Method Article

鼠内镜体内发生和肠道的评价多模式成像伤口愈合和炎症

DOI:

10.3791/51875

⸱

August 26th, 2014

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Medicine B, University Hospital Münster, 2Department of Pediatric Rheumatology and Immunology, University Children's Hospital Münster

In This Article

Summary

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小动物成像技术允许串行诊断检查和治疗干预的体内 。近日，应用的范围也显著扩大，目前包括评估结肠肿瘤的发展，促进伤口愈合和监测炎症。该协议说明了鼠内镜这些不同的应用潜力。

Abstract

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小鼠模型被广泛用于研究人类疾病的发病机制和临床前评估诊断程序以及治疗干预。然而，病理性改变的有效评估的通常需要的组织学分析，并且当进行离体，就必须在动物的死亡。因此，在传统的实验环境中，个体内随访检查是几乎不可能。因此，在活体小鼠小鼠内窥镜的发展使得研究者首次两者直接可视化的胃肠道粘膜上，也重复监视变更的程序。众多的应用在体内鼠内镜存在，包括研究肠道炎症或创伤愈合，多次获得粘膜活检组织，并在本地管理使用微型喷射导管的诊断或治疗剂。最近，分子影像扩展了诊断成像月dalities允许使用特定photoprobes鲜明的靶分子的特异性检测。总之，鼠内镜检查已经成为一种新型的尖端技术， 活体成像诊断的实验和在各个领域的临床前研究可能显著影响。

Introduction

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动物模型，极大地丰富了我们的许多肠道病变的认识。实验室小鼠（ 小家鼠 ）已成为生物医学研究的主要动物模型，由于其丰富的遗传和基因组信息，并在转基因和基因敲除株一应俱全。除了增进了解疾病的发病机制，动物模型也重要的是用于测试候选药物以及临床诊断或治疗性干预。然而，尽管有各种​​各样的小鼠模型模仿人类疾病，即在病人护理常规使用的许多诊断和介入选项不可用于小鼠。因此，监测策略，以监测小鼠疾病或治疗干预的效果的过程中往往局限于间接观测或验尸分析。虽然非侵入性程序监测小鼠存在活力样疾病活动指数，曲体重减轻或增加，血液，尿液和粪便antification分析，这些只是间接的指标，并通过个体间变异有偏见。此外， 验尸分析防止纵向观察，在重复的时间点。先进的成像技术来监测小鼠最近才推出1,2疾病活动。虽然这些成像技术允许重复的分析，他们只提供对肠道的描述，往往不准确的观点，并不能够直接可视粘膜或允许诊断或治疗干预措施，如活检收购或候选药物的局部和黏膜内的应用程序。

最近，已经开发出高分辨率内镜系统，在活体小鼠使用3,4。首次这些内窥镜技术允许的腔内结肠疾病的病状，如伤口愈合或肠道炎症提供物镜直接可视ective，实时状态，允许在相同的动物在重复的时间点的纵向研究。除了允许重复活检在个体小鼠，内窥镜系统还可以用于通过允许直接应用一种物质到感兴趣的区域，以治疗影响明显的肿瘤或局部炎症。此外，作为治疗....

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Protocol

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所有的动物实验批准根据德国动物保护法的Landesamt献给自然色，UMWELT UND Verbraucherschutz（LANUV）。

1材料与实验装置

  1. 动物保健
    1. 使用任何应变体重20〜25克雌性或雄性小鼠，并根据当地的动物保护立法容纳他们。
    2. 饲料的小鼠与特殊饲料对啮齿动物和应用苜蓿 - 自由饲料至少三天进行荧光检查，以尽量减少腔内自发荧光之前。
    3. 蒸压提供饮水自由采食 。
  2. 诱导急性DSS诱导的结肠炎
    1. 将3g决策支持系统于100毫升灭菌水溶液:准备3％（W / V）葡聚糖硫酸酯钠（36,000-50,000大DSS，分子量）。提供这种溶液作为唯一的饮用水的小鼠随意和计算将5ml每小鼠/天DSS的溶液。饲料续ROL小鼠灭菌水，无DSS 自由采食 9。
  3. 诱导大肠癌
    1. 溶解诱变氧化偶氮甲烷（AOM）（注意！可能导致癌症和遗传损伤！）在无菌等渗盐水，得到1毫克/毫升的最终浓度。应用单剂量10毫克的AOM每公斤体重腹腔内使用1毫升注射器（30克）10。
    2. 挑战小鼠（不包括对照小鼠）与3％（重量/体积）的DSS从第0天到7天，14天的重复周期，以21天28〜35和第42天至49以诱导炎性从动大肠致癌。只....

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Results

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在体内监测肠伤口愈合
（; 图1A等于1毫米）在例行胃镜检查，黏膜伤口是由微型活检钳，直径3法国机械诱发。随后，伤口愈合是通过日常的内镜检查监测和残余创面面积使用图像编辑软件， 如测量量化，ImageJ的（ 图1B）。个体伤口闭合时间的推移由实际创伤面积/初始伤口面积的商表示。例如，在卷绕代后3天，伤口面积的41％±4.1％被回收，而在第7天的伤口，通常完全愈合（ 图1C）。此外，在实验结束时，伤口可以被切除的组织学评价体外 。描绘的是苏木精和曙红的代表图像（H＆E）染色的伤口床的大y 0和第5天（ 图1D）。

内镜引导下粘膜内注射疗法
对于药理学试剂粘膜内应用，柔性管（0.96毫米直径）与套管固定到端（30克）加入到内窥镜（ 图2A）的工作通道。针后的粘.......

