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方法文章

一种小鼠垂直袖状胃切除术模型

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DOI:

10.3791/56534

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2017年12月18日

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本文内容

摘要

以下描述了在小鼠中进行垂直袖状胃切除术的操作过程。这是一种减重手术,需切除大约70%的胃组织。

摘要

减重手术(如垂直袖状胃切除术,VSG)是一种为减重目的而实施的胃肠道手术。目前,减重手术是治疗肥胖最有效的长期手段。除了减轻体重外,减重手术还能带来其他健康益处,例如2型糖尿病缓解、高血压缓解,以及降低某些类型癌症的发病风险。这些益处中超出减重本身的作用机制尚未完全阐明。因此,研究人员正在开发和验证减重手术的动物模型,以明确产生这些益处的机制,从而增进对胃肠道生理学的理解,并发现新的治疗靶点。在美国临床实践中,VSG已成为最常见的减重手术术式,因其在减轻体重和改善代谢方面效果显著,且操作较其他减重手术更为简便。为此,我们开发并验证了一种小鼠VSG模型。该小鼠VSG模型可重现人类VSG的多种效应,包括改善血糖和血压调节。该方法基于胃的游离、胃血管结扎,并沿胃大弯横断切除约70%的胃组织。我们已成功将该手术方案应用于多种基因修饰小鼠品系,以明确介导VSG益处的机制性因素。此外,该小鼠VSG模型还可与其他外科技术联合使用,以获得更深入的机制性认识。因此,这是一种简单且用途广泛的模型,可用于研究胃肠道生理学及减重手术带来的健康益处。

引言

随着全球肥胖流行病的持续加剧,减重手术因其作为治疗肥胖最有效的长期手段而日益普及1。遗憾的是,通过饮食和运动减重在长期效果上难以实现且相对无效2,3。减重手术(如垂直袖状胃切除术,VSG)是指通过对外胃肠道进行操作以达到减重目的的手术方式1,4。尽管减重是减重手术显著的结果之一,但该手术还能带来其他健康益处,例如改善肥胖相关合并症并延长寿命5。例如,减重手术可显著提高2型糖尿病和高血压的缓解率,并降低某些类型癌症终生发病风险1,6,7。值得注意的是,减重手术对2型糖尿病和高血压的缓解作用通常在术后不久即出现,早于体重下降的发生8,9。这表明,手术后观察到的健康益处中存在独立于体重变化的机制。目前已建立并广泛应用减重手术的动物模型,用于研究这些健康益处发生的潜在机制10<....

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方案

所有实验方案均已获得康奈尔大学机构动物护理和使用委员会的批准。

1. 术前准备

注意:研究小鼠通常采用C57BL饮食诱导肥胖背景,以使研究结果更贴近人类肥胖和胰岛素抵抗的实际情况。雄性和雌性小鼠均可按照后续步骤进行研究。

  1. 2个月大时,将小鼠置于45%或60%高脂饮食中喂养2个月(参见 材料表).
    注意:小鼠喂食高脂饮食以诱导肥胖和胰岛素抵抗表型。根据研究目标,高脂饮食喂养时间可适当缩短或延长。
  2. 继续喂养小鼠 随意摄取 直至手术。如果需要基线测量,在高脂饮食喂养7周后,禁食小鼠6小时或过夜,采集基线血液样本用于检测目标代谢物(例如, 葡萄糖
  3. 继续让小鼠维持高脂饮食,并在采血后给予一周恢复时间,随后进行假手术或袖状胃切除术(VSG)。将小鼠转为液体饮食(参见 材料表手术前4天
    注意:小鼠在手术前后需维持液体饮食,以清除消化道内的颗粒物质,避免影响愈合反应。
  4. 手术前对以下物品进行灭菌:铝箔、纱布、棉签、手术器械(止血钳、手术剪、虹膜剪、杜蒙特镊、带齿布朗-阿德森镊、灌胃针、微针驱动器、弹簧剪)。

2. 垂直袖状胃切除术与假手术操作

    ....

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结果

假手术和垂直袖状胃切除术(VSG)的操作过程如图1所示。图1A展示了假手术期间缝合线沿胃壁放置的位置,该位置也正是VSG手术中进行胃切割的部位。图1B展示了VSG手术后所保留的管状胃残余部分。

统计学与数据分析
数据以均值 ± 标准误表示。根据所示,采用带 Tukey 事后检验的方差分析(ANOVA)或学生 t 检验进行数据分析。当 P<0.05 时认为差异具有统计学显著性。

VSG 降低能量摄入和体重,并改善葡萄糖耐量
饲喂高脂饮食的雄性C57BL.......

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讨论

减重手术是治疗肥胖最有效的长期方法,并能带来其他健康益处,例如2型糖尿病和高血压的高缓解率1,9,15。减重手术的小鼠模型为揭示减重手术如何快速且显著改善肥胖相关合并症的机制提供了有力工具。此外,减重手术的小鼠模型也为研究肠道调控多种生理过程(如代谢、心血管功能和致癌作用)的基础生物学提供了新的研究范式10,11,12。

我们开发了一种小鼠垂直袖状胃切除术模型,用于研究减重手术改善肥胖相关合并症(如2型糖尿病和高血压)的机制10,11,12.......

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披露

作者声明无利益冲突,但Cummings博士获得了礼来公司(Eli Lilly and Company)的资助。

致谢

本研究得到了美国国立卫生研究院/国家癌症研究所(NIH/NCI)R21CA195002-01A1项目、康奈尔大学女性总统委员会以及纽约州立大学研究生多样性奖学金的支持。Cummings博士的实验室在项目期间还获得了康奈尔大学比较癌症生物学培训项目和礼来公司(Eli Lilly and Company)的资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
45% 高脂饮食Research DietsD12451
60% 高脂饮食Research DietsD12492
Boost雀巢160-67538浓郁巧克力味
6-0 缝合线EthiconZ432单丝可吸收/锥形
7-0 缝合线Covidien8866127-01单丝可吸收/锥形
棉签Fisherbrand23-400-118小号
棉签Fisherbrand233-400-101大号
纱布Various4×4 四层和 2×2 四层
铝箔Various
手术铺巾Various
0.9% 生理盐水溶液Various
LRSHospira170RX
聚维酮碘Various
酒精Various
眼药膏Paralube® Vet Ointment17033-211-38
组织粘合剂Vetbond1469SB
美洛昔康(Metacam)Boehringer Ingelheim141-2135 mg/ml
恩诺沙星Baytril08713254-18659922.7 mg/ml
细头止血钳Fine Science Tools13021-12
梅岑鲍姆剪刀Fine Science Tools14018-18
虹膜剪刀Fine Science Tools14058-09
杜蒙特镊子Fine Science Tools11251-20
有齿镊Fine Science Tools11020-12
灌胃针Fine Science Tools18060-20
微针驱动器Fine Science Tools12075-14
弹簧剪Fine Science Tools15396-00
胰岛素注射器Various
1 mL 注射器Various
20 mL 注射器Various
血糖仪(One Touch Ultra Mini)Lifescan70021208
多重胰岛素和 GLP-1 检测试剂盒Meso Scale DiscoveryK15171C-1
GraphPad Prism 6.00GraphPad Software
NestletsAncareNES3600

参考文献

  1. Buchwald, H., et al. Bariatric surgery: a systematic review and meta-analysis. JAMA. 292 (14), 1724-1737 (2004).
  2. Wadden, T. A., Butryn, M. L., Byrne, K. J. Efficacy of lifestyle modification for long-term weight control. Obes Res. 12, Suppl . 151s-162s (2004).
  3. Yanovski, S. Z., Yanovski, J. A.

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重印与许可

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