Summary
Riassorbimento degli acidi biliari nell'intestino tenue-dipendente e feedback inibizione della sintesi dell'acido di bile epatica è importante per la salute e l'omeostasi sistemica. In questo studio, descriviamo un modello murino per resezione ileale valutare il malassorbimento indotta da ileectomy bile, overaccumulation e tossicità nell'intestino del mouse.
Abstract
La resezione intestinale è un comune approccio terapeutico per le malattie umane quali l'obesità, le malattie infiammatorie intestinali, morbo di Crohn e tumore del colon che si traduce spesso in effetti avversi di intestino corto grave sindrome-come compreso diarrea degli acidi biliari, disidratazione, alterazioni elettrolitiche e malassorbimento dei nutrienti. Qui vi presentiamo un modello murino di resezione ileale, chiamato ileectomy, per valutare la comunicazione del tessuto e il mantenimento dell'omeostasi sistemica. Dopo resezione ileale, sangue circolante è permanentemente priva il fattore di crescita del fibroblasto ileo-specifico ormone endocrino 15 (FGF15), che rilascia la sua endocrine inibizione della sintesi degli acidi biliari nel fegato. In combinazione con l'aumento della produzione e abolita riassorbimento degli acidi biliari dopo aver rimosso l'ileo, topi che ha subito l'ambulatorio soffrono overaccumulation sale biliare nell'intestino e la diarrea associata, la morbosità e la mortalità. Romanzo l'utilizzo del modello chirurgia introdotto in questo studio può fornire le comprensioni meccanicistiche e funzionale nel controllo ileale di regolazione metabolica sistemica nella fisiologia e nella malattia.
Introduction
Nella moderna ricerca biomedica, modelli animali geneticamente manipolati sono ampiamente utilizzati per raccogliere intuizioni in malattie umane. In particolare, tessuto o cellula-specifico funzioni di guadagno e perdita di geni sono state utilizzate per studiare la regolazione molecolare così come gli effetti biologici indotti. Nonostante i progressi nel manipolare geni bersaglio in vivo, non ci sono limitazioni persistente. Primo, molte delle cellule o del tessuto specifiche delezioni interesserà gli organi multipli. Ad esempio, omissione del gene epiteliali eliminerà espressione negli epiteli dei tessuti multipli. Ulteriormente, anche se l'eliminazione è limitato ad un tessuto specifico, controllo spaziale è raramente realizzabile. Per esempio, in un tessuto come l'intestino, segmenti distinti svolgere funzioni molto specifiche che non possono essere manipolate con precisione in vivo. In queste situazioni, resezione dei tessuti contenenti gene è considerata come un approccio più efficiente di studio per determinare il significato meccanicistico e funzionale di comunicazione del tessuto.
Ileectomy è principalmente usato in pazienti con Crohn e malattie infiammatorie che coinvolge l'ileo distale 1,2,3. L'ileo in genere produce diversi ormoni di deposito di energia come fattore di crescita fibroblastico 15/19 (FGF15/19), peptide YY (PYY) e peptide glucagone-simile 1/2 (GLP1/2); questi ormoni svolgono i ruoli importanti locali ed endocrini in molte funzioni biologiche4,5,6. Tra questi ormoni, FGF15 è stato identificato come un robusto endocrino inibitore della sintesi degli acidi biliari nel fegato. Una volta riassorbito nel enterocytes ileale, acidi biliari attivano il recettore di farnesoid X di recettori nucleari (FXR) stimolare l'espressione di Fgf15 , che successivamente conduce ad inibizione di risposte di sintesi di acidi biliari epatici 7. In uno studio recente, abbiamo introdotto il modello di ileectomy di topo per studiare il fattore kruppel-like ileale 15 (KLF15) -Fgf15 segnalazione asse che regola la produzione circadiana dell'acido di bile nel fegato 8. La cosa più importante, abbiamo introdotto una nuova famiglia, i fattori di kruppel-like, specialmente KLF15, in biologia degli acidi biliari. Basato su studi funzionali, compresa la chirurgia ileectomy, abbiamo determinato quella sintesi di acidi biliari sopraregola KLF15 tramite un meccanismo non-epatico indiretto. Infine, KLF15 ileale è anche identificato come il primo regolatore endogeno negativo di Fgf15.
