膀胱穿刺诊断间质性膀胱炎的动物实验研究

-基础研6•
膀胱穿刺诊断间质性膀胱炎的动物实验研究
何江枢1!,陈林1!,刘迅2,董陶涛2,何平林2,罗旭X陈书练X杨进1!
(1.遵义医科大学附属医院,贵州遵义563000#.成都大学附属医院泌尿外科,四川成都610081) Ananimalstudyonthediagnosisofinterstitialcystitisbybladderpuncture HEJiangshu1,2,CHEN Lin1,2,LIU Xun2,DONG Taotao2,HE Pinglin2,LUO Xu1,CHEN Shulian1,YANGJin1,2
(1A f iliated HospitalofZunyiMedicalUniversity,Zunyi563000#2DepartmentofUrology,A f iliated Hos-pitalofChengdu University,Chengdu610081,China)
ABSTRACT Objective To construct a dog model to explore the pathophysiological proce s of interstitial cystitis.Methods A total of6male beagle dogs were randomly divided into control group(o=3)and experimental group(o=3).Under pento­barbital sodium anesthesia,normal saline and cyclophosphamide(CYP)solution were infused into the bladder through silicone catheter(F12)once a week for3weeks.Ultrasound-guided bladder biopsy was performed in the4th week.Bladder puncture tis­sues were fixed wth40g/L paraformaldehyde solution.HE staining and mast cells infiltration were obser
ved.Results Com-paredwiththecontrolgroup,theexperimentalgroupshowednosignificantchangeinti s ueintegrity,butsignificantchronicin-flammatoryce l infiltration and ti s ue fibrosis,and increased proportions of macrophages,lymphocytes and mast ce l s. Conclusion Theanimalmodelofinterstitialcystitiscansimulatenotonlytheproce s ofinterstitialcystitisbybladderpuncture,butalsotheoccurrenceanddevelopmentofinterstitialcystitis.
KEY WORDS:bladder puncture;interstitial cystitis;dog;cyclophosphamide;animal model
摘要:7的构建新的间质性膀胱炎(IC)实验犬模型深入研究膀胱间质性炎症疾病的病理生理过程。9:将6只雄性比格犬随机分成两组,对照组和实验组各3只。在钠麻醉下,利用儿童硅胶导尿管(F12)分别向对照组及实验组犬膀胱内灌注生理盐水和环磷酰胺(CYP)溶液,每周灌注1次,维持3周°在第4周行超声引导下膀胱活检穿刺,并用40g/L多聚甲醛溶液固定膀胱穿刺组织,观察实验组与对照组膀胱HE染及肥大细胞浸润情况。结<组织染结果显示实验组与对照组相比,膀胱上皮组织完整性无明显改变,无慢性炎症细胞浸润、组织纤维化的表现,其中巨噬细胞、淋巴细胞明显增加,每平方毫米内肥大细胞的数量明显增多。结+犬作为一种新的间质性膀胱炎动物模型,不仅能够模拟膀胱穿刺诊断人类IC过程,而且也能更好地模拟人类IC的发生、发展过程。
关键词:膀胱穿刺;间质性膀胱炎;犬;环磷酰胺;动物模型
中图分类号:R694.3文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1009-8291.202102.016
间质性膀胱炎(interstitial cystitis,IC),也称膀胱疼痛综合征(bladder pain syndrome,BPS)是一种以持续性疼痛为特征的综合征,与膀胱有关,伴有尿频或尿急,临床表现多种多样/10。基于人口研究表明,女性与男性的比例大约为5:1,甚至较高,并且通常伴发睡眠功能障碍、焦虑、抑郁和性功能障碍,严重影响患者的生活质量根据一些研究报道,IC 与自身免疫、感染、上皮损伤、毒素和肥大细胞浸润等
收稿日期:2020-05-19修回日期:2020-11-19
通信作者:杨进,教授,主任医师,硕士研究生导师.
E-mail:yangjindoctor@gmailcom#
陈林,副教授,副主任医师,硕士研究生导师.
