Summary
Tyndtarmen-afhængige galdesyre reabsorption og feedback hæmning af hepatisk galdesyre syntese er vigtigt for systemisk homøostase og sundhed. I denne undersøgelse beskriver vi en musemodel for ileal resektion at evaluere ileectomy-induceret galde malabsorption, overaccumulation og toksicitet i mus tarmen.
Abstract
Tarm resektion er en fælles terapeutisk tilgang til menneskelige sygdomme som fedme, inflammatorisk tarmsygdom, Crohns sygdom, og tyktarmskræft, der ofte resulterer i alvorlige korte tarm syndrom-lignende bivirkninger herunder galdesyre diarré, dehydrering, elektrolyt forstyrrelser og næringsstof malabsorption. Her har vi indføre en murine ileal resektion model, såkaldte ileectomy, for at evaluere væv meddelelse og vedligeholdelse af systemisk homøostase. Efter ileal resektion er cirkulerende blod permanent ileum-specifikke endokrine hormon fibroblast vækst faktor 15 (FGF15), som frigiver sin endokrine hæmning af galdesyre syntese i leveren. I kombination med øget produktion og afskaffet reabsorption af galdesyrer efter fjernelse af ileum, lider mus, der blev opereret af galde salt overaccumulation i tarmen og tilknyttede diarré, sygelighed og dødelighed. Roman brug af kirurgi model indført i denne undersøgelse kan give mekanistiske og funktionelle indsigt i ileal kontrol af systemisk metabolisk regulering i fysiologi og sygdom.
Introduction
I moderne biomedicinsk forskning udnyttes genetisk manipulerede dyremodeller bredt for at opsnuse indsigt i menneskelige sygdomme. Især har væv eller celle-specifikke funktioner, gevinst og tab af gener været brugt til at studere molekylære forordning samt induceret biologiske virkninger. Trods fremskridt i manipulere target gener i vivo, er der dvælende begrænsninger. Første, mange celler eller væv specifikke sletninger påvirker flere organer. For eksempel, vil epithelial gen sletning fjerne udtryk i epitheler i flere væv. Yderligere, selv om sletning er begrænset til en bestemt væv, fysisk kontrol er sjældent muligt. For eksempel, i et væv lignende tarmen udføre adskilte segmenter meget specifikke funktioner, der ikke kan manipuleres med præcision i vivo. I disse situationer er resektion af gen-holdige væv anses for at være en mere effektiv studere tilgang til at bestemme den mekanistiske og funktionel betydning af væv meddelelse.
Ileectomy er for det meste brugt i patienter med Crohns og inflammatoriske sygdomme der involverer distale ileum 1,2,3. Ileum typisk producerer flere energy storage hormoner som fibroblast vækstfaktor 15/19 (FGF15/19), peptid YY (PYY) og glukagon-lignende peptid 1/2 (GLP1/2); disse hormoner spiller en vigtig lokal og endokrine rolle i mange biologiske funktioner4,5,6. Blandt disse hormoner, er FGF15 blevet identificeret som en robust endokrine hæmmer af galdesyre syntese i leveren. Når reabsorberes i ileal enterocytes, aktivere galdesyrer nukleare receptor farnesoid X receptor (FXR) til at stimulere Fgf15 udtryk, der efterfølgende fører til feedback hæmning af hepatisk galdesyre syntese 7. I en nylig undersøgelse, vi indførte mus ileectomy model for at studere den ileal kruppel-lignende faktor 15 (KLF15) -Fgf15 signalering akse, der regulerer døgnrytmen galdesyre produktion i leveren 8. Vigtigst, indført vi en roman familie, kruppel-lignende faktorer, navnlig KLF15, i galdesyre biologi. Baseret på funktionelle studier herunder ileectomy kirurgi, vi har besluttet at KLF15 upregulates galdesyre syntese via en indirekte mekanisme til ikke-hepatisk. Endelig ileal KLF15 også er identificeret som den første endogene negativ regulator af Fgf15.