I segmenti intestinali discendente da prossimale a distale regioni sono responsabili di assorbimento dei diverse nutrienti. L'ileo è il segmento principale responsabile degli acidi biliari e della vitamina B12 (VB12) assorbimento 9. Un precedente studio ha impiegato un modello murino di resezione dell'intestino prossimale per studiare la sindrome da intestino corto; vari tipi di sutura, diete e lunghezze di resezione sono stati proposti per mantenere un tasso di sopravvivenza post-operatorio ottimale 10. Inoltre, una revisione più recente indica che la resezione ileale in genere comporta la malattia più severa rispetto altre resezioni di segmento gastrointestinale (GI) a causa della diminuita capacità di adattamento del rimanente tratto 11. Questo argomento ha guadagnato intensivi interessi di gruppi di ricerca clinica e di base, mentre la comprensione del recupero e gli approcci terapeutici efficaci sono ancora limitate.
Acidi biliari diarrea risultati da squilibri nell'omeostasi dell'acido di bile nella circolazione enteroepatica 12,13. Può essere una conseguenza della resezione ileale, malattia gastrointestinale o un risultato di malassorbimento idiopatico dell'acido di bile. Più dell'80% dei pazienti sono stati trovati per presentare con diarrea dopo avere subito la resezione ileale 14. Ileectomy ha il potenziale per essere un modello di intervento chirurgico importante per l'indagine di acidi biliari diarrea. In questo studio, una serie di resezioni ileali forniscono una valutazione gradiente di carenza di FGF15 così come malassorbimento intestinale di sali biliari, overaccumulation e danni tossici.
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Protocol
protocollo animale è stato esaminato e approvato dal comitato di uso presso Case Western Reserve University School of Medicine e istituzionali Animal Care ed è stato condotto in conformità con la guida del National Institutes of Health (NIH) per la Cura e l'uso degli animali da laboratorio (8 ° edizione, 2011). Topi sono stati eutanasizzati dai metodi compatibile con l'associazione medica veterinaria americana (AVMA) linee guida per l'eutanasia degli animali (edizione 2013). C57BL/6J, Maschio, 8-16 settimana vecchi topi sono stati usati in questo protocollo. Topi sono stati alloggiati in un ambiente buio/luce ciclo di 12 h.
1. preparazione pre-operatoria
- topi di trasferimento per una gabbia pulita 24 h prima della procedura. Gli animali ammessi libero accesso all'acqua. Sostituire il chow cibo con cibi morbidi (gel integratore alimentare) 4-6 h prima della chirurgia per ridurre il contenuto dell'intestino tenue per chirurgia.
- Sterilizzare tutti gli strumenti chirurgici e preparare i materiali chirurgici sterili monouso. Pulire l'area di chirurgia e il cono di naso anestetico con etanolo al 70%.
- Impostare un microscopio di dissezione, vaporizzatore anestetico isoflurano, strumenti, e di un temperatura controllata piccolo animale tavolo operatorio per manutenzione di temperatura del corpo. Organizzare gli strumenti, suture e siringhe in una posizione per il libero accesso durante l'intervento chirurgico.
- Impostare una fonte di luce per fornire abbastanza luce per l'area chirurgica.
- Preparare soluzione fisiologica 0,9% sterile nella siringa da 5 mL per la pulizia intestinale e addominale.
2. Ileectomy e l'anastomosi
- Anesthetize topi con isoflurano (2-3%) in una camera di incubazione animale piccolo. Determinare adeguate amputate utilizzando la tecnica del pizzico di punta, mentre l'animale è il isoflurane.
