تقدم هذه الدراسة طريقة قابلة للتكرار وموحدة من أجل إنشاء نماذج الفئران البدينة التي تظهر السمنة البسيطة ، والتي تتميز عادة بالبنكرياس الدهني. ويتضمن أيضا بروتوكولات مفصلة لأخذ عينات من أنسجة البنكرياس والكيمياء المناعية.
Method Article
* These authors contributed equally
تقدم هذه الدراسة طريقة قابلة للتكرار وموحدة من أجل إنشاء نماذج الفئران البدينة التي تظهر السمنة البسيطة ، والتي تتميز عادة بالبنكرياس الدهني. ويتضمن أيضا بروتوكولات مفصلة لأخذ عينات من أنسجة البنكرياس والكيمياء المناعية.
برزت السمنة كوباء صحي عالمي سائد ، حيث يصنف ما يقرب من نصف سكان العالم الآن على أنهم يعانون من زيادة الوزن أو السمنة. السمة المرضية الرئيسية لدى الأفراد الذين يعانون من السمنة المفرطة هي ترسب الدهون خارج الرحم في الأنسجة غير الدهنية ، بما في ذلك البنكرياس - وهي حالة تسمى التنكس الدهني في البنكرياس أو البنكرياس الدهني. في النظام الغذائي عالي الدهون (HFD) نماذج القوارض التي يسببها ، يسبق التنكس الدهني البنكرياس باستمرار التنكس الدهني الكبدي ، مما يؤكد قابلية البنكرياس الخاصة لتراكم الدهون. هذه المشاركة المبكرة تضع البنكرياس كعضو مهم لفهم عدم انتظام التمثيل الغذائي في السمنة. على الرغم من أن الفئران السمنة الناجمة عن النظام الغذائي (DIO) تلخص الجوانب الأساسية لتطور المرض البشري ، إلا أن النماذج الحيوانية المميزة جيدا التي تظهر بشكل موثوق هذا النمط الظاهري للبنكرياس لا تزال نادرة في الأدبيات.
أحد الاعتبارات المنهجية المهمة في نمذجة السمنة البشرية هو توقيت إدخال HFD. تبدأ العديد من النماذج الحالية HFD خلال فترة الفطام ، مما قد يؤدي إلى تأثيرات برمجة التمثيل الغذائي التنموية المربكة التي لا تعكس بشكل كامل السمنة البشرية ، والتي تتطور بشكل أساسي بعد النمو. في المقابل ، تضع الدراسة الحالية بروتوكولا موحدا يتم فيه إدخال HFD بعد الفطام. يحاكي هذا النهج بشكل أكثر دقة المسار البشري المشترك لظهور السمنة في مرحلة البلوغ ، ويتجنب التكيفات الأيضية في وقت مبكر من الحياة ، وينتج عنه تقدم أكثر صلة من الناحية الفسيولوجية نحو التنكس الدهني في البنكرياس.
يوفر هذا البحث إطارا مفصلا وقابلا للتكرار لإنشاء نموذج فئران للسمنة يتميز بأمراض البنكرياس الدهنية البارزة. تتضمن المنهجية مرحلة التأقلم لمدة أسبوع واحد ، وفترة تحريض HFD لمدة 14 أسبوعا تبدأ بعد الفطام ، وحصاد الأنسجة المنتظم. تم وصف مسارين لمعالجة الأنسجة: التجميد المفاجئ للتحليلات الجزيئية (على سبيل المثال ، النشاف الغربي) وتثبيت التروية بارافورمالديهايد للتقييمات المورفولوجية (على سبيل المثال ، IHC ، H & E). يوفر هذا النموذج منصة قوية للتحقيقات الميكانيكية في الخلل الأيضي للبنكرياس المرتبط بالسمنة.
