Summary

IBDのDSS誘発モデルにおける腸炎の調査

Published: February 01, 2012
doi:

Summary

炎症性腸疾患の実験モデルは、私たちは病因に関連する複雑な自然免疫と獲得免疫応答を検討することを可能にした。組織学的スコアリング、炎症性サイトカインおよびミエロペルオキシダーゼ活性の定量化を使用して、一つは炎症性腸疾患に見られるこれらの応答を評価するために始めることができます。

Abstract

炎症性腸疾患(IBD)は腸の病態の範囲、潰瘍性大腸炎(UC)およびクローン病(CD)であるの最も一般的に網羅しています。 UCとCD、両方が大腸に存在する場合、下痢、直腸出血、腹痛、体重減少を含めることができます同じような症状のプロファイルを生成する。1 IBDの病因は不明であるが、それは両方を含む多因子疾患として記述されています遺伝と環境のコンポーネント2。

IBDのいくつかの機能に似ている結腸炎症の数々と可変の動物モデルがあります。デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)などの大腸炎を誘発する化学物質の特定の濃度のものが必要な行政へのある種の感受性系統、で自発的に生じるものから大腸炎の範囲の動物モデル。腸の炎症の化学物質誘発性モデルは、IBDの最も一般的に使用されると最高に記載のモデルです。投与により飲料水におけるDSSの意気込みは、管理プロトコルに応じて、急性または慢性大腸炎を生じる。時には直腸出血の証拠で、DSS展示体重減少および軟便または下痢の症状を与えられた3匹の動物が。4,5ここで、我々はこれによってメソッドについて説明大腸炎の開発と、その結果炎症反応は、DSSの投与後に特徴づけることができる。これらのメソッドは、炎症の代理マーカーとして使用することができる組織学的ヘマトキシリン/エオシン染色コロンのセクションの解析、炎症性サイトカインの測定、およびミエロペルオキシダーゼの測定(MPO)活性を、6が含まれいます

病気の状態で炎症反応の程度は、臨床症状の有無によって、または粘膜組織の組織学の変化によって評価することができる。結腸の組織学的損傷は、陰窩構造、炎症性細胞浸潤、筋肉tの損失を考慮したスコアリングシステムを用いて評価されるhickening、杯細胞の枯渇、およびcrypt膿瘍。定量的に7、インターロイキン(IL)-1β、IL – 6、腫瘍壊死因子(TNF)-αなどの急性炎症性、、と炎症性サイトカインのレベルを用いて決定することができる従来のELISA法。さらに、MPO活性は比色アッセイを用いて測定することができ、炎症の指標として使用さ8。

実験的大腸炎では、疾患の重症度は、多くの場合、MPO活性の増加および炎症性サイトカインの高いレベルと相関している。大腸炎の重症度や炎症関連損傷をヘマトキシリン​​/エオシン染色結腸組織切片を用いて腸の病理組織学的状態を評価することに加えて、便の硬さと出血を調べることによって評価することができる。結腸組織の断片は、MPO活性とサイトカイン産生を決定するために使用することができます。一緒に、これらの措置は、腸内炎症反応を評価するために使用することができます。実験的大腸炎の動物モデル。

Protocol

1。 DSS誘発性急性大腸炎のマウスモデル所望の最終濃度(1-5%)(wt / vol)の(すなわち、オートクレーブ、500mLの水にDSS粉末25mgを追加し、5%DSSソリューションを作成するには)にオートクレーブ処理した飲料水にデキストラン硫酸ナトリウム(DSS)を追加。ストック溶液は、° Cまでの使用最大1週間までまたは4℃室温に放置することができます。 バイオセーフティフードで?…

Discussion

DSS大腸炎は腸の炎症の広く使用されている化学的に誘発されたモデルです。このモデルでは、マウスは上皮細胞を消化管や粘膜関門の整合性を妨害するために有毒であると考えられているDSS、を添加した飲料水を与えられます。DSSの10の投与は、軟便、糞便出血、によって特徴づけられる急性大腸炎を誘発すると顆粒球と浸潤10 DSS投与中には、大腸炎は通常、便潜血検査で評…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、カナダ衛生研究所からの補助金(CIHR)およびクローン病とカナダの大腸炎財団(CCFC)によってサポートされています。

Materials

Name of reagent/equipment: Company Catalogue number Comments
Eppendorf Safe-Lock Microcentrifuge Tube (2mL) eppendorf 0030 120.094  
Biotek EL808 Absorbance plate reader Biotek EL808  
Dextran sulphate sodium salt reagent grade (molecular weight 36,000-50,000 Da) MP Biomedicals 160110  
Gen5 (software) Biotek Version 1.10.8  
Hexadecyltrimethylammonium bromide (HTAB) Sigma-Aldrich H5882-100G  
Hydrogen peroxide, 30 wt.% solution in water Sigma-Aldrich 216763 Store at 2-8°C
Microtest plate 96-well flat bottom Sarstedt 82.1581 For single use only
o-Dianisidine Sigma-Aldrich D-3252 Light sensitive. Store at 2-8°C
Potassium phosphate, dibasic Caledon 6620-1  
Potassium phosphate, monobasic EMD Chemicals PX1565-1  
Protease inhibitor cocktail Sigma-Aldrich P8340 Store at -20°C
Triton X-100 Sigma-Aldrich T8787  
Tungsten Carbide beads for Tissue Lyser II QUIAGEN 69997  