De intestinale segmenter faldende fra proksimalt for distale regioner er ansvarlige for absorption af forskellige næringsstoffer. Ileum er det største segment ansvarlig for galdesyre og vitamin B12 (VB12) absorption 9. En tidligere undersøgelse ansat en musemodel af proksimale tarm resektion at studere kort tyktarm; forskellige resektion længder, kostvaner og sutur typer blev foreslået til at opretholde en optimal efter operationen overlevelse af 10. En nyere gennemgang angiver desuden, at ileal resektion typisk resulterer i mere alvorlig sygdom end andre gastrointestinale (GI) segment resektion på grund af nedsat adaptive kapacitet af de resterende tarmkanal 11. Dette emne har fået intensiv interesser af grundforskning og klinisk forskningsgrupper, hvorimod forståelse af recovery og de effektive terapeutiske tilgange er stadig begrænset.
Galdesyre diarré skyldes ubalancer i galdesyre homøostase i enterohepatiske cirkulation 12,13. Det kan være en konsekvens af ileal resektion, gastrointestinal sygdom, eller et resultat af idiopatisk galdesyre malabsorption. Mere end 80% af patienterne har fundet for at præsentere med diarré efter undergår ileal resektion 14. Ileectomy har potentiale til at blive en vigtig kirurgi model for undersøgelse af galdesyre diarré. I denne undersøgelse, en række ileal resektion giver en gradient vurdering af FGF15 mangel samt intestinal galde salt malabsorption, overaccumulation og giftige skader.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
animalske protokol blev gennemgået og godkendt af institutionelle Animal Care og brug Udvalget ved Case Western Reserve University School of Medicine og blev gennemført i overensstemmelse med National Institutes of Health (NIH) Guide for den Pleje og brugen af forsøgsdyr (8. udgave, 2011). Mus blev aflivet efter metoder, der er kompatibel med de amerikanske veterinære Medical Association (AVMA) retningslinjer for aflivning af dyr (2013 udgave). C57BL/6J, mandlige, 8-16 uge gamle mus blev brugt i denne protokol. Mus har været opstaldet i en 12 h mørk/lys cyklus miljø.
1. Præoperativ forberedelse
- overførsel mus til en ren bur 24 timer før proceduren. Give dyrene fri adgang til vand. Erstatte chow mad med blød mad (gel kosttilskud) 4-6 h før operation at reducere indholdet af tyndtarmen for kirurgi.
- Sterilisere alle kirurgiske instrumenter og forberede engangsbrug steril kirurgiske materialer. Rengør området kirurgi og bedøvende næsen kegle med 70% ethanol.
- Opretter en dissektion mikroskop, isofluran bedøvelsesmiddel vaporizer, instrumenter og en temperatur-kontrolleret lille dyr kirurgisk bord for krop temperatur vedligeholdelse. Organisere instrumenter, suturer og sprøjter et sted for fri adgang under operationen.
- Oprettet en lyskilde for at give nok lys til den kirurgisk område.
- Forberede steril 0,9% saltvand i 5 mL sprøjte til tarm og abdominal rengøring.
2. Ileectomy og anastomose
- Anesthetize mus med isofluran (2-3%) i et lille dyr inkubation kammer. Fastlægge passende anesthetization ved hjælp af tå knibe teknik, mens dyret er på isofluran.
- Fjerne abdominal hår ved at anvende hårfjerning produkt og tørre håret væk ved hjælp af kirurgiske svampe samtidig opretholde anæstesi. Placer musen på en temperatur-kontrolleret lille dyr kirurgisk bord ( fig. 1 A) til at opretholde kroppens temperatur på 37 ° C. Bevar anæstesi med isofluran (1-2%) gennem en ansigtsmaske. Behandle mus øjne med okulær salve.
- Rense huden ved hjælp af povidon-jod og 70% alkohol og dækker den kirurgisk område på maven med steril kirurgisk gaze ( figur 1 B).
- Lave en midterlinjen abdominal snit ved hjælp af en kirurgisk skalpel, når anæstesi er i kraft. Brug en bomuld tippes applikator til at beskytte den tarmen og trække musen mavemuskel med retraktorer fuldt åbne og udsætte bughulen ( figur 1 C).
- Find coecum. Med udgangspunkt i coecum, omhyggeligt flytter tilsluttede ileum og en del af jejunum bughulen ( fig. 1 D).
Bemærk: Coecum kan let identificeres på grund af dens store størrelse selv efter fastende. - Ligate den øverste gren af den overlegne mesenteriallymfeknuderne arterie med en 7-0 silke sutur at occlude blodet leverer den ileal segment, der er til at blive skåret ud. Ileal farven skifter fra Rosa til mørk lilla efter ligatur. ( figur 1 E - F).
