Summary
위장 운동성 모니터로 실험용 돼지 말초 결장에서 colonic 운동성의 평가 (GIMM) 양적 위장관의 운동성 추진력을 평가하는 내용은 간단하고 단순한 방법이다.
Abstract
위장 운동성 모니터 (GIMM, 카타 마운트 연구 및 개발, 세인트 알반스, VT) 실험용 돼지 말초 결장의 절연 세그먼트에 추진력 운동성을 모니터링 체외 시스템에 있습니다. 전체 시스템은 컴퓨터, 비디오 카메라, 조명 장기 목욕, 펌프 순환 연동 및 온수 물 목욕, 데이터를 기록하고 분석하는 사용자 정의 GIMM 소프트웨어로 구성되어 있습니다. colonic 연동을 모니터링의 전통적인 방법과 비교 GIMM 시스템의 지속적인 운동성, 양적 평가를 위해 수 있습니다. 기니 돼지 말초 콜론이 따뜻해지, 산소 크렙스 솔루션 목욕되고 구두 끝에 삽입 배설물로 알약은 약 2 mm / 초의 속도로 콜론의 세그먼트를 따라 추진하고 있습니다. 세그먼트 따라 배설물로 펠렛의 절차의 영화는 캡처되며 GIMM 소프트웨어는 지저분한 펠렛의 진행 상황을 추적하는 데 사용할 수 있습니다. 추진력 운동성의 요금이 전체 세그먼트 또는 관심의 특정 지역에 대해 얻을 수 있습니다. 볼러스 - 유도 운동성 패턴 분석과 더불어, spatiotemporal지도 자연 모터 활동 패턴을 평가하기 위해 캡처한 비디오 세그먼트에서 구축하실 수 있습니다. 이 시스템의 응용 프로그램은 약리 추진력 운동성에 대한 수용체 agonists과 antagonists의 영향의 평가,뿐만 아니라 이러한 염증이나 스트레스로 pathophysiological 조건에서 결과 변화의 평가를 포함합니다. GIMM 시스템을 사용하여 실험용 돼지 말초 콜론 추진력 운동성 분석은 배우고 간단하고 단순하고, 그것은 추진력 운동성 평가의 신뢰성과 재현성 방법을 제공합니다.
Protocol
1. GIMM에 대한 콜론 조직의 준비
- 위장 운동성 모니터 (GIMM), 처음부터 얼음처럼 차가운 크렙스 솔루션에서 격리 콜론 (121 MM NaCl, 5.9 MM KCl, 2.5 MM CaCl 2, 1.2 MM MgCl 2, 25 MM NaHCO 3 말초 결장의 세그먼트를 준비하려면 , 1.2 MM 아니 2 PO 4, 8 MM 포도당, 95% O 2 / 5% CO 2 aerated). 외벽에 남아있는 장간막을 치워 및 장기 욕조에 배치되면 그것이 구분할 수 있도록 구두 끝에 작은 절개를합니다. 참고 : 조직이 최대 2 시간 전에 실험하는 아이스 크렙스 솔루션에 남아있을 수 있습니다.
- 다음 그들은 이미지 수집과 간섭을 방지하기 위해 카메라 분야의 외부 있도록 장기 목욕의 유입과 유출 배선을 위치. 지속 prewarmed과 장기 목욕을 perfuse (37 ° C) 10 ML / 분 유동 속도 Kreb의 솔루션 (95 %, 5% CO 2) 산소.이
- 구강 대 항문까지 추적을 유지 세그먼트가 중간에 1cm 자유롭게 이동할 수 있도록 해이함의 작은 학위를 허용, 장기 목욕의 양쪽 끝에에서 말초 결장의 세그먼트 (최소 5cm) 핀 . 구두 끝을 배설물로 펠렛을 배치의 용이성을위한 연구원으로 위치해야합니다. 길이와 세그먼트의 긴장은 환승 (딕슨 외의 속도를 감소 세로 스트레칭과 추진력 운동성의 속도에 영향을 미치는 때문에 Colonic 세그먼트는 실험의 주어진 집합 내의 모든 실험에 대해 동일 연구자에 의해 같은 방식으로 꼼짝못하게한다. , 2007).
