Summary
आंतों अवरोधों आंत की एक आंशिक या पूर्ण रुकावट है कि गंभीर पेट दर्द, मतली, उल्टी, और मल के पारित होने को रोकने के कारण कर सकते हैं । चूहों में आंत्र आंशिक obsructions बनाने के लिए इस प्रक्रिया आंत में रोग कोशिका विकास और मौत अंतर्निहित तंत्र का अध्ययन करने में विश्वसनीय है.
Abstract
आंतों अवरोधों, कि बाधा या ब्लॉक सिकुड़नेवाला आंदोलन, पेट आसंजन और सबसे जठरांत्र (सैनिक) ट्यूमर वृद्धि सहित रोगों के कारण हो सकता है । हालांकि, सेलुलर remodeling तंत्र में शामिल है, और की वजह से, आंत्र अवरोधों खराब समझ रहे हैं । आंतों अवरोधों के कई पशु मॉडल विकसित किया गया है, लेकिन माउस मॉडल सबसे अधिक लागत/ माउस मॉडल एक आंत्र आंशिक रुकावट (पीओ) के सर्जिकल आरोपण का उपयोग करता है कि एक उच्च मृत्यु दर है अगर यह सही ढंग से नहीं किया जाता है । इसके अलावा, पीओ सर्जरी प्राप्त चूहों अतिवृद्धि विकसित करने के लिए असफल अगर एक उचित नाकाबंदी का इस्तेमाल नहीं किया है या ठीक से रखा नहीं है । यहां, हम पीओ सर्जरी जो एक बहुत ही कम मृत्यु दर के साथ विश्वसनीय और reproducible आंत्र अवरोधों का उत्पादन के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल का वर्णन । इस प्रोटोकॉल का इस्तेमाल एक शल्य चिकित्सा रखा सिलिकॉन अंगूठी है कि चारों ओर से घेरे लघ्वान्त्र जो आंशिक रूप से छोटी आंत में पाचन आंदोलन ब्लॉकों । आंशिक रुकावट आंत पाचन आंदोलन के पड़ाव के कारण फैली हुई है बनाता है । आंत के फैलाव की अंगूठी के मौखिक पक्ष पर चिकनी मांसपेशी अतिवृद्धि लाती है कि उत्तरोत्तर 2 सप्ताह से अधिक विकसित करता है जब तक यह मौत का कारण बनता है । सर्जिकल पीओ माउस मॉडल hypertrophic आंत्र ऊतक चिकनी मांसपेशी कोशिकाओं (एसएमसी), Cajal (आईसीसी), PDGFRα+, और न्यूरॉन के मध्यवर्ती कोशिकाओं सहित आंत्र कोशिकाओं के रोग परिवर्तन का अध्ययन करने के लिए उपयोगी के एक vivo में मॉडल प्रदान करता है आंत्र रुकावट के विकास के दौरान कोशिकाओं ।
Introduction
आंतों अवरोधों छोटी या बड़ी आंत में एक आंशिक या पूर्ण रुकावट है जो पचा भोजन, तरल पदार्थ, और गैस के माध्यम से ले जाने से रोकता है1. बाधा के कारण, रुकावट आंतों की दीवारों को गाढ़ा हो, लुमेन2को कम करने के लिए प्रेरित । पेट में रुकावट उदर या श्रोणि सर्जरी है कि पेट आसंजन ऊतक गठन के कारण या सैनिक विकारों से जैसे भड़काऊ आंत्र रोग (Crohn के रोग), diverticulitis, हर्निया, volvulus, निंदा के रूप में हो सकता है, intussusception, कब्ज, मल प्रभाव, छद्म रुकावट, कैंसर और ट्यूमर3,4,5। इन मामलों में आंतों अवरोधों अक्सर आंत के tunica muscularis के अतिवृद्धि करने के लिए नेतृत्व6.
