Summary
חומצות מרה תלויי-המעי הדק התחדשות וניגוד משוב של סינתזה של חומצות מרה הכבד חשוב הומאוסטזיס מערכתית ובריאות. במחקר זה, נתאר מודל העכבר עבור כריתה ileal להעריך malabsorption מרה הנוצרות על-ידי ileectomy, overaccumulation, ורעילות במעי העכבר.
Abstract
כריתה מעי היא גישה טיפולית משותפת עבור מחלות אנושיות כגון השמנת יתר, מחלות מעי דלקתיות, קרוהן, סרטן המעי הגס, כי לעתים קרובות התוצאות תופעות לוואי של כמו תסמונת המעי הקצר חמורות כולל חומצות מרה שלשולים, התייבשות הפרעות אלקטרוליט, תת ספיגה של מזון. כאן אנו מציגים מודל כריתה ileal מאתר, הנקרא ileectomy, כדי להעריך את רקמת תקשורת ותחזוקה של הומאוסטזיס מערכתית. לאחר כריתה ileal, כלי-דם נטול לצמיתות מעי ספציפיות הורמון האנדוקרינית פיברובלסט גורם גידול 15 (FGF15), אשר משחרר את עיכוב endocrinal של סינתזה של חומצות מרה בכבד. בשילוב עם ייצור מוגבר, ביטל התחדשות של חומצות מרה לאחר הסרת מעי, עכברים נותח סובלים מלח מרה overaccumulation של המעי, משויכת שלשול, התחלואה והתמותה. השימוש הרומן של המודל לניתוח הציגה מחקר זה עשוי לספק תובנות מכניסטית ופונקציונליים ileal שליטה מערכתית רגולציה חילוף החומרים בפיזיולוגיה ומחלות.
Introduction
במחקר ביו-רפואי מודרני, חייתיים גנטי מנוצלים נרחב כדי ללקט תובנות מחלות אנושיות. בפרט, רקמות או פונקציות ייחודיות תא רווח-הפסד של גנים שימשו ללמוד תקנה מולקולרית, כמו גם השפעות ביולוגיות המושרה. למרות החידושים מניפולציה היעד גנים ויוו, קיימות מגבלות מתמשכת. ראשון, הרבה תאים או רקמות ספציפיות מחיקות ישפיעו על איברים מרובים. לדוגמה, מחיקת הגן אפיתל יבטל ביטוי epithelia של רקמות מרובים. עוד יותר, גם אם המחיקה היא מוגבלת לרקמות ספציפיות, השליטה במרחב הוא לעיתים רחוקות ריאלי. לדוגמה, בטישו כמו המעי, מקטעים נפרדים לבצע פונקציות ספציפיות מאוד זה לא יכול להיות מניפולציות עם דיוק ויוו. במצבים אלה, נחשב כריתה של הרקמות המכילות ג'ין בגישה לימוד יעיל יותר כדי לקבוע את המשמעות מכניסטית ופונקציונליים של רקמות תקשורת.
Ileectomy היא בעיקר בשימוש חולי קרוהן ומחלות דלקתיות המערבים את2, 1,מעי דיסטלי3. מעי בדרך כלל מייצר מספר הורמונים אחסון אנרגיה כמו פיברובלסט גורם גידול 15/19 (FGF15/19), פפטיד YY (PYY) ופפטיד דמוי גלוקגון 1/2 (GLP1/2); הורמונים אלה תפקיד חשוב האנדוקרינית ומקומיים רבים תפקודים ביולוגיים4,5,6. בין אלה ההורמונים, זוהה FGF15 מעכב האנדוקרינית חזקים של סינתזה של חומצות מרה בכבד. ברגע נספג מחדש לתוך ileal enterocytes חומצות מרה להפעיל את הקולטן farnesoid X קולטן הגרעין (FXR) כדי לעורר את הביטוי Fgf15 , אשר מוביל לאחר מכן משוב עיכוב של סינתזה של חומצות מרה בכבד 7. במחקר שנערך לאחרונה, הצגנו את המודל ileectomy העכבר ללימוד הגורם kruppel דמוי ileal 15 (KLF15) -Fgf15 איתות ציר המסדירה ייצור חומצות מרה היממה הכבד 8. והכי חשוב, הצגנו משפחה הרומן, הגורמים כמו kruppel, במיוחד KLF15, חומצות מרה לביולוגיה. על סמך מחקרים תפקודית כולל ניתוח ileectomy, קבענו את סינתזה חומצות מרה upregulates KLF15 באמצעות מנגנון שאינו ולשננו עקיף. לבסוף, ileal KLF15 גם מזוהה המתקן הראשון שלילי אנדוגני של Fgf15.