- Afhængigt af formålet med forsøget, ved hjælp af saks, punktafgifter og fjerne 50% eller 90% af ileum.
Bemærk: For sham operation, Udfør ikke den overlegne mesenteriallymfeknuderne arterie ligatur og fjern ikke ileum. - Flush lumen af begge ileal ender med 0,9% saltvand.
Bemærk: som de resterende intakt ileum er stadig modtager en normal blodforsyning fra den overlegne mesenteriallymfeknuderne arterie, en lille mængde blod vil være skyllet ud under processen. Dette viser også, at blodforsyningen til ileal enderne er normale og sikrer ingen iskæmi under proceduren anastomose ( figur 1 G). - Finde mesenteries på siden af begge ileal ender. Juster mesenteries og sutur ileal enderne sammen ved hjælp af 8-0 sutur ( figur 1 G - H).
- Sutur de kontralaterale side af ileum at holde ileum anastomosed på en naturlig måde ( figur 1 jeg).
- Sutur af øvre og nedre sider mellem de to oprindelige suturer grundigt join to ileal enderne sammen ( figur 1 J).
- Bekræfter, at der ikke forekommer udsivning fra webstedet anastomose efter endt den tre-trins procedure for suturing ( figur 1 G-jeg). Returnere coecum og tyndtarmen i bughulen til den oprindelige anatomiske placering. Vaske området kirurgi med varm 0,9% saltvand ved hjælp af en stump kanyle. ( figur 1 K).
- Lukke indsnit i mavemuskel lag med 6-0 sutur. Juster den abdominale hud indsnit ved hjælp af pincet og sutur abdominal huden for at fremme optimal sårheling ( figur 1 L).
3. Postoperativ pleje
- overførsel post-kirurgi mus til en intensiv afdeling for recovery. Parlamentet dem i en papir-sengetøj bur på en temperatur-kontrolleret varmepude fortsat post-kirurgi inddrivelse natten over. Levere mus med blød mad ud over almindelig mad og vand.
- Administrere buprenorphin (0,05 - 0,1 mg/kg) med subkutan injektion hver 8-12 h for analgesi.
Bemærk: Euthanize mus af CO 2 hvis alvorligt syg. - På farveprøve, ofrer mus ved hjælp af en overdosis isofluran og høst prøver efter behov (afsnit 4).
4. Evaluering af Ileectomy-induceret galden Overaccumulation
- veje og dissekere mus en dag efter en resektion af 0% (falsk), 50% eller 90% af ileum.
- Fjerne mave-tarmkanalen og vejer det. Beregn GI vægt body vægt-forhold til at vurdere sværhedsgraden af galde salt malabsorption og overaccumulation.
- Overføre GI skrifter til 15 mL koniske rør og skær dem i korte segmenter ved hjælp af saks. Efter opskæring, centrifugeres ved 3.000 x g i 10 min. overføre supernatanten (GI væske som indeholder galdesalte) til en ren tube.
- Måler den samlede mængde og vægt af GI væske og beregne den flydende vægt til GI-tarmkanalen vægtforhold yderligere vurdere galde overaccumulation i mave-tarmkanalen.
- Stoerrelsen samlede galde i supernatanten af galdesyre assay som beskrevet i henvisning 8.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Procedurerne for ileectomy er vist i figur 1. Det første trin omfatter forberedelse mus abdominal hud, gør en abdominal snit og bruge retraktorer til fuldt udsætte tarmen (figur 1A-C). Næste, mus coecum var placeret (fig. 1D); betragtning af, at dens størrelse og form gør det et let identificerbare vartegn. Coecum, ileum og en del af den distale jejunum blev udsat og fjernet fra bughulen (fig. 1D). Når resecting ileal segmentet var bestemt, den overlegne mesenteriallymfeknuderne arterie forsyner blod til målgruppen var forbundet og farve af ileum segment ændret hurtigt til mørk lilla (figur 1E - F), mens resten af tarmen opretholdt en normal lyserød farve. Hele iskæmisk ileal segmentet var fuldstændig resektion, efterfulgt af vask afskårne ender med 0,9% saltvand (figur 1G). De to ileal ender blev derefter syet sammen af en tre-trins suturing proces (figur 1H-J). I figur 1K-L, Anastomotiske tarmen var vendt tilbage til den oprindelige anatomiske placering i bughulen og indridset muskel og hudlag blev syet sammen.
