Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Medicine

Murin Appendectomy modell av kronisk kolit associerad kolorektal cancer genom exakt lokalisering av Caecal patch

doi: 10.3791/59921 Published: August 24, 2019

Summary

Det presenterade protokollet beskriver en facile kirurgiskt avlägsnande av appendix (caecal patch) i en mus följt av induktion av inflammatorisk tarmsjukdom-associerad kolorektal cancer. Denna murina blindtarmsoperation modell möjliggör utredning av den biologiska roll Appendix i patogenesen av mänskliga gastrointestinala sjukdomar.

Abstract

Den mänskliga Appendix har nyligen varit inblandad i att spela viktiga biologiska roller i patogenesen av olika komplexa sjukdomar, såsom kolorektal cancer, inflammatorisk tarmsjukdom, och Parkinsons sjukdom. För att studera funktionen av tillägget, en Gut sjukdomsassocierade murin blindtarmsoperation modell har upprättats och dess steg-för-steg-protokollet beskrivs här. Denna rapport introducerar ett facile protokoll för fall patch avlägsnande hos möss följt av kemisk induktion av kronisk kolit-associerad kolorektal cancer med en kombination av dextransulfat natrium (DSS) och azoxymethane (AOM). Iga-specifika celler och iga-koncentrationen reducerades signifikant vid avlägsnande av fall-plåstret hos manliga C57BL/6-möss jämfört med de i Sham-gruppen. Samtidig administrering 2% DSS och AOM resulterade i nästan 80% möss överlevnad i både bluff och blindtarmsoperation grupper utan signifikant viktminskning. Histologiska resultat bekräftade kolon inflammation och olika grader av adenocarcinom. Denna modell kan användas för studiet av den funktionella roll i appendix för att upprätthålla Gut bakterieflora homeostas och patogenesen av Gut kolit och maligniteter, samt för den potentiella utvecklingen av läkemedel inriktning terapier.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Den kliniska blindtarmsoperation är en standard kirurgiska ingrepp som innebär avlägsnande av Appendix främst på grund av inflammation (t. ex. appendicit)1,2,3. Men den biologiska funktionen av MASKFORMIG mänskliga Appendix förblir kontroversiell4,5,6. Tillägget har betraktats som en rudimentär rest projicering från blindtarmen i tjocktarmen. Fram till nyligen har evolutionära, immunologiska, morfologiska och mikrobiologiska studier antytt att tillägget kan ha distinkta funktioner. Dessa roller inkluderar produktion av immunoglobins (t. ex., IgA och IgG), en mängd B-celler och T-celler kritiska för adaptiva immunsvar inom tarmen-associerade lymfoida vävnader (galtar), och påfyllning av tjocktarmen med kommensaler microbiotas 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , elva , 12.

Kliniska epidemiologiska studier av patienter med tidigare blindtarmsoperation eller akut blindtarm har också avslöjat dess potentiella roller i patogenesen av mänskliga sjukdomar, såsom inflammatorisk tarmsjukdom (IBD), kolorektal cancer, och icke-gastrointestinala sjukdomar (t. ex. Parkinsons sjukdom och kardiovaskulär sjukdom)13,14,15,16,17,18. Till exempel visade en stor asiatisk populationskohortstudie med 75 979 patienter med blindtarmsoperation nyligen ett signifikant samband mellan blindtarmsoperation och efterföljande utveckling av kolorektal cancer, en av de vanligaste maligniteter med hög incidens och dödlighet14,19. Följaktligen, upprättande av en lämplig djur blindtarmsoperation modell som liknar en människa kommer att vara till hjälp för att undersöka de biologiska funktioner och molekylära mekanismer i appendix i sjukdomens patogenes.

Många däggdjur har ett appendix-eller Appendix-liknande organ, inklusive primater, hardjur (e.g., kaniner), några gnagare och pungdjur20. För små och vanligen använda försöksdjur, har kaninen den vermiforma Appendix morfologiskt liknar den mänskliga21,22, men galt i kaninen är extremt stor jämfört med det hos människor, eftersom majoriteten av lymfoida vävnader finns också i Peyer ' s patchar ligger i både små och stora tarmarna21. Dessutom, kanin visar en annan lymfoida follikulär struktur, T cell distribution, och immunglobulin densitet från den mänskliga, vilket gör att studera deras bilagor olämplig21.

Möss är den mest använda djur modellen för att studera mänsklig patofysiologi och testa de olika befintliga och nya therapuetics23,24,25. Den enda vita stora lymfoida kluster vid spetsen av blindtarmen i möss, känd som fall patch, tros utföra funktioner som liknar den mänskliga Appendix26,27,28. Ändå, det är praktiskt taget svårt att separera fall plåstret från blindtarmen hos möss. Hittills, de gemensamma kirurgiska ingrepp för att inducera blindtarmsinflammation i en musmodell innebär ett relativt stort snitt (t. ex., 1-2 cm) genom bukväggen för att få tillgång till hela blindtarmen (kompletterande tabell 1)29, 30,31,32,33,34,35,36.

Häri, att generera en blindtarmsoperation modell i samband med gastrointestinal sjukdom, denna rapport presenterar en facile kirurgiska protokoll för fall patch avlägsnande hos möss. Detta följs av kombinerad administrering av genotoxiska medel AOM och pro-inflammatorisk agent DSS för induktion av kolit-associerad kolorektal cancer liknande den som setts hos människor. IBD har visats vara en riskfaktor för tarmcancer37,38. Kombinationen av AOM/DSS-inducerad kronisk kolit-associerad kolorektal cancer har varit väl etablerad, och läsarna kan hänvisa till Neufert et al., och Thaker et al. för detaljerade förfaranden39,40. Denna reproducerbara och snabba murina blindtarmsoperation modell kan användas för att studera Appendix-modulerad tarminflammation och kolon bakterieflora, särskilt i utvecklingen och utvecklingen av IBD och kolorektal cancer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Alla djur förfaranden godkändes av den institutionella djuromsorg och användning kommittén för XI ' an Jiaotong University (No. XJTULAC2019-1023).

1. möss blindtarmsoperation

  1. Hus 8 – 10-veckors C57BL/6 manliga möss i en certifierad specifik-pathogen Free (SPF) miljö för 1 vecka före operationen.
  2. Förbered följande sterila kirurgiska instrument: ett par mikro-sax, ett par mikro-forceps, två storlekar (4-0 och 8-0) av steriliserade icke-absorberbara suturer, en elektrisk koagulations penna med nålhållare, 75% medicinsk alkohol, jod-baserad Scrub ( t. ex. entoiodin) och ett paket med sterila bomullsvabb.
  3. Fyll en 10 mL spruta med pre-warmed 0,9% fysiologisk saltlösning för buken flush och hydrering under kirurgi.
  4. Anesthetize en icke-fasted mus intraperitonealt (i.p.) med 1% natrium pentobarbital vid en dos av 100 mg/kg. Kontrollera om djupet av anestesi av avsaknaden av svar på pedal reflexer.
    Anmärkning: en enda anestesi dos administreras för att säkerställa en fullständig lugnande effekt i musen. Under omständighet av kort tillvägagångssätt, kan 50 mg/kg av natrium pentobarbital i.p. vara tillräcklig.
  5. Raka försiktigt bukhålan med en rakapparat.
  6. Lägg musen på värmeplattan för att förhindra hypotermi.
  7. Fäst musen på en plattform i liggande läge genom att placera fyra remsor av medicinsk tejp över armar och ben för att förhindra postural rörelse under operationen.
  8. Vidrör försiktigt hela buken för att hitta känslan av en bula.
    ANMÄRKNINGAR: i de flesta fall indikerar känslan av en bula alltid den exakta positionen för Caecum. För att undvika eventuella skador på resten av tarmen, denna pre-lokalisering av blindtarmen före buken snitt är viktigt.
  9. Täck med en steril drapera och desinficera den rakade delen av buken genom att tillämpa alternerande kirurgiska Scrubs av jod-baserad lösning och 75% alkohol. Upprepa processen 2x.
  10. Gör ett längsgående snitt som sträcker sig från 0,5 – 1,0 cm vid mittlinjen av buken.
  11. Enligt den förutbestämda placeringen av blindtarmen, nå blindtarmen och försiktigt exteriorize (~ 1 cm) för att identifiera fall patch. Använd en steril, föruppvärmd saltlösning av Fysiologiskt pH för att återfukta tarmen.
    Anmärkning: den fall patch av en mus är en del av blindtarmen och kännetecknas av närvaron av vita äggformade folliklar på ytan.
  12. För att förhindra eventuella komplikationer av postoperativ blödning och infektion, ligera de mesenteriiska blodkärlen i blindtarmen med hjälp av 8-0 Sutur. Återfukta blindtarmen med steril saltlösning.
  13. Markera resektion regionen med hjälp av 4-0 suturen med en öppen slinga nära spetsen av blindtarmen vid proximala kolon.
    Anmärkning: märkning av blindtarmen med en öppen slinga förhindrar också läckage av fall innehåll från snittet.
  14. Klipp av den fall plåstret under den markerade resektion med hjälp av mikro-sax och utplåna resterande fall innehåll med medicinska bomullsvabb. Sedan desinficera stubben av blindtarmen med jod-baserad Scrub.
  15. Stäng stubben med den springande suturen med hjälp av 8-0 Sutur.
  16. Ta försiktigt bort 4-0 gäng slinga som tidigare använts för att markera resektion på stubben av Caecum.
  17. Sterilisera sys position med jod-baserade Scrub. Rehydrera operationsstället med saltlösning igen.
  18. Stäng muskulaturskiktet med Running suturen med 8-0 sutur tråden.
  19. Stäng hudlagren med hjälp av avbrutna suturer med 4-0 suturtråd.
  20. Desinficera kirurgiska cut 2x med jod-baserad Scrub, sedan ta bort jod med 75% medicinsk alkohol.
  21. Vänd försiktigt musen bakåt, subkutant (s.c.) injicera 0,1 mg/kg kroppsvikt buprenorfin och 0,4 mL fysiologisk saltlösning och låt musen vila på värmedynan tills den återvänder till medvetandet.
  22. Sätt musen tillbaka till den sterila buren och noga övervaka för tecken på smärta i 3 dagar efter operationen för att säkerställa återhämtning.
    Anmärkning: postoperativ applicering av 0,05 mg/kg buprenorfin kan behövas för smärtlindring av den enskilda musen. Låt möss återhämta sig i 7 dagar efter operationen för ytterligare induktion av kolit-associerad kolorektal cancer.