تعرف السمنة البسيطة بأنها السمنة التي توجد بشكل مستقل دون أمراض مصاحبة أخرى ، وتعزى في المقام الأول إلى اختلال توازن الطاقة الناتج عن أنماط الحياة غير الصحية ، مثل الأنماط الغذائية غير السليمة وعدم كفاية النشاط البدني1. تساهم السمنة بشكل كبير في زيادة معدل الإصابة بالأمراض غير المعدية بين السكان الأصغر سنا ، والتي تتميز بمعدلات انتشار عالية ، وبداية مبكرة ، ومضاعفات متعددة الأنظمة ، مما يضعها كتحد عالمي بالغ الأهمية للصحة العمومية2. البنكرياس الدهني هو حالة تتميز بترسب الدهون خارج الرحم في هذا العضو غير الدهني أثناء خلل التمثيل الغذائي. يعكس البنكرياس الدهني تفاعلا حاسما بين الأنسجة الدهنية والفيزيولوجيا المرضية للبنكرياس. يؤدي تراكم الدهون المفرطة في البنكرياس إلى إزاحة الأنسجة الطبيعية والأنسجة الجزرية ، مما يؤدي إلى ضعف وظيفي مزدوج في كل من قدرات الإفراجات والغدد الصماء3،4. تعطل هذه العملية المرضية نسب α / β الخلايا ، وتعزز عدم تمايز الخلايا β مع الفقدان اللاحق لوظيفة إفراز الأنسولين5 ، وتتوسط الضرر المباشر السام للدهون لخلايا β6. في الوقت نفسه ، يؤدي تكاثر الخلايا α وإفراز الأنسولين غير المنظم إلى تفاقم عدم استقرار نسبة السكر في الدم ، مما يسرع من التقدم إلى داء السكري من النوع 2 (T2DM) والمضاعفات المرتبطة به7.
يكشف التحقيق في التسبب في البنكرياس الدهني عن آليات جديدة وراء تطور مرض التمثيل الغذائي8. بينما أكدت أبحاث السمنة السابقة على التنكس الدهني الكبدي ، فإن الأدلة الناشئة تحدد ترسب دهون البنكرياس كحدث سابق في خلل التمثيل الغذائي9. يتيح هذا التحول النموذجي بناء نموذج أمراض ثنائي العضو للسمنة البسيطة ، ودمج التنكس الدهني البنكرياس والكبدي10. قد توضح دراسة الحديث المتبادل المسارات الحرجة عبر طيف المرض الذي يمتد عبر اضطراب التمثيل الغذائي للدهون والسمنة ومقاومة الأنسولين ومرض السكري ، مما يوفر رؤى جديدة حول آليات المرض11. في العملية المرضية للبنكرياس ، يكون المظهر الأولي هو ترسب كبير لدهون البنكرياس ، مصحوبا بتوسع كبير في الخلايا الشحمية في البنكرياس. لوحظ هذا في الغالب في الجانب البطني لمناطق رأس البنكرياس والرقبة والجسم ، ويقع بشكل أساسي داخل المناطق الخلالية بين خلايا الأسينار والجزير. في الوقت نفسه ، يوجد التهاب مزمن منخفض الدرجة في البنكرياس ، بينما تظل وظائف الغدد الصماء والإفرازات سليمة إلى حد كبير في هذه المرحلة12،13. يؤدي التسلل الدهني المكثف إلى إضعاف وظيفة خلايا β في البنكرياس من خلال السمية الدهنية ويثبط نشاط الأنسولين. خلال هذه المرحلة ، يتم استبدال الخلايا الأسينارية تدريجيا بالخلايا الشحمية ، مما يساهم في تطوير T2DM14،15. على الرغم من أن داء السكري ليس عامل خطر مستقل لسرطان البنكرياس ، إلا أن المرضى الذين لديهم تاريخ من التهاب البنكرياس الحاد والسكري يظهرون خطرا مرتفعا بشكل كبير للإصابة بسرطان البنكرياس16.
تحدد التحليلات التشريحية العيانية شدة التنكس الدهني في البنكرياس وأنماط التسلل ، بينما تميز تقييمات IHC على المستوى المجهري مورفولوجيا الخلايا الأسينارية ، وتحديد المواقع النووية ، وتكرار التفريغ ، وديناميكيات السكان الخلوية17. يتيح هذا النهج متعدد الوسائط ، الذي يمتد عبر الملاحظة التشريحية الإجمالية إلى IHC الخلوي الدقة ، التدريج الشامل لأمراض البنكرياس عبر تطور المرض. توضح الدراسة الحالية بالتفصيل بروتوكولا موحدا يشمل التأقلم لمدة أسبوع واحد ، وتحريض السمنة لمدة 14 أسبوعا في الفئران البالغة ، ومعالجة أنسجة البنكرياس المحسنة للتحليل المورفولوجي ، مما يؤسس إطارا قويا للتحقيق في الاضطرابات الأيضية المرتبطة بالتنكس الدهني.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تمت الموافقة على إجراء علاج من قبل لجنة أخلاقيات بجامعة نانجينغ للطب الصيني التقليدي (202006A016) وامتثل لإرشادات ARRIVE (أبحاث: الإبلاغ عن التجارب في الجسم الحي) ، والمبادئ التوجيهية الأخلاقية ، والإرشادات المتعلقة بتشغيل قانون (الإجراءات العلمية) لعام 1986 والمبادئ التوجيهية المرتبطة به ، وتوجيه الاتحاد الأوروبي 2010/63 لحماية المستخدمة للأغراض العلمية. تم تخدير جميع التجارب وفقا لإجراءات تخدير القوارض المعتمدة قبل التشريح. تم تنظيم الإجراء في ثلاثة مكونات متميزة.