लुमेन के पीओ आंत्र नजरबंदी लाती है, और कार्यात्मक क्रमाकुंचन7,8,9,10के लिए जारी रखने की जरूरत के जवाब में रुकावट के आसपास चिकनी मांसपेशी परत मोटाई बढ़ जाती है, 11,12,13. आंत्र पीओ के पशु मॉडल चूहों में चिकनी मांसपेशी अतिवृद्धि का अध्ययन करने के लिए विकसित किया गया है7, चूहों10, गिनी सूअरों11, कुत्तों12, और बिल्लियों13 कि लगातार के भीतर समान अतिवृद्धि विकसित आंतों की मांसपेशी परतों ।
आंतों PO का एक माउस मॉडल सबसे अधिक लागत प्रभावी बनाने के लिए और vivo मेंआंत्र अवरोधों का अध्ययन करने के लिए रास्ता है । छोटी आंत अवरोधों चूहों में बाहर लघ्वान्त्र के आसपास रखा एक सिलिकॉन अंगूठी का उपयोग करके किया जाता है । पीओ चूहों कोशिकाओं की संख्या में एक जल्दी वृद्धि (हाइपरप्लासिया) दिखाया, और PO सर्जरी के बाद मांसपेशी परत मोटाई (अतिवृद्धि) में वृद्धि8,15। एसएमसी प्राथमिक प्लास्टिक कोशिकाओं है कि hypertrophic शर्तों के जवाब में चिकनी मांसपेशियों की परतों के भीतर बढ़ रहे है14, लेकिन अंय कोशिकाओं जैसे आईसीसी और PDGFRα+ कोशिकाओं है कि निकट एसएमसी के साथ जुड़े रहे हैं, भी repopulated । हमने पहले बताया है कि पीओ चूहे छोटी आंत में अतिवृद्धि विकसित करते हैं, जिसमें एसएमसी PDGFRα+ कोशिकाओं है कि उच्च प्रफलन7,15,16में भेदभाव कर रहे हैं । इसके विपरीत, आईसीसी और पुनर्जीवित कर रहे है आंतों obsruction7के विकास के दौरान hypertrophied चिकनी मांसपेशी परतों के भीतर खो दिया है । पीओ मॉडल का एक अंय प्रमुख लाभ अपनी क्षमता के लिए प्रवेश तंत्रिका तंत्र में परिवर्तन प्रेरित और तंत्रिकाजन्य मोटर पैटर्न प्रचार है । माउस छोटी आंत में प्रमुख प्रचार तंत्रिकाजन्य मोटर पैटर्न पलायन मोटर परिसर (एमएमसी) है, जो तंत्रिकाजन्य है और आईसीसी या बिजली की धीमी लहरों की आवश्यकता नहीं है17. पीओ मॉडल में स्पष्ट अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते है कैसे MMCs और प्रवेश नसों आंशिक रुकावट से remodeled हैं ।
यहां, हम आंत्र पीओ सर्जरी के लिए एक सिलिकॉन अंगूठी का उपयोग कर एक murine प्रोटोकॉल का प्रस्ताव । पीओ सर्जरी प्राप्त चूहों मज़बूती से छोटी आंत के tunica muscularis में अतिवृद्धि का उत्पादन । hypertrophic मांसपेशी के भीतर, एसएमसी, आईसीसी, PDGFRα+, और न्यूरॉन कोशिकाओं नाटकीय रूप से remodeled कर रहे हैं.
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Protocol
निम्न प्रोटोकॉल नेवादा विश्वविद्यालय में संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) द्वारा अनुमोदित किया गया है-रेनो (उंर) पशु संसाधनों और अनुसंधान जानवरों के उपयोग के बारे में सभी संस्थागत नैतिक दिशा निर्देशों के साथ अनुपालन.
1. पशु ।
- परिपक्व प्राप्त करें (4-6 सप्ताह पुराना) C57BL/6 चूहों के बीच वजन 20-30 जी घर उंर पशु संसाधनों पर एक केंद्रीकृत पशु सुविधा में प्रयोगशाला चूहों की कॉलोनी ।
2. आंशिक रुकावट सर्जरी
नोट: सर्जरी शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं के लिए समर्पित कमरे में प्रदर्शन कर रहे हैं । सभी शल्य चिकित्सा उपकरणों autoclaved सर्जरी से पहले कर रहे हैं । बाँझ सर्जिकल गाउन और दस्ताने हर समय सर्जिकल कमरे में सभी कर्मियों द्वारा पहना जाना चाहिए ।
- शल्य माउस के लिए तैयारी
- संवेदनाहारी वितरण प्रणाली की जांच करने के लिए ऑक्सीजन की आपूर्ति सुनिश्चित करने और isoflurane प्रक्रिया के लिए पर्याप्त है । आपूर्ति ऑक्सीजन चालू करें । गैस flowmeter को चालू करें और उसे 500-1000 मिलीलीटर/इंडक्शन चैंबर में पशु को रखें और ऊपर से सील कर दें ।
- 5% करने के लिए isoflurane vaporizer पर बारी है, और पशु की निगरानी जब तक यह लेटा हुआ हो जाता है । संवेदनाहारी डिलिवरी सिस्टम को नाक कोन से स्विच करें ।
- ऑक्सीजन के साथ किसी भी अवशिष्ट गैस के प्रेरण कक्ष फ्लश, तो बंद प्रेरण चैंबर लाइन बारी जबकि नाक शंकु लाइन खुला रखते हुए ।
- चैंबर से पशु निकालें और ध्यान से पशु की आंखों पर नेत्र मरहम जगह है ।
- एक गरम गरम पैड पर नाक शंकु प्लेस जब गैस प्रवाह जारी है ।
- ऑक्सीजन के प्रवाह को १००-२०० मिलीलीटर/मिनट में बदलें, 2-3% isoflurane के साथ । पशु को ले जाने के लिए शुरू होता है, जब तक पूरी तरह से anesthetized फिर से पर नाक शंकु के साथ पशु gentlyrestrain ।
- प्रक्रिया के दौरान उत्तेजना के लिए श्वसन और प्रतिक्रिया की निगरानी और isoflurane के प्रतिशत को समायोजित (2-5%) के रूप में की जरूरत है । पशु anesthetization स्तर सर्जरी किया जाता है पहले पैर की अंगुली चुटकी पलटा की कमी से नजर रखी है ।
- दर्द दवा इंजेक्षन (buprenorphine, 1 µ g/चीरा साइट से दूर intraperitoneally ।
- एक साफ कपास झाड़ू का उपयोग कर पेट पर बालों को हटाने लोशन लागू करें । लोशन माउस पर 3-5 मिनट के लिए बैठते हैं, तो धुंध और कपास झाड़ू का उपयोग कर बालों को हटा दें । इस कदम को तब तक दोहराएं जब तक कि सारे बाल माउस के पेट से निकल न गए हों ।
- साफ 70% इथेनॉल धुंध और कपास झाड़ू का उपयोग कर के साथ त्वचा । पेट साफ करने के लिए swabsticks या povidone-आयोडीन सॉल्यूशन लागू करें ।
- आंशिक रुकावट सर्जरी
- कपड़े सर्जिकल एक 2.5 x 2.5 सेमी सर्जरी क्षेत्र के लिए बीच में खोलने के साथ 25 x 50 सेमी बाँझ कागज का उपयोग कर साइट । खोलने और त्वचा की सीमाओं पर बाँझ स्ट्रिप्स रखकर जानवर के लिए कपड़ा सुरक्षित.
