女性の小型げっ歯類における神経温存ミッド尿道閉塞（NEMO）
Summary
げっ歯類の部分膀胱出口閉塞の伝統的なモデリングは、動物の死亡率をはらんでいます。近位尿道や膀胱頸部の周りの解剖から除神経損傷が主要な関心事でもあります。私たちは、従来のモデルの欠点を回避し、安全で信頼性の高いミッド尿道閉塞モデルを開発し、評価しました。
Abstract
部分膀胱出口閉塞（pBOO）、高い有病率を持っている重要な患者の負担、そして巨大な医療費が発生します。 pBOOで膀胱改造を調査するための最も一般的な動物モデルは、近位尿道の部分閉塞を受けた女性の齧歯類です。障害物や動物の死亡率の程度の変動は、近位閉塞との主要な関心事です。さらに、近位尿道や膀胱の首に解剖することは膀胱神経支配を脅かします。
私たちは、従来のモデルの欠点を回避pBOOための神経温存半ば尿道閉塞（NEMO）モデルを開発しました。私たちは、この分野での解剖のためだけでなく、開腹手術の必要性を回避恥骨結合、のすぐ下尿道に近づきました。また、横紋筋尿道括約筋はそのまま残りました。私たちは、20の閉塞（メスSprague-Dawleyラット（12の障害物、6匹の偽動物）ならびにメスC57 / BL6マウスでニモを行いましたS、18匹の偽動物）。 2週間後、私たちは、膀胱機能、膀胱質量、および体重を評価しました。
私たちは、obstructed-または偽手術雌ラットの間には死亡しませんでした。伝統的な近位pBOO法について記載したように、我々は、近位尿道の周りに縫合糸を結び、一時的に0.9ミリメートルの金属棒を入れました。 NEMOは、2週間後に膀胱質量の85％の増加を誘導した偽動物においてのみ0.03 mLのながら、平均残尿量は、部分的に閉塞ラットにおいて0.4 mLでした。マウスでは、我々は、縫合糸を結ぶときに我々が尿道に沿って配置されたカニューレの3つのサイズを試験しました。私たちは、27ゲージのカニューレを使用すると、50％の動物の死亡率の上にもたらしたことがわかりました。 25ゲージのカニューレを配置する膀胱質量を増加させることで所望の応答を生じませんでした。 26ゲージのカニューレを利用すると、最小限の動物の死亡率（1/8）まだ膀胱質量の有意な2倍の増加と良好な結果が得られました。
Introduction
部分膀胱出口閉塞（pBOO）は、高い有病率を有し、重度の膀胱機能不全1をもたらすことができます。スペクトルは、良性前立腺肥大、取得した尿道狭窄の上、そのような後部尿道弁又は尿道下裂などの先天性奇形の範囲です。男性60歳、2年上の30％以上に影響を与え、後者。グレート患者負担とpBOOに関連付けられている巨大な医療費が増加した流出抵抗3に対応して勉強膀胱改造に入れ、かなりの研究努力を正当化。 2006年から2015年まで、220以上のPubMedのインデックス付けの記事は、膀胱にpBOOの影響に関する発表されました。
pBOOのための動物モデルは、ラット5、ウサギ6、豚7、および覚書などのいくつかの種4に考案されてきたがE 8、9、間違いなく最も一般的に使用される動物モデルは、しかし、近位尿道の部分閉塞を受けた雌ラットです。動物の腹部へのアクセス、膀胱のexteriorizing、および膀胱頸部の周りの解剖は、この伝統的な近位尿道閉塞技術と避けられません。閉塞および動物の死亡率の程度の変動は、この手順10、11に関連した問題のいくつかです。私たちは、偽手術動物では、近位尿道の周りの解剖が膀胱頸部12で神経線維の損失と相関の生理的変化をもたらすことを示しました。この知見は、女性のげっ歯類で近位尿道にアクセスすることを含む、最も一般的に使用されるpBOO動物モデルは、影響を与える、膀胱の関連する構造的および機能的変化で除神経損傷につながることを示し、シャムと閉塞動物。したがって、除神経損傷を避け、代替的なアプローチが必要でした。偽手術動物は非操作コントロール動物と区別できなかった一方で我々の研究室では、そのような器官質量の増加および残留尿などの膀胱の予想される障害物に関連する変化を誘導するのに有効な、神経温存ミッド尿道閉塞（NEMO）アプローチを開発し、評価しました。それは解剖のレベルに近位に位置しても、横紋筋尿道括約筋はそのまま残りました。さらに、膀胱質量の閉塞により誘導される増加の変動は、死亡率はゼロであった伝統的な近位尿道閉塞および動物よりも有意に低かったです。
これまでに説明したマウスのためのすべてのpBOOモデルは50％の周りの死亡率と関連していた間、私達はまた成功し、閉塞した動物において10％未満の死亡率と雌マウスにニモを適用しました。マウスでのpBOOのコンテキストで膀胱の再構築を検討することはapplicabilの恩恵を受けるトランスジェニック改変の全体スペクトルのITY。
女性のげっ歯類で半ば尿道の周りに解剖することは、伝統的な近位閉塞モデルにおいて観察された膀胱における望ましくないと交絡構造的または機能的変化を誘導しません。それにもかかわらず、半ば尿道レベルでの部分的な閉塞を誘発することは、まだ膀胱肥大を誘導し、pBOOのための動物モデルから予想されるように、残尿を増加させました。重要なことに、マウスにおけるNEMOを行うことも大きいげっ歯類において実質使用できないトランスジェニック法にpBOOにおける膀胱リモデリングの調査を開きます。
Protocol
Representative Results
Discussion
