Summary

Ein Rattenmodell der Pouchitis nach Proktokolektomie und ilealer Pouch-Analanastomose unter Verwendung von Dextransulfat-Natrium

Published: May 31, 2024
doi:

Summary

Dieses Protokoll beschreibt die Methode zur Etablierung eines Rattenmodells für Pouchitis. Das Modell des Ileumbeutels wurde durch die Durchführung einer Ileumbeutel-Analanastomose (IPAA) mit mikrochirurgischen Techniken hergestellt. Nach der Operation wurde die Ratte 4 Tage lang mit 4% Dextransulfat-Natrium (DSS) behandelt.

Abstract

Colitis ulcerosa (UC) ist eine chronische immunvermittelte Erkrankung, die den gesamten Dickdarm und das Rektum mit einem schubförmigen und remittierenden Verlauf betrifft und eine lebenslange Morbidität verursacht. Wenn die medizinische Behandlung unwirksam ist, insbesondere bei massiven gastrointestinalen Blutungen, Perforationen, toxischem Megakolon oder Karzinogenese, wird eine Operation zur letzten Verteidigungslinie zur Heilung von UC. Die totale kolorektale Resektion und die ileale Pouch-Anal-Anastomose (IPAA) bieten die besten Chancen für eine langfristige Behandlung. Die Pouchitis ist die häufigste und lästigste postoperative Komplikation. In dieser Untersuchung wird die Mikrochirurgie eingesetzt, um ein Ileumbeutelmodell bei Versuchsratten mittels IPAA-Operation zu erzeugen. Anschließend wird ein anhaltendes Rattenmodell der Pouchitis etabliert, indem eine Entzündung des Ileumbeutels mit Dextransulfat-Natrium (DSS) induziert wird. Die erfolgreiche Etablierung der Rattenpouchitis wird durch die Analyse des postoperativen Allgemeinzustands, des Gewichts, der Nahrungs- und Wasseraufnahme, der Stuhldaten sowie der Pathologie des Pouch-Gewebes, der Immunhistochemie und der Analyse von Entzündungsfaktoren validiert. Dieses experimentelle Tiermodell der Pouchitis bietet eine Grundlage für die Untersuchung der Pathogenese und Behandlung der Erkrankung.

Introduction

Pouchitis ist eine unspezifische Entzündung, die den Ileumbeutel betrifft und eine häufige Komplikation nach totaler Proktokolektomie und Ileumbeutel-Analanastomose (IPAA) bei Personen mit Colitis ulcerosa (UC) ist1,2,3. Diese Erkrankung hat eine relativ hohe Häufigkeit von bis zu 50% und kann verschiedene klinische Manifestationen verursachen, darunter Durchfall, Bauchschmerzen, fäkaler Blutverlust und Fieber. Die genaue Ursache der Pouchitis bleibt schwer fassbar, obwohl einige Forscher glauben, dass eine Verschiebung der Pouch-Flora eine Immunaktivierung und eine anschließende Entzündung auslösen kann 4,5,6,7.

Aufgrund der Herausforderungen, die mit der Durchführung klinischer Studien zu Pouchitis verbunden sind, können Tiermodelle als wertvolle Werkzeuge für die Untersuchung von Pouchitis-Medikamenten und -Mechanismen dienen. Es gibt wachsende Bedenken hinsichtlich der Bildung von Ileumbeuteln von Ratten, wobei Berichte auf eine mögliche Entzündung hinweisen8. Die Forschung auf diesem Gebiet ist jedoch aufgrund der Komplexität des Herstellungsprozesses, für den es keine klaren Richtlinien gibt, nach wie vor spärlich 9,10. Im Jahr 1998 war Lichtman der erste, der ein ileales Beutelmodell bei Lewis-Ratten und Sprague-Dawley-Ratten (SD) etablierte, indem er eine totale Kolektomie11 durchführte. Sie beobachteten eine Makrophageninfiltration, Schleimhautgeschwüre und eine Zunahme der anaeroben Bakterienflora im Darm dieser Ratten, was eine solide Grundlage für weitere Forschungen über Ileumbeutelentzündungen bildete. Dieses experimentelle Modell der Ratten-Pouchitis ahmt die physikalischen Anzeichen und zugrunde liegenden Mechanismen, die bei der menschlichen Pouchitis beobachtet werden, genau nach.

Zu den häufig verwendeten präklinischen Modellen für Colitis ulcerosa gehören die DSS- und TNBS-Modelle. Die induzierende Chemikalie 2,4,6-Trinitrobenzolsulfonsäure (TNBS) simuliert typischerweise Morbus Crohn12. Das DSS-Modell, das für seine Wirksamkeit, sein Sicherheitsprofil und seine Erschwinglichkeit geschätzt wird, wird aufgrund der beobachteten offensichtlichen Symptome häufig als zuverlässiges Werkzeug für die UC-Induktion verwendet. Aufgrund der Besiedlung des Pouchgewebes konnten wir erfolgreich ein Pouchitis-Modell mit DSS13,14 induzieren.