- एक ~ 3.0 सेमी पेट चीरा longitudinally एक No .15 ब्लेड स्केलपेल का उपयोग कर, सुनिश्चित करना है कि केवल त्वचा incised है और इस समय musculoperitoneal परत में काटने से परहेज ।
- संदंश और सर्जिकल कैंची का प्रयोग, ध्यान से musculoperitoneal परत को किसी भी चीरा के कारण के बिना musculoperitoneal परत से त्वचा को अलग । परतों के बाद पर्याप्त रूप से अलग किया गया है (लगभग 1 सेमी x 4 सेमी), musculoperitoneal परत और कट पर लीनिया अल्बा की पहचान ~ 2 सेमी लीनिया अल्बा intraperitoneal माइक्रो संदंश और कैंची का उपयोग कर गुहा का पर्दाफाश करने के साथ ।
- ध्यान से पता लगाने और अंधान्त्र की पहचान । धीमे और धीरे intraperitoneal गुहा से सूक्ष्म संदंश के साथ अंधान्त्र निकालें, समीपस्थ बृहदांत्र लाने और बाँझ कपड़ा पर बाहर अंधान्त्र के साथ लघ्वान्त्र. तुरंत 0.9% बाँझ खारा जाली के साथ आंतों के ऊतकों को गीला करना और उजागर ऊतक हर समय गीला कर रखें, जबकि वे उदर गुहा के बाहर हैं ।
- स्थिति जानें, और लघ्वान्त्र और समीपस्थ कोलन के बीच अन्त्रपेशी की पहचान करें । एक चीरा (~ 1 सेमी) समानांतर बनाओ, और बस के नीचे, लघ्वान्त्र, अन्त्रपेशी में और किसी भी vasculature काटने से बचें ।
- एक autoclaved सिलिकॉन अंगूठी ले लो (लंबाई में 6 मिमी, 4 मिमी बाहरी व्यास, 3.5 मिमी इंटीरियर व्यास). टयूबिंग खोलने के लिए longitudinally काटें और माइक्रो-संदंश के साथ रिंग खोलें ।
- अन्त्रपेशी ऊतक में चीरा के माध्यम से खोला अंगूठी के एक छोर डालें । अंगूठी से घिरा लघ्वान्त्र के साथ, एक दूसरे के साथ संपर्क में एक छोर लाकर एक पूरा अंगूठी आकार के लिए अंगूठी वापस ।
- सुनिश्चित करें कि सिलिकॉन अंगूठी पूरी तरह से चारों ओर लघ्वान्त्र, टांका के साथ अंगूठी बंद करो और ध्यान से आंतों intraperitoneal गुहा में वापस जगह है ।
- सर्जरी बंद
- एक अवशोषित सीवन के साथ musculoperitoneal घाव को बंद करने के लिए लीनिया अल्बा के साथ musculoperitoneal परत पर एक सरल सतत सीवन प्रदर्शन करते हैं । टांका पूरा होने के बाद, 0.9% बाँझ नमकीन भिगोया धुंध के साथ किसी भी खून बह रहा साफ ।
- घाव को पूरी तरह से बंद करने के लिए, एक अलग नायलॉन सीवन के साथ, त्वचा पर एक सरल सतत सीवन प्रदर्शन करते हैं ।
- दोनों टांके पूरे होने के बाद, घाव को नए swabstick या povidone-आयोडीन से साफ करें ।
- Intraperitoneally इंजेक्शन एंटीबायोटिक्स (gentamicin, 150 μL प्रति माउस 20-30 ग्राम वजन पर आधारित) ।
- प्रक्रिया के पूरा होने के बाद, isoflurane vaporizer बंद कर देते है और पशु केवल ऑक्सीजन बहने जब तक यह चेतना प्राप्त करने के लिए शुरू सांस लेने की अनुमति ।
- पशु जाग रहा है एक बार, पूरी तरह से बरामद जब तक थर्मल समर्थन के साथ एक अलग वसूली क्षेत्र में पशु जगह है ।
3. ऑपरेशन के बाद अवलोकन ।
- सर्जरी के पूरा होने के बाद, तापमान और आर्द्रता विनियमित है, जहां एक वसूली कमरे में एक मशीन के लिए जानवरों को स्थानांतरित । जानवरों की मशीन में हैं, जबकि पहले घंटे के लिए प्रत्येक 15 मिनट तो दूसरे घंटे के लिए हर 30 मिनट के बाद पशुओं की निगरानी ।
- जैसे ही निर्धारित अवलोकन पूरा हो गया है, अपने स्वयं के व्यक्तिगत पिंजरे में जानवरों को ले जाने और दर्द के नैदानिक संकेत के लिए उन्हें दैनिक निगरानी18, और शल्य चिकित्सा घाव जटिलताओं के किसी भी लक्षण के बिना ठीक से उपचार कर रहा है कि यह सुनिश्चित करने के लिए ( dehiscence) उपस्थित होते.