E-mail:767419466@qq,系共同通信作者
作者简介:何江枢,硕士研究生在读•研究方向:梗阻性膀胱疾病基础研究.E-mail:2251705912@qq 因素存在一定关联
环磷酰胺(cyclophosphamide,CYP)作为IC造模中最常使用的一种药物,CYP模型概括许多IC/ BPS的典型特征,不仅造成的炎症效果较好,而且在稳定性上具备明显优势,得到国内外的广泛认可⑷。但CYP通常用作腹腔注射,并未直接接触到膀胱黏膜,因此造成的炎症效果可能不是最佳的。而IC造模的实验动物与以往比较几乎无变化,犬用作IC造模的报道少之又少。因此本研究在CYP模型基础上,导尿(F12)向犬内
注CYP溶液来建立IC模型,同时模拟膀胱穿刺诊断人类IC的过程,这可能为研究和诊断IC提供一个全的动物型'
1材料与方法
1.1实验动物雄性比格犬6只(6〜8个月,10〜15kg),购自成都实验动物有限公司。所有比格犬均在同一认证设饲养,环境、湿度和温度都有制,光i暗周期为12i12h o在的实条件下,每个笼子1只,自主获得食物。所有的实程实验设计都是按照美立卫生研究院的《实验动物护理和使南》进行的。成都大学附属医院伦理委员会批准所有动物实验(许可证号:LL/ KY-201502-03)o为尽可能减少动物的痛苦,所有手术都是在肌肉注射钠$0mg/kg))进行的。
1.2实验设计将6只雄性比格犬按完全随机设计法分成对照组5=3)、实验组!=3),肌肉注射钠$0mg/kg)麻醉后,对照组通过儿童硅胶导尿管(F12)向内灌注生理盐水30mL,实验组通过儿
童硅胶导尿管(F12)向膀胱内灌注CYP(0.2g)溶液30mL,每注1次,维持3周。在第4周使一次性活检穿刺针在导下经腹部皮肤逐层穿刺全层,并用40g/L甲醛溶液匡穿刺组织,观察实验组与对照组膀胱组织染及肥大况。此外,当出现严 尿、尿量减少时,我们根据这些,
过度损伤的恶化程是否进行人道终止。在所有实验结束后,我们用钠对犬实 乐死。
1.3导尿及膀胱灌注的方法因造模试剂CYP必须进方期,注操作是本实验所必须的操作。将犬用钠$0mg/kg)麻醉后,腹部向上置于实验台,固定四肢,嘴用特制嘴套。将耻骨前方皮皮,暴露尿道口,棉尿道口皮肤/50。导尿管(F12)作为犬导尿管。导尿管前段用石蜡润滑后沿尿道口,当见有尿出已进細光。连接注抽内尿液,力度需损伤。之后可选择生理盐磷酸盐缓冲液进行膀肋
实验的可靠性「60。换注 剂CYP注入,灌注制在22L/s损1膀胱输尿的发生「60。
1.4组织HE染在灌注后第4周使用一次性活
科学家发现迄今最小恐龙穿刺在导经腹部皮肤逐穿刺
全层后,将穿刺的组40g/L甲醛溶液固定后梯度乙醇脱水,石蜡包埋、切片(5ptm),进行苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染,显微镜观察 况。
1.5组织甲苯胺蓝染将膀胱组织用40g/L多聚甲醛溶24h,常规脱水、包埋。石蜡切片经甲苯胺(甲苯胺蓝0.2g,体60%的乙醇50mL)染,脱水、透明,中性树胶封片,并采用Image-pro plus  6.0(Media Cybernetics,Inc.,Rock­ville,MD,USA)软件进行分析。
2结果
2.1膀胱组织HE染对照组可以看到膀胱黏膜上皮完整,没有的损伤;实验组在CYP刺激后可到上皮破坏、脱落,增厚,
增多(图1),说明CYP造成的效比。
A:对照组;B:实验组。
图1对照组和实验组4周组织(HE,X30)
2.2肥大细胞特殊染IC是一种慢性无菌性膀胱炎症,其病理上无特异性表现,与一慢:症唯一的特征性区别是组的肥大细,并呈脱颗现「7「80。因此本实甲苯胺:剂检测组脱颗粒肥大的况来检犬模型到预期结果。从图2中我们[看出,周围组织背景清晰,实验组与对照组相比肥大细增多,红箭头所肥大。通过
Image-proplus6,0(MediaCybernetics,Inc,,Rock-vile,MD,USA)软件进行分析计算每平方毫米内肥
大细胞的数量(表1)o
振动与冲击
A:对照组;B:实验组。
图2对照组和实验组第4周穿刺膀胱组织(甲苯胺蓝染,X40)
表1实验组和对照组每平方毫米内肥大细胞的数量组别肥大细胞数(个/mm2)
