Summary
Le protocole présenté décrit un déplacement chirurgical facile de l'appendice (patch caecal) dans une souris suivie de l'induction du cancer colorectal associé à la maladie intestinale inflammatoire. Ce modèle d'appendicectomie de murine permet d'investigation du rôle biologique de l'appendice dans la pathogénie de la maladie gastro-intestinale humaine.
Abstract
L'appendice humain a été récemment impliqué pour jouer des rôles biologiques importants dans la pathogénie de diverses maladies complexes, telles que le cancer colorectal, la maladie inflammatoire de l'intestin, et la maladie de Parkinson. Pour étudier la fonction de l'appendice, un modèle d'appendicectomie murine associé à la maladie intestinale a été établi et son protocole étape par étape est décrit ici. Ce rapport introduit un protocole facile pour l'enlèvement de correction caecal chez les souris suivi de l'induction chimique du cancer côlorectal cancéral cancéral chronique de colite-associé utilisant une combinaison de sodium de sulfate de dextran (DSS) et d'azoxymethane (AOM). Les cellules spécifiques d'IgA et la concentration d'IgA ont été sensiblement réduites sur le déplacement du patch caecal dans les souris mâles de C57BL/6 comparées à ceux dans le groupe de faux. L'administration simultanée de 2 % du MAS et de l'AOM a entraîné la survie de près de 80 % de souris dans les groupes fictifs et appendicectomie s'ils n'ont pas subi de perte de poids corporelle importante. Les résultats histologiques ont confirmé l'inflammation de colon et différents degrés d'adénocarcinome. Ce modèle peut être utilisé pour l'étude du rôle fonctionnel de l'appendice dans le maintien de l'homéostasie du microbiote intestinal et de la pathogénie de la colite intestinale et des tumeurs malignes, ainsi que pour le développement potentiel de thérapies de ciblage médicamenteux.
Introduction
L'appendicectomie clinique est une procédure chirurgicale standard impliquant l'ablation de l'appendice principalement due à une inflammation (par exemple, l'appendicite)1,2,3. Cependant, la fonction biologique de l'appendice humain vermiforme reste controversée4,5,6. L'appendice a été considéré comme un vestige vestigial projetant du cecum dans le grand intestin. Jusqu'à récemment, des études évolutives, immunologiques, morphologiques et microbiologiques ont suggéré que l'appendice puisse posséder des fonctions distinctes. Ces rôles comprennent la production d'immunoglobines (p. ex. IgA et IgG), une variété de cellules B et de lymphocytes T critiques pour les réponses immunitaires adaptatives dans les tissus lymphoïdes associés à l'intestin (GALT), et la reconstitution des grandes intestins avec des microbiotes commensals 6 Annonces , 7 Annonces , 8 Annonces , 9 (en) , 10 Ans et plus , 11 Ans, états-unis ( , 12.
Les études épidémiologiques cliniques des patients présentant l'appendectomy antérieur ou l'appendicite aigue ont également indiqué ses rôles potentiels dans la pathogénie des maladies humaines, telles que la maladie inflammatoire d'entrailles (IBD), le cancer côlorectal, et non-gastro-intestinal (p. ex., la maladie de Parkinson et les maladies cardiovasculaires)13,14,15,16,17,18. Par exemple, une vaste étude de cohorte de population asiatique avec 75 979 patients appendicectomie a récemment montré une association significative entre l'appendicectomie et le développement subséquent du cancer colorectal, l'une des tumeurs malignes les plus courantes avec une incidence élevée et mortalité14,19. En conséquence, l'établissement d'un modèle approprié d'appendicectomie animale qui ressemble à un humain sera utile pour étudier les fonctions biologiques et les mécanismes moléculaires de l'appendice dans la pathogénie de la maladie.
De nombreux mammifères possèdent un organe appendice ou appendice, y compris les primates, les lagomorphes (p. ex. lapins), certains rongeurs et les marsupiaux20. Pour les petits animaux de laboratoire et couramment utilisés, le lapin possède l'appendice vermiforme morphologiquement ressemblant à l'humain21,22, mais GALT chez le lapin est extrêmement grande par rapport à celle de l'homme, puisque la majorité des Les tissus lymphoïdes sont également trouvés dans les taches de Peyer situées dans les petits et grands intestins21. En outre, le lapin montre une structure folliculaire lymphoïde différente, la distribution des lymphocytes T, et la densité d'immunoglobuline de l'homme, ce qui rend l'étude de leurs appendices inapproprié21.
