نموذج نقص نشاط النافصة في الفئران بواسطة Conus medullaris Transection
Summary
نقدم طريقة لإنشاء نموذج نقص نشاط النافصة عن طريق استئصال النخاع المخروطي في الفئران. تم تحفيز نقص نشاط النافصة بنجاح في هذه الحيوانات. يمكن استخدام النموذج لدراسة وظيفة المسالك البولية.
Abstract
كان الهدف من البروتوكول المقدم هو إنشاء نموذج نقص نشاط النافصة (DU) في الفئران من خلال استئصال النخاع المخروطي. تم إجراء استئصال الصفيحة الفقرية في ما مجموعه 40 أنثى من فئران Wistar (المجموعة الضابطة: 10 فئران ؛ مجموعة الاختبار: 30 فأرا) تزن 200-220 جم ، وتم نقل النخاع المخروطي على مستوى L4-L5 في مجموعة الاختبار. تم إيواء جميع الفئران وإطعامها في ظل نفس الظروف البيئية لمدة ستة أسابيع. في مجموعة الاختبار ، تم إجراء إفراغ البول مرتين يوميا لمدة ستة أسابيع ، وتم تسجيل متوسط حجم البول المتبقي. تم إجراء مخطط المثانة في كلا المجموعتين. تم تسجيل وحساب السعة القصوى لقياس المثانة (MCC) ، وضغط فتح النافصة (DOP) ، وامتثال المثانة. أظهرت مجموعة الاختبار احتفاظا كبيرا في البول بعد الجراحة ، أثناء وبعد صدمة العمود الفقري. ومع ذلك ، لم يلاحظ أي خلل في المجموعة الضابطة. عند مقارنتها بالمجموعة الضابطة ، كان MCC وامتثال المثانة في مجموعة الاختبار أعلى بكثير من مجموعة الاختبار (3.24 ± 2.261 مل مقابل 1.04 ± 0.571 مل ؛ 0.43 ± 0.578 مل / سم ساعة 2 O مقابل 0.032 ± 0.016 مل / سم ساعة 2 O) ، في حين أن DOP في مجموعة الاختبار كان أقل من السيطرة (20.28 ± 14.022 سمساعة2 O مقابل 35 ± 13.258 سم ساعة2 O). توفر هذه الطريقة لإنشاء نموذج حيواني لليورانيوم المنضب عن طريق استئصال النخاع المخروطي فرصة ممتازة لفهم الفيزيولوجيا المرضية لليورانيوم المنضب بطريقة أفضل.
Introduction
نقص نشاط النافصة (DU) هو خلل وظيفي نموذجي في المسالك البولية السفلية ظل قيد الدراسة. على الرغم من أن اليورانيوم المنضب قد تم تعريفه من قبل الجمعية الدولية لسلس البول (ICS)1 ، يتم استخدام العديد من المصطلحات المختلفة للإشارة إلى هذا المرض ، على سبيل المثال ، “فشل النافصة” ، “المثانة المقلصة” ، “المنعكسات النافصة”2. اليورانيوم المنضب، كما عرفته الجمعية الدولية لسلس البول (ICS) في عام 2002، هو تقلص في انخفاض القوة والمدة، مما يؤدي إلى زيادة طويلة في وقت إفراغ المثانة، مما يؤدي إلى الفشل في تحقيق إفراغ المثانة الكامل خلال فترة طبيعية.
قد يؤثر اليورانيوم المنضب على 48٪ من الرجال و12٪ من النساء (الذين تتراوح أعمارهم بين >70 سنة)3 مع انخفاض أعراض المسالك البولية. يبدو أنه متعدد العوامل ، ولا يوجد علاج فعال. يذكر أن اليورانيوم المنضب موجود في كل مكان في المرضى الذين يعانون من خلل وظيفي في المثانة العصبية ، مثل التصلب المتعدد4 ، داء السكري5 ، مرض باركنسون6 ، أو السكتة الدماغية7. يمكن أن يحدث اليورانيوم المنضب أيضا بسبب تلف الأعصاب علاجي المنشأ ، مثل استئصال الرحم بالمنظار أو استئصال البروستاتا أو التدخلات الجراحية الأخرى في الحوض الصغير8. لا تزال التغيرات الفيزيولوجية المرضية والعلاجات المتاحة لليورانيوم المنضب مربكة بسبب عدم وجود نموذج حيواني مناسب للدراسة.