Galdesyrer produceret af leveren er enzymatisk syntetiseret fra kolesterol og rundsendt i det enterohepatiske system. De er reabsorberes det meste af den distale ileum og vendte derefter tilbage til leveren via hepatisk portal vene. Galdesyre omsætning mellem hepatocytter i leveren og enterocytes i ileum er sammenfattet i figur 2A. I ileum, galdesyrer er absorberet af apikale natrium afhængige galdesyre transportør (ASBT) om det luminale side af epitel enterocytes og overført til basolateral membran for efflux af ileal galdesyre-bindende protein (IBABP) ind i blodet via den økologisk opløste transporter (OST). I enterocytes, galdesyrer også aktivere FXR for at fremkalde ileum-specifikke hormonet FGF15, som er en potent endokrine hæmmer af galdesyre syntese især af downregulating hepatisk CYP7A1, den oprindelige og trafikhastighedsbegrænsning enzym til galdesyre syntese i leveren. Men Fgf15 er undertrykt af ileal KLF158. Vores kvantitative real-time polymerase kæde reaktion (RT-qPCR) analyse fundet rigelige udtryk for Fgf15, Asbt, Ibabpog Ostβ mRNA i ileum og mindre til ekstremt lave udtryk i jejunum og resten af tarmen (figur 2B-2E). Dog forblev adenomatøs polypose coli (Apc) mRNA niveau (negativ kontrol) sammenlignelige i hele hele tarmen (figur 2F).
Disse data er i overensstemmelse med en tidligere undersøgelse15 og yderligere støtte, den intestinale reabsorption af galdesyrer sker primært i ileum. Disse data tyder på, at galde er afgørende for næringsstof fordøjelse og emulgering for effektiv absorbering af lipid-opløselige næringsstoffer i den proksimale tyndtarmen, som biologisk passer de primære fordøjelsessystemet og lydabsorberende roller i duodenum og jejunum . Ved ankomsten til den distale tyndtarmen, galde har afsluttet sin fordøjelsessystemet funktion og reabsorberes af ileum vende tilbage til leveren og forblive en del af den enterohepatiske cirkulation. Galde reabsorption tillader også galdesyrer til at udføre en af deres signaling funktioner ved at stimulere ileum for at producere den sekundære signalfunktion molekyle FGF15, som rejser til leveren og undertrykker galdesyre syntese. I vores tidligere undersøgelse, vi viste en ileal KLF15 -Fgf15 akse regulerende virkning på hepatisk galdesyre syntese af en kirurgisk resektion af ~ 90% af ileum 8. Galdesyre syntese i leveren mister den hæmmende kontrol af FGF15 efter den afgørende mekanisk fjernelse af ileum, som også forårsager galdesyre malabsorption i tarmen. Den store mængde af galde er derfor overaccumulated i tarmen forårsager alvorlige bivirkninger, herunder diarré, kolestase og tab af mave-tarm aktivitet. For at evaluere effekten af resektion størrelsesorden og afgøre en sikker ileectomy model, brugte vi C57BL6/J mus til at udføre 0% (falsk), 50% og 90% resektion af ileum. Efter 24 timer viste den intestinale morfologi karakteristiske gradient ændringer (fig. 3A-3D). Tarmen i sham operation var normal og sammenlignes med ikke-kirurgi mus. Fjernelse af 50% af ileum forårsaget nogle galde ophobning, øget intestinal størrelse og dilatation dagen efter resektion. Men de mus, der undergik 90% resektion udstillet øget galde overaccumulation, øget intestinal størrelse og svær dilatation. For at evaluere ileal resektion-induceret galde overaccumulation i tarmene, interne væske fra post-kirurgi GI skrifter blev indsamlet. De flydende diskenheder udstillet en gradient ekstraudstyr fra 0% til 90% i ileectomy mus (figur 4A). Forholdet mellem GI vægt i forhold til kropsvægt blev væsentligt forøget kun i 90% ileum-resektion mus (fig. 4B). GI væske indsamlet fra post-kirurgi GI skrifter og GI væske vægt at GI tarmkanalen vægtforhold vist en gradient stigning på grund af resektion (figur 4C og 4 D). Endelig bekræftede galdesyre analysen, at mængden af galdesyrer opdaget i de supernatanten stiger med stigning i ileal resektion (figur 4E). Kollektivt, viser resultaterne, at 50% ileum resektion er et mere anvendelig mus ileectomy model med relativt moderat bivirkninger såsom mild galdesyre ophobning i tarmen.