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Representative Results
आंशिक रुकावट (पीओ) शल्य चिकित्सा ileocecal लुगदी के करीब लघ्वान्त्र के आसपास एक सिलिकॉन अंगूठी रखकर एक महीने पुराने चूहों में प्रेरित किया गया था । इस अंगूठी लघ्वान्त्र में एक आंशिक रुकावट पैदा की । अन्तर्वासना ऑपरेशन (सू) भी किया गया पर एक अंगूठी के बिना उम्र/सेक्स मिलाए चूहों और इन चूहों में पीओ चूहों में पाए जाने वाले लोगों के समान कोई लक्षण दिखाई नहीं दिया. चूहों जल्दी से कुछ ही घंटों के भीतर पीओ सर्जरी से बरामद किया । वे पहले सप्ताह के भीतर कोई स्पष्ट व्यवहार परिवर्तन या कमजोरी दिखाई दिया, लेकिन पहले सप्ताह के बाद, वे उत्तरोत्तर पो के लक्षण दिखाने के लिए: एक आदत पेट और कम और छोटे मल छर्रों का उत्पादन शुरू किया । po चूहों पर बलिदान किया गया 8 और 13 दिनों के बाद पीओ सर्जरी के साथ इतना नियंत्रण चूहों । छोटी आंत आंशिक रूप से भरा हुआ था और 8 दिनों के बाद पीओ सर्जरी और पूरी तरह से भर दिया और 13 दिनों में पोस्ट-पीओ सर्जरी, तो नियंत्रण चूहों की तुलना में (चित्र 1a) । 8 के बृहदांत्र में मल गोली गठन और 13 दिनों के बाद पीओ सर्जरी चूहों की तुलना में इतना नियंत्रण चूहों (चित्र 1b) कम किया गया था । श्रोणि ऊतक कि सिर्फ अंगूठी के ऊपर था और विदारक चिकनी मांसपेशी hematoxylin और eosin द्वारा विश्लेषण किया गया था (एच एंड ई) धुंधला । चिकनी मांसपेशी परत 8 दिनों के बाद पीओ सर्जरी में hypertrophied और बहुत आगे 13 दिनों में hypertrophied पोस्ट-po सर्जरी (चित्रा 2) था । हम भी immunochemistry के उपयोग के माध्यम से पीओ चूहों में tunica muscularis के भीतर एसएमसी, आईसीसी, PDGFRα+, और ंयूरॉन कोशिकाओं में परिवर्तन मनाया । प्रत्येक कक्ष कक्ष-प्रकार विशिष्ट मार्करों के साथ लेबल किया गया था: MYH11 (एसएमसी), किट (आईसीसी), PDGFRA (PDGFRα+ कोशिकाओं), और 9.5 (न्यूरॉन कोशिकाओं) । एसएमसी ऊतक के तीन परतों के भीतर पाए जाते हैं: अनुदैर्ध्य मांसपेशी (एल एम), परिपत्र मांसपेशी (सेमी), और लघ्वान्त्र में muscularis म्यूकोसा (मिमी) । एसएमसी उत्तरोत्तर सभी तीन परतों में तेजी से दरों पर 8 में बढ़ रहे थे और 13 दिनों के बाद पीओ सर्जरी (चित्रा 3) । ICCs के लिए के रूप में, उनकी उपजनसंख्या गहरी मांसल जाल में स्थित हैं (DMP), myenteric क्षेत्र (मेरा), और subserosal क्षेत्र (एस एम ए) । हालांकि, आईसीसी-DMP, आईसीसी-माय, और आईसीसी-एसएसई ने इंट्रा/दमदार परतों (चित्रा 3) के भीतर पतित थे । आईसीसी की उपआबादी के समान, PDGFRα+ कोशिकाओं (PαC) की उपआबादी DMP में स्थित हैं, मेरे, और SS. पीओ चूहों में, PαC-DMP, PαC-मेरे, और PαC-SS गतिशील रूप से पीओ चूहों की पेशी परतों के भीतर remodeled थे: वे 8 दिनों के बाद पीओ सर्जरी में बढ़ रहे थे और 13 दिनों में पतित पोस्ट-po सर्जरी (चित्रा 3) । अंत में, myenteric जाल (सांसद), सबम्यूकोसल जाल (सपा), subserosal न्यूरॉन्स (एसएस), और दर्जी मोटर न्यूरॉन्स (EMN) काफी अंतर में खो गए थे/इंट्रामस्क्युलर क्षेत्रों में पीओ चूहों के 8 और 13 दिनों के बाद पीओ सर्जरी (चित्रा 3).
