פצעים כרוניים מפותחים פציעות חריפה על מודל עכבר סוכרתית על ידי גרימת רמות גבוהות של לחץ חמצוני לאחר פצע מלאה בעובי עורית. הפצע מטופל במעכבי לקטלאז ולperoxidase גלוטתיון, והתוצאה היא ריפוי לקוי ופיתוח של ביו, על ידי חיידקים המצויים במיקרובידום העור.
פצעים כרוניים מתפתחים כתוצאה מרגולציה פגומה בתהליכים סלולריים ומולקולריים מורכבים, המעורבים בריפוי נאות. הם משפיעים על ~ 6.5 M אנשים ועלות ~ $40B/שנה בארה ב בלבד. למרות שמאמץ משמעותי הושקע בהבנת האופן שבו מתפתחים פצעים כרוניים בבני אדם, שאלות עקרוניות נותרו ללא מענה. לאחרונה, פיתחנו מודל העכבר הרומן עבור פצעים כרוניים סוכרתית שיש להם מאפיינים רבים של פצעים כרוניים אנושית. באמצעות db/db-/- עכברים, אנחנו יכולים ליצור פצעים כרוניים על ידי גרימת רמות גבוהות של מתח חמצוני (OS) ברקמת הפצע מיד לאחר פצעו, באמצעות טיפול חד פעמי עם מעכבי ספציפיים אנזימים נוגדי חמצון הקטלאז ו peroxidase גלוטתיון. פצעים אלה יש רמות גבוהות של מערכת ההפעלה, לפתח באופן טבעי ביוilm, להיות כרונית לחלוטין בתוך 20 ימים לאחר הטיפול יכול להישאר פתוח יותר עבור יותר מ 60 ימים. מודל זה הרומן יש תכונות רבות של פצעים כרוניים סוכרתית בבני אדם ולכן יכול לתרום באופן משמעותי כדי לקדם את ההבנה הבסיסית של איך פצעים הופכים כרוניים. זוהי פריצת דרך גדולה כי פצעים כרוניים בבני אדם לגרום לכאב ומצוקה משמעותיים לחולים והתוצאה קטיעה אם לא פתורות. כמו-כן, פצעים אלה יקרים מאוד וצורכים זמן רב לטיפול, ומובילים לאובדן משמעותי של הכנסה אישית למטופלים. התקדמויות בתחום זה של המחקר באמצעות השימוש במודל הפצע הכרוני שלנו יכול לשפר באופן משמעותי את טיפול בריאות עבור מיליונים הסובלים תחת מצב זה מתישה. בפרוטוקול זה, אנו מתארים בפירוט רב את ההליך לגרום פצעים חריפה להיות כרונית, אשר לא נעשה בעבר.
ריפוי הפצע כרוך תהליכים סלולריים ומולקולריים מורכבים, כי הם זמניות ו מרחב מוסדר, מאורגן בשלבים רציפים וחופפים הכרוכים סוגים רבים של תאים שונים, כולל אך לא מוגבל לתגובה החיסונית ואת כלי הדם מערכת1. מיד לאחר שהעור מקיים פציעה, גורמים ותאי דם מצטברים לאתר הפצע ומפעילים את מדרג קרישת הדם כדי ליצור קריש דם. לאחר הומאוסטזיס מושגת, כלי הדם מתרחבים כדי להכניס את הפצע באתר חמצן, חומרים מזינים, אנזימים, נוגדנים גורמים כימוכאוטקטיק למשוך פולימנוקלציטים כדי לנקות את המיטה הפצע של פסולת זרים להפריש אנזימים פרוטקליפה 2. טסיות מופעל מפרישות מגוון של גורמי גדילה כדי לעורר את keratinocytes בקצה הפצע כדי האפיתל מחדש את האזור הפצוע. מונוולוציטים גויס הפצע באתר להבדיל לתוך מקרופאגים אשר בקטריה phagocytose מתים נויטרופילים להפריש גורמים נוספים כדי לשמור על מתרבים keratinocyte ו פרו-נדידה אותות. בשלב התפשטות, בעוד הרקמה מחדש ממשיכה, רקמת גרטולזה חדש מורכב של פיברופיצוצים, מונוציטים/מקרופאגים, לימפוציטים, ותאי האנדותל להמשיך את תהליך השיקום2. אנגיוגנזה מגורה על ידי קידום התפשטות והגירה של תאי האנדותל, והתוצאה היא פיתוח כלי חדש. אפיתל ושיפוץ של מטריקס החילוץ לבנות מחסום נגד הסביבה. כאשר הפצע מרפא ורקמות הגרטולציות מתפתחת לתוך צלקת, אפופטוזיס מבטלת תאים דלקתיים, פיברותקיעות, ותאי אנדותל מבלי לגרום נזק נוסף לרקמות. חוזק מתיחה של הרקמה מוגברת על ידי שיפוץ מרכיבים שונים של מטריצה החילוץ, כמו קולגן, כך הרקמה החדשה שנוצר הוא כמעט חזק וגמיש כמו עור בלתי מושפע2.