- Rimuovere capelli addominali applicando il prodotto di rimozione dei capelli e pulire capelli distanza utilizzando spugne chirurgiche, mantenendo l'anestesia. Posizionare il mouse su un temperatura controllata piccolo animale tavolo chirurgico ( Figura 1 A) per mantenere la temperatura corporea presso l'anestesia Maintain a 37 ° C. con isoflurano (1-2%) attraverso una maschera facciale. Trattare gli occhi del mouse con unguento oculare.
- Pulire la pelle con povidone-iodio e 70% di alcol e coprire l'area chirurgica dell'addome con garza chirurgica sterile ( Figura 1 B).
- Fare un'incisione addominale del midline usando un bisturi chirurgico una volta che l'anestesia è in vigore. Usare un applicatore con punta di cotone per proteggere il muscolo addominale del mouse intestino e tirare con Divaricatori per completamente aprire ed esporre la cavità addominale ( Figura 1 C).
- Individuare l'intestino cieco. A partire dall'intestino cieco, spostare con cautela l'ileo collegato e parte del digiuno dalla cavità addominale ( Figura 1 D).
Nota: L'intestino cieco possa essere facilmente identificato grazie alle sue grandi dimensioni anche dopo digiuno. - Legare il ramo superiore dell'arteria mesenterica superiore con una sutura in seta 7-0 per occludere il sangue fornendo il segmento ileale che deve essere asportato. Il colore ileale cambia dal rosa al viola scuro dopo la legatura. ( Figura 1 -E - F).
- a seconda dello scopo dell'esperimento, usando le forbici, asportare e rimuovere il 50% o 90% dell'ileo.
Nota: Per la chirurgia di sham, non eseguire la legatura dell'arteria mesenterica superiore e non rimuovono l'ileo. - Irrigare il lume di entrambe le estremità ileale con soluzione fisiologica allo 0,9%.
Nota: come ileo intatto restante sta ancora ricevendo un rifornimento di anima normale dall'arteria mesenterica superiore, una piccola quantità di sangue verrà svuotata durante il processo. Questo indica anche che l'afflusso di sangue alle estremità ileale è normale e non assicura ischemia durante la procedura di anastomosi ( Figura 1 G). - Individuare i mesenteries sul lato di entrambe le estremità ileale. Allineare i mesenteries e suturare le estremità ileale insieme usando 8-0 sutura ( Figura 1 G - H).
- Sutura sul lato controlaterale dell'ileo per mantenere l'ileo anastomizzato in maniera naturale ( Figura 1 ho).
- Suturare i lati superiori e inferiori tra le due suture originale a accuratamente unire le due ileale estremità insieme ( Figura 1, J).
- Confermare che non esiste nessuna perdita dal sito anastomosi dopo aver terminato la procedura di suturazione di tre fasi ( Figura 1 G-io). Restituire l'intestino cieco e piccolo intestino nella cavità addominale nella posizione anatomica originale. Lavare l'area operata con soluzione fisiologica 0,9% caldo utilizzando un ago smussato. ( Figura 1 K).
- Chiudere l'incisione dello strato muscolare addominale con sutura 6-0. Allineare l'incisione addominale pelle usando il forcipe e suturare la pelle addominale per facilitare la cicatrizzazione ottimale ( Figura 1 L).
3. Cure post-operatorie
topi- trasferimento post-chirurgia per un'unità di cure intensive per il recupero. Ospitarli in una gabbia di lettiera in carta su un rilievo di riscaldamento a temperatura controllata per continuare il recupero post-operatorio durante la notte. Topi con cibi morbidi, oltre al normale cibo e acqua di alimentazione.
- Amministrare buprenorfina (0,05 - 0,1 mg/kg) con iniezione sottocutanea ogni 8-12 h per analgesia.
Nota: Eutanasia topi di CO 2 se gravemente malato. - Nel punto finale, sacrificare topi utilizzando overdosed isoflurano e raccolto campioni come necessario (sezione 4).