चित्र 1. आंतों आंशिक रुकावट शल्य चिकित्सा एक माउस मॉडल में प्रेरित । पीओ पीओ सर्जरी द्वारा प्रेरित किया गया । एक महीने पुराने चूहों anesthetized थे, उनके पेट एक चीरा द्वारा खोला गया था, एक सिलिकॉन अंगूठी लघ्वान्त्र आसपास रखा गया था, और खोलने suturing द्वारा बंद कर दिया गया था । चूहों कि सर्जरी के लिए या तो 8 या 13 दिनों के लिए ठीक करने की अनुमति दी गई । उम्र और सेक्स मिलाए तो चूहों पर ऑपरेशन किया गया उसी तरह पीओ चूहों को छोड़कर वहाँ एक अंगूठी का कोई स्थान नहीं था. (क) चूहों में सैनिक पथ की सकल छवियां है कि पीओ या तो सर्जरी से गुजरा । छवियों चूहों से 8 और 13 दिनों के बाद सर्जरी में कर रहे हैं (ख) सैनिक पथ एक में चूहों से विदारक. छोटी आंत की अंगूठी के ऊपर दोनों 8 और 13 दिनों के बाद पीओ सर्जरी और बृहदांत्र में मल छर्रों में भी छोटे थे दोनों 8 और 13 दिन के बाद पीओ सर्जरी के रूप में 13 दिनों के बाद की तुलना में इतनी सर्जरी आंशिक रूप से प्रतिरोधी सिलिकॉन अंगूठी के कारण चूहों । स्केल सलाखों 0.5 सेमी कर रहे हैं । इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें.
चित्र 2. चिकनी मांसपेशी परत शल्य माउस मॉडल में बदल दिया । प्रतिनिधि एच एंड ई आंत्र पीओ से श्रोणि पार वर्गों के धुंधला, तो और कोई आपरेशन (नहीं) चूहों । चिकनी मांसपेशी (एस) और म्यूकोसा (म्यू) परतों po चूहों में 8 और 13 दिनों में मोटी है तो और कोई चूहों में उन से पोस्ट पीओ सर्जरी । स्केल पट्टियां 50 µm हैं । इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें.
चित्र 3. आंत्र आंशिक रुकावट द्वारा प्रेरित चिकनी मांसपेशी अतिवृद्धि में गतिशील सेलुलर remodeling. प्रतिनिधि फोकल लेजर स्कैनिंग hypertrophic श्रोणि पार वर्गों के छवियों, पीओ से, तो और कोई चूहों । MYH11 (एसएमसी) के एंटीबॉडी (लाल), किट (आईसीसी), PDGFRA (PDGFRα+ कोशिकाओं) या 9.5 (नेकां; न्यूरॉन कोशिकाओं), सह DAPI (नीला) के साथ दाग के साथ धुंधला Immunohistochemically । म्यूकोसा muscularis (मिमी) में एसएमसी, परिपत्र मांसपेशी (सेमी), और अनुदैर्ध्य मांसपेशी (एल एम) परतों, और साथ ही PDGFRα+ कोशिकाओं में गहरी मांसल जाल (DMP), myenteric क्षेत्र (मेरा), और subserosal क्षेत्र (एसएस) में बढ़ रहे थे hypertrophic लघ्वान्त्र में 8 और 13 दिनों के बाद पीओ सर्जरी जबकि आईसीसी में DMP, मेरे, और एसएस, myenteric जाल (सांसद), सबम्यूकोसल जाल (सपा), subserosal नेकां (एसएस), और दर्जी मोटर ंयूरॉंस (EMN) पतित थे । स्केल पट्टियां 50 µm हैं । इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें.
चित्र 4. सिलिकॉन के छल्ले के परिणाम है कि बहुत बड़े हैं, बहुत छोटे या बृहदांत्र पर replaceed । (क) कोई चिकनी मांसपेशी अतिवृद्धि लघ्वान्त्र में विकसित करता है अगर अंगूठी भी रुकावट पैदा करने के लिए बड़ी है । अंगूठी लघ्वान्त्र की कोई रुकावट के लिए थोड़ा बनाया है । (ख) आंतों के ischemia लघ्वान्त्र में विकसित अगर अंगूठी बहुत छोटा है । अंगूठी लघ्वान्त्र की एक लगभग पूरी रुकावट बना दिया है, जो ऊतक को नुकसान पहुंचा सकता है और जल्दी मौत के लिए नेतृत्व से पहले अतिवृद्धि विकसित करता है । (ग) चिकनी मांसपेशी अतिवृद्धि एक replaceed अंगूठी के कारण बृहदांत्र में विकसित की है । बृहदांत्र पर अंगूठी (मल), जो अन्त्रपेशी vasculature क्षतिग्रस्त और बृहदांत्र में बड़े पैमाने पर ख़ून का कारण था लुमेन सामग्री द्वारा नीचे ले जाया गया था । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
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Discussion
हम प्रदर्शन किया है कि चूहों आंत्र पीओ सर्जरी लगातार प्राप्त करने और reproducibly आंत्र चिकनी मांसपेशी अतिवृद्धि, जो मानव आंत्र रुकावट की नकल का विकास । आंतों रुकावट सर्जरी चूहों7, चूहों10, गिनी सूअरों11, कुत्ते12 और बिल्लियों13सहित विभिन्न जानवरों के लिए विकसित किया गया है । आंत्र रुकावट के माउस मॉडल समय, लागत, आकार, और अंय बड़े पशु मॉडलों पर phenotypic लाभ है । चूहों या चूहों में अतिवृद्धि का विकास केवल 10-14 दिन10लेता है, गिनी सूअर, कुत्तों और बिल्लियों में 2-4 सप्ताह की तुलना में11,12,13. खरीद और चूहों को बनाए रखने के लिए लागत भी एक जबरदस्त वित्तीय लाभ है जब अंय मॉडलों की तुलना में । इसके अतिरिक्त, चूहों छोटे और पीओ सर्जरी के लिए संभाल करने के लिए आसान कर रहे हैं । सबसे महत्वपूर्ण बात, चूहों पीओ सर्जरी उत्तरोत्तर प्राप्त करने और बड़े पैमाने पर छोटी आंत में अतिवृद्धि का विकास करते हुए अन्य बड़े जानवरों कम व्यापक विकास विकसित.