כל סטייה מהתקדמות זו מאוד כלפי הסגר הפצע מוביל לקויי ו/או פצעים כרוניים3. פצעים כרוניים מאופיינים לחץ חמצוני מוגבר, דלקת כרונית, פגום microvascuלטורה, ומטריצה קולגן נורמלי בפצע4. לחץ חמצוני, במיוחד בפצע, יכול לעכב את סגירת הפצע2,5. כאשר, בשלב הראשון של ריפוי הפצע, השלב הדלקתי הופך בלתי מבוקר, הרקמה המארחת מניח נזק נרחב עקב זרם רציף של תאים דלקתיים5 שחרור אנזימים ציטוטוקסיים, עלייה ברדיקלים חופשיים חמצן, ו , מתווכים דלקתיים לא מפוקחים. וכתוצאה מכך מוות תאים6,7
בסביבת מיקרו הרסנית זו, חיידקים יוצרי בקטריה לנצל החומרים המזינים מארחים לתרום לנזק של רקמת המארח2. ביואילאמים אלה קשה לשלוט ולהסיר משום חומרים פולימרים מסירות מתוך המורכב של חלבונים, DNA, RNA, ו פוליסכדים מאפשר חיידקים הרעמנים בתוך להיות סובלני טיפולים אנטיביוטי קונבנציונלי להתחמק ה המארח של הפונדקאי ואת התגובה החיסונית מסתגלת2,8,9.
לימוד פצעים כרוניים הוא חיוני כי הם השפעה ~ 6,500,000 אנשים ועלות ~ $40,000,000,000 בשנה בארה ב בלבד10. חולים עם סוכרת הגדילו את הסיכונים לפיתוח פצעים כרוניים הדורשים קטיעה כדי להכיל את התפשטות הזיהום. למטופלים אלה יש 50% תמותה הסיכון בתוך 5 שנים של קטיעה כי הוא מיוחס מנגנון pathפסיולוגיה של סוכרת11. הקשר בין המערכת החיסונית של המארח לבין מיקרובידום בריפוי הפצע הוא נושא חיוני של מחקר שוטף, כי השלכות של פצעים כרוניים, אם לא מזוהים, כוללים קטיעה ומוות12.
למרות שמאמץ משמעותי הושקע בהבנת האופן שבו מתפתחים פצעים כרוניים בבני אדם, עדיין לא ברור כיצד ומדוע פצעים כרוניים יוצרים. ניסויים לחקר מנגנוני הריפוי לקויי קשה לנהל בבני אדם, והפצע מומחים ריפוי רק לראות חולים עם פצעים כרוניים שכבר הגיעו המתעד במשך שבועות חודשים. לכן, מומחים אינם מסוגלים ללמוד מה התהליכים השתבש להוביל את הפצע להתפתח להיות כרונית2. יש חוסר במודלים של בעלי חיים אשר לכידה של המורכבות של פצעים כרוניים אנושיים. עד שהמודל שלנו פותח, לא היה. מודל למחקרים כרוניים בפצע
מודל הפצע כרונית פותחה בעכברים כי יש מוטציה בקולטן לפטין (db/db-/-)13. עכברים אלה הם שמנים, סוכרתית, יש לקויי ריפוי, אבל לא לפתח פצעים כרוניים14. רמת הגלוקוז בדם בממוצע סביב 200 mg/dL, אבל יכול להיות גבוה כמו 400 mg/dL15. כאשר רמות גבוהות של לחץ חמצוני (OS) ברקמת הפצע הם המושרה מיד לאחר פצעו, הפצע הופך כרונית16. Db/db-/- פצעים נחשבים כרוניים על ידי 20 ימים ונשארים פתוחים במשך 60 ימים או יותר. ביוilm המיוצר על ידי חיידקים ניתן לראות מתפתח מתחיל שלושה ימים לאחר פציעתו; ביוilm בוגר ניתן לראות 20 יום לאחר פציעתו ונמשך עד לסגירת הפצע. החיידק היוצר של הביוilm שאנו מוצאים בעכברים האלה נמצא גם בפצעים כרוניים של האדם.