4. Valutazione di Overaccumulation di Bile indotta da Ileectomy
- pesare e sezionare i topi un giorno dopo una resezione di 0% (falsità), 50% o 90% dell'ileo.
- Rimuovere il tratto GI e pesarlo. Calcolare il peso di GI al rapporto di peso del corpo per valutare la severità di malassorbimento di sali biliari e overaccumulation.
- Trasferire i tratti di GI in provette coniche da 15 mL e tagliarli in segmenti più brevi utilizzando le forbici. Dopo il taglio, centrifuga a 3.000 x g per 10 min. trasferire il surnatante (GI fluido contenente sali biliari) in una provetta pulita.
- Misurare il volume totale e il peso del fluido di GI e calcolare il peso di fluido al rapporto di peso del tratto GI per valutare ulteriormente overaccumulation di bile nel tratto GI.
- Determinare la quantità totale di bile nel surnatante dall'analisi degli acidi biliari, come descritto nel riferimento 8.
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Representative Results
Le procedure per ileectomy sono illustrate nella Figura 1. Il primo passo include preparazione pelle addominale del topo, facendo un'incisione addominale e l'utilizzo di Divaricatori per esporre completamente l'intestino (Figura 1A-C). Successivamente, si trovava l'intestino cieco del mouse (Figura 1D); dato che la sua forma e dimensione lo rendono un punto di riferimento facilmente identificabile. L'intestino cieco, ileo e parte del digiuno distale sono stati esposti e rimosso dalla cavità addominale (Figura 1D). Una volta che il resecting segmento ileale è stato determinato, la fornitura di sangue al segmento dell'arteria mesenterica superiore è stata legata e il colore del segmento di ileo rapidamente modificato in viola scuro (Figura 1-E - F), mentre il resto dell'intestino mantenuto un normale colore rosa. L'intero segmento ileale ischemica completamente è stata resecata seguita da lavaggio che il taglio finisce con soluzione fisiologica allo 0,9% (Figura 1G). Le due estremità ileale quindi sono state suturate insieme da un processo in tre fasi sutura (Figura 1H-J). Nella Figura 1K-L, l'intestino anastomotic è stato restituito alla posizione anatomica originale nella cavità addominale e muscolo inciso e strati della pelle sono state suturate insieme.
Acidi di bile prodotti dal fegato vengono enzimaticamente sintetizzati dal colesterolo e diffusi nel sistema enteroepatica. Sono riassorbite principalmente dall'ileo distale e quindi restituiti al fegato attraverso la vena epatica. Circolazione dell'acido di bile tra epatociti nel fegato ed enterociti nell'ileo è riassunto nella Figura 2A. Nell'ileo, gli acidi biliari sono assorbiti dal trasportatore di sodio apicale dipendente dell'acido di bile (ASBT) sul lato luminale degli enterociti epiteliali e trasferiti da ileale dell'acido di bile-legante proteina (IBABP) a livello della membrana basolaterale per efflusso nel sangue tramite il trasportatore soluto organico (OST). Negli enterociti, acidi biliari anche attivare FXR per indurre l'ileo-specifico ormone FGF15, che è un potente inibitore endocrino della sintesi degli acidi biliari in particolare downregulating CYP7A1 epatica, l'enzima iniziale e limitante per la sintesi degli acidi biliari in il fegato. Tuttavia, Fgf15 è repressa da ileale KLF158. La nostra analisi di reazione a catena (RT-qPCR) quantitativa della polimerasi in tempo reale rilevato espressione abbondante di Fgf15, Asbt, Ibabpe Ostβ mRNA nell'ileo e meno a bassissima espressione nel digiuno e riposo dell'intestino (Figura 2B-2E). Tuttavia, il livello di polyposis adenomatoso coli (Apc) mRNA (controllo negativo) è rimasto comparabile in tutta l'intero intestino (Figura 2F).