Figur 1: Kirurgi procedurer for Ileectomy. (A) vedligeholde krop temperatur ved hjælp af en temperatur-kontrolleret lille dyr kirurgisk bord. (B) dækker området kirurgi med steril gauzes efter abdominal huden forberedelse. (C) udsætte tyndtarmen gennem en midterlinjen abdominale snit. (D) coecum (fremhævet af den hvide stiplede linje) er en markant at finde ileum. Udsætte ileum (gul stiplet linje) og overlegne mesenteriallymfeknuderne arterie grene (gule pile). (E) Ligate grene af den overlegne mesenteriallymfeknuderne arterie, der leverer blod til ileum. Ligatur websteder er angivet med gule pile. Ileal farven skifter til mørk lilla eller sort efter arterie ligatur. Den iskæmisk segment er fremhævet af den gule stiplede linje. (F) den stiplede linje angiver afgrænsningen af iskæmisk og normalt perfunderet ileum; pilen angiver iskæmiske område af ileum. (G) skæres og fjerne den iskæmiske del af ileum og skylle ender (gul stiplede linjer) med 0,9% saltvand. De gule pile angiver mesenteriallymfeknuderne siderne. (> H) sutur ileal enderne sammen og holde mesenterium justeret. Den første sutur i mesenteriallymfeknuderne side er angivet ved den gule pil. (jeg) sutur de kontralaterale side af ileum (gul pil). (J) sutur de øvre og nedre sider af ileal ender helt sammen ileum. Suturer er angivet ved den gule pil. (K) returnere coecum og tyndtarmen ind i bughulen. Området anastomose er fremhævet af den gule stiplede cirkel. Den lyserøde farve angiver ingen iskæmi i området anastomose. (L) Luk indsnit i den mavemuskel lag og sutur af hud indsnit. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2 : Galdesyre syntese i hepatocytter og Reabsorption af Enterocytes i Ileum. (A) skematisk billede af galdesyre syntese i leveren, reabsorption primært i ileum og tilbagevenden til leveren via hepatisk portal vene. Galdesyrer er syntetiseret fra kolesterol af en række enzymer, herunder indledende og trafikhastighedsbegrænsning cytokrom P450 enzym CYP7A1 i hepatocytter. De fleste galdesyrer der reabsorberes af transportør ASBT om det luminale side af ileal enterocytes. Absorberes galdesyrer er forbundet med IBABP og effluxed ind i den portal vene via basolateral transporter OST for transport tilbage til leveren. Inde i enterocytes aktivere galdesyrer også nukleare hormon receptor FXR til at fremkalde ileum-specifikke hormonet FGF15, en robust endokrine hæmmer af hepatisk galdesyre syntese. I modsætning hertil hæmmer ileal KLF15 FGF15 udtryk. (B-F) Relative udtryk for Fgf15, Asbt, Ibabp, Ostβog Apc mRNA i hele tarmen spænder fra den proksimale til distale segmenter herunder duodenum (D), jejunum (J), ileum (I) og tyktarmskræft (C) (n = 5). Fejllinjer ± SD. * P < 0,05 vs duodenum af Student's t-test. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: Gradient resektion af Ileum og kolestase i tarmen. (A) mus tyndtarmen udviser ingen dilatation efter sham operation. De indre indholdet Vis fordøjelseskanalen chyme. (B) efter 50% ileal resektion, tyndtarmen viser moderat dilatation med betydelig kolestase. (C) efter 90% ileal resektion, tyndtarmen viser betydelig mængde af galde ophobning og overdreven dilatation. (D) GI-tarmkanalen (fra maven til endetarmen) blev isoleret fra mus med fingeret kirurgi (venstre), 50% ileum resektion (i midten) og 90% ileum resektion (til højre). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: Galde Overaccumulation forårsaget af Ileectomy. (A) interne væske fra mus tarme 24 h efter sham, 50% og 90% ileectomy. (B) forhold til GI vægttab versus kropsvægt i sham, 50% og 90% ileectomy operationer (n = 5). (C) GI væsken diskenheder. (D) forholdet mellem GI væske vejer versus GI vægte. (E) samlede galdesyrer i væsker indsamlet fra tarmene efter sham, 50% og 90% ileectomy (n = 5). GI: gastrointestinal, GIW: gastrointestinale vægt, BW: kropsvægt. Fejllinjer ± SD. * P < 0,05 vs sham, # P < 0,05 vs 50% ileectomy af One-way ANOVA. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