1. إنشاء نموذج الفئران السمنة
| العنصر | المحتوى (جم / كجم) | العناصر الغذائية الرئيسية المقدمة |
| علف مسحوق عادي | 365 | الإمدادات الغذائية الأساسية من الكربوهيدرات والبروتينات النباتية والدهون ومجمعات الفيتامينات والمعادن وما إلى ذلك |
| شحم الخنزير | 310 | الأحماض الدهنية المشبعة والأحماض الدهنية غير المشبعة |
| الكازين | 250 | الأحماض الأمينية الأساسية |
| كولسترول | 10 | كولسترول |
| خليط السليلوز والمعادن | 60 | الألياف والكالسيوم والفوسفور والصوديوم ، إلخ |
| DL-الميثيونين الميثيونين / الأحماض الأمينية الميثيونين | 3 | الأحماض الأمينية الأساسية |
| خميرة | 1 | فيتامينات ب ، β جلوكان ، إلخ |
| كلوريد الصوديوم | 1 | كلوريد الصوديوم |
الجدول 1: تركيبة خاصة HFD لإنشاء DIO في نماذج الفئران. يوضح الجدول بالتفصيل التركيب المحدد ل HFD المستخدم في هذه الدراسة للمجموعة النموذجية ، والتي تم إعطاؤها من نهاية فترة التأقلم حتى جمع الأنسجة.
| العنصر | محتوى | وحدة |
| الرطوبه | 12.196 | % |
| البروتين الخام (CP٪) | 18.272 | % |
| الطاقة القابلة للهضم (DE) | 3.186 | مكالوري/كجم |
| الطاقة القابلة للتمثيل الغذائي (ME) | 2.939 | مكالوري/كجم |
| صافي الطاقة (NE) | 2.228 | مكالوري/كجم |
| مستخلص الأثير (EE٪) | 4.417 | % |
| الألياف الخام (CF٪) | 3.677 | % |
| الكالسيوم (الكالسيوم٪) | 0.991 | % |
| إجمالي الفوسفور | 0.681 | % |
| (إجمالي P٪) | ||
| الفوسفور غير النباتي | 0.19 | % |
| ملح | 0.407 | % |
| ليسين | 1.118 | % |
| يسين قابل للهضم | 0.813 | % |
| الميثيونين | 0.53 | % |
| ثريونين | 0.779 | % |
| تريبتوفان | 0.221 | % |
| النحاس (النحاس) | 22.06 | ملغ / كجم |
| الحديد (Fe) | 173.69 | ملغ / كجم |
| المنغنيز (مينيسوتا) | 102.1176 | ملغ / كجم |
| الزنك (Zn) | 60.3687 | ملغ / كجم |
الجدول 2: صيغة تغذية الصيانة القياسية في الفئران. يعرض الجدول صياغة تغذية الصيانة القياسية ، والتي تم توفيرها لجميع الفئران خلال مرحلة التأقلم وللمجموعة الضابطة طوال فترة الدراسة بأكملها.
2. حصاد الأنسجة
3. تلطيخ الكيمياء المناعية (IHC) للبنكرياس
4. تحليل النشاف الغربي (WB)
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
نصف بروتوكولا قابلا للتكرار لإنشاء نموذج بسيط للسمنة يظهر البنكرياس الدهني بشكل موثوق (الشكل 1). يتم تلخيص العملية برمتها ، من تغذية وجمع الأنسجة إلى التحقق الجزيئي اللاحق ، بشكل تخطيطي في الشكل 1. تم تسجيل التغيرات الأسبوعية في الوزن لمجموعة النموذج (ن = 5) والمجموعة الضابطة (ن = 5) ، ولم يكن هناك فرق معنوي في وزن المجموعتين قبل الرضاعة ب HFD. في حين أن وزن المجموعة النموذجية كان أعلى بكثير من وزن المجموعة الضابطة خلال نفس الفت...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
باعتبارها المحرك الأساسي لمتلازمة التمثيل الغذائي ، تمثل السمنة غير المعقدة المظهر الأولي لخلل التمثيل الغذائي للدهون الجهازية. بدون تدخل ، قد يتطور إلى T2DM ومضاعفات السكري الشديدة ، مما يؤكد ضرورة التصحيح الأيضي المبكر30. التنكس الدهني في البنكرياس (البنكرياس الدهني) ، وهو علامة مبكرة لترسب الدهون خارج الرحم في السمنة ، يعيد تعريف البنكرياس على أنه عضو دهني غير كلاسيكي ، مما يتحدى نموذج المحور الدهني الكبدي التقليدي. يوفر هذا التحول رؤى مهمة حول الحديث المتبادل ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ليس لدى المؤلفين تضارب في المصالح للإفصاح عنها.