Questi dati sono coerenti con un precedente studio15 e continuare a sostenere che il riassorbimento intestinale degli acidi biliari si verifica principalmente nell'ileo. Questi dati suggeriscono che la bile è fondamentale per la digestione dei nutrienti ed emulsificazione efficiente assorbimento dei nutrienti lipido-solubile nell'intestino tenue prossimale, che biologicamente si inserisce i ruoli principali di digestivi e assorbimento del duodeno e del digiuno . All'arrivo al piccolo intestino distale, la bile ha completato la sua funzione digestiva e viene riassorbita dal ileo di ritornare al fegato e rimanere parte della circolazione enteroepatica. Riassorbimento della bile permette anche gli acidi biliari eseguire una delle loro funzioni di segnalazione stimolando l'ileo per produrre la molecola di segnalazione secondaria FGF15, che viaggia al fegato e sopprime la sintesi degli acidi biliari. Nel nostro precedente studio, abbiamo dimostrato l'effetto regolatore di un asse di KLF15 -Fgf15 ileale sulla sintesi epatica degli acidi biliari con una resezione chirurgica del ~ 90% di ileo 8. Sintesi degli acidi biliari nel fegato perde il controllo inibitorio di FGF15 dopo la rimozione meccanica cruciale dell'ileo, che inoltre causa malassorbimento dell'acido di bile nell'intestino. La grande quantità di bile è di conseguenza overaccumulated nell'intestino causando gravi effetti avversi, compreso diarrea, colestasi e la perdita dell'attività gastrointestinale. Per valutare l'effetto della grandezza di resezione e determinare un modello di sicuro ileectomy, abbiamo usato topi C57BL6/J per eseguire 0% (falsità), 50% e 90% resezione dell'ileo. Dopo 24 h, la morfologia intestinale ha dimostrato i cambiamenti caratteristici di gradienti (Figura 3A-3D). L'intestino in chirurgia sham era normale e paragonabile a quella dei topi non-chirurgia. Rimozione di 50% dell'ileo causato qualche accumulo di bile, dimensione intestinale aumentata e dilatazione un giorno dopo resezione. Tuttavia, il mouse che ha subito la resezione di 90% hanno esibito aumento bile overaccumulation, aumentata dimensione intestinale e la dilatazione severa. Per valutare la overaccumulation di bile indotta da resezione ileale negli intestini, fluido interno dai tratti di GI del post-operatorio sono stati raccolti. I volumi di fluido hanno esibito un miglioramento gradiente da 0% a 90% in topi ileectomy (Figura 4A). Il rapporto tra GI peso rispetto al peso corporeo era significativamente aumentato solo nei topi di ileo resecato 90% (Figura 4B). Il fluido di GI raccolti dai tratti di GI di post-chirurgia e il peso di fluido GI al rapporto di peso del tratto di GI hanno dimostrato un aumento di gradiente dovuto resezione (Figura 4C e 4 D). Infine, il dosaggio degli acidi biliari ha confermato che la quantità di acidi biliari rilevato nel surnatante aumenta con aumento di resezione ileale (Figura 4E). Collettivamente, i risultati indicano che la resezione ileo di 50% è un modello di ileectomy del mouse più applicabile con relativamente moderati effetti avversi, come accumulo di lieve degli acidi biliari nell'intestino.