Les souris sont le modèle animal le plus couramment utilisé pour étudier la pathophysiologie humaine et tester les différents therapuetics existants et nouveaux23,24,25. Le grand amas lymphoïde blanc simple à l'apex du caecum chez les souris, connu sous le nom de patch caecal, est pensé pour effectuer des fonctions semblables à l'appendice humain26,27,28. Pourtant, il est pratiquement difficile de séparer le patch caecal du caecum chez la souris. Jusqu'à présent, les procédures chirurgicales courantes pour induire l'appendicite dans un modèle de souris impliquent une incision relativement grande (par exemple, 1-2 cm) à travers la paroi abdominale pour accéder à l'ensemble du caecum (Tableau supplémentaire 1)29, 30,31,32,33,34,35,36.
Ici, pour produire un modèle d'appendicectomie lié à la maladie gastro-intestinale, ce rapport présente un protocole chirurgical facile pour le déplacement caecal de correction chez les souris. Ceci est suivi par l'administration combinée de l'agent génotoxique AOM et de l'agent pro-inflammatoire DSS pour l'induction du cancer colorectal colite-associé semblable à celui vu chez l'homme. Il a été démontré que les MII sont un facteur de risque de cancer intestinal37,38. La combinaison du cancer colorectal chronique associé à la colite aété e,b. a été bien établie, et les lecteurs peuvent se référer à Neufert et coll., et thaker et coll. pour des procédures détaillées39,40. Ce modèle d'appendicectomie murine reproductible et rapide peut être utilisé pour étudier l'inflammation intestinale appendice-modulée et le microbiote du côlon, en particulier dans le développement et la progression de la MII et du cancer colorectal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Toutes les procédures relatives aux animaux ont été approuvées par le Comité institutionnel de soins et d'utilisation des animaux de l'Université Xi'an Jiaotong (No. XJTULAC2019-1023).
1. Appendectomie de souris
- Maison 8-10 semaines-vieux C57BL/6 souris mâles dans un environnement certifié spécifique-pathogène libre (SPF) pendant 1 semaine avant la chirurgie.
- Préparer les instruments chirurgicaux stériles suivants : une paire de micro-ciseaux, une paire de micro-forceps, deux tailles (4-0 et 8-0) de sutures stériles non absorbables, un stylo de coagulation électrique avec porte-aiguille, 75% d'alcool médical, gommage à base d'iode ( par exemple, l'entoiodine) et un paquet de cotons-tiges stériles.
- Remplissez une seringue de 10 ml de solution physiologique préréchauffée de 0,9 % pour la chasse d'eau abdominale et l'hydratation pendant la chirurgie.
- Anesthésiez une souris non à jeun intrapéritonement (i.p.) avec 1 % de pentobarbital de sodium à une dose de 100 mg/kg. Vérifiez la profondeur de l'anesthésie par l'absence de réponse aux réflexes de pédale.
REMARQUE : Une seule dose anesthésique est administrée pour assurer un effet sédatif complet chez la souris. Dans le cas d'interventions courtes, 50 mg/kg de pentobarbital de sodium i.p. peuvent suffire. - Raser doucement les poils abdominaux à l'gêne avec un rasage électrique.
- Poser la souris sur le coussin chauffant pour prévenir l'hypothermie.
- Fixez la souris sur une plate-forme en position de supine en plaçant quatre bandes de ruban adhésif médical sur les membres pour empêcher le mouvement postural pendant la chirurgie.
- Touchez doucement tout l'abdomen pour trouver la sensation d'une bosse.
REMARQUE : Dans la plupart des cas, le sentiment d'une bosse indique toujours la position exacte du caecum. Pour éviter d'éventuels dommages au reste de l'intestin, cette prélocalisation du caecum avant l'incision abdominale est importante. - Couvrir d'un drapé stérile et désinfecter la zone rasée de l'abdomen en appliquant des gommages chirurgicaux en alternance de solution à base d'iode et 75% d'alcool. Répétez le processus 2x.
- Faire une incision longitudinale allant de 0,5 à 1,0 cm à la ligne médiane de l'abdomen.
- Selon l'emplacement prédéterminé du caecum, atteindre le caecum et tériser doucement (1 cm) pour identifier le patch caecal. Utilisez une solution saline stérile et préchauffée de pH physiologique pour hydrater l'intestin.
REMARQUE : Le patch caecal d'une souris fait partie du caecum et se caractérise par la présence de follicules ovoïdes blancs à la surface. - Pour prévenir les complications potentielles du saignement et de l'infection postopératoires, ligate les vaisseaux sanguins mésentériques du caecum en utilisant le 8-0 suture. Hydratez le caecum avec de la saline stérile.
- Marquez la région de résection en utilisant la suture 4-0 avec une boucle ouverte près de l'apex du caecum au côlon proximal.