يتم التحكم في منعكس التبول بواسطة مسارات شوكية بصلية نخاعية تجمع بين مركز التبول الجسري والنواة العجزية السمبتاوي ومراكز القشرة الأكبر9. يعتمد تنشيط وصيانة منعكس التبول بشكل أساسي على النقل المنتظم للإشارات الحسية من المثانة إلى مراكز القشرة العليا. قد يفترض أن الخلل الحسي يساهم في اليورانيوم المنضب.
ركزت معظم الدراسات التجريبية على الحيوانات المتعلقة باختلالات المسالك البولية السفلية على نماذج فرط نشاط المثانة (OAB)10. توفر هذه النماذج فهما معقولا للفيزيولوجيا المرضية والتشخيص OAB. ومع ذلك ، لم يتم الإبلاغ إلا عن عدد قليل من نماذج اليورانيوم المنضب ، على سبيل المثال ، إصابة فوق العمود الفقري (الآفات الموضعية ، والدماغ ، وانسداد الشريان الدماغي الأوسط) ، أو استئصال الحبل الشوكي أو إصابة الكدمة ، أو الجهازية (على سبيل المثال ، سيكلوفوسفاميد) أو الإدارة داخل المثانة للعوامل المهيجة أو الالتهابية (مثل الحمض والأكرولين وعديد السكاريد الدهني)11،12،13،14 . من بين هذه الطرق ، يمكن استخدام طريقة استئصال الحبل الشوكي أو إصابة الكدمة فقط في إنشاء نموذج حيواني ل DU13. تم التخلي عن المحاولات التي تنطوي على إصابة مركز التبول الجسري ومراكز القشرة العليا بسبب الصدمة الشديدة. لذلك ، يتم إيلاء اهتمام متزايد للعثور على موقع دقيق في مركز منعكس التبول للحث على اليورانيوم المنضب مع الحد الأدنى من الآثار الجانبية.
كما ذكرنا سابقا ، تتمثل إحدى آليات تحفيز اليورانيوم المنضب في إصابة الحبل الشوكي لإتلاف مسار الإشارات لمنعكس التبول. تم تطوير طريقة ألين لإنقاص الوزن لإنشاء المختبر مع الحبال الشوكية المصابة15. ومع ذلك ، لا توجد بيانات تجريبية أخرى متاحة حول هذه الطريقة. علاوة على ذلك ، نظرا لأن أجزاء من الحيوانات استعادت وظيفة العمود الفقري بعد السكتة الدماغية بدون اليورانيوم المنضب ، فلا يمكن اعتبارها طريقة مثالية لتوليد نموذج حيواني DU16.
في عام 1987 ، قام بريجمان بإخراج عملية نقل الحبل الشوكي لتوليد نموذج اليورانيوم المنضب وحصل على بيانات تجريبية17. ومع ذلك ، لم يتم تطبيق هذه الطريقة لإنشاء نموذج اليورانيوم المنضب. في ذلك الوقت ، كان الباحثون لا يزالون مرتبكين بشأن التسبب في اليورانيوم المنضب. نظرا لأن المواقع في الحبل الشوكي المرتبطة بتحريض OAB أو DU متجاورة مع بعضها البعض ، لم يتمكنوا من العثور على الموقع الدقيق لتلف الحبل الشوكي للحث على DU17. تم تقديم OAB و DU إما معا أو بشكل منفصل بهذه الطريقة. لذلك ، على الرغم من أن هذه الطريقة قدمت اليورانيوم المنضب ، إلا أنها كانت غير دقيقة ولا يمكن استخدامها لفهم حدوث اليورانيوم المنضب ومعالجته.