Figura 1: Procedure di chirurgia di Ileectomy. (A) mantenimento temperatura utilizzando un temperatura controllata piccolo animale chirurgico tavolo del corpo. Copertura (B) l'area di chirurgia con garze sterili dopo la preparazione della pelle addominale. (C) esporre l'intestino tenue attraverso un'incisione addominale del midline. Intestino cieco (D) (evidenziata dalla linea tratteggiata bianca) è una marcata per individuare l'ileo. Esporre l'ileo (linea tratteggiata gialla) e i rami dell'arteria mesenterica superiore (frecce gialle). (E) lega i rami dell'arteria mesenterica superiore, che forniscono il sangue all'ileo. Siti di legatura sono indicati da frecce gialle. Il colore ileale diventa viola scuro o nero dopo la legatura dell'arteria. Il segmento ischemico è evidenziato dalla linea tratteggiata gialla. (F) il tratteggiata linea indica la delimitazione dell'ileo ischemico e normalmente irrorato; la freccia indica la zona ischemica dell'ileo. Taglio (G) e togliere la parte ischemica dell'ileo e lavare le estremità (linee gialle tratteggiate) con soluzione fisiologica allo 0,9%. Le frecce gialle indicano i lati mesenterici. (> H) suturare insieme le estremità ileale e mantenere il mesentere allineato. La prima sutura sul lato mesenterico è indicata dalla freccia gialla. (io) sutura sul lato controlaterale dell'ileo (freccia gialla). (J) suturare i lati superiori e inferiori delle estremità ileale completamente unire l'ileo. Le suture sono indicate dalla freccia gialla. (K) restituire l'intestino cieco e piccolo intestino nella cavità addominale. L'area di anastomosi è evidenziata dal cerchio tratteggiato giallo. Il colore rosa non indica ischemia in zona anastomosi. (L) chiudere l'incisione dello strato muscolare addominale e suturare l'incisione cutanea. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2 : Sintesi degli acidi biliari in epatociti e riassorbimento dagli enterociti nell'ileo. (A) immagine schematica della sintesi degli acidi biliari nel fegato, riassorbimento principalmente nell'ileo e ritorno al fegato tramite la vena portale epatica. Gli acidi biliari sono sintetizzati dal colesterolo da una serie di enzimi tra cui l'enzima iniziale e limitante citocromo P450 CYP7A1 negli epatociti. La maggior parte degli acidi biliari sono riassorbiti dal trasportatore ASBT sul lato luminale degli enterociti ileali. Assorbiti gli acidi biliari sono associati con IBABP ed effluxed nella vena portale tramite il trasportatore basolateral OST per il trasporto verso il fegato. All'interno degli enterociti, acidi biliari anche attivare il recettore ormonale nucleare FXR per indurre l'ileo-specifico ormone FGF15, un robusto endocrino inibitore della sintesi epatica degli acidi biliari. Al contrario, KLF15 ileale inibisce l'espressione di FGF15. (B-F) L'espressione relativa di Fgf15, Asbt, Ibabp, Ostβe Apc mRNA in intero intestino andavano da prossimale a distale segmenti tra cui duodeno (D), digiuno (J), ileo (I) e due punti (C) (n = 5). Barre di errore ± SD. * P < 0.05 vs duodeno da di Student t-test. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Gradiente resezioni dell'ileo e colestasi nell'intestino. (A) Mouse piccolo intestino non esibisce alcuna dilatazione dopo la chirurgia di sham. Il contenuto interno Visualizza Chimo digestivo. (B) dopo resezione ileale di 50%, l'intestino tenue Mostra dilatazione moderata con colestasi significativo. (C) dopo resezione ileale di 90%, l'intestino tenue Mostra significative quantità di accumulo di bile e dilatazione eccessiva. (D), il GI tratto (dallo stomaco al retto) è stato isolato dai topi con chirurgia di sham (a sinistra), resezione ileo di 50% (al centro) e resezione ileo di 90% (a destra). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: Bile Overaccumulation causata da Ileectomy. (A) fluido interno da intestini del mouse 24 h dopo ileectomy sham, 50% e 90%. (B) i rapporti del GI peso rispetto al peso corporeo in ambulatori ileectomy sham, 50% e 90% (n = 5). Volumi (C), il fluido di GI. (D) i rapporti di GI fluido pesi contro GI pesi. (E) totale degli acidi biliari nei liquidi raccolti da intestini dopo ileectomy sham, 50% e 90% (n = 5). GI: gastrointestinale, GIW: peso gastrointestinale, BW: peso corporeo. Barre di errore ± SD. * P < 0,05 contro sham, # P < 0.05 vs 50% ileectomy da One-way ANOVA. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