वहां कई प्रमुख कारकों पर विचार जब आंत्र पीओ सर्जरी के माध्यम से विश्वसनीय अतिवृद्धि उत्पादन का प्रयास कर रहे हैं । कई अनुसंधान समूहों विभिंन आकारों के छल्ले का इस्तेमाल किया है और आंत के साथ विभिंन स्थानों पर एक अंगूठी रखा करने के लिए आंशिक अवरोधों7,9,10,11,12, 13,14. हालांकि, इष्टतम आकार के एक सिलिकॉन अंगूठी चूहों के लिए एक बड़ा अंगूठी के रूप में इस्तेमाल किया जाना चाहिए लघ्वान्त्र में कम या कोई रुकावट नहीं बनाता है जहां केवल आंशिक रूप से अतिवृद्धि, या कभी नहीं, विकसित (चित्र 4a) । इसके विपरीत, जब एक अंगूठी बहुत छोटा था, यह लघ्वान्त्र जो आंतों के ischemia और/या क्षतिग्रस्त म्यूकोसा के कारण पूति, एक सप्ताह के भीतर जल्दी मौत के लिए अग्रणी की पूरी रुकावट के पास बनाया (चित्रा 4B) । हम एक महीने पुराने चूहों पर एक विशिष्ट आकार (लंबाई में 6 मिमी, 4 मिमी बाहरी व्यास, 3.5 मिमी इंटीरियर व्यास) के एक सिलिकॉन अंगूठी का इस्तेमाल किया (सामग्री की तालिका) । छल्ले के विभिंन आकारों का परीक्षण किया जाना चाहिए और लघ्वान्त्र में इष्टतम रुकावट बनाने के क्रम में विभिंन आकारों के चूहों के लिए इस्तेमाल किया । एक अंय महत्वपूर्ण कारक आंत पर अंगूठी का स्थान है । लघ्वान्त्र, ileocecal वाल्व के पास, सबसे अच्छी जगह के लिए मजबूती से आंशिक अवरोधों का उत्पादन करने के लिए अंगूठी जगह है । ऐसे jejunum या ileocecal वाल्व से दूर लघ्वान्त्र के विभिंन क्षेत्रों के रूप में अंय क्षेत्रों, एक समान उन पर रखा अंगूठी के लिए है अतिवृद्धि7प्रेरित । हालांकि, आंत के serosal सतह के कारण अत्यधिक पेरिटोनियल द्रव द्वारा चिकनाई जा रहा है, आंत के इन भागों पर रखा एक अंगूठी आसानी से मल सामग्री के माध्यम से धक्का आंत के सिकुड़ा बल की वजह से चलता है । के रूप में अंगूठी आंत की लंबाई नीचे धकेल दिया है, यह आंत के myenteric क्षेत्र में innervated mesenteric धमनियों में कटौती, ख़ून के कारण. जब एक अंगूठी ileocecal वाल्व के बगल में लघ्वान्त्र के अंत में डाला जाता है, यह शारीरिक रूप से अंधान्त्र की भारी प्रकृति द्वारा आगे बढ़ने से रोका जाता है । अंधान्त्र आसानी से स्थित है और शल्य चिकित्सा में पेट से बाहर ले जाया जा सकता है क्रम में ileocecal वाल्व क्षेत्र का पता लगाने के रूप में अंधान्त्र दोनों लघ्वान्त्र और समीपस्थ बृहदांत्र से जोड़ता है । लघ्वान्त्र और अंधान्त्र पर जुड़े बृहदांत्र काफी समान है और एक अंगूठी अकस्मात लघ्वान्त्र के बजाय समीपस्थ बृहदांत्र पर रखा जा सकता है देखो । जब एक अंगूठी समीपस्थ बृहदांत्र पर replaceed था, के रूप में भी jejunum पर देखा, अंगूठी नीचे धकेल दिया और mesenteric धमनियों क्षतिग्रस्त हो गया था, व्यापक रक्तस्राव (चित्र 4c) के कारण । इस जगह से बचने के लिए, लघ्वान्त्र हमेशा ठीक से स्थित है और अंगूठी जगह में डाल दिया है पहले की पहचान की जानी चाहिए । लघ्वान्त्र अंधान्त्र के बीच में चलाता है, जबकि बृहदांत्र अंधान्त्र थैली के एक पक्ष में चलाता है ।
इस पीओ सर्जरी प्रोटोकॉल चूहों के लिए एक प्रमुख सर्जरी के रूप में माना जाता है । सभी शल्य चिकित्सा उपकरणों और सामग्री का उपयोग करने से पहले निष्फल किया जाना चाहिए, और सर्जरी एक समर्पित शल्य चिकित्सा कक्ष के स्वच्छ वातावरण में किया जाना चाहिए ताकि संदूषण को कम करने के लिए, जो संक्रमण और चूहों में सूजन के लिए नेतृत्व कर सकते हैं । इसके अलावा सर्जरी के बाद चूहों को दर्द की दवा मुहैया कराई जानी चाहिए । हमने buprenorphine के धीमे रिलीज़ संस्करण का उपयोग करना चुना है, जो 7-8 h22तक प्रभावोत्पादक है । इसके अलावा, सर्जरी के बाद, चूहों को चबाने और ठोस भोजन निगलने में कठिनाई होती है । अप करने के लिए 5 दिनों के बाद सर्जरी, चूहों नरम भोजन के साथ प्रदान किया जाना चाहिए (पानी की एक बिट के साथ ठोस आहार भोजन नरम करने के लिए जोड़ा) और 5 दिनों के बाद सामान्य ठोस आहार के लिए बंद.