- 준비 적어도 30 분 평형 수 있습니다.
2. GIMM 및 데이터 수집을 설정
- GIMM 시스템에서 재관류 챔버에서 colonic 세그먼트는 아래에서 조명합니다. 컴퓨터와 인터페이스 디지털 비디오 카메라는 챔버 위에 위치합니다. 빛을 조명 소스와 GIMM 소프트웨어를 모두 켜져 있는지 확인합니다.
- GIMM 소프트웨어 응용 프로그램에 새로운 실험을 설정 후, 연동을 시작 colonic 세그먼트의 구두 끝에 에폭시 코팅 배설물 펠렛를 삽입하여 첫 재판을 시작합니다. 카메라의 전원을 켜고 녹음을 시작하려면 녹음 버튼을 클릭하여 컴퓨터에 카메라 토글 스위치를 클릭하십시오. 항문 방향으로 펠렛의 움직임은 비디오 카메라로 기록하고있는 디지털 영화는 나중에 분석을 위해 PC에 저장됩니다. 펠렛은 colonic 세그먼트의 끝에 도달하면, 녹음을 중지하려면 기록 단추를 클릭하십시오.
- 추진의 속도를 제어하는 값을 얻으려면, 건강한 동물에서 colonic 구간과 마약을 적용하지 않고 시작합니다. 각 실행 사이의 5 분의 회수 기간과 함께 하나의 준비에 3-5 실험을 실시.
- colonic 운동성에서 특정 조건이나 약물의 효과를 확인하려면, 각 실험 조건에 대한 재판을 3-5 / 준비를 수행합니다. 또한, 적어도 다섯 가지 동물의 적어도 다섯 가지 콜론 각 실험을 수행합니다.
- 디지털 영화의 분석, 지저분한 펠렛 추진의 속도는 그것이 colonic 세그먼트의 X의 cm을 통과하는 펠렛을 위해 걸리는 시간으로 계산됩니다.
3. Spatiotemporal지도 건설
- 개인 GIMM의 실행에서 얻은 디지털 비디오는 사용자 지정 GIMM 소프트웨어를 사용 spatiotemporal지도로 변환할 수 있습니다.
- 수평축에서 colonic 직경의 변화는 실루엣 각 비디오 프레임에있는 콜론의 이미지를 변환하고, 계산과 회색 규모로 전체 길이를 따라 직경 변환하여 시간이 지남에 따라 꾸몄다 있습니다. 최종 결과는 수축의 부분이 흰색 나타나는 동안 펠렛과 휴식의 영역이 검은색으로 나타날 것입니다.
- 콜론 세그먼트를 통해 펠렛으로 여행 거리는 세로 축에 표시됩니다.
4. 대표 Spatiotemporal지도
- 다양한 실험 조건 하에서 colonic 세그먼트의 펠렛의 운동성를 보여주는 대표적인 spatiotemporal지도입니다 여기에 표시됩니다. X (가로) 축의 펠렛은 콜론 세그먼트를 통해 진행되는 거리를 나타내는 반면, Y (세로) 축, 시간이 지남에 따라 펠렛의 위치를 나타냅니다.
- 제어 콜론 (일반, 치료)에서 spatiotemporal지도에서 펠렛은 ~ 2mm / 초의 속도로 선형적으로 진행합니다. 반면, 콜론의 특정 약물이나 염증의 관리는 중단 운동성 및 방해 운동성 등 방해 운동성 패턴이 발생할 수 있습니다.