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Discussion
Al fine di eseguire un ileectomy successo, arteria mesenterica superiore deve essere legato in anticipo per bloccare l'afflusso di sangue al segmento resecting. Il segmento ileale ischemico diventerà viola scuro dopo la legatura. Il segmento ileale quindi dovrà essere completamente resecato. Un rifornimento di anima normale deve essere garantito per le estremità mantenute. Questo è essenziale per evitare la rimozione impropria e sanguinamento, che può facilmente causare errori chirurgici a causa di necrosi ischemica dopo sutura. Durante l'anastomosi, è importante unire le estremità ileale insieme nella loro posizione anatomica naturale. Mesentere è considerato il più affidabile punto di riferimento per la sutura iniziale evitare la possibilità che si verifichino delle estremità contorta. In seguito la seconda sutura sul lato controlaterale dell'estremità ileale, le due estremità sono posizionate in conformità con la loro struttura anatomica naturale. Dopo l'anastomosi intestinale, il colore della zona anastomotica deve essere controllato. La zona di solito evidenzia un normale colore rosa. Se la zona diventa viola dopo l'operazione, la zona di sutura può essere affetti da ischemia. Questo può essere dovuto l'asportazione incompleta del segmento ischemico o torsioni delle due estremità durante la sutura. In queste condizioni, l'intervento chirurgico deve essere corretto immediatamente.
Le principali complicanze della chirurgia ileectomy sono tossicità indotta da malassorbimento di acidi biliari, ostruzioni intestinali postoperatorie e anastomotiche. Rispetto ad altre parti del tratto intestinale, ileo contiene molteplici specificità strutturali e funzionali, che sono più difficili da essere compensata dal resto dell'intestino. Rispetto ai più giovani topi, la resezione ileale stessa può causare gravi danni ai topi anziani, forse perché più bile viene prodotta in più vecchi topi. Per esempio, abbiamo notato che l'accumulo di bile era maggiore in età 16 - settimana-vecchi topi che nei topi di 8 settimane di età di età. È poco chiaro se le differenze di genere influiscono gli effetti avversi indotti da ileectomy e richiede ulteriori studi.
La resezione ileale lunghezza dipende dallo scopo dell'esperimento. Nelle nostre mani, una rimozione dell'ileo di 50% è sufficiente ad indurre significativi colestasi con ridotta contrattilità dell'intestino. Troppo rimozione, specialmente fino a 90% ileo, cause di colestasi eccessiva e perdita completa della peristalsi intestinale. I topi sottoposti a resezione ileale eccessiva sono solitamente incapaci di sopravvivere più di cinque giorni. Resecare un segmento più breve (ad esempio meno del 50% ileo) è una modifica efficace che utilizza la ileectomy come un modello di intervento chirurgico relativamente a lungo termine. Terapia post-operatoria con sequestranti degli acidi biliari (ad es. colestiramina) potrebbe essere necessaria attenuare bile overaccumulation 16.
Abbiamo esplorato una gamma di modelli di ileectomy con varie lunghezze di resezione e stabilito le condizioni ottimali di resezione che provocano overaccumulation delicato degli acidi biliari e tossicità nell'intestino. Quindi, questo studio fornisce un modello di topo per ottenere una più profonda comprensione funzionale e molecolare di diarrea indotta da ileectomy, malassorbimento di vitamina lipido-solubile e steatorrea. Tuttavia, la limitazione di questo studio è che abbiamo solo effettuato un esperimento di breve durato. Uno studio a lungo termine deve essere ulteriormente approfondito in futuro.