تم دعم هذا العمل من قبل مشروع الورثة والمدربين من أجل وراثة الخبرة الأكاديمية للدفعة السابعة من خبراء الطب الصيني التقليدي الوطنيين المشهورين. المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، مشروع صندوق العلماء الشباب [المنحة رقم 82305376] ؛ مشروع دعم المواهب الشابة في مجال العلوم والتكنولوجيا في مقاطعة جيانغسو في عام 2024 [رقم المنحة JSTJ-2024-380].
تم إنتاج المخططات الانسيابية باستخدام FigDraw و Biorender.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| <قوي>مادي | |||
| أنبوب طرد مركزي دقيق بسعة 1.5 مل | شركة بايوشارب للهندسة الحيوية المحدودة | BS-15-M | WB |
| أنبوب تجميد بحجم 2 مل | LABSELECT | CV-002-200-EX | WB |
| أنبوب طحن 2 مل | شركة ووهان سيرفسبيو تكنولوجي المحدودة | HT-200-M | WB |
| 3٪ H2O2 | شركة بوستر إلكترونيكس تكنولوجي المحدودة | 20A23C | IHC |
| 4٪ بارافورمالديهيد | شركة بايوشارب للهندسة الحيوية المحدودة | BL539A | عملية تشريح البنكرياس بالتروية |
| حل BSA بنسبة 5٪ | بيوفروكس | 4240GR100 | IHC |
| أنبوب طرد مركزي بسعة 50 مل | شركة بايوشارب للهندسة الحيوية المحدودة | BS-500-M | حفظ الأنسجة |
| أكيويست ECL بلس، ريجنت أ | شركة نانجينغ جين إيزي للتكنولوجيا الحيوية المحدودة. | Q201220 | WB |
| أكيويست ECL بلس، ريجنت B | شركة نانجينغ جين إيزي للتكنولوجيا الحيوية المحدودة. | Q201220 | WB |
| الإيثانول اللامائي | شركة شنغهاي SCR-Biotech المحدودة. | 10009257 | IHC |
| IgG المضاد للأرانب، الأجسام المضادة المرتبطة ب HRP | Cell Signaling Technology.Inc, | 7074 | WB |
| كوكتيل مثبط بروتياز كومبليت | هوفمان-لا روش المحدودة | 82256300 | WB |
| غطاء الغطاء | شركة سيتوتست لابروير للتصنيع المحدودة | 10212450C | IHC |
| محلول DAB الكروموجيني | شركة بوستر إلكترونيكس تكنولوجي المحدودة | AR2017-1 | IHC |
| الملقط | شركة شنتشن للعلوم الحياتية ذات الدفع الرسمي، المحدودة. | SP0007-M | تشريح فأر SD |
| الشرائح الزجاجية | شركة سيتوتست لابروير للتصنيع المحدودة | 188105 | IHC |
| جرة تلوين زجاجية | شركة شنغهاي بيوتايم للتكنولوجيا الحيوية المحدودة. | FG010 | IHC |
| الهيماتوكسيلين | شركة شنغهاي بيوتايم للتكنولوجيا الحيوية المحدودة. | ST2067-20g | IHC |
| النظام الغذائي عالي الدهون | مختبر سوتشو شوانغشي لتقنية أعلاف الحيوانات المحدودة. | الجدول 1 | يتغذى على الحيوانات التجريبية |
| كحول حمض الهيدروكلوريك | شركة شنغهاي بيوتايم للتكنولوجيا الحيوية المحدودة. | C0163M | IHC |
| إيزوفلوران | شركة شنتشن للعلوم الحياتية ذات الدفع الرسمي، المحدودة. | R510-22-10 | الفئران المخدرة |
| الميثانول | بيوفروكس | 67-56-1 | WB |
| MOPS تشغيل المخزن السائل 20 مرة؛ | شركة نانجينغ جينسكريبت للتكنولوجيا الحيوية المحدودة؛ | C36842504 | WB |
| بلسم محايد | بكين سولاربيو للعلوم والطاقة الشمسية شركة تكنولوجي المحدودة | G8590 | IHC |
