小鼠袖状胃切除术与改良Roux-en-Y胃旁路术的技术方法

摘要

减重手术是减轻体重以及与病态性肥胖常伴随的致命性代谢并发症（如糖尿病、肥胖和血脂异常）的最有效方法。减重手术的小鼠模型为解析这些手术对糖尿病、高血压和血脂异常产生有益作用的分子机制提供了独特而重要的研究工具。

摘要

肥胖是一个重大的公共卫生问题，在欧洲，男性患病率为4%至28%，女性为6.2%至36.5%（2003年至2008年数据）。病态性肥胖常伴随多种代谢并发症，如2型糖尿病、高血压和血脂异常，从而降低预期寿命和生活质量。由于目前尚无有效的非侵入性治疗方法，减重手术成为病态性肥胖患者（体重指数（BMI）>40 kg/m²）有价值的治疗选择，可实现长期、持续的体重减轻，并改善代谢并发症。然而，减重手术产生持续有益效果所依赖的细胞与分子机制尚未完全阐明。由于存在大量可用的基因修饰小鼠品系，小鼠模型成为研究减重手术多种有益效应背后分子机制最便捷的动物模型。本文详细描述了在小鼠中实施两种最常用减重手术——袖状胃切除术和改良Roux-en-Y胃旁路术——的优化医疗方法和手术操作流程。解析减重手术治疗效应背后的分子机制，有望为发现新的治疗靶点提供可能。

引言

肥胖症和糖尿病在全球范围内的流行具有极其严重的危害。全球有超过二十亿成年人（占人口总数的30%）超重（BMI >25 kg/m²）或肥胖（BMI >30 kg/m²）¹。这种情况常伴随代谢性并发症，例如2型糖尿病、高血压和血脂异常，从而导致发病率和死亡率上升。肥胖会增加总体死亡风险以及癌症的患病率²。由于目前缺乏任何有效的非侵入性治疗方法，减重手术是唯一能够实现长期、持续减重的治疗选择^3,4。目前已开发出多种不同的手术方式，其中袖状胃切除术（SG）和Roux-en-Y胃旁路术（RYGB）是临床实践中最常用的两种术式。在SG手术中，约80%的初始胃容量被切除，因此该技术属于限制性手术，可增强饱腹感。RYGB则属于限制性-吸收不良型技术，在手术过程中创建一个微小的胃囊（约为总胃容量的1–2%），并将肠道重新排列为Y形结构，从而延缓消化过程及营养物质的吸收。这两种技术均可显著减轻体重，并普遍改善常伴随的共病情况（例如，高血压、2型糖尿病和血脂异常）³，其中RYGB的效果更为显著。然而，减重手术产生多种有益效应背后的分子机制往往尚未完全阐明。由于存在大量可用的基因修饰小鼠品系，小鼠模型成为研究这些分子机制....

方案

动物与饲养：获取8周龄的C57Bl/6雄性小鼠。在10周龄时，给予C57Bl/6小鼠自由饮水，并喂食高脂饮食（DIO饮食：35% kcal来自脂肪，25.8%酪蛋白，1.30% AIN矿物质，1.30%维生素，1.70%磷酸二钙，0.7%碳酸钙，2.10%柠檬酸钾，0.026%酒石酸胆碱，8.9%蔗糖，0.384%胱氨酸，6.5%纤维素，31.7%猪油，3.3%大豆油，16.29%麦芽糊精），持续8周（SG组）或14周（RYGB组），之后进行减重手术。为促进体重增加，对分配至RYGB手术组（假手术组）的小鼠 & RYGB）水，其中含有20%（w/v）果糖，并同时提供高脂饮食。

伦理声明：下述所有实验步骤均遵循卢瓦尔河地区动物实验伦理委员会（Ethics Committee for Animal Experimentation of Pays de la Loire）批准编号01953.01的指导方针。

1. 一般术前准备

1. 手术前使小鼠禁食6小时。术前3天给予凝胶饮食，术前1天 exclusively 给予凝胶饮食。在麻醉舱中使用5%异氟烷（0.4 L/min）和O₂ （氧气；0.4 升/分钟）。进行足趾夹捏测试以确认麻醉效果。给予镇痛剂（0.1 毫克/千克布托啡诺）、抗生素（10 毫克/千克马波沙星）和促动力药（1 毫克/千克甲氧氯普胺） 通过 皮下....

结果

一般条件

SG 手术的平均手术时间为 49.3 ± 1.5 分钟。我们切除了 62.8 ± 5.0 mg 的胃组织，约占胃总量的 80%。所有小鼠在手术期间及术后七天内均未死亡。1 只小鼠（7.1%）在术后第 11 天死亡^th 术后当天因胃内异物（胃石）引起的胃梗阻。

RYGB 手术的平均手术时间为 89.1 ± 2.8 分钟。RYGB 术后的死亡率显著更高（假手术组：25% 对比 RYGB 组：66.6%；p = 0.038）。术后死亡的主要原因为吻合口漏（n = 8）、吻合口狭窄（n = 5）、麻醉并发症（n = 4）以及术后出血（n = 2）。我们还观察到两例长期死亡，原因是胃肠道吻合口狭窄导致慢性梗阻和营养不良。如图3.......

讨论

为了应对日益严重的肥胖流行问题，美国在20世纪60年代首次出现了减重外科手术。自那时起，全球每年实施的此类手术数量持续增加，如今这些技术已成为治疗病态肥胖最有效的治疗选择⁶。在已开发的手术方法中，袖状胃切除术（SG）和Roux-en-Y胃旁路术（RYGB）是临床实践中应用最广泛的两种方法⁴。动物模型，尤其是啮齿类动物，已被用于解析减重手术后观察到的整体健康状况改善背后的机制。

为了阐明维持减重手术有益代谢效应的分子机制，我们建立了两种小鼠减重手术模型：常被定义为限制性技术的袖状胃切除术（SG），以及被描述为兼具限制性和吸收不良性作用的胃旁路术（RYGB）。实施这些小鼠减重手术需要具备显微外科经验。这些模型由一名擅长动物手术的技术员和一名人体内脏外科医生共同完成。根据经验，需要经过手术培训，才能使RYGB术后存活率超过75%。掌握SG所需时间较短，学习曲线较平缓，死亡率约为5%。相比之下，RYGB是一种更为复杂的技术，需要6至8周的培训才能达到可接受的术后存活率。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
药物
高脂饮食	DIO 饮食	Safe
异氟烷	Forane	Baxter
丁丙诺啡	Buprecare	Animalcare
马波沙星	Marbocyl	Vetoquinol
柠檬酸铁铵，维生素 PP-B12	Fercobsang	Vetoquinol
维生素 A-D3-E-K-B	Vita Rongeur	Virbac
NaCl 0.9%	NaCl 0,9%
聚维酮溶液	Betadine Scrub	Betadine
聚维酮溶液	Betadine Solution	Betadine
Carboptol 980 NF	Ocrygel	TVM
名称	货号	公司	备注
缝合线
Prolene®	8.0, 6.5 mm	Ethicon
Prolene®	5.0, 13 mm	Ethicon
名称	货号	公司	备注
手术器械
剪刀		FST
持针器	Olsen-Hegar	FST
显微剪刀	Vannas	FST
显微镊子	Graefe	FST
弯头显微镊子	Graefe	FST
弯头显微持针器	Castroviejo	FST
止血胶原敷料	Pangen	Urgo
吸水垫		VWR
名称	货号	公司	备注
专用设备
血液分析系统	Hemavet 950FS	Hemavet
血糖试纸和血糖仪	One touch Verio	Life scan
体视显微镜	MZ6	Leica