Summary

小鼠的转宫胎儿气管闭塞模型

Published: February 05, 2021
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Summary

各种先天性隔膜气喘和胎儿气管闭塞的动物模型在伦理问题、成本、手术难度、大小、存活率和遗传工具的可用性方面都存在利弊。该模型为研究气管闭塞和增加的发光压力对肺发育的影响提供了新的工具。

Abstract

胎儿气管闭塞 (TO) 是一种既定的治疗方式,可促进胎儿肺生长和严重先天性隔膜气喘 (CDH) 中的生存。在 TO 之后,分泌上皮液的保留会增加发光压力并诱导肺部生长。已定义各种动物模型,以了解 CDH 和 TO 的病理生理学。它们都有自己的优点和缺点,如技术的难度、动物的大小、成本、高死亡率和遗传工具的可用性。在这里,一个新的跨子宫模型的穆林胎儿托被描述。怀孕的小鼠被麻醉,子宫通过中线腹腔切除术暴露。选定胎儿的气管与气管后面放置的单个转宫缝合、一条胡萝卜动脉和一条血管相成。大坝被关闭,并被允许恢复。胎儿是在分治前收集的。托胎儿的肺与体重比高于控制胎儿的体重比。该模型为研究人员提供了一个新的工具,以研究 TO 和增加的发光压力对肺部发育的影响。

Introduction

先天性隔膜气喘(CDH)发生在1:2500怀孕,导致肺发育减退和新生儿肺高血压1,2,3,4,5,6。胎儿气管闭塞 (TO) 是严重 CDH 患者在妊娠周 26-30 中接受胎儿切除术的既定产前治疗,其中气球放置在卡琳娜正上方,然后在第 32个妊娠周切除。这种临时性托导胎儿肺生长,提高存活率。先天性高气道阻塞综合症是一种与肺增生相关的致命疾病,它激励外科医生对气管进行人工遮挡,以促进分泌上皮液的保留。这种闭塞增加了发光压力,并诱导肺生长7。然而,应扭转闭塞,使上皮细胞成熟。

已开发出各种CDH和托-卵巢、兔子、老鼠和老鼠的动物模型,以了解CDH和托的病理生理学。它们都有自己的优点和缺点,如技术的难度、动物的大小、成本、高死亡率和遗传工具的可用性。虽然用于卵巢模型的手术技术与人类使用的非常相似,可以逆转,但该模型的主要缺点是动物的费用、妊娠期长以及可能的手术次数有限。兔子模型的妊娠期较短,比绵羊模型便宜。然而,兔子模型是不可逆转的8,9。Murine 模型的成本最低,每次怀孕的胎儿数量最多,基因组特征最好,并且具有广泛的细胞和分子分析工具。然而,一个关键的缺点是 TO 缺乏可逆性,无法充分理解 TO 的影响。在此,提出了一种方法,结合了前面提到的模型的所有优势,并创建一个简单,潜在的可逆的,微创啮齿动物托模型。

Protocol

所有实验都符合《国家卫生研究院实验室动物护理和使用指南》(NIH出版物第80023号,修订1978年)。该程序经辛辛那提儿童研究基金会机构动物护理和使用委员会批准,符合IACUC协议#2016-0068。 1. 准备 为了配合年龄匹配的野生类型(WT)C57BL/6小鼠,将它们放在同一个笼子里下午6:00.m,并在第二天上午9:00.m分开。 要确定胚胎日0(E0),看看阴道塞,它有一个同…

Representative Results

这项研究检查了37个胎儿:20个(54.1%)截至17日(45.9%)作为控制。由于气管不能在托组的4个胎儿中被遮挡,所以他们被排除在研究之外。两组胎儿的死亡率没有显著差异:4个胎儿(25%)在托组和2胎儿(12%)在对照组(p=0.334,赔率比(OR)2.5,95%置信区间(CI)0.39-16.05)。TO组的平均体重、肺重和肺与体重之比(LBWR)高于对照组(表1)。TO 和对照组之间的 LB…

Discussion

这种方法描述了小鼠胎儿气管闭塞的外科手术及其对肺部发育的影响。协议中有一些关键步骤,应仔细执行才能成功执行 TO。手术平台的温暖和盐水引入腹腔对妊娠的进展至关重要。此外,必须对幼崽的头部施加轻微的压力,以确保颈部暴露。