הקטעים המעי היורד proximal לאזורים דיסטלי אחראים ספיגת חומרים מזינים שונים. מעי היא קטע מרכזי אחראי חומצות מרה וויטמין B12 (VB12) הקליטה 9. מחקר קודם המועסקים דגם העכבר של הבטן proximal כריתה ללמוד תסמונת המעי הקצר; שונים באורכים כריתה, דיאטות וסוגי תפירה הוצעו כדי לשמור על קצב של האופטימלית הישרדות לאחר הניתוח 10. יתר על כן, סקירה עדכנית יותר מציין שכי כריתה ileal בדרך כלל מתבטא במחלות חמורות יותר מאשר שאר כריתות קטע במערכת העיכול (GI) בגלל יכולת אדפטיבית ירד מ בדרכי הנותרים 11. נושא זה צבר אינטנסיבית האינטרסים של קבוצות מחקר בסיסי וקליני, ואילו ההבנה של שחזור וגישות טיפוליות יעיל הן עדיין מוגבל.
שלשול חומצות מרה היא תוצאה של חוסר איזון של חומצות מרה הומאוסטזיס enterohepatic 12,של מחזור13. זה יכול להיות תוצאה של כריתה ileal, מחלות במערכת העיכול או תוצאה של תת ספיגה של חומצות מרה אידיופטית. יותר מ- 80% מהחולים נמצאו להציג עם שלשול לאחר שעברו כריתה ileal 14. Ileectomy יש את הפוטנציאל להיות מודל ניתוח חשוב עבור החקירה של חומצות מרה שלשול. במחקר זה, סדרה של כריתות ileal לספק הערכה הדרגתי של מחסור FGF15, כמו גם תת ספיגה של מלח מרה מעיים, overaccumulation נזקים רעילים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
בעלי חיים פרוטוקול נבדקה, אושרה על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועד שימוש Case Western Reserve הספר לרפואה של אוניברסיטת, נערך על פי המדריך הלאומית המכונים לבריאות (NIH) טיפול ושימוש של חיות מעבדה (המהדורה השמינית, 2011). עכברים היו מורדמים על ידי שיטות תואם ההנחיות אמריקאי וטרינרי רפואי האגודה (AVMA) המתת חסד של בעלי חיים (2013 מהדורה). עכברים בשבוע 8-16 בן זכר, C57BL/6J, שימשו פרוטוקול זה. עכברים שוכנו בסביבה כהה/אור מחזור 12 h.
1. הכנה מראש פעיל
- עכברים העברת לכלוב נקי 24 שעות לפני ההליך. לאפשר חיות גישה חופשית למים. החלף צ'או מזון מזון רך (תוסף תזונה ג'ל) 4-6 שעות לפני הניתוח כדי להפחית את התוכן של המעי הדק לניתוח.
- לעקר כל מכשירי ניתוח והכן החומרים כירורגי סטרילי חד-פעמיים. לנקות את אזור הניתוח והחרוט האף הרדמה עם אתנול 70%-
- להגדיר מיקרוסקופ לנתיחה, מאדה הרדמה איזופלוריין, כלי נגינה, מבוקרי טמפרטורה בעלי חיים כירורגי שולחן קטן לתחזוקה טמפרטורת הגוף. לארגן כלי נגינה, תפרים, מזרקים במיקום עבור גישה חופשית במהלך הניתוח.