In der vorliegenden Studie wurde mittels Mikrochirurgie erfolgreich ein Ileumbeutelmodell bei Versuchsratten mittels IPAA-Operation erstellt. Anschließend wurde ein anhaltendes Ratten-Pouchitis-Modell etabliert, indem eine Entzündung des Ileumbeutels mit DSS induziert wurde. Genauigkeit während der Operation ist entscheidend für eine erfolgreiche Modellbildung, und auch die postoperative Versorgung ist von entscheidender Bedeutung. Dieses Modell kann verwendet werden, um die Pathogenese der Pouchitis zu untersuchen, potenzielle Therapeutika zu bewerten und unser Verständnis dieser komplexen Erkrankung zu verbessern. Die Studie rationalisiert das Herstellungsverfahren für Ileumbeutel, verkürzt die Operationsdauer und steigert die Effizienz, wodurch eine solide Grundlage für die Grundlagenforschung zu postoperativen Beutelerkrankungen geschaffen wird.

Protocol

Alle Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien der Ethikkommissionen des Allgemeinen Krankenhauses der Medizinischen Universität Tianjin durchgeführt. Für diese Studie wurden männliche Sprague-Dawley-Ratten im Alter zwischen 9 und 12 Wochen mit einem Gewicht von etwa 320-360 g verwendet. Die Einzelheiten zu den verwendeten Reagenzien und Geräten sind in der Materialtabelle aufgeführt. 1. Auswahl und Pflege der Tie…

Representative Results

Allgemeine Zustandsbewertung von Ratten mit Ileumbeutelmodellen nach der EtablierungNachdem der Bediener die chirurgische Lernkurve der IPAA durchlaufen hatte, vertrugen die Ratten die Operation gut, mit einer Operationsdauer von 192,94 min ± 27,15 min, und es traten weniger postoperative Komplikationen auf. Während der frühen postoperativen Phase kam es bei Ratten zu einer Abnahme der Nahrungsaufnahme, aber ihr präoperativer Appetit wurde innerhalb von 10 Tagen …

Discussion

Colitis ulcerosa (UC) ist eine chronische Darmentzündung, die durch wiederkehrende Magenschmerzen, Durchfall und blutigen Schleimstuhl gekennzeichnet ist. Sie betrifft in erster Linie den Enddarm und kann den fortschreitenden Dickdarm in unterschiedlichem Maße betreffen. Die Chirurgie spielt eine entscheidende Rolle bei der Behandlung von UC 17,18,19. Seit Parks et al.20</sup…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Nichts

Materials

Anhydrous ethanol Tianjin Fengchuan Chemical Reagent Technology Co., Ltd China Hematoxin-eosin Staining
Dextran Sulfate Sodium   Yeasen  60316ES76 Used to induce pouch inflammation
Formaldehyde solution Tianjin Zhiyuan Reagent Company China Hematoxin-eosin Staining
Gauze Jiangxi Zhonggan Medical Equipment Company China Used for animal microsurgery
Hematoxylin Beijing Zhongshan Jinqiao Company China Hematoxin-eosin Staining
Interferon γ  Detection reagent kit Cloud-clone SEA049Ra Detecting inflammatory factors
Interleukin-10 detection kit Cloud-clone SEA056Ra Detecting inflammatory factors
Interleukin-17 detection kit Cloud-clone SEA063Ra Detecting inflammatory factors
Interleukin-6 detection kit Cloud-clone SEA079Ra Detecting inflammatory factors
Iodophor Tangpai Medical Equipment Co., Ltd China Used for animal microsurgery
Microscopic manipulation instruments Aesculap Germany Used for animal microsurgery
Occludin abcam ab216327 Immunohistochemical testing
Sewing needle Yangzhou Fuda Medical Equipment Co., Ltd China Used for animal microsurgery
tumor necrosis factor α Detection reagent kit Cloud-clone SEA133Ra Detecting inflammatory factors
Two person binocular surgical microscope OPTON Germany Used for animal microsurgery
Xylene Tianjin Yingda Rare and Precious Reagent Factory China Hematoxin-eosin Staining

Referenzen

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Diesen Artikel zitieren
He, A., Wang, S., Li, K., Li, B., Xiao, W., Liu, G. A Rat Model of Pouchitis Following Proctocolectomy and Ileal Pouch-Anal Anastomosis Using Dextran Sulfate Sodium. J. Vis. Exp. (207), e66623, doi:10.3791/66623 (2024).

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