΔA) 30에서 60 초 / MG 조직 = 3.211
- * MPO 활동 (U / MG 조직) ΔA의 = 평균 (0-30)와 ΔA (30-60) = 3.287
- 엘리사에 의해 프로 염증성 크린 시토킨의 부량
- 시토킨 (IL - 1β, IL - 6와 TNF - α) 수준은 상용 효소 - 연결 면역 분석 (엘리사) 키트 (; R & D 시스템 Quantikine Murine)를 사용 결정됩니다.
- 각 엘리사의 흡광도 값은 각 샘플에 해당 브래드 포드 단백질 분석을 사용하여 정규화하고 단백질의 PG / MG 단위로 표시됩니다.
7. 대표 결과
해당 DSS의 섭생의 관리 생쥐의 급성 대장염을 일으킬 것입니다. DSS 치료 기간 동안 다이는 질병의 임상 진행을 평가하고 평가하는 데 사용할 수 있습니다. DSS로 치료 동물들은 초기 중량에 비해 상당한 체중 감소, 느슨하게 stools 및 배설물이 표시됩니다출혈 (그림 1). (그림 2 및 표 콜론의 희생과 심사시, 대장염의 심각는 macroscopically 대변 일관성의 느슨해진 결장의 길이, colonic 출혈, 지저분한 출혈의 단축에 따라 점수이며, 직장 출혈의 흔적은 물로 취급 컨트롤 비교 1). H & E와 함께 스테인드 colonic 조직 샘플의 크로스 섹션 물 처리 제어 대 DSS - 대우 콜론 (그림 3)에 대한 높은 점수를 histological됩니다. 추가 DSS - 취급 생쥐의 염증의 정도를 특성화, MPO 활동은 균질 colonic 조직 샘플에서 평가 수 있습니다. DSS - 처리 콜론 컨트롤 (그림 4)에 비해 높은 MPO 활동을해야합니다. 또한, 이것은 프로 - 염증성 크린 시토킨의 증가 수준 (IL - 1β, IL - 6, TNF - α) (그림 5)와 연결되어 있습니다.
그림 1. 남성, C57BL / 6 생쥐은 5 일 동안 물을 마시는 5 %의 DSS를 부여했다. 다이 점수는 각 동물에 대해 매일 평가되었으며 (± SEM, N = 4 마우스 / 그룹을 의미) 각 그룹에 대해 하루 평균되었습니다.
그림 2. C57BL / 6 생쥐은 5 일 동안 마시는 물에 5 % DSS를 부여했다. 컨트롤 마우스는 DSS없이 물을 받았다. 매크로 손상 점수 / 질병 심각도 점수는 맹목적 5 일 이후 DSS 유도된 대장염에 대한 평가했다. DSS를받은 생쥐로부터 격리 콜론 높은 매크로 손상 점수 (직장 출혈, 직장 탈출증, 설사, colonic 출혈)보다 질병 심각도 (± SEM, N = 4 마우스 / 그룹을 의미) 표시했습니다.
그림 3. C57BL / 6 마우스는 대장염을 유발하기 위해 마시는 물에 5 % DSS 솔루션을 제공했다. 제어 마우스 DSS없이 물을 받았다. (A) Histological 점수는 맹목적 5 일 이후 DSS 관리에 대한 수집 H & E 스테인드 colonic 조직 섹션을 사용하여 득점했다. (B) DSS - 처리된 샘플 (C) 컨트롤 (± SEM, N = 4 마우스 / 그룹을 의미)에 비해 더 많은 histological 손상 (자세한 세포 침투, 더 고블렛 셀 고갈, 큰 왜곡 / 토굴 아키텍처에 손상)를 보여줍니다. 년 (B)와 (C), 별표 (*) 고블렛 세포 고갈과 지하실 건축 왜곡의 영역을 나타냅니다, 숫자 기호 (#) 세포 침투를 나타냅니다.
그림 4. 모든 마우스는 DSS와 colonic 조직 샘플 5 일 게시물 관리에 희생되었다는 MPO 활동을 평가하기 위해 수집되었다. DSS 유도된 대장염의 심각도는 컨트롤 (± SEM, N = 4 마우스 / 그룹 평균)에 비해 MPO 활동의 높은 수준과 관련있다.
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그림 5. 높은 MPO 수준, DSS 유도된 대장염의 심각 이외에는 또한 IL - 1β, IL - 6, TNF - α와 같은 프로 염증의 크린 시토킨의 증가 수준 (± SEM, N = 4 쥐를 의미와 관련된 / 그룹).
점수 | 직장의 출혈 | 직장 탈출증 | 대변 일관성 | 혈액 |
0 | 없음 | 없음 | 일반 | 일반 |
일 | 붉은 | 탈출증의 증상 | 부드러운 | 붉은 |
이 | 다크 레드 | 지우기 탈출 | 매우 부드러운 | 다크 레드 |
3 | 총의 출혈 | 광범위한 탈출 | 설사 | 검정 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Eppendorf Safe-Lock Microcentrifuge Tube (2mL) | Eppendorf | 0030 120.094 | |
Biotek EL808 Absorbance plate reader | BioTek | EL808 | |
Dextran sulphate sodium salt reagent grade (molecular weight 36,000-50,000 Da) | MP Biomedicals | 160110 | |
Gen5 (software) | BioTek | Version 1.10.8 | |
Hexadecyltrimethylammonium bromide (HTAB) | Sigma-Aldrich | H5882-100G | |
Hydrogen peroxide, 30 wt.% solution in water | Sigma-Aldrich | 216763 | Store at 2-8°C |
Microtest plate 96-well flat bottom | Sarstedt Ltd | 82.1581 | For single use only |
o-Dianisidine | Sigma-Aldrich | D-3252 | Light sensitive. Store at 2-8°C |
Potassium phosphate, dibasic | Caledon | 6620-1 | |
Potassium phosphate, monobasic | EMD Millipore | PX1565-1 | |
Protease inhibitor cocktail | Sigma-Aldrich | P8340 | Store at -20°C |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T8787 | |
Tungsten Carbide beads for Tissue Lyser II | Qiagen | 69997 |
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