6.0 聚丙烯缝合线是唯一可用于此技术的缝合线。大于 6.0 的缝合针较厚,破坏颈部气管周围的结构,导致胎儿丧失。较薄的缝合线的?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项研究没有从公共、商业或非营利部门的资助机构获得任何具体赠款。所有作者都为数据的研究、获取、分析和解释的概念和设计、起草文章以及修改该文章,以便提交重要的知识内容和最终批准版本做出了重大贡献。作者感谢坎·萨本库奥卢在制作手术技术艺术品方面所做的善心努力。

Materials

Buprenorphine  Par Pharmaceutical NDC 42023-179-05 For regional anesthesia
Isoflurane   Halocarbon Life Sciences NDC 66794-017-25 For general anesthesia
Magnification glasses USA Medical-Surgical SLR-250LBLK At least 2.5x
Nikon 90i microscope Nikon 3417 Motorized Fluorescence
Nucleospin Tissue Kit  Macherey-Nagel, Düren, Germany 740952.5 DNA isolation
Pierce BCA Protein Assay Kit  Thermo Fisher, IL, USA 23225 Protein quantification
Polyglactin suture Ethicon VCP451H 4-0, 24 mm, cutting
Polylysine slides  VWR  48382-117 Microscope adhesion slides
Polypropylene suture Ethicon Y432H 6-0, 13 mm 1/2c Taperpoint
RIPA buffer  Sigma-Aldrich, Missouri, USA R0278-50ml Protein isolation
Silk suture Ethicon VCP682G 4-0, 24 mm, cutting
Trizol  Invitrogen  15596026 RNA isolation

Referenzen

  1. Wright, N. J. Global PaedSurg Research Collaboration. Management and outcomes of gastrointestinal congenital anomalies in low, middle and high income countries: protocol for a multicentre, international, prospective cohort study. BMJ Open. 9, 030452 (2019).
  2. Aydin, E. Current approach for prenatally diagnosed congenital anomalies that requires surgery. Turkish Clinics Journal of Gynecology and Obstetrics. 27, 193-199 (2016).
  3. Nolan, H., et al. Hemorrhage after on-ECMO repair of CDH is equivalent for muscle flap and prosthetic patch. Journal of Pediatric Surgery. 54 (10), 2044-2047 (2019).
  4. Aydin, E., et al. Congenital diaphragmatic hernia: the good, the bad, and the tough. Pediatric Surgery International. 35 (3), 303-313 (2019).
  5. Aydın, E., Özler, O., Burns, P., Lim, F. Y., Peiró, J. L. Left congenital diaphragmatic hernia-associated musculoskeletal deformities. Pediatric Surgery International. 35 (11), 1265-1270 (2019).
  6. Aydın, E., et al. When primary repair is not enough: a comparison of synthetic patch and muscle flap closure in congenital diaphragmatic hernia. Pediatric Surgery International. 36 (4), 485-491 (2020).
  7. Wilson, M., Difiore, J. W., Peters, C. A. Experimental fetal tracheal ligation prevents the pulmonary hypoplasia associated with fetal nephrectomy: Possible application for congenital diaphragmatic hernia. Journal of Pediatric Surgery. 28 (11), 1433-1440 (1993).
  8. Mudri, M., et al. The effects of tracheal occlusion on Wnt signaling in a rabbit model of congenital diaphragmatic hernia. Journal of Pediatric Surgery. 54 (5), 937-944 (2019).
  9. Khan, P. A., Cloutier, M., Piedboeuf, B. Tracheal occlusion: a review of obstructing fetal lungs to make them grow and mature. American Journal of Medical Genetics. Part C, Seminars in Medical Genetics. 145 (2), 125-138 (2007).
  10. Chomczynski, P. A reagent for the single-step simultaneous isolation of RNA, DNA and proteins from cell and tissue samples. Biotechniques. 15 (3), 532-537 (1993).
  11. Beurskens, N., Klaassens, M., Rottier, R., De Klein, A., Tibboel, D. Linking animal models to human congenital diaphragmatic hernia. Birth Defects Research Part A: Clinical and Molecular Teratology. 79 (8), 565-572 (2007).
  12. Varisco, B. M., et al. Excessive reversal of epidermal growth factor receptor and ephrin signaling following tracheal occlusion in rabbit model of congenital diaphragmatic hernia. Molecular Medicine. 22, 398-411 (2016).

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Aydın, E., Joshi, R., Oria, M., Lim, F., Varisco, B. M., Peiro, J. L. Transuterine Fetal Tracheal Occlusion Model in Mice. J. Vis. Exp. (168), e61772, doi:10.3791/61772 (2021).

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