REMARQUE : Le marquage du caecum avec une boucle ouverte empêche également la fuite de contenu caecal de la coupe. - Coupez le patch caecal au-dessous de la résection marquée à l'aide de micro-ciseaux et éliminez la teneur caecal résiduelle avec des cotons-tiges médicaux. Ensuite, désinfectez le moignon de caecum avec un gommage à base d'iode.
- Fermer la souche avec la suture en cours d'exécution à l'aide du 8-0 suture.
- Retirez soigneusement la boucle de fil 4-0 précédemment utilisée pour marquer la résection à la souche du caecum.
- Stériliser la position suture avec le gommage à base d'iode. Réhydratez le site chirurgical avec salin encore.
- Fermer la couche de musculature avec la suture en cours d'exécution en utilisant 8-0 fil de suture.
- Fermez les couches de peau à l'aide de sutures interrompues avec 4-0 fil de suture.
- Désinfecter la coupe chirurgicale 2x avec gommage à base d'iode, puis retirer l'iode à l'aide de 75% d'alcool médical.
- Retournez doucement la souris en arrière, sous-cutanée (s.c.) injecter 0,1 mg/kg de poids corporel de buprénorphine et 0,4 ml de salin physiologique et laisser la souris reposer sur le coussin chauffant jusqu'à ce qu'elle revienne à la conscience.
- Remettre la souris dans la cage stérile et surveiller de près les signes de douleur pendant 3 jours après la chirurgie pour assurer la récupération.
REMARQUE : L'application postopératoire de la buprénorphine de 0,05 mg/kg peut être nécessaire pour soulager la douleur de la souris individuelle. Permettre aux souris de récupérer pendant 7 jours après la chirurgie pour une nouvelle induction du cancer colorectal associé à la colite.
2. Induction du cancer colorectal chronique associé à la colite avec AOM et DSS
REMARQUE : Effectuez cette procédure 7 jours après l'appendicectomie.
- Préparer la solution de stock AOM en dissolvant 25 mg d'AOM dans 2,5 ml de salin stérile de 0,9 % à une concentration de 10 mg/mL.
REMARQUE : L'AOM est sensible à la lumière.- Aliquot 2,5 ml de solution de bouillon AOM préparée en tubes de verre de 5 ml enveloppés de papier d'aluminium et entreposer à -20 oC à chaque fois lors de l'utilisation.
- Décongeler un aliquot d'AOM une fois et le diluer à une concentration de 1 mg/mL avec 0,9% salin stérile (ratio 1:10).
CAUTION: AOM est extrêmement cancérogène; par conséquent, effectuer toute la procédure de préparation dans une hotte de fumée.
- Dissoudre 4 g de poudre DSS dans 200 ml d'eau autoclaved pour préparer une solution DSS de 2 % (w/v).
REMARQUE : La concentration de MAS peut varier en fonction de la souche de la souris, du sexe et du cycle d'induction; 3% DSS peut être utilisé pour d'autres souches de souris. - Administrer simultanément l'AOM/DSS fraîchement préparé aux souris. Pour ce faire, suivez les étapes ci-dessous.
- Injectez par voie intrapéritone 0,01 mL/g de solution de travail AOM fraîchement préparée pour chaque souris et remplacez l'eau autoclaved par une solution DSS de 2 % pendant 5 jours ad libitum.
REMARQUE : Chaque cage contient cinq souris ; vérifiez régulièrement le biberon du MAS pour s'assurer qu'il n'y a pas de précipitation pendant la période de traitement. - Poids et surveillez de près chaque souris tous les jours.
REMARQUE : Pendant l'administration, euthanasiez des souris avec jusqu'à 20% de perte de poids comparée à son poids initial ou aux signes du groupe, du louche, de l'hypothermie, et de l'activité pauvre.
- Injectez par voie intrapéritone 0,01 mL/g de solution de travail AOM fraîchement préparée pour chaque souris et remplacez l'eau autoclaved par une solution DSS de 2 % pendant 5 jours ad libitum.
- Fournir une bouteille fraîche d'eau autoclaved le jour 6 après l'administration de l'OMA/DSS jusqu'au jour 21 (figure 1B).
REMARQUE : Il s'agit d'un cycle complet comprenant 21 jours. - Répétez les étapes 2.3-2.4 pour deux cycles supplémentaires et sacrifiez les souris le jour 70.
3. Évaluation de l'inflammation et de la tumeur du côlon (70 jours après l'administration de l'OMA)
- Sacrifiez les souris par inhalation de CO2 à un taux de remplissage de 10% dans la chambre d'euthanasie suivie d'une luxation cervicale.
- Récoltez le côlon entier au-dessus de la jonction iléo-colique à l'anus.