- GIMM의 결과는 또한 y 축은 배설물 펠렛 및 X - 축은 시간 (초)을 나타냅니다하여 여행 밀리미터의 거리를 나타내고있는, 그래프로 표시하실 수 있습니다. 예를 들어, DAMGO (D - Ala2, N - ME - Phe4, Gly - ol5)의 관리,μ - 아편 수용체 작용제는 콜론의 추진력 운동성 감소가 발생합니다.
Discussion
위장관의 신경 중재 추진력 운동성 먼저 배일리스와 스탈링 (베일리스와 스탈링, 1899)에 의해 다시 한 세기 전에 설명했다. 이 관찰 장용 신경계 (팔), 자율 신경계의 독특한 부문 (랭글리, 1921)로 창자의 신경의 지정되었다. Neurogenic 장 연동은 해당 지점과 반사 인한 수축 이상 또는 구두, aboral 방향으로 자극과 휴식의 수준에 스트레치 및 / 또는 점막 자극을 포함한다. 그 결과 aboral 방향에 구두에 luminal 내용을 향한 추진력을 얻습 압력 기울기의 생성이다. 인류의 다양한 작은 창자에서, 그리고 쥐의 대장에서 연동 수축 파도는 변의 세그먼트의 루멘에 유체의 주입에 의해 활성화할 수 있습니다. 기니 돼지 말초 결장에서, 천연 또는 인공 배설물로 알약은 콜론의 구두 끝에 삽입 할 수 있으며 대장의 세그먼트를 따라 진행 상황을 쉽게 모니터링할 수 있습니다. 따라서, 기니 돼지 말초 콜론은 변의의 추진력 운동성 조사를위한 간단하고 유용한 분석을 제공합니다.
연동은 neuroactive 화합물 및 수용체의 숫자를 포함 복잡한 신경 반사이다. 그 결과, 엔터 프라이즈 네트워크에 neurotransmission 영향을 미치는 화합물 추진력 운동성의 속도에 영향을 미칩니다. 창자 점막에서 enterochromaffin 세포에서 주로 발표 세로토닌은, 연동 반사의 개시에 관여합니다. 추진력 운동성은 5 - HT 4 수용체 agonists (.. 폭스 - Orenstein 외, 1998; 그리 외, 1998)의 intralumenal 관리에 의해 향상된 것을 보여주 기니 돼지 말초 콜론, 그리와 동료를 사용하면서 5 응용 프로그램의 목욕 - HT 3과 5 - HT 4 수용체 antagonists은 추진의 속도 (.; 린든 외, 2003b. 가도 와키 외, 1996)을 감소시킵니다. . 또한, 세로토닌 선택적 reuptake 억제제 (SSRIs)와 세로토닌 수송의 억제 5 - HT 수용체 (가도 와키 외, 1996 desensitization에 의한 가능성이 높은 농도에서 연동, 감소 아직 낮은 농도에서 연동을 증가;. 웨이드 외를 1996). 기니피그 추진력 운동성에 기여하는 기타 신호 전달 분자는 장내의 interneuronal 신호의 기본 중재자이다 nicotinic 수용체에서 행동 아세틸콜린을 포함합니다. 낮은 농도가 추진의 속도 (가도 와키 외., 1996)에는 영향을주지 않지만 nicotinic 수용체 길항제 hexamethonium와 시냅스 전송을 차단하면, 높은 농도에서 펠릿 추진을 감소시킵니다. 긴 위장 운동성에 대한 억제 효과를 가질 것으로 알려져 있습니다 약물 및 opioid 수용체 agonists은, (..; 우드 외 2009 년 폭스 - Orenstein 외, 1998) 실험용 돼지 추진력 운동성 모델 펠렛 추진을 감소. opioid 길항제 naloxone과 함께 투여하면 흥미롭게도, daikenchuto, 구토, 복통, 그리고 무질서 운동성 치료를 임상적으로 사용되는 일본의 전통적인 허브 의학, 펠렛 추진의 속도를 감소하고, 혼자 관리하면, 반대로 연동 결과 (우드 외., 2009). 이러한 연구 결과는 colonic 운동성 패턴에 다양한 화합물과 그 수용체의 기여를 평가하기 위해 실험용 돼지 추진력 운동성 모델의 유용성을 보여줍니다.