- להגדיר את מקור אור כדי לספק מספיק אור עבור האזור כירורגי.
- הכנת מלח סטרילית 0.9% במזרק מ לניקוי המעיים והבטן.
2. Ileectomy והשקה
- Anesthetize עכברים עם איזופלוריין (2-3%) בחדר דגירה בעלי חיים קטנים. לקבוע ההרדמה נאותה בטכניקה הבוהן קמצוץ בעוד החיה נמצאת באיזופלוריין.
- להסיר שיער בטן על-ידי החלת מוצרים להסרת שיער, לנגב את השיער משם באמצעות ניתוח ספוגים תוך שמירה על הרדמה. הצב את העכבר על טמפרטורה מבוקרת בעלי חיים כירורגי שולחן קטן ( איור 1 א') כדי לשמור על טמפרטורת הגוף ב- 37 מעלות צלזיוס. שמור על הרדמה עם איזופלוריין (1-2%) דרך facemask. לטיפול בעיניים עכבר עם משחה עינית.
- לנקות את העור באמצעות povidone יוד ו- 70% אלכוהול ולכסות את האזור הכירורגי של הבטן עם גזה סטרילית כירורגי ( איור 1 B).
- עושים חתך בבטן קו האמצע באמצעות אזמל כירורגי לאחר הרדמה בתוקף. להשתמש המוליך שקצהו כותנה כדי להגן על המעי ולמשוך העכבר שריר הבטן עם רטרקטורים מלא לפתוח ולחשוף את חלל הבטן ( איור 1 ג).
- אתר המעי. החל מהמעי, הזז בזהירות את מעי מחוברים וחלק מעי צם מתוך חלל הבטן ( איור 1 D).
הערה: המעי האטום ניתן לזהות בקלות בגלל הגודל שלה גדול גם לאחר צום. - מאתרים ומפסיקים את הענף העליון של עורק מצע המעי העליון סופריור 7-0 בתפר משי כדי occlude ויישם על קטע ileal כדי להוציא את הדם. צבע ileal משתנה מורוד כהה לאחר מצדו. (E - F איור 1).
- בהתאם מטרת הניסוי, באמצעות מספריים, בלו ולהסיר את 50% או 90% של מעי.
הערה: עבור ניתוח דמה, אל תבצע את מצדו סופריור עורק מצע המעי העליון ואל תסיר מעי. - סומק לומן שני הקצוות ileal עם סליין 0.9%.
הערה: כמו מעי ללא פגע הנותרים עדיין מקבל הספקת דם נורמלי של עורק מצע המעי העליון מעולה, כמות קטנה של דם יבוצע ריקון בתהליך. זה גם מציין כי אספקת הדם הקצוות ileal נורמלי ומבטיחה אין איסכמיה במהלך ההליך השקה ( איור 1 G)- - לאתר את mesenteries בצד שני הקצוות ileal. יישר את mesenteries, תפר את הקצוות ileal יחד באמצעות 8-0 בתפר ( איור 1 G - H).
- תפר הצד contralateral של מעי לשמור מעי anastomosed באופן טבעי ( איור 1 אני).
- תפר הצד העליון והתחתון בין התפרים המקורי שני ביסודיות צירוף השני ileal הקצוות יחד ( איור 1 J).
- מאשרים כי קיים אין נזילה מתוך אתר השקה לאחר סיום ההליך הפתולוגיים שלושה שלבים ( איור 1 G-אני). להחזיר את המעי האטום של המעי הדק לתוך חלל הבטן למיקום האנטומי המקורי. לשטוף את אזור הניתוח עם מלחית 0.9% באמצעות מחט בוטה. ( איור 1 K).