References

  1. Sands, B. E. From symptom to diagnosis: clinical distinctions among various forms of intestinal inflammation. Gastroenterology. 126, 1518-1532 (2004).
  2. Danese, S., Fiocchi, C. Etiopathogenesis of inflammatory bowel diseases. World J. Gastroenterol. 12, 4807-4812 (2006).
  3. Wirtz, S., Neufert, C., Weigmann, B., Neurath, M. F. Chemically induced mouse models of intestinal inflammation. Nat. Protoc. 2, 541-546 (2007).
  4. Axelsson, L. G., Landstrom, E., Goldschmidt, T. J., Gronberg, A., Bylund-Fellenius, A. C. Dextran sulfate sodium (DSS) induced experimental colitis in immunodeficient mice: effects in CD4(+)-cell depleted, athymic and NK-cell depleted SCID mice. Inflamm. Res. 45, 181-191 (1996).
  5. Egger, B., Bajaj-Elliott, M., MacDonald, T. T., Inglin, R., Eysselein, V. E., Büchler, M. W. Characterisation of acute murine dextran sodium sulphate colitis: cytokine profile and dose dependency. Digestion. 62, 240-248 (2000).
  6. Krawisz, J. E., Sharon, P., Stenson, W. F. Quantitative assay for acute intestinal inflammation based on myeloperoxidase activity. Assessment of inflammation in rat and hamster models. Gastroenterology. 87, 1344-1350 (1984).
  7. Cooper, H. S., Murthy, S. N., Shah, R. S., Sedergran, D. J. Clinicopathologic study of dextran sulfate sodium experimental murine colitis. Lab. Invest. 69, 238-249 (1993).
  8. Smith, J. W., Castro, G. A. Relation of peroxidase activity in gut mucosa to inflammation. Am. J. Physiol. 234, R72-R79 (1978).
  9. Ghia, J. E., Blennerhassett, P., Kumar-Ondiveeran, H., Verdu, E. F., Collins, S. M. The vagus nerve: a tonic inhibitory influence associated with inflammatory bowel disease in a murine model. Gastroenterology. 131, 1122-1130 (2006).
  10. Okayasu, I., Hatakeyama, S., Yamada, M., Ohkusa, T., Inagaki, Y., Nakaya, R. A novel method in the induction of reliable experimental acute and chronic ulcerative colitis in mice. Gastroenterology. 98, 694-702 (1990).
  11. Solomon, L., Mansor, S., Mallon, P., Donnelly, E., Hoper, M., Loughrey, M., Kirk, S., Gardiner, K. The dextran sulphate sodium (DSS) model of colitis: an overview. Comparative Clinical Pathology. 19, 235-239 (2010).
  12. Mähler, M., Bristol, I. J., Leiter, E. H., Workman, A. E., Birkenmeier, E. H., Elson, C. O., Sundberg, J. P. Differential susceptibility of inbred mouse strains to dextran sulfate sodium-induced colitis. Am. J. Physiol. 274, G544-G551 (1998).
  13. Hans, W., Scholmerich, J., Gross, V., Falk, W. The role of the resident intestinal flora in acute and chronic dextran sulfate sodium-induced colitis in mice. Eur. J. Gastroenterol. Hepatol. 12, 267-273 (2000).
  14. Rath, H. C., Schultz, M., Freitag, R., Dieleman, L. A., Li, F., Linde, H., Schölmerich, J., Sartor, R. B. Different subsets of enteric bacteria induce and perpetuate experimental colitis in rats and mice. Infect. Immun. 69, 2277-2285 (2001).
  15. Ghia, J. E., Li, N., Wang, H., Collins, M., Deng, Y., El-Sharkawy, R. T., Côté, F., Mallet, J., Khan, W. I. Serotonin has a key role in pathogenesis of experimental colitis. Gastroenterology. 137, 1649-1660 (2009).
  16. Elson, C. O., Beagley, K. W., Sharmanov, A. T., Fujihashi, K., Kiyono, H., Tennyson, G. S., Cong, Y., Black, C. A., Ridwan, B. W., McGhee, J. R. Hapten-induced model of murine inflammatory bowel disease: mucosa immune responses and protection by tolerance. J. Immunol. 157, 2174-2185 (1996).
  17. Dieleman, L. A., Ridwan, B. U., Tennyson, G. S., Beagley, K. W., Bucy, R. P., Elson, C. O. Dextran sulfate sodium-induced colitis occurs in severe combined immunodeficient mice. Gastroenterology. 107, 1643-1652 (1994).

Play Video

Cite This Article
Kim, J. J., Shajib, M. S., Manocha, M. M., Khan, W. I. Investigating Intestinal Inflammation in DSS-induced Model of IBD. J. Vis. Exp. (60), e3678, doi:10.3791/3678 (2012).

View Video