كما ذكر أعلاه ، فإن عدم وجود نموذج حيواني مناسب لليورانيوم المنضب هو أحد العقبات الرئيسية أمام دراسة اليورانيوم المنضب. يبحث الباحثون باستمرار عن نموذج دقيق ويمكن التحكم فيه يمكنه محاكاة أمراض اليورانيوم المنضب. حتى خيارات العلاج لليورانيوم المنضب لم تتحسن بشكل ملحوظ خلال السنوات ال 20 الماضية. بشكل جماعي ، هناك حاجة كبيرة لوصف بروتوكول قياسي لإنشاء نموذج حيواني لليورانيوم المنضب.
لذلك ، في هذه الورقة ، نصف طريقة لإنشاء نموذج فأر ناجح ل DU عن طريق استئصال النخاع المخروطي. تم إجراء الاستئصال على مستوى L4-5 لفصل النخاع المخروطي. تم تسجيل وتحليل السعة القصوى لقياس المثانة (MCC) وضغط فتح النافصة (DOP) وامتثال المثانة للتحقق من صحة البروتوكول. يجمع البروتوكول المذكور أدناه بين الجدوى والموثوقية بطريقة موحدة لإنشاء نموذج حيواني لليورانيوم المنضب، ومحاكاة حدوث اليورانيوم المنضب ومعالجته. يمكن استخدام البروتوكول كتقنية لمزيد من الدراسة لليورانيوم المنضب.
Protocol
Representative Results
Discussion
اليورانيوم المنضب هو سبب شائع لأعراض المسالك البولية السفلية لدى كل من الرجال والنساء. إنها مجموعة معقدة من الأعراض مع خيارات علاجية قليلة يمكن أن تقلل بشكل كبير من جودة الحياة (Qol) للمتضررين18. على الرغم من أنه يعتقد أن اليورانيوم المنضب متعدد العوامل ، إلا أن فهم التسبب في الم…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
اي.
Materials
| 0.9% saline | Wuhan Prosai Company | EY-C1178 | pump for urodynamic measurement |
| 10% chloral hydrate | Shandong Yulong Co., Ltd | H37022673 | 3mL/kg，administered intraperitoneally |
| Buprenorphine Hydrochloride Injection | Tianjin Pharmaceutical Research Institute Pharmaceutical Co. LTD | H12020275 | 0.05mg/kg subcutaneously 24h and 48h postoperation |
| Epidural Catheter | Shandong Xinghua Co, Ltd | VABR3L | for urodynamic measurement |
| Penicillin G | Alta Technology Co., Ltd | 1ST5637 | 50,000 unit/ml per animal |
| pentobarbital | Beijing solabo Technology Co., Ltd | NK-WF0001 | 40 mg/kg, administered intraperitoneally |
| Suture line(4-0) | ETHICON | VCP422H | suture the injury |
| Three-limb tube | Shandong Xinghua Co, Ltd | VAB3T | for urodynamic measurement |
| Trace infusion pump | Zhejiang Smith Medical Instrument Co., Ltd | 20162540335 | Pump the saline at a speed of 0.2ml/min for urodynamic measurement |
| Urodynamic measurement equipment | Medical Measurement SystemsB.V. | 08-0467 | urodynamic measurement equipment can not only help the diagnosis of dysuria, but also provide objective materials for treatment and therapeutic effect. It is the most commonly used examination method in clinical diagnosis and treatment of lower urinary tract functional diseases |
| Wistar Rats | HFK Biotechnology Co.Ltd,Beijing ,China | SCXK2012-0023 | 200-220g |
References
- van Koeveeringe, G. A., et al. Detrusor underactivity: Pathophysiological considerations, models and proposals for future research. Neurourology and Urodynamics. 33 (5), 591-596 (2014).
- Osman, N. I., Esperto, F., Chapple, C. R. Detrusor Underactivity and the Underactive Bladder: A Systematic Review of Preclinical and Clinical Studies. European Urology. 74 (5), 633-643 (2018).
- Osman, N. I., Chapple, C. R. Contemporary concepts in the aetiopathogenesis of detrusor underactivity. Nature Reviews. Urology. 11 (11), 639-648 (2014).
- Panicker, J. N., Nagaraja, D., Kovoor, J. M. E., Nair, K. P. S., Subbakrishna, D. K. Lower urinary tract dysfunction in acute disseminated encephalomyelitis. Multiple Sclerosis. 15 (9), 1118-1122 (2009).