- לסגור את החתך של השכבה שריר הבטן 6-0 בתפר. יישר את החתך בעור בטן באמצעות מלקחיים, תפר בעור בטן כדי להקל על ריפוי הפצע אופטימלית ( איור 1 L).
3. טיפול לאחר הניתוח
- העברת הניתוח שלאחר עכברים נמרץ להתאוששות. בית אותם בתוך כלוב נייר-מצעים על כרית החימום טמפרטורה מבוקרת כדי להמשיך את ההתאוששות לאחר הניתוח בן לילה. מספקים עכברים עם מזון רך בנוסף מקבלים מזון ומים.
- לנהל הבופרנורפין (0.05 - 0.1 מ"ג/ק"ג) עם הזרקה תת-עוריים כל ה 8-12 עבור כאבים.
הערה: המתת חסד עכברים ב- CO 2 אם חולה קשות. - -מובילים, להקריב עכברים באמצעות מנת יתר איזופלוריין ו הקציר דגימות לפי הצורך (סעיף 4).
4. הערכה של Ileectomy-induced מרה Overaccumulation
- שוקל ומנתחים את העכברים יום אחד לאחר כריתה של 0% (דמה), 50% או 90% של מעי.
- להסיר GI בדרכי, שוקל אותה. לחשב את המשקל GI ליחס משקל הגוף כדי להעריך את חומרת תת ספיגה של מלח מרה, overaccumulation.
- להעביר את ספינלי GI לתוך צינורות חרוט 15 מ"ל וחותכים אותם למקטעים קצרים באמצעות מספריים. לאחר חיתוך, צנטריפוגה ב 3000 g x עבור 10 דקות להעביר את תגובת שיקוע (GI נוזל המכיל מלחי מרה) צינור נקי.
- למדוד את הנפח הכולל ומשקל של נוזל GI ולחשב את משקל נוזל GI בדרכי יחס המשקל להעריך עוד יותר overaccumulation מרה ב- GI בדרכי.
- לקבוע את הסכום הכולל מרה ב תגובת שיקוע על ידי חומצות מרה assay כפי שמתואר הפניה 8.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
נהלי ileectomy מוצגים באיור1. השלב הראשון כולל הכנת בעור בטן העכבר, ביצוע חתך בבטן ושימוש רטרקטורים לחשוף באופן מלא את המעי (איור 1A-C). בשלב הבא, המעי העכבר היה ממוקם (איור 1D); נתון כי הגודל והצורה שלה לעשות את זה נקודת ציון הניתנות לזיהוי בקלות. המעי האטום, מעי, וחלק מעי צם דיסטלי היו חשופים ומוסר מן חלל הבטן (איור 1D). ברגע קטע ileal resecting נקבע, עורק מצע המעי העליון סופריור באספקת הדם את פלח היה מאתרים ושינה הצבע של המקטע העקום במהירות סגול כהה (איור 1E - F), בעוד ששאר המעי לשמור על צבע ורוד נורמלי. כל הקטע ileal איסכמי היה resected לחלוטין ואחריה כביסה שהחתך מסתיים עם סליין 0.9% (איור 1G). היו שני הקצוות ileal ואז sutured יחד על ידי תהליך הפתולוגיים שלושה שלבים (איור 1H-J). איור 1K-L, המעי anastomotic הוחזר למיקום האנטומי המקורי בחלל הבטן, שרירים ממבנה של שכבות העור היו sutured ביחד.