- Exposer le côté lumen en ouvrant le côlon longitudinalement. Couper le côlon entier en morceaux de 10 cm de long et fixer le tissu du côlon en 10% de formaline pendant 72 h pour l'hématoxylin et l'éosine (H et E) coloration.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Établissement du modèle d'appendicectomie murine
Ce modèle d'appendicectomie murine du cancer colorectal associé à la colite chronique peut être généré en suivant les étapes chirurgicales et d'induction séquentielles comme illustré dans la figure 1. Les positions les plus fréquentes de caecum sont dans la fossa iliaque gauche et droite suivie par la ligne médiane de l'abdomen (Figure 2). Le taux réussi de prélocalisation du caecum avant l'incision d'abdomen utilisant la méthode de palpation est près de 70% (Information supplémentaire, tableau S2). Les procédures d'appendicectomie comprennent principalement six étapes importantes (figure3). Pendant la chirurgie de l'appendicectomie, une incision de la ligne médiane aussi petite que 0,5 à 1,0 cm de longueur est essentielle pour minimiser les traumatismes chirurgicaux (figure 3A). Dans le cas d'une fuite intrapéritonéale, la ligature des vaisseaux mésangiaux et la fermeture de la souche du caecum sont nécessaires, en utilisant des sutures en cours d'exécution au lieu de simple ligature (Figure 3B,C,D,E).
Évaluation de l'IgA comme biomarqueur chez les souris appendisctomie
Pour confirmer l'appendicectomie, le grand intestin des souris et le contenu fécal ont été moissonnés après chirurgie pour déterminer les niveaux des cellules de plasma spécifiques d'IgA et des concentrations sécrétrices d'IgA (sIgA). Les souris appendisctomieontctomie ont montré une réduction significative du pourcentage de cellules plasmatiques spécifiques B220-IgAMD par rapport au groupe fictif (Figure 4A,B). De plus, comparativement à leur propre état initial avant la chirurgie, les souris fictives ont maintenu la concentration fécale de sIgA sur 14 jours après la chirurgie, tandis que le groupe d'appendicectomie a montré une réduction significative de slgA le jour 14 (figure 4C).
Validation du cancer colorectal associé à la colite chez les souris appendisctomies
Comparativement à 3 % du MAS, auquel la plupart des souris du groupe de l'appendicectomie présentaient des complications graves et une perte de poids corporelle importante (figure 5A), le MAS de 2 % en combinaison avec l'AOM fournissait 80 % du taux de survie dans les groupes de faux et d'appendicectomie, changements raisonnables de poids corporel (Figure 5E). À la fin de trois cycles de traitement, l'entrailles pleine longueur grande a été moissonnée pour l'évaluation pathologique. L'inspection visuelle et la coloration de H et E ont montré les tumeurs du côlon avec l'inflammation de deux points et différents degrés d'adénocarcinomes (adénocarcinomes bien, modérés et mal différenciés) chez les souris traitées avec 2% AOM/DSS (figure 6).
Figure 1 : Illustration schématique d'établir le modèle d'appendicectomie de la colite chronique-associée au cancer côlorectal.
(A) Un diagramme de flux des étapes chirurgicales principales (les trois premiers sont critiques) de la procédure d'appendicectomie. (B) Induction du cancer colorectal. Sept jours après l'appendicectomie, AOM et DSS ont été administrés simultanément. Des poids de souris ont été enregistrés à divers moments (triangle rouge). Au jour 70 après la chirurgie, des souris ont été sacrifiées, et des tissus intestinaux ont été moissonnés pour d'autres évaluations. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 2 : Prédétermination de l'emplacement du timbre caecal chez les souris avant l'incision abdominale.
(A) Résumé de la probabilité de trouver la position de caecum. Images anatomiques de trois positions les plus communes du caecum au (B) bas à droite, (C) milieu, et (D) bas abdomen gauche de la souris. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 3 : Étapes critiques de l'appendicectomie murine.
(A) Petite incision disposée 0,5 à 1,0 cm; (B) Retrait de la partie exacte du patch caecal après pré-position du caecum. (C) Ligation des navires mésentériques accompagnant le caecum. (D) Marquage de la région de coupe du caecum avec la suture 4-0. (E) Fermeture de la souche avec sutures en cours d'exécution à l'aide du 8-0 suture. (F) Fermeture de la couche musculaire avec sutures interrompues à l'aide du 8-0 suture. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 4 : Quantification des cellules de plasmas spécifiques d'IgA et concentration fécale de sIgA après appendicectomie.