实验组132.78503280
实验组220.67080482
实验组322.80424353
对照组112.06650769
对照组215.42825123
同质化对照组315.74132677均用甲苯胺蓝染%X400视野下统计。
3讨论
虽然当前细胞生物学和分子生物学等研究方法高速发展,然而为了观察和检测机体的协调活动和整体状态,使用动物模型模拟病理状态的方法仍然是必不可少的「90。在过去的几十年,大约有20多种动物模型制备出来,而以往报道了一些IC的实验动物模型在制作上仍存在一些不足之处。例如,当前较新颖的是通过向大鼠膀胱灌注10mg硫酸鱼精蛋白+ 7502g脂多糖,但鱼精蛋白这类物质是非选择性的,会破坏细胞膜,导致细胞裂解[10-11];IZGI等「12-130通过向小鼠注射UPK3A65-84肽或伪狂犬病毒(pseud­orabies virus,PRV)诱发主要的IC表型,其效果较好,但由于UPK3A6584肽制备成本较高,PRV稳定性较差,因此未得到大面积推广。尽管最常用的实验动物鼠,从一定程度能模拟人体,但是对于IC膀胱内药物滴注模型而言,需要反复经尿道灌注药物,而鼠尿道狭窄,特别是小鼠从操作
韩素音
上来说有一定的操作难度及尿道狭窄可能/00。猫科动物由于病因不明确,以及后期处理和维持的成本相对较高,因而使用受限「140。再加上人类状况本身的复杂性,几乎现有动物模型都不能完全重现人类的所有症状,而只能更加接近地模拟IC的病理生理/4「150o
对于IC模型,目前造模方式比较符合人们对于IC认知的是膀胱内药物滴注模型。这类模型通过导管或者导尿管直接将药物送至膀胱,作用于膀胱黏膜引起炎症,机理简单,成本较低,能够很好地还原人类IC的表型,但一般表型维持时间短,因此需要多次灌注「160。而有研究表明,CYP作为最常用的造模药物,反复给予低剂量CYP,可以很好地诱发IC患者的疼痛症状及下尿路症状,而不会出现出血等病理改变「17「180。根据国内外相关报道,此类模型应用最多,是一种经过充分研究的模型,其在稳定性及可操作性上具备独特优势。因此本研究将造模药物CYP与膀胱内药物灌注造模方式相结合。同时本文以犬作为实验动物,既能够诱导出慢性炎症,延长表型维持时间,也能解决因小鼠尿道插管引起的尿道损伤、狭窄、炎症及存在的技术问题,以及长期注射CYP后引起小鼠膀胱尿路上皮增生、改变等病理问题。在实验中,我们还模拟膀胱穿刺诊断人类IC的过程,在将犬麻醉和皮肤消毒后,通过超声引导下经腹部皮肤逐层穿刺至膀胱全层,这样使取得的膀胱组织更加符合人类组织活检的临床过程。
在本研究中,我们建立了一种新的IC动物模型,这种新的模型与人类IC的临床和组织病理学特征非常相似,通过与对照组相比发现具有以下特点:膀胱壁全层慢性炎症细胞浸润,尿路上皮变薄或部分缺
失,肥大细胞浸润明显。然而,实验仍存在一些不足之处,例如使用一次性活检穿刺针穿刺膀胱组织仍有到组的%样成实不
或得出错误的数据。此外,由于穿刺针逐层取得的膀胱组织往往比较细小,因此做组织切片时层次可能被破坏,影响实验的结果。犬作为实验动物,虽然与鼠相比在操作上有一定优势,但犬的经济成本较高,且犬在实验过程中不易控制,有一定危险性。我们在接下来的实验中将对这些不足之处做进一步改进和优化。
根据目前研究结果,犬膀胱内CYP诱导的IC模型可能是一种相对持久的膀胱炎模型,能够更好地反映膀胱炎的病理发生发展过程。因此,建立一种有效的IC/BPS模型对其潜在的方法的检测具有重要意义。
本研究表明通过间歇性地向犬膀胱内灌注CYP 可诱导膀胱产生相对持久的炎症,组织中慢性炎症细胞浸润,其中肥大细胞浸润明显,而且这种新的慢性膀胱炎模型与人类BPS的临床和组织病理学特征有较高的相似度。因此,我们建立的CYP诱导的犬膀胱炎模型不仅能够模拟膀胱穿刺诊断人类IC过程,而且也能更好地模拟人类IC的发生、发展过程,它有可能成为BPS等慢性膀胱炎的病理研究和诊断的一种潜在的有价值的模型。
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(编辑郭楚君)

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