חומצות מרה המיוצר בכבד מסונתז מ כולסטרול, enzymatically שהופץ במערכת enterohepatic. הם ונספג בעיקר מעי הדיסטלי, ואז חזר אל הכבד דרך וריד שער. מחזור הדם חומצות מרה בין hepatocytes בכבד enterocytes בתוך מעי מסוכם איור 2א. במעי, חומצות מרה הם נספג על ידי הפסגה נתרן תלויות חומצות מרה טרנספורטר (ASBT) על הצד luminal של enterocytes אפיתל והועבר על ידי חומצות מרה מחייב ileal חלבון (IBABP) למוח basolateral עבור בזרימת למחזור הדם דרך טרנספורטר ממס אורגני (OST). ב- enterocytes, חומצות מרה גם להפעיל את FXR לזירוז ההורמון ספציפיים מעי FGF15, אשר הוא מעכב האנדוקרינית חזק של סינתזה של חומצות מרה בעיקר על-ידי downregulating CYP7A1 הכבד, האנזים הראשונית, הגבלת קצב עבור סינתזה חומצות מרה הכבד. עם זאת, Fgf15 מוגבלת על ידי ileal KLF158. הניתוח שלנו תגובת שרשרת (RT-qPCR) כמותית פולימראז בזמן אמת זיהה את הביטוי בשפע של Fgf15, Asbt, Ibabp Ostβ mRNA בתוך מעי ופחות מאוד נמוך ביטוי מעי צם ו השאר של המעי (איור 2B-2E). עם זאת, adenomatous polyposis קולי (Apc) ברמת mRNA (בקרה שלילית) נשארו דומות לאורך המעי כולו (איור 2F).
אלה נתונים עקביים עם המחקר הקודם15 ותמיכה נוספת כי התחדשות מעיים של חומצות מרה מתרחשת בעיקר בתוך מעי. נתונים אלו מראים כי מרה חיוני לעיכול מזון, תחליב לקליטה יעילה של רכיבים תזונתיים מסיסים השומנים במעי הדק צינתור, שמתאימה ביולוגית התפקידים במערכת העיכול ואת ספיגת ידע העיקרי של תריסריון, מעי צם . בהגיענו המעי הדיסטלי, המרה סיימה את תפקידה עיכול, הוא ונספג מעי לחזור אל הכבד ולהישאר חלק מחזור הדם enterohepatic. התחדשות מרה מאפשר גם חומצות מרה לבצע אחת מהפונקציות איתות שלהם על ידי גירוי מעי לייצר מולקולת איתות משני FGF15, אשר נוסע אל הכבד, היא מדכאת סינתזה של חומצות מרה. קודמות שלנו לומדים, אנחנו הוכחנו השפעת הרגולציה ציר KLF15 -Fgf15 ileal על סינתזה של חומצות מרה בכבד על ידי כריתה כירורגית של ~ 90% של מעי 8. סינתזה של חומצות מרה בכבד מאבד את הפקד מעכבות מאת FGF15 לאחר הסרת מכני מכריע מעי, הגורמת גם תת ספיגה של חומצות מרה במעי. כמות גדולה של המרה וכתוצאה מכך overaccumulated במעי גורמת תופעות לוואי חמורות, לרבות שלשול, לחסימת מרה תוך כבדית וכן אובדן פעילות מערכת העיכול. כדי להעריך את השפעת גודל כריתה לקבוע מודל ileectomy בטוח, השתמשנו C57BL6/J עכברים לבצע 0% (דמה), 50% ו- 90% כריתה של מעי. לאחר 24 שעות, המורפולוגיה מעיים הראו שינויים הדרגתיים אופיינית (איור 3א-3D). המעי אצל ניתוח דמה היה רגיל לזו של עכברים ללא ניתוח. הסרת 50% של מעי גרם קצת מרה הצטברות גודל מעיים מוגברת, התארכות יום לאחר כריתה. אולם, העכבר שעברו כריתה 90% הציג overaccumulation מרה מוגברת, גדל גודל מעיים, התארכות חמורה. כדי להעריך את overaccumulation מרה הנוצרות על-ידי כריתה ileal במעיים, נאספו פנימי נוזל ספינלי GI לאחר הניתוח. אמצעי האחסון נוזלים הציג שיפור הדרגתי בין 0% ל- 90% בעכברים ileectomy (איור 4א). היחס בין משקל GI מול משקל הגוף היה משמעותי מוגברת רק בעכברים 90% resected מעי (איור 4B). הנוזל GI שנאסף שטחים GI לאחר הניתוח והפגינו GI משקל נוזל כדי GI בדרכי יחס משקל גידול הדרגתי עקב כריתה (איור 4C ו- 4 D). לבסוף, וזמינותו חומצות מרה אישר כי הסכום של חומצות מרה זוהה עליות supernatant עם עלייה ileal כריתה (איור 4E). באופן קולקטיבי, התוצאות מצביעות על זה כריתה מעי 50% מודל ileectomy העכבר ישימה יותר עם תופעות לוואי מתונות יחסית כגון הצטברות חומצות מרה קלה במעי.