(A) Parcelles de points représentatives pour les cellules tachées d'anti-IgA et B220 dans l'ensemble du gros intestin des souris de faux et d'appendicectomie 1 jour et 14 jours après la chirurgie. Les lymphocytes dans lamina propria ont été fraîchement préparés et souillés avec l'IgA anti-souris DE FITC, PE anti-souris CD45R/B220 pour la cytométrie de flux. Les nombres dans les parcelles indiquent des pourcentages de cellules dans les zones respectives ; (B) Détermination quantitative des cellules plasmatiques spécifiques à l'IgA dans les groupes fictifs et appendicectomie. Les données représentent la moyenne de SD; n - 5 à 8 souris; p 'lt; 0.05, 'p 'lt; 0.01, et 'p 'lt; 0.001. (C) Concentrations de sIgA fécaux avant et après la chirurgie. Le contenu fécal a été recueilli à des points de temps désignés, et les niveaux de sIgA ont été testés par ELISA. Chaque point de couleur représente la même souris sur une période de 14 jours. L'analyse statistique a été effectuée à l'aide d'un test tnon apparié, avec p 'lt; 0,05 considéré comme statistiquement significatif. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 5 : État de survie animale du modèle murine côlorectal associé à la colite chronique induit par la combinaison AOM/DSS après appendicectomie.
(A) La courbe de survie obtenue en utilisant 3% DSS pour l'induction de colite dans les groupes de faux et d'appendicectomie. Les complications graves du prolapsus anal (B) et de l'abcès mural ont indiqué le point d'extrémité de l'animal (C). (D) La courbe de survie obtenue à l'aide de 2 % du MAS pour l'induction de la colite dans les groupes fictifs et appendicectoctomie; (E) Changement de poids corporel moyen des souris sur 70 jours. Les données représentent la moyenne de la désie sD, n - 6 souris. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 6 : Images des tumeurs côlorectaux associées à la colite chronique induites par le traitement combiné de 2% de DSS et de 10 mg/kg AOM.
Photographies du côlon disséqué avec des tumeurs sous (A) inspection visuelle et (B) microscope d'opération animale. Images de coloration de H et E des tissus coloniques montrant (C) inflammation du côlon, (D) adénocarcinome bien différencié, (E) adénocarcinome modérément différencié, et (F) adénocarcinome très différencié. La flèche noire indique l'ulcère muqueux, la pointe de flèche noire indique l'adénocarcinome, la flèche blanche indique l'infiltration de neutrophile entre les glandes. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Tableau supplémentaire 1 : Résumé de la littérature des méthodes chirurgicales utilisées pour l'induction d'appendicite dans les souches de souris couramment utilisées. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Tableau supplémentaire 2 : Emplacements du caecum chez la souris après la laparotomie. L'organe exposé après l'incision indique l'organe trouvé directement à la position pré-localisée après la laparotomie. La position du caecum indique l'emplacement de caecum par rapport à la région abdominale/la position de caecum par rapport à l'intestin. L'exposition indique que le caecum était au-dessous de la couche musculaire de l'abdomen et au-dessus d'autres parties de l'intestin. L'encastré indique que le caecum était couvert par l'intestin. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Un modèle d'appendicectomie de murine du cancer côlorectal colite-associé a été obtenu utilisant des étapes chirurgicales avec un taux de survie élevé chez les souris. Dans la plupart des cas, puisque le caecum était placé sous la paroi abdominale (tableausupplémentaire 1, tableau supplémentaire 2et figure 2), il était difficile de préjuger de son emplacement sans laparotomie. Dans ce protocole chirurgical, une étape facile de toucher la bosse a été introduite, et l'évaluation quantitative de l'emplacement du cecum a également été fournie comme guide pour augmenter la précision pour la prélocalisation du cecum (Figure 2). L'exploitation des dispositifs anatomiques pour enlever le patch caecal a réduit au minimum la perturbation des parties involontaires de l'intestin, diminuant de ce fait le taux des complications potentielles de l'appendicectomie et de l'infection de la cavité abdominale.
Trois étapes critiques sont impliquées dans ce modèle. Tout d'abord, l'examen visuel et la palpation avant la laparotomie peuvent être utiles pour déterminer l'emplacement général du caecum. Malgré le fait que le caecum est très probablement présent dans la région iliaque gauche de l'abdomen, le patch caecal dépassant du sommet du caecum est souvent dissociatif (c.-à-d., se déplacer ou encastré) et est plus susceptible d'être trouvé sous le péritoine moyen ( Figure 2). Deuxièmement, une petite incision à la ligne médiane de l'abdomen et une exposition précise du patch caecal est préférable. C'est parce qu'il y a une tache mince à la ligne médiane de l'abdomen, à laquelle la coupe dans cette position peut diminuer des dommages potentiels de la couche abdominale de musculature. En outre, pour éviter le volvulus sur l'appendicectomie, qui est préjudiciable aux souris, l'exposition précise du patch caecal minimise la perturbation involontaire de l'intestin, réduisant le risque d'occurrence de volvulus. En outre, une exposition minimale de la cavité abdominale peut assurer que l'intestin reste intact, chaud et humide; autrement, une exposition excessive peut causer une perte de chaleur importante et le séchage des tissus41.
Troisièmement, la désinfection et la fermeture de la souche caecal avec des sutures en cours au lieu d'une simple ligature sont nécessaires pour prévenir les saignements potentiels et la désinfection du contenu caecal de la souche. Le niveau des cellules plasmatiques spécifiques à l'IgA et de la sIgA fécale dans les grandes entrailles des souris sont significativement réduits par une appendicectomie, suggérant que le patch caecal soit le site principal pour la production d'IgA au moins dans la période initiale33. Dans les grandes entrailles, sIgA fonctionner comme un défenseur de la santé muqueuse en stabilisant la colonisation normale de la flore commensal et contrecarrer les microbes pathogènes42. L'enlèvement de l'appendice réduit la production d'IgA et peut perturber l'homéostasie muqueuse.
Le taux de mortalité élevé et les signes cliniques d'induction excessive de colite (c.-à-d. selles sanglantes graves, prolapsus anal et abcès abdominal43,44) ont été observés chez des souris traitées avec 3 % du MAS (figure 5). Cependant, l'induction de 2% de DSS après trois cycles n'a causé aucune de ces complications, et le taux de survie a été maintenu au-dessus de 80%. Cela indique que l'utilisation combinée du MAS et de l'AOM devrait être validée, car le manque d'intégrité des GALT peut, dans une certaine mesure, réduire la tolérance des souris à la combinaison AOM et DSS. Les études observationnelles à partir de preuves cliniques suggèrent que l'appendice est fortement associé au développement de la MII et du cancer colorectal14,45,46. Cependant, les fonctions biologiques et les mécanismes sous-jacents de l'appendice dans la pathogénie des maladies intestinales chroniques sont encore peu clairs. Il semble que l'annexe agit comme une partie importante des GALTs et comme un réservoir pour la flore intestinale commensal pour réguler la santé ou les états malades17,18,31. L'établissement de ce modèle répétable et rentable d'appendicectomie de murine peut être employé pour étudier les rôles de l'appendice dans IBD et cancer côlorectal dans le contexte de l'homéostasie de microbiote, de la prévention de cancer, et de l'immunothérapie.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Les auteurs n'ont rien à révéler.
Acknowledgments
Ce travail est en partie soutenu par les Fonds de recherche fondamentale de l'Université centrale (G2018KY0302), le Fonds de développement de la recherche fondamentale universitaire (KT00062), la National Natural Science Foundation of China (81870380) et le Prix de recherche clinique de la Premier hôpital affilié de l'Université Xi'an Jiaotong en Chine (NO. XJTU1AF-CRF-2015-029). Les auteurs remercient le Dr Chengxin Shi pour ses suggestions techniques au cours de la phase d'exploration précoce du modèle d'appendicectomie murine, ainsi que le pathologiste Dr. Xi Liu pour l'évaluation des résultats de coloration de H et E de la colite et des tumeurs côlorectaux. Y.L. a effectué la démonstration de chirurgie, a fait l'analyse de données, et a écrit le projet du manuscrit ; J.L., G.L., Z.P. et Y.M. ont participé à la préparation chirurgicale, aux collections de tissus et à la production vidéo; M.Z. a effectué la cytométrie de flux et ELISA; Q.W. et H.X. ont fourni le soutien technique de la production d'un modèle murine cliniquement pertinent; R.X.Z. a conçu l'étude, supervisé la recherche, écrit et prouvé le manuscrit; J.S. a examiné le manuscrit.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Azoxymethane(AOM) | Sigma-Aldrich,Inc. | A5486 | |
| Dextran Sulfate Sodium Salt(DSS) | MP Biomedicals,Inc. | 160110 | |
| Entoiodine | Shanghai likon high technology disinfection co. LTD | 310102 | |
| digital caliper | Ningbo yuanneng trading co. LTD | 4859263 | |
| 4-0 Silk Sutures | Yuanlikang co. LTD | 20172650032 | |
| 8-0 Prolene Sutures | Yuanlikang co. LTD | 20172650032 | |
| Electric coagulation pen | Chuang mei medical equipment co. LTD | 28221777292 | |
| disposable syringe 1ml | Shengguang medical products co. LTD | 3262-2014 | |
| disposable syringe 10ml | Shengguang medical products co. LTD | 3262-2014 | |
| 75% Medicinal alcohol | Shandong anjie high-tech disinfection technology co. LTD | 371402AAJ008 | |
| Pentobarbital sodium salt | Sigma-Aldrich,Inc. | 57-33-0 | |
| Physiological Saline | Shandong qidu pharmaceutical co. LTD | H37020766 | |
| Absorbent Cotton Swab | Henan ruike medical co., LTD | RK051 | |
| Surgical Instruments-Ophthalmic | Jinzhong Shanghai co.LTD | WA3050 |
References
- Leung, T. T., et al. Bowel obstruction following appendectomy: what is the true incidence. of Surgery. 250 (1), 51-53 (2009).