For at udføre en vellykket ileectomy, skal den overlegne mesenteriallymfeknuderne arterie være forbundet i forvejen for at blokere blodforsyningen til det resecting segment. Den iskæmisk ileal segment vil vende mørk lilla efter ligatur. Den ileal segment skal derefter være fuldstændig resektion. En normal blodforsyning skal sikres for de opbevarede ender. Dette er afgørende for at undgå blødning og ukorrekt fjernelse, der kan let forårsage kirurgiske fejl på grund af iskæmisk nekrose efter suturering. Under anastomose er det vigtigt at deltage ileal enderne sammen i deres naturlige anatomisk stilling. Mesenterium er betragtet som den mest pålidelige vartegn for den indledende sutur at undgå den mulige forekomst af snoede ender. Efter den anden sutur de kontralaterale side af ileal ender, de to ender er placeret i overensstemmelse med deres naturlige anatomiske struktur. Efter tarm anastomose, skal farven på området Anastomotiske kontrolleres. Området viser normalt en normal lyserød farve. Hvis området vender lilla efter operationen, kan sutur zone blive ramt af iskæmi. Dette kan skyldes inkomplet excision af iskæmisk segment eller vrid i de to ender mens suturering. Under disse betingelser har kirurgi rettes straks.
Ileectomy kirurgi større komplikationer er galdesyre malabsorption-fremkaldt toksicitet, postoperative intestinal forhindringer og Anastomotiske lækage. Sammenlignet med andre dele af tarmkanalen, indeholder ileum flere strukturelle og funktionelle forhold, som er vanskeligere at blive opvejet af resten af tarmen. I forhold til yngre mus, kan de samme ileal resektion forårsage alvorlige skader til ældre mus, muligvis fordi mere galde er produceret i ældre mus. For eksempel, bemærkede vi, at galde ophobning var større i alderen 16 - uger gamle mus end i alder 8 uger gamle mus. Det er uklart om kønsforskelle påvirker ileectomy-induceret bivirkninger og kræver yderligere undersøgelser.
Resektion af ileal længde afhænger af formålet med forsøget. I vores hænder er en fjernelse af 50% ileum nok til at fremkalde betydelige kolestase med nedsat kontraktilitet af tarmen. For meget fjernelse, især op til 90% ileum, årsagerne overdreven kolestase og fuldstændig tab af intestinal peristaltik. Musene gennemgår overdreven ileal resektion er som regel ikke i stand til at overleve mere end fem dage. Resecting en kortere segment (f.eks. mindre end 50% ileum) er en effektiv ændring i at udnytte ileectomy som en forholdsvis langsigtet kirurgi model. Post-kirurgi behandling med galdesyre sequestrants (fx colestyramin) kan være nødvendigt at dæmpe galde overaccumulation 16.
Vi undersøgt en række ileectomy modeller med forskellige resektion længder og bestemmes de optimale resektion betingelser, der resulterer i mild galdesyre overaccumulation og toksicitet i tarmen. Således, denne undersøgelse giver en musemodel for at få en dybere funktionelle og molekylær forståelse af ileectomy-induceret diarré, lipid-opløselige vitamin malabsorption og steatorrhea. Begrænsning af denne undersøgelse er dog, at vi kun udført en kortsigtet eksperiment. En langsigtet undersøgelse skal undersøges yderligere i fremtiden.
FGF15 er blevet rapporteret til at være en langsigtet insulin regulator vigtigt for glukose og protein metabolisme. Desuden spiller det en rolle i galdesyre homøostase 17,18. Den aktuelle undersøgelse kan give os mulighed at få en forståelse af FGF15-medieret glukose og protein metabolisme hos personer med ileal resektion. Endelig påvirker ileal resektion også syntese og cirkulerende niveauer af andre peptid hormoner involveret i stofskiftet. For eksempel, ændres blod koncentrationer af PYY og GLP, der er syntetiseret af enteroendocrine L-celler i distale ileum og hæmmer mavens syre sekretion og tarmens motilitet, normalt efter kirurgi 6,19.