2. induktion av kronisk kolit-associerad kolorektal cancer med AOM och DSS

Anmärkning: utför denna procedur 7 dagar efter blindtarmsoperation.

  1. Förbered AOM stamlösning genom att lösa 25 mg AOM i 2,5 mL av 0,9% steril saltlösning i en koncentration av 10 mg/mL.
    Obs: AOM är ljuskänsligt.
    1. Aliquot 2,5 mL beredd AOM stamlösning i 5 mL glasrör lindade med aluminiumfolie och förvara vid-20 ° c varje gång vid användning.
    2. Tina en alikvot av AOM en gång och späd den till en koncentration av 1 mg/mL med 0,9% steril saltlösning (ratio 1:10).
      FÖRSIKTIGHET: AOM är extremt cancerframkallande; Därför utföra hela förberedelse förfarandet i en draghuv.
  2. Lös 4 g DSS pulver i 200 mL autoklaverat vatten för att förbereda 2% (w/v) DSS lösning.
    Obs: koncentrationen av DSS kan variera beroende på musen stam, kön, och induktion cykel; 3% DSS kan användas för andra möss stammar.
  3. Samtidigt administrera den nyberedda AOM/DSS till möss. Det gör du genom att följa stegen nedan.
    1. Intraperitonealt injicera 0,01 mL/g nyberedd AOM arbetslösning för varje mus och ersätta det autoklaverade vattnet med 2% DSS lösning för 5 dagar AD libitum.
      Anmärkning: varje bur innehåller fem möss; Kontrollera regelbundet DSS-drickflaskan för att säkerställa att ingen fällningsperiod uppstår under behandlingsperioden.
    2. Vikt och noga övervaka varje mus varje dag.
      Obs: under administrationen, euthanize möss med upp till 20% viktminskning jämfört med dess ursprungliga vikt eller tecken på Huddle, Squint, hypotermi, och dålig aktivitet.
  4. Ge en ny flaska autoklaverat vatten på dag 6 post-AOM/DSS administration fram till dag 21 (figur 1B).
    Obs: Detta är en komplett cykel som består av 21 dagar.
  5. Upprepa steg 2.3 – 2.4 för ytterligare två cykler och offra möss på dag 70.

3. bedömning av kolon inflammation och tumör (70 dagar efter AOM administration)

  1. Offra möss genom CO2 inandning vid en fyllnadsgrad på 10% i eutanasia kammaren följt av cervikal dislokation.
  2. Skörda hela tjocktarmen från ovan Ileo-Colic korsningen till anus.
  3. Exponera lumen sida genom att öppna tjocktarmen i längsled. Skär hela tjocktarmen i 10 cm långa bitar och fixa tjocktarmen i 10% formalin för 72 h för hematoxylin och eosin (H & E) färgning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Inrättande av murin blindtarmsoperation modell

Denna murina blindtarmsoperation modell av kronisk kolit associerad kolorektal cancer kan genereras genom att följa de sekventiella kirurgiska och induktion steg som illustreras i figur 1. De vanligaste positionerna för blindtarmen är i vänster och höger iliaca fossa följt av mittlinjen i buken (figur 2). Den framgångsrika graden av pre-lokalisering av blindtarmen före buken snittet med palpation metoden är nästan 70% (kompletterande information, tabell S2). Blindtarms förfarandet består huvudsakligen av sex viktiga steg (figur 3). Under blindtarms operationen är ett mitt linjers snitt så litet som 0,5 – 1,0 cm långt kritiskt för att minimera kirurgiskt trauma (figur 3a). När det gäller intraperitoneal läckage, ligating mesangial fartyg och stänga stubben av blindtarmen är nödvändiga, med hjälp av rinnande suturer i stället för enkel ligering (figur 3B, C, D, E).

Utvärdering av IgA som biomarkör på möss med blindtarmsoperation

För att bekräfta blindtarmsoperation, var tjocktarmen av möss och fekal innehåll skördas efter operationen för att bestämma nivåerna av IgA specifika plasmaceller och sekretoriska IgA (sIgA) koncentrationer. Den blindtarmsoperation möss uppvisade en signifikant minskning av andelen B220-iga + specifika plasmaceller jämfört med Sham gruppen (figur 4a, B). Dessutom, jämfört med deras egna initiala tillstånd före operationen, behöll Sham möss den fekala sIgA koncentrationen under 14 dagar efter operationen, medan blindtarms gruppen visade en signifikant slgA minskning på dag 14 (figur 4C).

Validering av kolit-associerad kolorektal cancer i blindtarmsoperation möss

Jämfört med 3% DSS, där de flesta möss i blindtarmsoperation gruppen uppvisade allvarliga komplikationer och signifikant viktminskning (figur 5A), 2% DSS i kombination med AOM gav 80% av överlevnaden i både Sham-och blindtarms grupper, med rimliga förändringar i kroppsvikten (figur 5E). Vid slutet av tre behandlingscykler skördades hela tjocktarmen för patologisk bedömning. Visuell inspektion och H & E färgning visade kolontumörer med kolon inflammation och olika grader av adenokarcinom (väl, måttlig-, och dåligt differentierad adenocarcinom) hos möss som behandlats med 2% AOM/DSS (figur 6).