- Salminen, P., et al. Antibiotic Therapy vs. Appendectomy for Treatment of Uncomplicated Acute Appendicitis: The APPAC Randomized Clinical Trial. The Journal of the American Medical Association. 313 (23), 2340-2348 (2015).
- Mayo Clinic. Appendicitis. , at https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/appendicitis/diagnosis-treatment/drc-20369549 (2019).
- On the Appendix Vermiformis and the Evolution Hypothesis. Nature. 8, 509 (1873).
- Zahid, A. The vermiform appendix: not a useless organ. Journal of College of Physicians and Surgeons Pakistan. 14 (4), 256-258 (2004).
- Kooij, I. A., Sahami, S., Meijer, S. L., Buskens, C. J., Te Velde,, A, A. The immunology of the vermiform appendix: a review of the literature. Clinical and Experimental Immunology. 186 (1), 1-9 (2016).
- Sarkar, A., Saha, A., Roy, S., Pathak, S., Mandal, S. A glimpse towards the vestigiality and fate of human vermiform appendix-a histomorphometric study. Journal of Clinical and Diagnostic Research. 9 (2), 11 (2015).
- Fujihashi, K., et al. Human Appendix B-Cells Naturally Express Receptors for and Respond to. Interleukin-6 with Selective Iga1 and Iga2 Synthesis. Journal of Clinical Investigations. 88 (1), 248-252 (1991).
- Im, G. Y., et al. The appendix may protect against Clostridium difficile recurrence. Clinical Gastroenterology and Hepatology. 9 (12), 1072-1077 (2011).
- Gebbers, J. O., Laissue, J. A. Bacterial translocation in the normal human appendix parallels the development of the local immune system. Annal of the New York Academy of Sciences. , 337-343 (2004).
- Randal Bollinger,, Barbas, R., S, A., Bush, E. L., Lin, S. S., Parker, W. Biofilms in the large bowel suggest an apparent function of the human vermiform appendix. Journal of Theoretical Biology. 249 (4), 826-831 (2007).
- Smith, H., Parker, W., Kotzé, H., Laurin, S., M, Morphological evolution of the mammalian cecum and cecal appendix: Évolution morphologique de l'appendice du caecum des mammifères. Comptes Rendus Palevol. 16, (2017).
- Girard-Madoux, M. J. H., et al. The immunological functions of the Appendix: An example of redundancy. in Immunology. 36, 31-44 (2018).
- Wu, S. C., et al. Association between appendectomy and subsequent colorectal cancer development: an Asian population study. PLoS ONE. 10 (2), e0118411 (2015).
- Florin, T. H., Pandeya, N., Radford-Smith, G. L. Epidemiology of appendicectomy in primary sclerosing cholangitis and ulcerative colitis: its influence on the clinical behaviour of these diseases. Gut. 53 (7), 973-979 (2004).
- Arnbjornsson, E. Acute appendicitis as a sign of a colorectal carcinoma. Journal of Surgical Oncology. 20 (1), 17-20 (1982).
- Killinger, B. A., et al. The vermiform appendix impacts the risk of developing Parkinson's disease. Science Translatioanl Medicine. 10 (465), (2018).
- Chen, C. H., et al. Appendectomy increased the risk of ischemic heart disease. Journal of Surgical Research. 199 (2), 435-440 (2015).
- Bray, F., et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA: A Cancer Journal for Clinicians. 68 (6), 394-424 (2018).
- Smith, H. F., Parker, W., Kotze, S. H., Laurin, M. Multiple independent appearances of the cecal appendix in mammalian evolution and an investigation of related ecological and anatomical factors. Comptes Rendus Palevol. 12 (6), 339-354 (2013).
- Dasso, J. F., Obiakor, H., Bach, H., Anderson, A. O., Mage, R. G. A morphological and immunohistological study of the human and rabbit appendix for comparison with the avian bursa. Developmental and Comparative Immunology. 24 (8), 797-814 (2000).
- Smith, H. F., et al. Comparative anatomy and phylogenetic distribution of the mammalian cecal appendix. Journal of Evolutionary Biology. 22 (10), 1984-1999 (2009).
- Vandamme, T. F. Rodent models for human diseases. European Journal of Pharmacology. 759, 84-89 (2015).
- Prabhakar, S. Translational research challenges: finding the right animal models. Journal of Investigative Medicine. 60 (8), 1141-1146 (2012).