हमारे आंत्र पीओ सर्जरी आंत्र रुकावट के लिए vivo अतिवृद्धि मॉडल में एक प्रदान करता है जिसमें एसएमसी, आईसीसी, और PDGFRα+ कोशिकाओं असामान्य रूप से remodeled कर रहे हैं । इस पीओ मॉडल भी आदर्श कैसे प्रवेश न्यूरॉन्स पीओ द्वारा संशोधित कर रहे हैं और कैसे प्रमुख मोटर गतिविधियों छोटे और बड़े आंत्र23में प्रभावित कर रहे हैं समझने के लिए अनुकूल है. इन कोशिकाओं को गतिशील रूप से रोग की स्थिति में फिर से तैयार किया जा सकता है के रूप में अच्छी तरह के रूप में संस्कृति की स्थिति15,16। हमने देखा है कि इतने चूहों में इन कोशिकाओं को आपरेशन के बिना सामान्य चूहों से थोड़ा अलग ढंग से बर्ताव किया (चित्रा 2 और चित्रा 3). मानव में सबसे आंत्र बाधा सर्जरी के बाद विकसित पेट आसंजन द्वारा होता है, चिकनी मांसपेशी अतिवृद्धि3,4,5,21के लिए अग्रणी । इतनी सर्जरी के बाद, हम यह भी पाया कि एसएमसी, आईसीसी, और PDGFRα+ कोशिकाओं छोटी आंत में थोड़ा hypertrophic थे, नहीं (आंकड़ा 3) की तुलना में, कि शल्य चिकित्सा ही आंत्र चिकनी मांसपेशी अतिवृद्धि पैदा कर सकते हैं सुझाव. यदि यह मामला है, तो सर्जरी पीओ सर्जरी के लिए एक पूर्ण नकारात्मक नियंत्रण नहीं है । नहीं के रूप में अच्छी तरह के रूप में तो पीओ आंत की तुलना के रूप में इस्तेमाल किया जाना चाहिए ।
संक्षेप में, हमने पाया है एक लागत/समय प्रभावी, विश्वसनीय, और दोहराने पीओ सर्जिकल प्रोटोकॉल चूहों में मजबूती से आंत्र अवरोध उत्पन्न करता है । रुकावट, एसएमसी, आईसीसी, PDGFRα+के विकास के दौरान, साथ ही न्यूरॉन कोशिकाओं को गतिशील रूप से विभिन्न ऊतक परतों और स्थानों के भीतर remodeled कर रहे हैं. यह vivo में रुकावट मॉडल में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करता है हमारे ज्ञान में कैसे phenotypic परिवर्तन बाधित आंत में सेलुलर स्तर पर होते हैं ।
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Disclosures
लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।
Acknowledgments
लेखक के लिए बिंयामीन जे Weigler, D.V.M., पीएच. डी. और वॉल्ट Mandeville, D.V.M. (पशु संसाधन और परिसर पशुचिकित्सा में भाग लेने, नेवादा, रेनॉ विश्वविद्यालय के) अपने उत्कृष्ट पशु के साथ ही उनके वकील को प्रदान की सेवाओं के लिए धंयवाद देना चाहूंगा सर्जिकल प्रक्रियाओं ।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Surgical drape | Medical and veterinary supplies | SMS40 | 40”X100 yards |
| Underpad, econ, pro plus | Medical and veterinary supplies | MSC281224 | 17x24” |
| Iris scissors | Braintree scientific, Inc | SC-i-130 | |
| Iris scissors | Vantage | V95-304 | |
| Dumont electronic & jeweler tweezers | Dumont | 98-180-3 | |
| Braided absorbable suture | Covidien polysorb | SL-5687G | 5-0, polyglactin |
| Nylon non-absorbable mono filament | AD surgical | S-N618R13 | 6-0, nylon |
| Surgical blade | Dynarex | No.15 | |
| Needle holder | Jacobson microvascular | 36-1342TC | 8.5 inch |
| Scalpel handle | Flinn scientific | AB1049 | |
| Microsurgical scissor | WPI | 503305 | |
| Petrolatum ophthalmic ointment | Puralube VET | 3.5 g | |
| Fluriso (isoflurane) | Vetone | V1 502017 | 250 ml |
| Steri-strip reinforced skin closure | 3M | R1547 | |
| Surgical gloves | Medline | MSG2270 | |
| Ear loop face mask | The safety zone | RS700 | |
| Avant gauze non-woven sponges | Caring | PRM25444 | |
| Surgical cup | Admiral craft OYC-2 | 725-A42 | 2.5 oz |
| Swabstick | ChloraPrep | 260103 | 2% w/v Chlorhexidine Gluconate (CHG) and 70% v/v Isopropyl Alcohol (IPA) |
| Cotton tipped applicator | Puritan | 806-WC | |
| Buprenorphine | Zoo pharm | BZ8069317 | 1 mg/ml |
| Gentamycin sulfate | Vetone | G-6336-04 | 100 mg/ml |
| Fast acting gel cream remover | Veet | 8111002 | |
| Syringe | AHS | AH01T2516 | 1 ml with needle |
| Silicon ring | VWR | 60985-720 | 6 mm in length, 4 mm exterior diameter, 3.5 mm interior diameter |
| C57BL/6 mice | The Jackson Laboratory | 4-6 weeks old |
References
- Millat, B., Guillon, F. Physiopathology and principles of intensive care in intestinal obstructions. Rev Prat. 43, 667-672 (1993).