動物の死亡率は、多くの報告10、11、13、15％以上で、近位尿道におけるpBOOの伝統的なモデルの主要な関心事の一つです。ニモは、雌ラットに適用した場合に、最小限の死亡率を持っているように見えます。マウスでは、近位尿道閉塞は、技術的に困難なラットに比べので、さらに発生しやすい合併症です。私…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The work was funded by a CHIR operating grant (DJB).
Materials
| Female rat | Charles-River Canada | Sprague Dawley Rat (Crl:SD); Strain Code: 400 | about 200g |
| Isoflorane vaporizer | Benson medical industries inc. | TEC III Isoflurane; product code: 53-T3ISO | |
| Isoflorane | Fresenius Kabi Animal Health | Isoflorane; product code CP0406V2 | 250ml bottle |
| Disposable scalpell | Ted Pella, Inc. | #15 Sterile, Stainless Steel Scalpels; catalogue number 549-9-15S | |
| Microscopy forceps | Ted Pella, Inc. | Aesculap Microscopy Forceps, Finepoint, 115mm; product number 5443 | |
| Adson forceps | Ted Pella, Inc. | Aesculap Adson Dissection Forceps, Curved, 120mm; product number 5002-9 | |
| Curved surgical scissors | Ted Pella, Inc. | Surgical Scissors, Curved, S/S, 105mm; catalogue number 1376 | |
| 0.9mm inox metal rod | goodfellow.com | Stainless Steel – AISI 316L Wire Diameter:0.9mm; order code 911-684-65 | |
| Skin hooks – self made from inox steel | goodfellow.com | Stainless Steel – AISI 316L Wire Diameter:0.9mm; order code 911-684-65 | |
| 4-0 Silk suture | esutures.com | 4-0 Sofsilk black 98" strand; product number LS640 | |
| 5-0 Vicry suture | esutures.com | 5-0 Vicryl undyed 27" RB-1 taper; product number J213H | |
| Needle holder | Medsupplier.com | Integra Miltex Carb-N-Sert Baumgartner Needle Holder – 5 1/2"; product code SKU NEE4484-8-40TC SKU NEE4484-8-40TC SKU NEE4484-8-40TC |
|
| Temgesic (Buprenorphine) | first veterinary supply | Buprenex 0.3MG/ml inj amps; item #075701 | |
| 1ml syringe with 27G needle | Fisher Scientific | BD Tuberculin Syringe, BD 309623 | |
| 20G Angiocath | Fisher Scientific | Andwin Scientific ANGIOCATH 20 GA; Catalog No. NC9561906 | |
| Recovery diet | clearh2o | DietGel 31M; 72-08-5022 | |
| C57Bl/6 female mice | Charles-River Canada | C57BL/6 Mouse (C57BL/6NCrI); Strain Code: 027 | about 18g |
| 24G angiocath | Fisher Scientific | Hanna Pharmaceutical Supply Co., Inc. IV CATH ANGIOCATH 24GX3/4IN; Catalog No. NC9814340 | |
| 5-0 Ethibond | esutures.com | 5-0 Ethibond green 30" RB-1 taper; product number X550H | |
| 26G syringe needle | Sigma-Aldrich | BD Precisionglide syringe needle, Gauge 26; z192392 | |
| Normal Saline | Baxter | 0.9% Sodium Chloride Injection, USP, 100 mL MINI-BAG; product code 2B0043 |