Afslutningsvis har vi etableret en akut ileal resektion model inducerende moderat til svær galde overaccumulation i mus tarmen. De gradient resektion af mus ilea kan anvendes til at studere den komplekse kort tyktarm galdesyre homøostase og toksicitet i det enterohepatiske system. Derudover er moderat resektion af ileum nøje svarer til kirurgi anvendes til patienter med Crohns sygdom. Disse modeller vil derfor være gavnligt for undersøgelse af inflammatorisk og fibrotisk svar i tyndtarmen med resecting kirurgiske operationer. Endelig leverer kirurgi musemodeller en praktisk platform for forskning og kliniske vurdering af terapeutiske behandlinger for ileectomy-induceret bivirkninger og sygdomme.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at oplyse.
Acknowledgments
Denne forskning er understøttet af Tom Peterson Foundation og NIH give 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
- McLeod, R. S. Surgery for inflammatory bowel diseases. Dig Dis. 21, 168-179 (2003).
- Hancock, L., Windsor, A. C., Mortensen, N. J. Inflammatory bowel disease: the view of the surgeon. Colorectal Dis. 8, 10-14 (2006).
- Polle, S. W., Bemelman, W. A. Surgery insight: minimally invasive surgery for IBD. Nat Clin Pract Gastroenterol Hepatol. 4, 324-335 (2007).
- Fon Tacer, K., et al. Research resource: Comprehensive expression atlas of the fibroblast growth factor system in adult mouse. Mol Endocrinol. 24, 2050-2064 (2010).
- Pournaras, D. J., et al. The role of bile after Roux-en-Y gastric bypass in promoting weight loss and improving glycaemic control. Endocrinology. 153, 3613-3619 (2012).
- Spreckley, E., Murphy, K. G. The L-Cell in Nutritional Sensing and the Regulation of Appetite. Front Nutr. 2, 23 (2015).
- Inagaki, T., et al. Fibroblast growth factor 15 functions as an enterohepatic signal to regulate bile acid homeostasis. Cell Metab. 2, 217-225 (2005).
- Han, S., et al. Circadian control of bile acid synthesis by a KLF15-Fgf15 axis. Nat Commun. 6, 7231 (2015).
- Christl, S. U., Scheppach, W. Metabolic consequences of total colectomy. Scand J Gastroenterol Suppl. 222, 20-24 (1997).
- Helmrath, M. A., VanderKolk, W. E., Can, G., Erwin, C. R., Warner, B. W. Intestinal adaptation following massive small bowel resection in the mouse. J Am Coll Surg. 183, 441-449 (1996).
- Tappenden, K. A. Pathophysiology of short bowel syndrome: considerations of resected and residual anatomy. J Parenter Enteral Nutr. 38, 14-22 (2014).
- Camilleri, M. Bile Acid diarrhea: prevalence, pathogenesis, and therapy. Gut Liver. 9, 332-339 (2015).
- Camilleri, M. Advances in understanding of bile acid diarrhea. Expert Rev Gastroenterol Hepatol. 8, 49-61 (2014).
- Mottacki, N., Simren, M., Bajor, A. Review article: bile acid diarrhoea - pathogenesis, diagnosis and management. Aliment Pharmacol Ther. 43, 884-898 (2016).
- Rao, A., et al. The organic solute transporter alpha-beta, Ostalpha-Ostbeta, is essential for intestinal bile acid transport and homeostasis. Proc Natl Acad Sci. 105, 3891-3896 (2008).
- Hofmann, A. F., Poley, J. R. Cholestyramine treatment of diarrhea associated with ileal resection. N Engl J Med. 281, 397-402 (1969).
- Kir, S., et al. FGF19 as a postprandial, insulin-independent activator of hepatic protein and glycogen synthesis. Science. 331, 1621-1624 (2011).
- Kuipers, F., Bloks, V. W., Groen, A. K. Beyond intestinal soap--bile acids in metabolic control. Nat Rev Endocrinol. 10, 488-498 (2014).
- Buchman, A. L., Scolapio, J., Fryer, J. AGA technical review on short bowel syndrome and intestinal transplantation. Gastroenterology. 124, 1111-1134 (2003).