Figure 1
Figur 1: Schematisk illustration av upprättande av murin blindtarmsoperation modell av kronisk kolit-associerad kolorektal cancer.
(A) ett flödesschema över de viktigaste kirurgiska stegen (de tre första är kritiska) av blindtarmsoperation. (B) induktion av kolorektal cancer. Sju dagar efter appendectomy, AOM och DSS administrerades samtidigt. Möss vikter spelades in vid olika tidpunkter (röd triangel). På dag 70 efter operationen, möss offrades, och tarm vävnader skördades för ytterligare bedömningar. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: för bestämning av den fall patch plats i möss före buken snitt.
A) enSammanfattning av sannolikheten för att du ska hitta en position i blindtarmen. Anatomiska bilder av de tre vanligaste positionerna för den blindtarmen vid (B) låg höger, (C) mitten, och (D) låg vänster buk av musen. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: kritiska steg av murina blindtarmsoperation.
A) litet snitt ordnat 0,5 – 1,0 cm; (B) dra ut den EXAKTA delen av den fall plåstret efter pre-position av Caecum. C) ligering av mesenteriska fartyg som åtföljer Caecum. D) märkning av skärområdet i blindtarmen med 4-0 suturen. E) stängning av stubben med rinnande suturer med hjälp av 8-0 Sutur. F) stängning av muskellagret med avbrutna suturer med hjälp av 8-0 Sutur. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4: kvantifiering av IgA-specifika plasmasceller och fekal sIgA koncentration efter blindtarmsoperation.
(A) representativa dot tomter för celler färgade med anti-IgA och B220 i hela tjocktarmen av Sham och blindtarmsoperation möss 1 dag och 14 dagar efter operationen. Lymfocyter i lamina propria var nyberedda och färgade med FITC anti-mus IgA, PE anti-Mouse CD45R/B220 för flödescytometri. Siffror inom tomter indikerar procentandelar av celler i respektive område; Bkvantitativ bestämning av IgA-specifika plasmaceller i simulerad och blindtarms grupp. Data motsvarar medelvärdet ± SD. n = 5 – 8 möss; * p < 0,05, * * p < 0,01 och * * * p < 0,001. C) fekal sIgA koncentrationer före och efter operationen. Fekal innehåll samlades in vid utsedda tidpunkter, och nivåer av sIgA testades av ELISA. Varje färgpunkt representerar samma mus under en period på 14 dagar. Statistisk analys utfördes med ett icke-parat t-test, med p < 0,05 som ansågs statistiskt signifikant. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 5
Figur 5: djur överlevnads status för kronisk kolit-associerad kolorektal cancer murin modell inducerad av AOM/DSS kombination efter blindtarmsoperation.
(A) överlevnads kurvan erhålls med 3% DSS för kolit induktion i simulerad och blindtarmsoperation grupper. Allvarliga komplikationer av anala framfall (B) och väggmålning abscess indikerade Endpoint av djuret (C). Döverlevnads kurvan som erhållits med 2% DSS för kolit induktion i Sham-och blindtarms grupper. (E) Genomsnittlig kroppsvikt förändring av möss över 70 dagar. Data representerar medelvärdet ± SD, n = 6 möss. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 6
Figur 6: bilder av kronisk kolit-associerade kolorektal tumörer induceras av kombinationsbehandling av 2% DSS och 10 mg/kg AOM.
Fotografier av dissekerade kolon med tumörer under (a) visuell inspektion och (B) Animal operation Mikroskop. H & E färgning bilder av kolon vävnad som visar (C) kolon inflammation, (D) väl differentierad adenocarcinom, (E) måttligt differentierad adenocarcinom, och (F) mycket differentierad adenocarcinom. Svart pil indikerar slemhinnor sår, svart Arrowhead indikerar adenocarcinom, vita pilen indikerar neutrofila infiltration mellan körtlar. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Kompletterande tabell 1: litteratur Sammanfattning av kirurgiska metoder som används för blindtarmsinflammation induktion i vanligt använda möss stammar. Vänligen klicka här för att ladda ner denna fil.

Tilläggstabell 2: placering av blindtarmen hos möss efter laparotomi. Exponerade organ efter snitt indikerar orgeln finns direkt på förplacerad position efter laparotomi. Positionen för blindtarmen visar blindtarmen plats i förhållande till buken regionen/den kaecum position i förhållande till tarmen. Exponerad indikerar att blindtarmen var under muskellagret i buken och ovanför andra delar av tarmen. Embedded indikerar att blindtarmen täcktes av tarmen. Vänligen klicka här för att ladda ner denna fil.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

En murin blindtarmsoperation modell av kolit-associerad kolorektal cancer erhölls med hjälp av kirurgiska steg med en hög överlevnad hos möss. I de flesta fall, eftersom blindtarmen var placerad under bukväggen (kompletterande tabell 1, kompletterande tabell 2, och figur 2), var det svårt att föregripa sitt läge utan laparotomy. I detta kirurgiska protokoll, ett enkelt steg att röra knölen infördes, och kvantitativ utvärdering av blindtarmen platsen tillhandahölls också som vägledning för att öka precisionen för pre-lokalisering av blindtarmen (figur 2). Utnyttjandet av anatomiska egenskaper för att ta bort den fall plåstret minimerade störningar av oavsiktliga delar av tarmen, vilket minskar graden av potentiella komplikationer av blindtarmsoperation och infektion i bukhålan.