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Discussion

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上皮伤口的愈合是一个持续的过程。在胃肠道粘膜内连续生理剥离表层细胞的发生，要求上皮细胞16的频繁再生。因此，伤口愈合不良，对多种疾病产生巨大的影响，包括胃肠道溃疡和17吻合口漏18。可能只能不完全地进行在细胞培养系统中的体外 19,20评价的分子背景，以及潜在的候选药物，刺激上皮的愈合。因此，需要更复杂的实验装置如鼠结肠镜检查以生成定义粘膜伤口用活检钳，使胃肠道创伤愈合可靠体内评价和评估肠炎症和伤口愈合过程之间可能的相互作用。

另外，注射针可用于升诊断性染料或潜在的候选药物OCAL粘膜内给药。这可以通过使用柔性管（0.96毫米直径），用针固定在端可以通过工作通道被引入来实现。定该测试剂以及安慰剂控制可以在单独的炎症或肿瘤性病变的相同的动物中被传递，这种方法提供了相对于传统的实验设置中的可靠性的优点。局部注射的另一个应用是人或鼠的肿瘤细胞的植入，以产生原位肿瘤在小鼠结肠21。

需要结肠.......

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Disclosures

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作者什么都没有透露。

Acknowledgements

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我们感谢宋佳Dufentester和埃尔克·韦伯的专家技术援助。我们感谢Faekah乔哈尔阿尤校对稿和Stefan布鲁克纳对医疗信息的支持。这项工作是由否则，克朗，费森尤斯-基金会（2012_A94）支持跨学科的资助。 D. Bettenworth是由医学院，WestfälischeWilhelms安大学明斯特的一个研究奖学金支持。 M.布鲁克纳是由德意志研究联合会（DFG SFB1009B8）的"Gerok"旋转位置的支持。 我们感谢海克百隆用于说明鼠标卡通。

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
试剂
不含紫花苜蓿的饮食Harlan Laboritories，美国麦迪逊2014
嘧基甲烷 （AOM）Sigma-Aldrich，戴森霍芬，德国A5486
Bepanthen 眼膏拜耳，勒沃库森，德国80469764
葡聚糖硫酸钠 （DSS）TdB 咨询，瑞典乌普萨拉DB001
曙红Sigma-Aldrich，德国戴森霍芬E 4382
乙二胺四乙酸 （EDTA）Sigma-Aldrich，德国戴森霍芬E 9884
猎鹰管 50 mlBD Biosciences，比利时 Erembodegem352070
Florene 100 V/VAbbott，威斯巴登，德国B506
苏木精Sigma-Aldrich，戴森霍芬，德国HHS32-1L
异戊烷（2-甲基丁烷）Sigma-Aldrich， 德国戴森霍芬M32631-1L
亚甲蓝默克， 德国达姆施塔特1159430025
O.C.T. Tissue Tek 化合物                                 Sakura， Zoeterwonde， 荷兰4583
Omnican F - canulaBraun， Melsungen， Germany9161502
磷酸盐缓冲盐水， PBSLonza， Verviers， Belgium4629
氯化钠 0.9%Braun， Melsungen， Germany5/12211095/0411
标准膳食Altromin， Lage， Germany1320
Tissue-Tek CryomoldSakura， 莱顿， 荷兰4566
体外 –Clud                                                               R. Langenbrinck， 特宁根， 德国04-0002 
设备
AIDA ControlKarl Storz - Endoskope， Tuttlingen， Germany20 096020
带通滤光片Semrock， Rochester， USAHC 716/40
带通滤光片Semrock， Rochester， USAHC 809/81
活检钳， 3 Fr.， 28 cmKarl Storz - Endoskope， Tuttlingen， Germany61071ZJ
Dell MonitorDell， Frankfurt， GermanyU2412Mb
检查护套， 9 Fr.KarlStorz - Endoskope， Tuttlingen， Germany61029D
检查护套， 9 Fr.KarlStorz - Endoskope， Tuttlingen， Germany61029C
光纤电缆， 3.5 mmKarl Storz - Endoskope， Tuttlingen， Germany69495NL
荧光素蓝过滤系统Karl Storz - Endoskope， 图特林根， 德国20100032
荧光素屏障过滤器Karl Storz - Endoskope， 图特林根， 德国20100033
脚踏开关Karl Storz - Endoskope， 图特林根， 德国20010430
霍普金斯望远镜， 1.9 mm， 长度 10 cmKarl Storz - Endoskope， 图特林根， 德国1830231
SCBD-light P Karl Storz - Endoskope， 图特林根， 德国20 133720
SCB tricam SL IIKarl Storz - Endoskope， 图特林根， 德国20 2230 20
管路套装 仪器 VETPUMP IIKarl Storz - Endoskope， 图特林根， 德国69811
Tricam PDD PALKarl Storz - Endoskope， 图特林根， 德国20221037
UniVet PortaGroppler Medizintechnik， Deggendorf， 德国BKGM 0451
Vetpump 2Karl Storz - Endoskope， Tuttlingen， Germany69321620

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bettenworth, D., et al. Translational 18F-FDG PET/CT imaging to monitor lesion activity in intestinal inflammation. Journal of nuclear medicine : official publication, Society of Nuclear Medicine. 54, 748-755 (2013).
  2. Lewis, J. S., Achilefu, S., Garbow, J. R., Laforest, R., Welch, M. J.

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