- Hosur, V., Low, B. E., Avery, C., Shultz, L. D., Wiles, M. V. Development of Humanized Mice in the Age of Genome Editing. Journal of Cellular Biochemistry. 118 (10), 3043-3048 (2017).
- Mizoguchi, A., Mizoguchi, E., Chiba, C., Bhan, A. K. Role of appendix in the development of inflammatory bowel disease in TCR-alpha mutant mice. Journal of Experimental Medicine. 184 (2), 707-715 (1996).
- Farkas, S. A., et al. Preferential migration of CD62L cells into the appendix in mice with experimental chronic colitis. European Surgical Research. 37 (2), 115-122 (2005).
- Morrison, P. J., et al. Differential Requirements for IL-17A and IL-22 in Cecal versus Colonic Inflammation Induced by Helicobacter hepaticus. American Journal of Pathology. 185 (12), 3290-3303 (2015).
- Tomiyasu, N., et al. Appendectomy suppresses intestinal inflammation in a murine model of DSS-induced colitis through modulation of mucosal immune systems. Gastroenterology. 118 (4), A863-A863 (2000).
- Krieglstein, C. F., et al. Role of appendix and spleen in experimental colitis. Journal of Surgical Research. 101 (2), 166-175 (2001).
- Cheluvappa, R., Luo, A. S., Palmer, C., Grimm, M. C. Protective pathways against colitis mediated by appendicitis and appendectomy. Clinical and Experimental Immunology. 165 (3), 393-400 (2011).
- Cheluvappa, R., Luo, A. S., Grimm, M. C. T helper type 17 pathway suppression by appendicitis and appendectomy protects against colitis. Clinical and Experimental Immunology. 175 (2), 316-322 (2014).
- Masahata, K., et al. Generation of colonic IgA-secreting cells in the caecal patch. Nature Communications. 5, (2014).
- Cheluvappa, R. A novel model of appendicitis and appendectomy to investigate inflammatory bowel disease pathogenesis and remediation. Biological Procedures Online. 16, (2014).
- Cheluvappa, R., Eri, R., Luo, A. S., Grimm, M. C. Modulation of interferon activity-associated soluble molecules by appendicitis and appendectomy limits colitis-identification of novel anti-colitic targets. Journal of Interferon and Cytokine Research. 35 (2), 108-115 (2015).
- Harnoy, Y., et al. Effect of appendicectomy on colonic inflammation and neoplasia in experimental ulcerative colitis. British Journal of Surgery. 103 (11), 1530-1538 (2016).
- Aaron, E., Walfish, R. A. C. C. Ulcerative Colitis. , at https://www.merckmanuals.com/professional/gastrointestinal-disorders/inflammatory-bowel-disease-ibd/ulcerative-colitis (2017).
- Laukoetter, M. G., et al. Intestinal cancer risk in Crohn's disease: a meta-analysis. Journal of Gastrointestestinal Surgery. 15 (4), 576-583 (2011).
- Neufert, C., Becker, C., Neurath, M. F. An inducible mouse model of colon carcinogenesis for the analysis of sporadic and inflammation-driven tumor progression. Nature Protocols. 2 (8), 1998-2004 (2007).
- Thaker, A. I., Shaker, A., Rao, M. S., Ciorba, M. A. Modeling colitis-associated cancer with azoxymethane (AOM) and dextran sulfate sodium (DSS). Journal of Visualized Experiments. 10 (67), (2012).
- Perides, G., van Acker, G. J. D., Laukkarinen, J. M., Steer, M. L. Experimental acute biliary pancreatitis induced by retrograde infusion of bile acids into the mouse pancreatic duct. Nature Protocols. 5 (2), 335-341 (2010).
- Schofield, W. B., Palm, N. W. Gut Microbiota: IgA Protects the Pioneers. Current Biology. 28 (18), R1117-R1119 (2018).
- Karthikeyan, V. S., et al. Carcinoma Cecum Presenting as Right Gluteal Abscess Through Inferior Lumbar Triangle Pathway-Report of a Rare Case. International Surgery. 99 (4), 371-373 (2014).
- Ruscelli, P., et al. Clinical signs of retroperitoneal abscess from colonic perforation Two case reports and literature review. Medicine (Baltimore). 97 (45), (2018).
- Friedman, G. D., Fireman, B. H. Appendectomy, appendicitis, and large bowel cancer). Cancer Research. 50 (23), 7549-7551 (1990).
- Stellingwerf, M. E., et al. The risk of colectomy and colorectal cancer after appendectomy in patients with ulcerative colitis: a systematic review and meta-analysis. Journal of Crohn's and Colitis. 13 (3), 309-318 (2018).