- Lee, W. C., Wu, H. P., Tai, T. Y., Yu, H. J., Chiang, P. H. Investigation of urodynamic characteristics and bladder sensory function in the early stages of diabetic bladder dysfunction in women with type 2 diabetes. The Journal of Urology. 181 (1), 198-203 (2009).
- Araki, I., Kitachara, M., Oida, T., Kuno, S. Voiding dysfunction and Parkinson’s disease: urodynamic abnormalities and urinary symptoms. The Journal of Urology. 164 (5), 1640-1643 (2000).
- Meng, N. H., et al. Incomplete bladder emptying in patients with stroke: is detrusor external sphincter dyssynergia a potential cause. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 91 (7), 1105-1109 (2010).
- FitzGerald, M. P., Brubaker, L. The etiology of urinary retention after surgery for genuine stress incontinence. Neurourology and Urodynamics. 20 (1), 13-21 (2001).
- Rahman, M., Siddik, A. B. Neuroanatomy, Pontine Micturition Center. StatPearls. , (2020).
- Wrobel, A., Lancut, M., Rechberger, T. A. A new model of detrusor overactivity in conscious rats induced by retinyl acetate instillation. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 74 (7), 16 (2015).
- Rosenzweig, E. S., McDonald, J. W. Rodent models for treatment of spinal cord injury: research trends and progress toward useful repair. Current Opinion in Neurology. 17 (2), 121-131 (2004).
- Yoo, K. H., Lee, S. J. Experimental animal models of neurogenic bladder dysfunction. International Neurourology Journal. 14 (1), 1-6 (2010).
- Kanai, A., et al. Sophisticated models and methods for studying neurogenic bladder dysfunction. Neurourology and Urodynamics. 30 (5), 658-667 (2011).
- Nomiya, M., et al. Progressive vascular damage may lead to bladder underactivity in rats. The Journal of Urology. 191 (5), 1462-1469 (2014).
- Seki, T., Hida, K., Tada, M., Koyanagi, I., Iwasaki, Y. Graded contusion model of the mouse spinal cord using a pneumatic impact device. Neurosurgery. 50 (5), 1075-1081 (2002).
- Yeo, S. J., et al. Development of a rat model of graded contusive spinal cord injury using a pneumatic impact device. Journal of Korean Medical Science. 19 (4), 574-580 (2004).
- Bergman, B. S. Spinal cord transplants permit the growth of serotonergic axons across the site of neonatal spinal cord transection. Brain Research. 431 (2), 265-279 (1987).
- Chancellor, M. B., et al. Underactive bladder; Review of progress and impact from the International CURE-UAB Initiative. International Neurourology Journal. 24 (1), 3-11 (2020).
- Pfisterer, M. H. D., Griffiths, D. J., Schaefer, W., Resnick, N. M. The effect of age on lower urinary tract function: a study in women. Journal of the American Geriatrics Society. 54 (3), 405-412 (2006).
- Duchen, L. W., Anjorin, A., Watkins, P. J., Mackay, J. D. Pathology of autonomic neuropathy in diabetes mellitus. Annals of Internal Medicine. 92 (2), 301-303 (1980).
- Schneider, T., Hein, P., Bai, J., Michel, M. C. A role for muscarinic receptors or rho-kinase in hypertension associated rat bladder dysfunction. The Journal of Urologoy. 173 (6), 2178-2181 (2005).
- Drake, M. J., Harvey, I. J., Gillespie, J. I., Van Duyl, W. A. Localized contractions in the normal human bladder and in urinary urgency. BJU International. 95 (7), 1002-1005 (2005).
- Suskind, A. M., Smith, P. P. A new look at detrusor underactivity: impaired contractility versus afferent dysfunction. Current Urology Reports. 10 (5), 347-351 (2009).
- Osman, N. I., et al. Detrusor underactivity and the underactive bladder: A new clinical entity? A review of current terminology, definitions, epidemiology, aetiology, and diagnosis. European Urology. 65 (2), 389-398 (2014).