איור 1: ניתוחים של Ileectomy. (א) שמור על גוף טמפרטורה בעזרת מבוקרי טמפרטורה בעלי חיים כירורגי שולחן קטן. (B) כיסוי אזור הניתוח עם פדים סטריליים לאחר הכנה בעור בטן. (ג) חושפים המעי הדק דרך חתך בבטן קו האמצע. (ד) המעי האטום (מסומן על ידי קו מקווקו לבן) הוא מסומן כדי לאתר מעי. לחשוף את המעי העקום (קו מקווקו צהוב) וסניפים סופריור עורק מצע המעי העליון (חיצים צהובים). (E) מאתרים ומפסיקים את ענפי עורק מצע המעי העליון מעולה, אשר אספקת הדם אל מעי. מצדו אתרים מסומנים באמצעות חיצים צהובים. צבע ileal משתנה סגול כהה או שחור בעקבות מצדו של העורק. המקטע איסכמי מסומן על ידי קו מקווקו צהוב. (F) מקווקו וקו מציין להבחנה בין מעי איסכמי, בדרך כלל perfused; החץ מצביע על איזור איסכמי של מעי. גזור (G), הסרת החלק איסכמי של מעי ותורידי את הקצוות (קווים מקווקווים צהוב) עם סליין 0.9%. בחצים צהובים מציינים את הצדדים מצע המעי העליון. (> ח) תפר את הקצוות ileal ביחד ולשמור על מצע המעי מיושר. התפר הראשון בצד מצע המעי העליון מזוהה באמצעות החץ הצהוב. (אני) תפר הצד contralateral של המעי העקום (חץ צהוב). (J) תפר הצד העליון והתחתון קצות ileal להצטרף לחלוטין את מעי, יחד. התפרים מסומנים באמצעות החץ הצהוב. (K) להחזיר את המעי האטום של המעי הדק לתוך חלל הבטן. האזור השקה מודגשת על ידי למעגל מקווקו צהוב. צבע ורוד מציין אין איסכמיה באזור ההשקה. (L) סגור את החתך של השכבה שריר הבטן, תפר את החתך בעור. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2 : סינתזה של חומצות מרה Hepatocytes, התחדשות על ידי Enterocytes ב מעי. (א) תמונה סכמטי של סינתזה של חומצות מרה בכבד, התחדשות בעיקר ב מעי ו חזרה אל הכבד דרך וריד שער. חומצות מרה מסונתז מ כולסטרול על ידי סדרה של אנזימים כולל האנזים הראשונית, הגבלת קצב ציטוכרום P450 CYP7A1 hepatocytes. רוב חומצות מרה מתמוססים על ידי המשגר ASBT בצד luminal של ileal enterocytes. חומצות מרה נספג קשורים עם IBABP ו- effluxed לתוך וריד שער הכבד באמצעות המשגר basolateral OST למשלוח חזרה אל הכבד. בתוך enterocytes, חומצות מרה גם להפעיל את הקולטן הורמון גרעיני FXR לזירוז מעי ספציפיות הורמון FGF15, מעכב האנדוקרינית חזקים של סינתזה של חומצות מרה בכבד. לעומת זאת, ileal KLF15 מעכב FGF15 הביטוי. (B-F) הביטוי היחסי של Fgf15, Asbt, Ibabp, Ostβו- mRNA Apc ב כל המעי החל proximal כדי מקטעי דיסטלי כולל התריסריון (D), מעי צם (J), מעי (I) של המעי הגס (C) (n = 5). שגיאה ברים ± SD. * P < 0.05 לעומת התריסריון מאת הסטודנט t-מבחן. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3: הדרגתיות כריתות מעי, לחסימת מרה תוך כבדית במעי. (א) המעי הדק העכבר מוצגים לא אחרי הניתוח המזויפים. התוכן הפנימי להראות chyme במערכת העיכול. (B) לאחר כריתה ileal 50%, המעי הדק מראה התרחבות מתונה עם לחסימת מרה תוך כבדית משמעותית. (ג) אחרי כריתה ileal 90%, המעי הדק מציג כמות משמעותית של הצטברות מרה, התרחבות יתר. (ד) GI בדרכי (מאזור הבטן פי הטבעת) היה מבודד מן העכברים עם ניתוח דמה (משמאל), כריתה מעי 50% (באמצע) כריתה מעי 90% (מימין). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 4: Overaccumulation מרה נגרם Ileectomy. (א) נוזל פנימי מתוך העכבר המעיים 24 שעות לאחר ileectomy דמה, 50% ו- 90%. (B) היחס של GI משקל לעומת משקל הגוף בניתוחים ileectomy דמה, 50% ו- 90% (n = 5). (ג) הנוזל GI כרכים. (ד) היחס של GI נוזל עם משקולות נגד משקולות GI. (E) סה כ חומצות מרה ב הנוזלים שנאסף המעיים לאחר המזויפים, 50% ו- 90% ileectomy (n = 5). GI: מערכת העיכול, GIW: משקל במערכת העיכול, BW: למשקל הגוף. שגיאה ברים ± SD. * P < 0.05 לעומת המזויפים, # P < 0.05 לעומת 50% ileectomy על ידי One-way ANOVA. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
על מנת לבצע ileectomy מוצלח, עורק מצע המעי העליון מעולה חייב להיות מאתרים מראש כדי לחסום את אספקת הדם קטע resecting. קטע ileal איסכמי יהפוך סגול כהה לאחר מצדו. בטח קטע ileal תור הודעות ' ואז resected לחלוטין. הספקת דם נורמלי והקפדה על יתרת הקצוות. זה חיוני כדי למנוע דימום והסרת פסולים, אשר יכול בקלות לגרום כשל כירורגי עקב נמק איסכמי לאחר תפירת. במהלך ההשקה, חשוב להצטרף יחד את הקצוות ileal מיקומם האנטומי טבעי. מצע המעי נחשב את ציון הכי אמין עבור התפר הראשוני להימנע המופע פוטנציאלי של הקצוות מעוות. בעקבות התפר השני על הצד contralateral של הקצוות ileal, שני הקצוות ממוקמות בהתאם למבנה האנטומי הטבעי שלהם. לאחר ההשקה מעיים, יש לבדוק את הצבע של אזור anastomotic. האזור מדגים לרוב צבע ורוד נורמלי. אם האזור יהפוך לסגול אחרי הניתוח, אזור התפר עלול להיות סובלת איסכמיה. זה עשוי להיות בשל כריתה לא שלם של המקטע איסכמי או פיתול של שני הקצוות תוך כדי תפירה. בתנאים אלה, הניתוח יש יתוקן מיד.
הסיבוכים העיקריים של הניתוח ileectomy הם חומצות מרה malabsorption-induced רעילות, חסימות מעיים לאחר הניתוח, זליגת anastomotic. בהשוואה עם חלקים אחרים של מערכת העיכול, מעי מכיל מרובים specificities מבניים ופונקציונליים, אשר קשה יותר לקבל פיצוי על ידי שאר המעי. לעומת עכברים צעירים, ההסרה ileal אותו עלול לגרום נזקים חמורים לעכברים בוגרים, אולי כי יותר מרה מופק בעכברים בוגרים. למשל, ציינו כי הצטברות מרה היה גדול יותר אצל עכברים בגיל 16 - בן שבועיים מאשר בעכברים בת שבוע 8 גיל. זה לא ברור אם ההבדלים מין משפיעים על תופעות לוואי הנוצרות על-ידי ileectomy ודורש יותר מחקרים.