- Tonelli, P. New developments in Crohn's disease: solution of doctrinal mysteries and reinstatement as a surgically treatable disease. 1. The process is not a form of enteritis but lymphedema contaminated by intestinal contents. Chir Ital. 52, 109-121 (2000).
- Limsrivilai, J. Meta-analytic Bayesian model for differentiating intestinal tuberculosis from Crohn's disease. Am J Gastroenterol. 112, 415-427 (2017).
- Dvorak, D., Adamova, Z., Bar, T., Slovacek, R. Internal hernia as a cause of small bowel obstruction. Rozhl Chir. 96, 34-36 (2017).
- Massani, M., Capovilla, G., Ruffolo, C., Bassi, N. Gastrointestinal stromal tumour (GIST) presenting as a strangulated inguinal hernia with small bowel obstruction. BMJ Case Rep. , (2007).
- Chen, J., Chen, H., Sanders, M., Perrino, B. A. Regulation of SRF/CArG-dependent gene transcription during chronic partial obstruction of murine small intestine. Neurogastroenterol Motil. 20, 829-842 (2008).
- Chang, I. Y., et al. Loss of interstitial cells of Cajal and development of electrical dysfunction in murine small bowel obstruction. J Physiol. 536 (Pt 2), 555-568 (2001).
- Liu, D. H., et al. Voltage dependent potassium channel remodeling in murine intestinal smooth muscle hypertrophy induced by partial obstruction. PLoS One. 9 (2), e86109 (2014).
- Guo, X., et al. Down-regulation of hydrogen sulfide biosynthesis accompanies murine interstitial cells of Cajal dysfunction in partial ileal obstruction. PLoS One. 7, e48249 (2012).
- Yang, J., Zhao, J., Chen, P., Nakaguchi, T., Grundy, D., Gregersen, H. Interdependency between mechanical parameters and afferent nerve discharge in hypertrophic intestine of rats. Am J Physiol-Gastr L. 310, G376-G386 (2016).
- Zhao, J., Liao, D., Yang, J., Gregersen, H. Biomechanical remodeling of obstructed guinea pig jejunum. J Biomech. 43, 1322-1329 (2010).
- Bowen, E. J., et al. Duodenal Brunner's glade adenoma causing chronic small intestinal obstruction in a dog. J Small Anim Pract. 53, 136-139 (2012).
- Bettini, G., et al. Hypertrophy of intestinal smooth muscle in cats. Res Vet Sci. 75, 43-53 (2003).
- Macdonald, J. A. Smooth muscle phenotypic plasticity in mechanical obstruction of the small intestine. J Neurogastroenterol Motil. 20, 737-740 (2008).
- Ha, S. E., et al. Transcriptome analysis of PDGFRα+ Cells identifies T-types Ca2+ channel CACNA1G as a new pathological marker for PDGFRα+ cell hyperplasia. PLoS One. 12, e0182265 (2017).
- Park, C., et al. Serum response factor is essential for prenatal gastrointestinal smooth muscle development and maintenance of differentiated phenotype. J Neurogastroenterol Motil. 21, 589-602 (2015).
- Spencer, N. J., Sanders, K. M., Smith, T. K. Migrating motor complexes do not require electrical slow waves in the mouse small intestine. J Physiol. 553, 881-893 (2003).
- Langford, D. J., et al. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nat Methods. 7, 447-449 (2010).
- Terez, S. D., Notari, L., Sun, R., Zhao, A. Mechanisms of smooth muscle responses to inflammation. Neurogastroenterol Motil. 24, 802-811 (2012).
- Chen, W., et al. Smooth muscle hyperplasia/hypertrophy is the most prominent histological change in Crohn's fibrostenosing bowel strictures: A semiquantitative analysis by using a novel histological grading scheme. J Crohns Colitis. 11, 92-104 (2017).
- Huizinga, J. D., Chen, J. H. Interstitial Cells of Cajal: Update on Basic and Clinical Science. Curr Gastroenterol Rep. 16, 363 (2014).
- Jirkof, P., Touvieille, A., Cinelli, P., Arras, M. Buprenorphine for pain relief in mice: repeated injections vs sustained-release depot formulation. Lab Animal. 49, 177-187 (2015).
- Spencer, N. J., Dinning, P. J., Brookes, S. J., Costa, M. Insights into the mechanisms underlying colonic motor patterns. J Physiol. 594, 4099-4116 (2016).