FGF15 è stato segnalato per essere un regolatore di insulina a lungo termine importante per il metabolismo del glucosio e proteine. Inoltre, svolge un ruolo in acidi biliari omeostasi 17,18. Lo studio corrente può permetterci di acquisire una comprensione della regolazione FGF15-mediata del metabolismo del glucosio e proteine in individui con resezioni ileali. Infine, resezione ileale colpisce anche la sintesi e i livelli circolanti di altri ormoni peptidici coinvolti nel metabolismo. Per esempio, le concentrazioni nel sangue di PYY e GLP, che sono sintetizzate dalle cellule L di enteroendocrine nell'ileo distale e inibire la secrezione acida gastrica e la motilità intestinale, solitamente sono modificati a seguito della chirurgia 6,19.
In conclusione, abbiamo stabilito un modello di resezione ileale acuta inducendo overaccumulation di moderata a grave della bile nell'intestino del mouse. Le resezioni gradienti di ilea del mouse possono essere applicate per studiare la sindrome da intestino corto complessi quali l'omeostasi dell'acido biliare e la tossicità del sistema enteroepatica. Inoltre, moderata resezione dell'ileo è strettamente simile alla chirurgia utilizzata per pazienti con malattia di Crohn. Di conseguenza, questi modelli sarà utili per lo studio della risposta infiammatoria e fibrotica nelle piccole viscere con resecando operazioni chirurgiche. Infine, i modelli di chirurgia del mouse forniscono una comoda piattaforma per la ricerca e la valutazione clinica di trattamenti terapeutici per effetti avversi indotti da ileectomy e malattie.
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Disclosures
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Acknowledgments
Questa ricerca è sostenuta dalla Fondazione di Tom Peterson e NIH concedere R01-HL119780 (Jain, MK).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Dissection microscope | Olympus | SZ61 | For surgery |
| Animal temperature controller | Physitemp Instruments, Inc. | TCAT-2LV | For body temperature control |
| Isoflurane anesthetic vaporizer | VetEquip | 911104 | For anesthesia |
| Dissection forceps | Fine Science Tools, Inc. | 11274-20 | For surgery |
| Scissors | Fine Science Tools, Inc. | 14084-08 | For surgery |
| Needle holder | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-7882 | For surgery |
| Micro knives-needle blade | Fisher Scientific | 10318-14 | For surgery |
| 6-0 monofilament suture | Ethicon | 1698G | For abdominal skin closure |
| 7-0 silk suture | Ethicon | 766G | For ligation |
| 8-0 monofilament suture | Ethicon | 1714G | For anastomosis |
| Surgical sponges | Dynarex Corp. | 3333 | For surgery |
| Small cotton-tipped applicators | Fisher Scientific | 23-400-118 | For surgery |
| Isoflurane | Piramal Healthcare Limited | 66794-013-25 | For anasthesia |
| Buprenorphine hydrochloride | Reckitt-Benckiser Pharmaceuticals | 12496-0757-1 | For analgesia |
| 0.9% sodium chloride Injection | B. Braun Medical Inc. | 0264-7800-10 | For washing/injection |
| Povidone iodine prep solution | Dynarex Corp. | 1413 | For skin preparation |
| Puralube vet ointment | Dechra Veterinary Products | 17033-211-38 | For eye pretection |
| Hair remover lotion | Church & Dwight Co., Inc. | For skin preparation | |
| Intensive care unit | ThermoCare | FW-1 | For post-surgery recovery |
| DietGel recovery | ClearH2O | 72-06-5022 | For post-surgery recovery |
| Aurum total RNA fatty and fibrous tissue kit | Bio-Rad | 7326830 | For RNA isolation |
| iScript reverse transcription supermix for RT-qPCR | Bio-Rad | 1708841 | For reverse transcription assay |
| TaqMan fast advanced master mix | Applied Biosystems/Life Technologies | 4444965 | For QPCR analysis |
| Total bile acid assay kit | Genzyme Diagnostic | DZ042A-K01 | For bile acid assay |
| C57BL/6J | The Jackson Laboratory |
References
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