ההסרה של אורך ileal תלוי מטרת הניסוי. בידיים שלנו, הסרה של המעי העקום 50% הוא מספיק כדי לגרום לחסימת מרה תוך כבדית משמעותית עם contractility מופחתת של המעי. הסרת מדי, במיוחד עד 90% מעי, לחסימת מרה תוך כבדית מוגזמת גורמת לאובדן מוחלט של תנועה פריסטלטית מעיים. העכברים שעברו כריתה ileal מוגזם הם בדרך כלל לא מסוגל. לשרוד יותר מחמישה ימים. Resecting קטע קצר יותר (למשל פחות מ 50% ileum) הוא שינוי אפקטיבי בניצול של ileectomy כמודל לניתוח יחסית לטווח ארוך. טיפול לאחר הניתוח עם חומצות מרה sequestrants (למשל כולסטיראמין) ייתכן שיהיה צורך לרכך מרה overaccumulation 16.
אנחנו בחנו מגוון של מודלים ileectomy באורכים שונים כריתה וקבעה את התנאים כריתה אופטימלית שתוצאתה חומצות מרה מתון overaccumulation ורעילות במעי. לפיכך, מחקר זה מספק מודל העכבר כדי לרכוש הבנה מעמיקה יותר של שלשול הנוצרות על-ידי ileectomy, תת ספיגה של ויטמינים מסיסים השומנים steatorrhea פונקציונלי ומולקולרית. עם זאת, המגבלה של מחקר זה היא כי ביצענו ניסוי לטווח קצר בלבד. מחקר ארוך טווח צריך שתהיה חקירה נוספת בעתיד.
FGF15 דווח להיות לטווח ארוך אינסולין מווסת חשוב על חילוף החומרים של גלוקוזה וחלבון. בנוסף, זה ממלא תפקיד חומצות מרה הומאוסטזיס 17,18. המחקר הנוכחי עשוי לאפשר לנו להשיג הבנה של ויסות חילוף החומרים גלוקוזה וחלבון אצל אנשים עם כריתות ileal בתיווך FGF15. לבסוף, כריתה ileal משפיע גם על סינתזה ועל במחזור רמות של הורמונים פפטיד אחרים המעורבים בחילוף החומרים. למשל, דם ריכוזים של PYY ו GLP, אשר הם מסונתז על ידי enteroendocrine תאי-L במעי דיסטלי לעכב הפרשת חומצת קיבה תנועתיות מעיים, הם בדרך כלל שינו בעקבות ניתוח 6,19.
לסיכום, הקמנו מודל כריתה ileal חריפה גרימת מרה בינוני עד חמור overaccumulation במעי העכבר. ניתן להחיל את כריתות הדרגתי של העכבר ilea ללמוד את תסמונת המעי הקצר מורכבים כגון חומצות מרה הומאוסטזיס ורעילות במערכת enterohepatic. בנוסף, מתון כריתה של המעי העקום דומה מקרוב הניתוח נעשה שימוש עבור חולים עם מחלת קרוהן. לכן, מודלים אלה יהיה מועיל עבור חקר תגובות דלקתיות ו- fibrotic במעי הדק עם resecting ניתוחים כירורגיים. לבסוף, הדגמים ניתוח העכבר מספקים פלטפורמה נוחה עבור מחקר והערכה קלינית של טיפולים רפואיים עבור ileectomy-induced תופעות לוואי ומחלות.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
מחקר זה נתמך על ידי קרן פיטרסון טום ולהעניק NIH R01-HL119780 (Jain, ח"כ).
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).