연구의 숫자는 염증이 colonic 뉴런 (.. 린든 외, 2003a; 로맥스 외, 2005)의 전기 시냅스 성질의 변화로 연결되는 증명하고있다, 이러한 변경 사항 (크라우터 염증에서 회복을 다음 주 동안 계속 수 . 외, 2007; 로맥스 외, 2007).. 추진력 운동성에 대장염 유발 neuroplastic 변화의 영향은 GIMM 시스템을 사용하여 실험용 돼지 말초 콜론으로 조사 수 있습니다. 이 시스템은 단순히 지저분한 펠렛은 주어진 거리를 여행 시간을 측정하여 추진력 운동성을 평가 colonic 운동성를 모니터링의 전통적인 방법을 통해 몇 가지 장점이 있습니다. , 아직 GIMM 시스템을 사용하여보다 최근의 조사가 더 밝혀도, 콜론에 염증 유도된 신경 소성 이전 연구 펠렛 추진력 (.. 린든 외, 2005 린든 외, 2003a)의 속도 감소가 표시했습니다 복잡한 변경 (강력 외., 2010). 예를 들어, 펠렛 추진의 속도가 염증 말초 결장의 ulcerated 지역에서 감소되어 아직 운동성는 인접 지역, 이전 "스톱워치"방법으로 인식되지 않았습니다 현상에 가속 있습니다. 다른 연구는 염증의 활성 단계에서 dysmotility가 COX - 2 (린든 외., 2004), 이후 계속 아직 변경 운동성의 억제로 복원할 수 있습니다 것으로 나타났습니다염증의 해상도는 COX - 2 구분 (크라우터 외., 2007)입니다. 또한,이 나중에 연구에 GIMM 시스템에 의해 생성된 spatiotemporal지도 추진의 감소 속도에 기여 이후 염증 동물에서 관찰되었다 colonic 운동성의 stepwise 패턴을 공개했다.
결론적으로, 기니 돼지 말초 콜론 추진력 운동성 분석은 높은 처리량 colonic 운동성에 시험 화합물 및 병리 학적 조건의 영향을 측정하는 수단 대표, 또한, GIMM 시스템은 체외에서 colonic 추진력 운동성을 평가하는 간단하고 직접적인 접근을 제공합니다. 그것은 지속적으로 추진 펠렛의 측정뿐만 아니라, 자발적인 활동 패턴을 공부하기 spatiotemporal지도의 생성을 허용합니다. 마찬가지로 전통적인 방법에 비해, 그것은 또한 디지털 파일 시스템에 저장하고 쉽게 액세스할 수 있습니다로 quantitated와 reanalyzed 여러 방법이 될 수있는보다 복잡한 현상을 얻을 수 있습니다.
Disclosures
이 비디오의 제작이 문서에서 사용되는 악기를 만들어 카타 마운트 연구 및 개발, 부동산, 후원했다.
Materials
| Name | Type | Company | Catalog Number | Comments |
| Krebs’ Solution | ||||
| Isoflurane | Anesthesia | Webster Veterinary | ||
| Epoxy-coated fecal pellet | native guinea pig pellet dried and epoxy (black nail polish) coated | |||
| Forceps | Fine Science Tools | |||
| Micro Scissors | Fine Science Tools | |||
| Stainless Steel Pins | ||||
| Beakers | 500 mL | |||
| Gas Tank | 95% O2/5% CO2 | |||
| Timer | ||||
| Gastrointestinal Motility Monitor | Catamount Research and Development | http://www.catamountresearch.com/products/gimm.htm |
References
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