| راتنج محايد | شركة شنغهاي SCR-Biotech المحدودة. | G8590 | IHC |
| حل PBS | شركة جيانغسو كيجن للتكنولوجيا الحيوية المحدودة | KGL2206-500 | حفظ الأنسجة |
| مجموعة اختبار بروتين بيرس BCA | شركة ثيرمو فيشر العلمية، والتام، الولايات المتحدة الأمريكية. | ZB382867 | |
| مجموعة اختبار بروتين بيرس BCA | هيرمو فيشر للعلوم العلمية، والتام، الولايات المتحدة الأمريكية | ZB382867 | WB |
| كوكتيل مثبط البروتيازات | هوفمان-لا روش المحدودة | 82256300 | |
| غشاء PVDF (غشاء النقل من إيموبيلون-P، ميليبور، 0000380346) | ميرك ميليبور | 0000380346 | WB |
| مخزن تحليل RIPA | شركة بايوشارب للهندسة الحيوية المحدودة | BL504A، 70096436 | WB |
| SABC | شركة بوستر إلكترونيكس تكنولوجي المحدودة | 20C03A | IHC |
| المحلول الملحي | شركة شانشي شينغاو للأدوية الحيوانية المحدودة. | 270071460 | حفظ الأنسجة |
| ذكر SD Rats | شركة جيانغسو جيم فارماتيك المحدودة؛ | D000017 | الفئران |
| سترات الصوديوم | ميرك لايف ساينس | S1804 | IHC |
| تغذية الصيانة القياسية | مختبر سوتشو شوانغشي لتقنية أعلاف الحيوانات المحدودة. | الجدول 2 | يتغذى على الحيوانات التجريبية |
| تركيز التوازن على eBlot L2 5&x; | شركة نانجينغ جينسكريبت للتكنولوجيا الحيوية المحدودة؛ | C97212410 | WB |
| مركز النقل eBlot L2 5&0; | شركة نانجينغ جينسكريبت للتكنولوجيا الحيوية المحدودة؛ | C97211504 | WB |
| محلول ملحي مخزن تريس، بودرة | شركة بايوشارب للهندسة الحيوية المحدودة | BL602A | WB |
| 20 سنة | بيوفروكس | EZ681A3EA8 | WB |
| اليوريثان | شركة سيغما-ألدريتش المحدودة. | U2500-100G | الفئران المخدرة |
| الأجسام المضادة متعددة النسيلات فينكولين | مجموعة بروتين تيك، إنك، | 26520-1-AP | WB |
| إكسيلين | شركة نانجينغ للواشف | C0430530223 | IHC |
| يونغ بيج، بيس-تيرز، 10&تايمز؛ 8 | شركة نانجينغ جينسكريبت للتكنولوجيا الحيوية المحدودة؛ | C33152505 | WB |
| <قوي>معدات | |||
| جهاز التخدير | شركة شنتشن للعلوم الحياتية ذات الدفع الرسمي، المحدودة. | الطراز R5805 | الفئران المخدرة |
| بول ميل | شركة ريتش تكنولوجي GmbH - ميكروتراك | MM400 | WB |
| الطرد المركزي | إبندورف جنوب شرق | 5418R | WB |
| مجفف الأنسجة البيولوجي المحوسب | شركة تشجيانغ جينهوا كيدي للآلات الموسيقية. | SC2013-G-Kit | IHC |
| كاشفات التلألؤ الكيميائي المعزز (ECL) | تصوير فيلبر الحيوي | 00170961 | WB |
| ميكروتوم | شركة ثيرمو فيشر العلمية، والتام، الولايات المتحدة الأمريكية. | HM325 | IHC |
| الميكروويف | شركة شنغهاي بوكسون الصناعية المحدودة | 97000 | IHC |
| نظام تيترا ميني-بروتيان | مختبرات بيو-راد، إنك. | 1658004 | WB |
| الفرن | شركة شنغهاي جينغهونغ العلمية المحدودة | DNP-9082 | IHC |
| ماء نقي | شركة سيتشوان UPT ألترا-بيور تكنولوجي المحدودة. | أولوب-تيز | IHC |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission