מורנה הנדנדקטומיה מודל של קוליטיס כרונית הקשורים סרטן המעי הגס על ידי לוקליזציה מדויקת של תיקון Caecal
Summary
הפרוטוקול המוצג מתאר הסרה כירורגית נתיישב של התוספתן (טלאי caecal) בעכבר ואחריו אינדוקציה של מחלת המעי הגס מחלות הקיבה הקשורים סרטן. המודל להסרת התוספתן של murine מאפשר חקירה של התפקיד הביולוגי של התוספתן בפתוגנזה של מחלת העיכול האנושית.
Abstract
התוספתן האנושי היה מעורב לאחרונה לשחק תפקידים ביולוגיים חשובים בפתוגנזה של מחלות מורכבות שונות, כגון סרטן המעי הגס, מחלות מעי דלקתיות, מחלת פרקינסון. כדי ללמוד את התפקוד של הנספח, מודל מושפע מחלת התוספתן הקשורים murine הוקמה והפרוטוקול צעד אחר צעד שלה מתואר כאן. דו ח זה מציג פרוטוקול נתיישב להסרת תיקון caecal בעכברים ואחריו אינדוקציה כימית של סרטן המעי הגס כרונית הקשורים באמצעות שילוב של דטרן סולפט נתרן (DSS) ו האזובתאן (aom). IgA התאים הספציפיים ריכוז IgA הופחת באופן משמעותי עם הסרת התיקון caecal בזכר C57BL/6 עכברים לעומת אלה בקבוצה המזויף. במקביל ניהול 2% DSS ו AOM הביא כמעט 80% עכברים הישרדות הן התחזות ו לנדקטומיה קבוצות ללא ירידה משמעותית במשקל הגוף. תוצאות היסטולוגית אישר דלקת חוקן ודרגות שונות של אדנוקרצינומה. מודל זה יכול לשמש למחקר של התפקיד הפונקציונלי של הנספח בשמירה על המעיים microbiota המעי הפתוגנזה של הבטן קוליטיס וממאירות, כמו גם עבור פיתוח פוטנציאלי של תרופות לפילוח טיפולים.
Introduction
ניתוח התוספתן הקליני הוא הליך כירורגי סטנדרטי מעורבים הסרת התוספתן בעיקר בשל דלקת (למשל, התוספתן)1,2,3. עם זאת, הפונקציה הביולוגית של התוספתן האנושי תוספתן נשאר שנוי במחלוקת4,5,6. התוספתן נחשב כשריד שריד הקרנת מתוך המעי הגס במעיים גדולים. עד לאחרונה, מחקרים אבולוציוניים, אימונולוגיים, מורפולוגיים ומיקרוביולוגית הציעו כי הנספח עשוי להחזיק בפונקציות שונות. תפקידים אלה כוללים את הייצור של החיסוני (g., IgA ו IgG), מגוון של תאים B ו-T תאים קריטיים עבור תגובות החיסונית אדפטיבית בתוך רקמות הלימפה הקשורות המעיים (GALTs), ואת חידוש של המעי הגס עם microsal מיקרוביוטים מיכל בן 6 , מיכל סבן , בן שמונה , מיכל בן 10 , מיכל עשור , מיכל בן 11 , . שתיים עשרה
מחקרים אפידמיולוגיים קליני של חולים עם ניתוח להסרת תוספתן מראש או חריפה גם חשף את תפקידה הפוטנציאלי בפתוגנזה של מחלות האדם, כגון מחלת המעי הגס (IBD), סרטן המעי הגס, ולא מערכת העיכול הפרעות (למשל, מחלת פרקינסון ומחלות לב וכלי דם)13,14,15,16,17,18. לדוגמה, אוכלוסיה אסיאתית גדולה מחקר עם 75,979 לאחרונה הראו הקשר משמעותי בין התוספתן והתפתחות הבאים של סרטן המעי הגס, אחד ממאירות הנפוצות ביותר עם שכיחות גבוהה ו תמותה14,19. בהתאם לכך, הקמת מודל מתאים להסרת תוספתן בעלי חיים הדומה לאדם יסייע לחקור את התפקודים הביולוגיים ואת המנגנונים המולקולריים של הנספח בפתוגנזה המחלה.