References
- Andersson, K. E. Storage and voiding symptoms: pathophysiologic aspects. Urology. 62 (5), 3-10 (2003).
- Boyle, P., et al. The prevalence of lower urinary tract symptoms in men and women in four centres. The UrEpik study. BJU Int. 92 (4), 409-414 (2003).
- Coyne, K. S., Wein, A., Nicholson, S., Kvasz, M., Chen, C. I., Milsom, I. Economic burden of urgency urinary incontinence in the United States: a systematic review. J Manag Care Pharm. 20 (2), 130-140 (2014).
- Buttyan, R., Chen, M. W., Levin, R. M. Animal models of bladder outlet obstruction and molecular insights into the basis for the development of bladder dysfunction. Eur. Urol. 32 (Suppl 1), 32-39 (1997).
- Mattiasson, A., Uvelius, B. Changes in contractile properties in hypertrophic rat urinary bladder. J Urol. 128 (6), 1340-1342 (1982).
- Chang, S., et al. Alteration of the PKC-mediated signaling pathway for smooth muscle contraction in obstruction-induced hypertrophy of the urinary bladder. Lab Invest. 89 (7), 823-832 (2009).
- Moore, J. A., Brading, A. F. A porcine model of bladder outlet obstruction incorporating radio-telemetered cystometry. BJU Int. 100 (5), 1192-1193 (2007).
- Beamon, C. R., Mazar, C., Salkini, M. W., Phull, H. S., Comiter, C. V. The effect of sildenafil citrate on bladder outlet obstruction: a mouse model. BJU Inte. 104 (2), 252-256 (2009).
- Pandita, R. K., Fujiwara, M., Alm, P., Andersson, K. E. Cystometric evaluation of bladder function in non-anesthetized mice with and without bladder outlet obstruction. J Urol. 164 (4), 1385-1389 (2000).
- Kang, Y. J., et al. Early Sequential Changes in Bladder Function after Partial Bladder Outlet Obstruction in Awake Sprague-Dawley Rats: Focus on the Decompensated Bladder. Korean J Urol. 52 (12), 835-837 (2011).
- Schroeder, A., et al. Protective effect of an oral endothelin converting enzyme inhibitor on rat detrusor function after outlet obstruction. J Urol. 172 (3), 1171-1174 (2004).
- Sidler, M., Aitken, K., Jiang, J., Bijos, D., Bägli, D. “sometimes a sham is just a sham” – why the rodent model of partial bladder outlet obstruction needs adjustment. J Urol. 195 (4), e379 (2016).
- Jin, L. H., et al. Persistent detrusor overactivity in rats after relief of partial urethral obstruction. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 301 (4), R896-R904 (2011).