מתח חמצוני נגרמת על ידי טיפול בפצעים עם שני מעכבי של אנזימים נוגדי חמצון, קטלאז ו peroxidase גלוטתיון, שני אנזימים עם היכולת לשבור חמצן מימן. תחמוצת המימן הוא מינים חמצן תגובתי יכול לגרום נזק הסלולר דרך חמצון של חלבונים, שומנים, ו-DNA. קטלאז מזרז את הפירוק של חמצן מימן לתוך כימיקלים מזיקים פחות חמצן ומים. 3-אמינו -1, 2, 4-triazole (עץ) מעכב קטלאז על ידי קשירה באופן ספציפי ומלא למרכז הפעיל של האנזים, הפעלת אותו17,18,19. עץ שימש כדי לחקור את ההשפעות של לחץ חמצוני הן בתוך מבחנה ב vivo דרך עיכוב של קטלאז20,21,22,23,24. גלוטתיון peroxidase מזרז את הפחתת מי חמצן דרך נוגדי חמצון, גלוטתיון, והוא אנזים חשוב המגן על התא נגד לחץ חמצוני25. חומצה מרקוטוקסינית (מס א) מעכבת גלוטתיון peroxidase על ידי קשירה לאתר הפעיל של האנזים הכולל את האנזימים באמצעות הפעלה זו, שאינה מפעילה26. מס ‘ א נעשה שימוש כדי ללמוד את ההשפעות של לחץ חמצוני בתוך מבחנה ב vivo כמו גם20,27,28.
זה מודל הרומן של פצעים כרוניים הוא מודל רב עוצמה ללמוד כי זה מניות רבות מאותן תכונות שנצפו בפצעים כרוניים סוכרתית האדם, כולל דלקת ממושכת מערכת הפעלה מוגברת והיווצרות ביוilm טבעי מ-microbiome העור. הפצעים לקויי המגע העורי-באפידרמיס, תצהיר מטריצה חריגה, אנגיוגנזה עני והוא ניזוק. פצעים כרוניים יתפתחו בעכברים זכריים ונקביים, כך שניתן יהיה להשתמש בשני המינים כדי ללמוד פצעים כרוניים. לכן, מודל הפצע הכרוני יכול לתרום באופן משמעותי לקידום ההבנה הבסיסית של אופן התחלת הפצעים. שימוש זה מודל הפצע כרונית יכול לספק תשובות לשאלות בסיסיות על איך המתעד הוא יזם/מושגת באמצעות תרומות מן הפיזיולוגיה של ריפוי פצע לקוי ואת המיקרובידום של המארח.
לאחר פציעות כרוניות נוצרות על העכברים, המודל יכול לשמש כדי ללמוד תהליכים ריפוי בפצע לקוי המעורבים בייזום של כותבי. המודל יכול לשמש גם כדי לבדוק את היעילות של מגוון רחב של כימיקלים ותרופות שיכולים להפוך את התפתחות הפצע כרונית וריפוי לקוי ולגרום לסגירת הפצע וריפוי. נקודות זמן שונות לאחר התח…
The authors have nothing to disclose.
. למחברים אין תודות
B6.BKS(D)-Leprdb/J | The Jackson Laboratory | 00697 | Homozygotes and heterozygotes available |
Nair Hair Remover Lotion with Soothing Aloe and Lanolin | Nair | a chemical depilatory | |
Buprenex (buprenorphine HCl) | Henry Stein Animal Health | 059122 | 0.3 mg/ml, Class 3 |
3-Amino-1,2,4-triazole (ATZ) | TCI | A0432 | |
Mercaptosuccinic acid (MSA) | Aldrich | 88460 | |
Phosphate buffer solution (PBS) | autoclave steriled | ||
Isoflurane | Henry Schein Animal Health | 029405 | NDC 11695-6776-2 |
Oxygen | Tank must be compatible with vaporizing system | ||
Isoflurane vaporizer | JA Baulch & Associates | ||
Wahl hair clipper | Wahl | Lithium Ion Pro | |
Acu Punch 7mm skin biopsy punches | Acuderm Inc. | P750 | |
Tegaderm | 3M | Ref: 1624W | Transparent film dressing (6 cm x 7 cm) |
Heating pad | Conair | Moist Dry Heating Pad | |
Insulin syringes | BD | 329461 | 0.35 mm (28G) x 12.7 mm (1/2") |
70% ethanol | |||
Kimwipes | |||
Tweezers | |||
Sharp surgical scissors | |||
Thin metal spatula | |||
Tubing | |||
Mouse nose cone | |||
Gloves | |||
small plastic containers |