יונקים רבים מחזיקים בנספח או בעוגב דומה, כולל פרימטים, לאגמורים (למשל, ארנבים), כמה מכרסמים וחיות כיס20. עבור בעלי חיים קטנים ונפוצים במעבדה, הארנב בעל נספח תוספתן מורפולוגית הדומה לאדם21,22, אבל גולט בארנב הוא גדול מאוד לעומת זה בבני אדם, מאז רוב רקמות הלימפה נמצאים גם הטלאים של Peyer ממוקם במעיים קטנים וגדולים21. בנוסף, הארנב מראה מבנה פוליקולרית הלימפה שונים, התפלגות תא T, וצפיפות חיסוני האדם, מה שהופך את הלמידה של הנספחים שלהם הולם21.
עכברים הם המודל החי הנפוץ ביותר כדי ללמוד פתופסיולוגיה האדם ולבדוק את הטיפול הקיימים והחדשניים שונים23,24,25. האשכול הלימפה הגדול הלבן בקודקוד caecum בעכברים, המכונה טלאי caecum, הוא חשב לבצע פונקציות דומה נספח האדם26,27,28. עדיין, זה כמעט קשה להפריד את התיקון caecal מן caecal בעכברים. עד כה, הליכים כירורגי נפוצות לגרימת דלקת התוספתן במודל העכבר כרוך חתך גדול יחסית (למשל, 1 – 2 ס מ) דרך הקיר הבטן כדי לקבל גישה caecum כולו (שולחן משלים 1)29, 30,31,32,33,34,35,36.
להלן, כדי ליצור מודל להסרת תוספתן הקשורים למחלת העיכול, דו ח זה מציג פרוטוקול ניתוח להסרת התיקון caecal בעכברים. זה ואחריו המינהל המשולב של הסוכן הגנומי AOM ו-pro-דלקתיות סוכן DSS עבור אינדוקציה של סרטן המעי הגס הקשורים בדומה לזה שנראה אצל בני אדם. Ibd הוכח להיות גורם סיכון של סרטן המעי37,38. השילוב של aom/DSS-המושרה קוליטיס כרונית סרטן המעי הגס הקשורים כבר היטב, והקוראים יכולים להפנות אל מנופרט אל, ואת הפרטים על הליכים מפורטים39,40. זה מודל הנדנדקטומיה מהיר ומהירה להסרת התוספתן ניתן להשתמש כדי ללמוד נספח-מאופנן דלקת המעי הגס microbiota קולון, במיוחד בפיתוח והתקדמות של סרטן IBD ו המעי הגס.
Protocol
Representative Results
Discussion
מודל להסרת תוספתן מורבית של סרטן המעי הגס הקשורים קוליטיס הושגה באמצעות שלבים כירורגיים עם שיעור הישרדות גבוהה בעכברים. ברוב המקרים, כיוון שהcaecum הוצב תחת קיר הבטן (שולחן משלים 1, הטבלה השלמה 2, ואיור 2), היה קשה לשפוט את מיקומו ללא כריתת אונה. בפרוטוקול כירורגי זה, צע?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכת באופן חלקי על ידי קרנות המחקר הבסיסי של האוניברסיטה המרכזית (G2018KY0302), האוניברסיטה הבסיסית לפיתוח מחקר באוניברסיטת (KT00062), הלאומי המדע הטבעי הקרן של סין (81870380), ואת פרס המחקר הקליני של בית החולים המסונף הראשון של אוניברסיטת שיאן Jiaotong בסין (לא. XJTU1AF-2015-029). המחברים מודים ד ר Chengxin Shi עבור הצעות טכניות שלו במהלך השלב הקודם של המחקר של המודל להסרת תוספתן murine, כמו גם הפתולוג ד ר. Xi Liu עבור הערכה של H & E כתמים תוצאות של גידולים קוליטיס המעי הגס. י ביצעה את הפגנת הניתוח, עשתה ניתוח נתונים וכתב את טיוטת כתב היד; J.L., G.L., Z.P., ו Y.M. נטלו חלק בהכנה כירורגית, אוספי רקמות והפקת וידאו; M.Z. ביצע את הזרימה cy try ו-אליסה; Q.W. ו H.X. סיפק את התמיכה הטכנית של יצירת מודל מורטין רלוונטי קלינית; R.X.Z. עיצב את המחקר, הפיקוח על המחקר, וכתב והוא הלחין את כתב היד; י. ס. בחנה את כתב היד.
Materials
| 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. , (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. , (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).