Tre kritiska steg är inblandade i denna modell. Första, visuell undersökning och palpation före laparotomi kan vara till hjälp för att bestämma den allmänna placeringen av Caecum. Trots det faktum att blindtarmen är mest sannolikt närvarande vid den vänstra iliaca regionen i buken, den fall plåstret sticker ut från spetsen av blindtarmen är ofta dissociativa (dvs, flytta runt eller inbäddade) och är mer benägna att hittas under mitten bukhinnan ( Figur 2). För det andra, ett litet snitt i mitten linjen av buken och noggrann exponering av fall patch är att föredra. Detta beror på att det finns en tunn fläck på mittlinjen i buken, där styckning i denna position kan minska potentiell skada av buken muskulatur skiktet. Dessutom, för att undvika Volvulus på blindtarmsoperation, vilket är skadligt för möss, noggrann exponering av den fall plåstret minimerar oavsiktlig störning av tarmen, minska risken för Volvulus förekomst. Dessutom, minimal exponering av bukhålan kan se till att tarmen förblir oförorenad, varm, och fuktig; Annars kan Överdriven exponering orsaka betydande värmeförlust och torkning av vävnader41.

Tredje, desinfektion och stängning av fall stubbe med rinnande suturer i stället för enkel ligering är nödvändiga för att förhindra potentiell blödning och desinfektion av fall innehållet i stubben. Nivån av IgA-specifika plasmaceller och fekal sIgA i tjocktarmen av möss reduceras signifikant av en blindtarmsoperation, vilket tyder på att den fall plåstret är den viktigaste platsen för produktion av IgA åtminstone under den första perioden33. I tjocktarmen, sIgA fungerar som en slemhinnor hälsa försvarare genom att stabilisera den normala koloniseringen av kommensaler flora och motverka patogena mikrober42. Avlägsnande av tillägget minskar produktionen av IgA och kan störa mukosala homeostas.

Den höga dödligheten och kliniska tecken på överdriven kolit induktion (dvs., svår blodig avföring, Anal framfall, och buken abscess43,44) observerades hos möss som behandlades med 3% DSS (figur 5). Emellertid, 2% DSS induktion efter tre cykler orsakade ingen av dessa komplikationer, och överlevnaden upprätthölls över 80%. Detta tyder på att den kombinerade användningen av DSS och AOM bör valideras, eftersom avsaknaden av integritet galtar kan, i viss utsträckning, minska toleransen av möss till AOM och DSS kombination. De observationsstudier från kliniska-baserade belägg tyder på att tillägget är starkt förknippad med utvecklingen av IBD och kolorektal cancer14,45,46. Emellertid, de biologiska funktioner och bakomliggande mekanismer i appendix i patogenesen av kroniska tarmsjukdomar är fortfarande oklart. Det verkar som om tillägget fungerar som en viktig del av galtar och som en reservoar för Gut kommensaler Flora att reglera hälsa eller sjuka stater17,18,31. Upprättande av denna repeterbara och kostnadseffektiva murin blindtarmsoperation modell kan användas för att studera rollerna av Appendix i IBD och kolorektal cancer i samband med bakterieflora homeostas, förebyggande av cancer, och immunterapi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inget att avslöja.

Acknowledgments

Detta arbete stöds delvis av grundläggande forskningsmedel för Central University (G2018KY0302), University grund forsknings utvecklingsfonden (KT00062), National Natural Science Foundation i Kina (81870380), och klinisk forskning Award of the Första anslutna sjukhuset XI ' an Jiaotong University i Kina (NO. XJTU1AF-CRF-2015-029). Författarna tackar Dr Chengxin Shi för hans tekniska förslag under den tidiga prospekteringsfasen av murina blindtarmsoperation modell, liksom patologen Dr XI LiU för utvärdering av H & E färgning resultat av kolit och kolorektal tumörer. Y.L. utförde operationen demonstration, gjorde dataanalys, och skrev utkastet till manuskriptet; J.L., G.L., Z.P. och Y.M. har deltagit i kirurgiska förberedelser, vävnads kollektioner och videoproduktion; Z. utförde flödescytometri och ELISA; Q.W. och H.X. tillhandahöll teknisk support för att generera en kliniskt relevant murinmodell; R.X.Z. ritade studien, övervakade forskningen och skrev och korrektade manuskriptet; JS granskade manuskriptet.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Leung, T. T., et al. Bowel obstruction following appendectomy: what is the true incidence. of Surgery. 250, (1), 51-53 (2009).
  2. 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).
  3. Mayo Clinic. Appendicitis. at https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/appendicitis/diagnosis-treatment/drc-20369549 (2019).
  4. On the Appendix Vermiformis and the Evolution Hypothesis. Nature. 8, 509 (1873).
  5. Zahid, A. The vermiform appendix: not a useless organ. Journal of College of Physicians and Surgeons Pakistan. 14, (4), 256-258 (2004).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. Im, G. Y., et al. The appendix may protect against Clostridium difficile recurrence. Clinical Gastroenterology and Hepatology. 9, (12), 1072-1077 (2011).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Girard-Madoux, M. J. H., et al. The immunological functions of the Appendix: An example of redundancy. in Immunology. 36, 31-44 (2018).
  14. Wu, S. C., et al. Association between appendectomy and subsequent colorectal cancer development: an Asian population study. PLoS ONE. 10, (2), e0118411 (2015).
  15. 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).
  16. Arnbjornsson, E. Acute appendicitis as a sign of a colorectal carcinoma. Journal of Surgical Oncology. 20, (1), 17-20 (1982).
  17. Killinger, B. A., et al. The vermiform appendix impacts the risk of developing Parkinson's disease. Science Translatioanl Medicine. 10, (465), (2018).
  18. Chen, C. H., et al. Appendectomy increased the risk of ischemic heart disease. Journal of Surgical Research. 199, (2), 435-440 (2015).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. Smith, H. F., et al. Comparative anatomy and phylogenetic distribution of the mammalian cecal appendix. Journal of Evolutionary Biology. 22, (10), 1984-1999 (2009).
  23. Vandamme, T. F. Rodent models for human diseases. European Journal of Pharmacology. 759, 84-89 (2015).
  24. Prabhakar, S. Translational research challenges: finding the right animal models. Journal of Investigative Medicine. 60, (8), 1141-1146 (2012).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. Krieglstein, C. F., et al. Role of appendix and spleen in experimental colitis. Journal of Surgical Research. 101, (2), 166-175 (2001).
  31. 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).
  32. 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).
  33. Masahata, K., et al. Generation of colonic IgA-secreting cells in the caecal patch. Nature Communications. 5, (2014).
  34. Cheluvappa, R. A novel model of appendicitis and appendectomy to investigate inflammatory bowel disease pathogenesis and remediation. Biological Procedures Online. 16, (2014).
  35. 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).
  36. 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).
  37. Aaron, E., Walfish, R. A. C. C. Ulcerative Colitis. at https://www.merckmanuals.com/professional/gastrointestinal-disorders/inflammatory-bowel-disease-ibd/ulcerative-colitis (2017).
  38. Laukoetter, M. G., et al. Intestinal cancer risk in Crohn's disease: a meta-analysis. Journal of Gastrointestestinal Surgery. 15, (4), 576-583 (2011).
  39. 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).
  40. 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).
  41. 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).
  42. Schofield, W. B., Palm, N. W. Gut Microbiota: IgA Protects the Pioneers. Current Biology. 28, (18), R1117-R1119 (2018).
  43. 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).
  44. Ruscelli, P., et al. Clinical signs of retroperitoneal abscess from colonic perforation Two case reports and literature review. Medicine (Baltimore). 97, (45), (2018).
  45. Friedman, G. D., Fireman, B. H. Appendectomy, appendicitis, and large bowel cancer). Cancer Research. 50, (23), 7549-7551 (1990).
  46. 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).
Murin Appendectomy modell av kronisk kolit associerad kolorektal cancer genom exakt lokalisering av Caecal patch
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Li, Y., Liu, J., Liu, G., Pan, Z., Zhang, M., Ma, Y., Wei, Q., Xia, H., Zhang, R. X., She, J. Murine Appendectomy Model of Chronic Colitis Associated Colorectal Cancer by Precise Localization of Caecal Patch. J. Vis. Exp. (150), e59921, doi:10.3791/59921 (2019).More

Li, Y., Liu, J., Liu, G., Pan, Z., Zhang, M., Ma, Y., Wei, Q., Xia, H., Zhang, R. X., She, J. Murine Appendectomy Model of Chronic Colitis Associated Colorectal Cancer by Precise Localization of Caecal Patch. J. Vis. Exp. (150), e59921, doi:10.3791/59921 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter