Name: 肠胃蠕动监视器（GIMM） (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-01T17:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 15 s
Description: 学习使用肠胃蠕动监视器（GIMM）评估豚鼠远端结肠推进性蠕动的方法。该技术通过视频记录和时空图谱分析，定量研究药物化合物对结肠运动模式的影响，为胃肠道生理学研究提供可靠工具。

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1. GIMM 用结肠组织的制备
<ol>
<li> 为准备用于胃肠道动力监测仪（GIMM）的远端结肠组织段，首先将分离的结肠置于冰冻的Krebs溶液（121 mM NaCl, 5.9 mM KCl, 2.5 mM CaCl₂, 1.2 mM MgCl₂, 11.5 mM glucose, 15.5 mM NaHCO₃）中。2，1.2 mM MgCl2，25 mM NaHCO₃3，1.2 mM NaH2PO4，以及 8 mM 葡萄糖；用 95% O₂ 气体饱和2/5%CO₂2）。清除外壁残留的肠系膜，并在口腔端做一小切口，以便放入器官浴时易于辨认。注意：组织可在冰浴的克雷布斯液中保存最多2小时，然后再进行实验。</li>
<li>接下来，将流入和流出导管置于器官浴槽中，使其位于摄像视野之外，以避免干扰图像采集。持续用预热的（37°C) 氧合（95% O₂，5% CO₂）2) 以10 ml/min的流速灌注Kreb's溶液。</li>
<li>在记录口腔端与肛门端的前提下，将远端结肠的一段（至少5 cm）两端分别固定于器官浴槽中，保持轻微松弛，使肠段中段可自由移动达1 cm。口腔端应朝向研究人员，以便于放置粪便颗粒。在同一组实验中，每次实验的结肠段均应由同一研究人员以相同方式固定，因为肠段的长度和张力会影响推进性运动的速度，其中纵向拉伸会降低传输速率（Dickson 等, 2007).</li>
<li>让制备物平衡至少30 min。</li>
</ol>
2. 设置GIMM与数据采集
<ol>
<li>在GIMM系统中，灌流室内的结肠节段从下方进行照明。一台与计算机连接的数字摄像机位于灌流室上方。确保光源和GIMM软件均已开启。</li>
<li>在GIMM软件中设置新实验后，通过将一个环氧树脂包被的粪便颗粒插入结肠节段的口腔端以启动蠕动，从而开始第一次试验。单击计算机上的摄像机切换开关以打开摄像机，然后单击录制按钮开始记录。视频摄像机记录颗粒向肛门方向的运动，数字视频存储在计算机中以供后续分析。当颗粒到达结肠节段末端时，单击录制按钮停止记录。</li>
<li>为获得推进速率的对照值，使用来自健康动物的结肠节段，并且不施加任何药物。在单个组织制备中进行3-5次试验，每次试验之间留出5分钟的恢复期。</li>
<li>为确定特定条件或药物对结肠运动功能的影响，每种实验条件下对每个组织制备进行3-5次试验。此外，每项实验至少应在来自五只不同动物的五个不同结肠组织上进行。</li>
<li>在数字视频的分析中，粪便颗粒推进速率计算为颗粒通过结肠节段X cm所需的时间。</li>
</ol>
3. 时空图谱的构建
<ol>
<li>通过定制的 GIMM 软件，可将单次 GIMM 运行获取的数字视频转换为时空图。</li>
<li>在横轴上，通过将每帧视频中的结肠图像转换为轮廓，并沿整个长度计算并转换直径为灰度值，来绘制结肠直径随时间的变化。最终结果是，粪便颗粒和舒张区域呈现黑色，而收缩区域呈现白色。</li>
<li>粪便颗粒在结肠节段中移动的距离由纵轴表示。</li>
</ol>
4. 代表性时空图
<ol>
<li>图中所示为在不同实验条件下结肠节段内粪丸运动的代表性时空图。纵轴（y轴）表示粪丸随时间变化的位置，横轴（x轴）表示粪丸在结肠节段中推进的距离。 <img src="/files/ftp_upload/2435/2435fig1.jpg" alt="电泳过程示意图，显示正常、停止和受阻导线状态。" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图1"> </li>
<li>在对照组结肠（未经处理、正常）的时空图中，粪丸以约 2 mm/sec 的速率线性推进。相比之下，给予某些药物或结肠发生炎症可导致运动模式紊乱，例如运动停止或推进受阻。</li>
<li>GIMM 的结果也可用图形表示，其中纵轴表示粪丸行进的距离（单位：毫米），横轴表示时间（单位：秒）。例如，给予DAMGO（D-Ala2, N-Me-Phe4, Gly-ol5）——一种阿片μ受体激动剂——可导致结肠推进性运动减弱。</li>
</ol>

<ol><li>Bayliss, W. M., Starling, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+movements+and+innervation+of+the+small+intestine%5BTitle%5D)+AND+%22J+of+Physiol+%28Lond%29%22%5BJournal%5D)">The movements and innervation of the small intestine.</a> J of Physiol (Lond). 24, 99-143 Forthcoming.</li>
<li>Dickson, E. J., Spencer, N. J., Hennig, G. W., Bayguinov, P. O., Ren, J., Heredia, D. J., Smith, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+enteric+occult+reflex+underlies+accommodation+and+slow+transit+in+the+distal+large+bowel%5BTitle%5D)+AND+%22Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">An enteric occult reflex underlies accommodation and slow transit in the distal large bowel.</a> Gastroenterology. 132, 1912-1924 (2007).</li>
<li>Foxx-Orenstein, A. E., Jin, J. G., Grider, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((5-HT4+receptor+agonists+and+delta-opioid+receptor+antagonists+act+synergistically+to+stimulate+colonic+propulsion%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">5-HT4 receptor agonists and delta-opioid receptor antagonists act synergistically to stimulate colonic propulsion.</a> Am J Physiol. 275, 979-983 (1998).</li>
<li>Grider, J. R., Foxx-Orenstein, A. E., Jin, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((5-Hydroxytryptamine4+receptor+agonists+initiate+the+peristaltic+reflex+in+human%2C+rat%2C+and+guinea+pig+intestine%5BTitle%5D)+AND+%22Gastroenterology%22%5BJournal%5D)">5-Hydroxytryptamine4 receptor agonists initiate the peristaltic reflex in human, rat, and guinea pig intestine.</a> Gastroenterology. 115, 370-380 (1998).</li>
<li>Kadowaki, M., Wade, P. R., Gershon, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Participation+of+5-HT3%2C+5-HT4%2C+and+nicotinic+receptors+in+the+peristaltic+reflex+of+guinea+pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Participation of 5-HT3, 5-HT4, and nicotinic receptors in the peristaltic reflex of guinea pig distal colon.</a> Am J Physiol. 271, 849-857 (1996).</li>
<li>Krauter, E. M., Strong, D. S., Brooks, E. M., Linden, D. R., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+colonic+motility+and+the+electrophysiological+properties+of+myenteric+neurons+persist+following+recovery+from+trinitrobenzene+sulfonic+acid+colitis+in+the+guinea+pig%5BTitle%5D)+AND+%22Neurogastroenterol+Motil%22%5BJournal%5D)">Changes in colonic motility and the electrophysiological properties of myenteric neurons persist following recovery from trinitrobenzene sulfonic acid colitis in the guinea pig.</a> Neurogastroenterol Motil. 19, 990-1000 (2007).</li>
<li>Langley, J. N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLangley%2C+JN+%22The+Autonomic+Nervous+System%22">The Autonomic Nervous System</a>. , Heffer. Cambridge, UK. (1921).</li>
<li>Linden, D. R., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+excitability+of+myenteric+AH+neurones+in+the+inflamed+guinea-pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Enhanced excitability of myenteric AH neurones in the inflamed guinea-pig distal colon.</a> J Physiol. 547, 589-601 (2003).</li>
<li>Linden, D. R., Sharkey, K. A., Ho, W., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cyclooxygenase-2+contributes+to+dysmotility+and+enhanced+excitability+of+myenteric+AH+neurones+in+the+inflamed+guinea+pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Cyclooxygenase-2 contributes to dysmotility and enhanced excitability of myenteric AH neurones in the inflamed guinea pig distal colon.</a> J Physiol. 557, 191-205 (2004).</li>
<li>Linden, D. R., Chen, J. X., Gershon, M. D., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serotonin+availability+is+increased+in+mucosa+of+guinea+pigs+with+TNBS-induced+colitis%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Gastrointest+Liver+Physiol%22%5BJournal%5D)">Serotonin availability is increased in mucosa of guinea pigs with TNBS-induced colitis.</a> Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 285, 207-216 (2003).</li>
<li>Linden, D. R., Couvrette, J. M., Ciolino, A., McQuoid, C., Blaszyk, H., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Indiscriminate+loss+of+myenteric+neurones+in+the+TNBS-inflamed+guinea-pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22Neurogastroenterol+Motil%22%5BJournal%5D)">Indiscriminate loss of myenteric neurones in the TNBS-inflamed guinea-pig distal colon.</a> Neurogastroenterol Motil. 17, 751-760 (2005).</li>
<li>Lomax, A. E., Mawe, G. M., Sharkey, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synaptic+facilitation+and+enhanced+neuronal+excitability+in+the+submucosal+plexus+during+experimental+colitis+in+guinea-pig%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Synaptic facilitation and enhanced neuronal excitability in the submucosal plexus during experimental colitis in guinea-pig.</a> J Physiol. 564, 863-875 (2005).</li>
<li>Lomax, A. E., O'Hara, J. R., Hyland, N. P., Mawe, G. M., Sharkey, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Persistent+alterations+to+enteric+neural+signaling+in+the+guinea+pig+colon+following+the+resolution+of+colitis%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Gastrointest+Liver+Physiol%22%5BJournal%5D)">Persistent alterations to enteric neural signaling in the guinea pig colon following the resolution of colitis.</a> Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 292, 482-491 (2007).</li>
<li>Strong, D. S., Cornbrooks, C. F., Roberts, J. A., Hoffman, J. M., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Purinergic+neuromuscular+transmission+is+selectively+attenuated+in+ulcerated+regions+of+inflamed+guinea+pig+distal+colon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Purinergic neuromuscular transmission is selectively attenuated in ulcerated regions of inflamed guinea pig distal colon.</a> J Physiol. 588, 847-859 (2010).</li>
<li>Wade, P. R., Chen, J., Jaffe, B., Kassem, I. S., Blakely, R. D., Gershon, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Localization+and+function+of+a+5-HT+transporter+in+crypt+epithelia+of+the+gastrointestinal+tract%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Localization and function of a 5-HT transporter in crypt epithelia of the gastrointestinal tract.</a> J Neurosci. 16, 2352-2364 (1996).</li>
<li>Wood, M. J., Hyman, N. H., Mawe, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effects+of+Daikenchuto+%28DKT%29+on+Propulsive+Motility+in+the+Colon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Surg+Res%22%5BJournal%5D)">The Effects of Daikenchuto (DKT) on Propulsive Motility in the Colon.</a> J Surg Res. , (2009).</li>
</ol>

本视频的制作由 Catamount Research and Development, Inc 赞助，该公司生产了本文所用的仪器。

由贝利斯和斯塔林在一个多世纪前首次描述了胃肠道中神经介导的推进性运动（Bayliss and Starling, 1899）。这一发现促使人们将肠道神经称为肠神经系统（ENS），即自主神经系统的一个独立分支（Langley, 1921）。神经源性肠道蠕动涉及在某一特定部位发生的牵张和/或黏膜刺激，并在刺激点上方或口腔侧引发反射性收缩，同时在肛门侧产生舒张。其结果是形成一个压力梯度，推动肠腔内容物从口腔侧向肛门侧移动。在多种物种的小肠以及大鼠的大肠中，可通过向肠段肠腔内灌注液体来诱发蠕动收缩波。在豚鼠远端结肠中，可将天然或人工粪便颗粒插入结肠的口腔端，并可轻松监测其在结肠节段中的推进过程。因此，豚鼠远端结肠为研究肠道推进性运动提供了一种简单而有效的检测方法。
蠕动是一种复杂的神经反射，涉及多种神经活性物质和受体。因此，影响肠神经系统（ENS）神经传递的化合物会改变推进性运动的速率。5-羟色胺主要由肠黏膜中的肠嗜铬细胞释放，参与启动蠕动反射。利用豚鼠远端结肠，Grider 及其同事证明，腔内给予 5-HT4 受体激动剂可增强推进性运动（Foxx-Orenstein 等., 1998；Grider 等., 1998），而浴槽中应用 5-HT3 和 5-HT4 受体拮抗剂则会降低推进速率（Kadowaki 等., 1996；Linden 等., 2003b）。此外，使用选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRIs）阻断5-羟色胺转运体在低浓度时可增加蠕动，但在高浓度时反而减少蠕动，这可能是由于5-HT受体脱敏所致（Kadowaki 等., 1996；Wade 等., 1996）。其他参与豚鼠推进性运动的信号分子包括作用于烟碱型受体的乙酰胆碱，后者是肠道中间神经元信号传递的主要介质。使用烟碱型受体拮抗剂六甲铵阻断突触传递在高浓度时可减缓粪丸推进，而较低浓度则不影响推进速率（Kadowaki 等., 1996）。阿片类物质及阿片受体激动剂长期以来已知对胃肠道运动具有抑制作用，在豚鼠推进性运动模型中可降低粪丸推进速度（Foxx-Orenstein 等., 1998；Wood 等., 2009）。有趣的是，大建中汤（daikenchuto）是一种在日本临床上用于治疗呕吐、胃痛和运动功能紊乱的传统草药制剂，当其与阿片受体拮抗剂纳洛酮联合使用时可降低粪丸推进速率，单独使用时则引起逆向蠕动（Wood 等., 2009）。这些发现表明，豚鼠推进性运动模型在评估各种化合物及其受体对结肠运动模式影响方面的有效性。
多项研究表明，炎症会导致结肠神经元的电学特性和突触特性发生改变（Linden et al., 2003a；Lomax et al., 2005），并且这些改变在炎症恢复后仍可持续数周（Krauter et al., 2007；Lomax et al., 2007）。利用GIMM系统可在豚鼠远端结肠中研究结肠炎诱导的神经可塑性变化对推进性运动功能的影响。相比传统监测结肠运动的方法——即仅通过测量粪便颗粒移动一定距离所需时间来评估推进性运动功能，该系统具有多项优势。以往关于结肠炎症诱导神经可塑性的研究显示，颗粒推进速度有所下降（Linden et al., 2003a；Linden et al., 2005），但近期采用GIMM系统的研究揭示了更为复杂的变化（Strong et al., 2010）。例如，在远端结肠炎症区域发生溃疡的部位，颗粒推进速率降低，而在邻近区域运动功能反而加快，这一现象是早期“秒表法”未能发现的。其他研究还表明，在炎症活动期出现的运动功能障碍可通过抑制COX-2得以恢复（Linden et al., 2004），但在炎症消退后仍持续存在的运动功能改变则对COX-2抑制不敏感（Krauter et al., 2007）。此外，在这些较新的研究中，GIMM系统生成的时空图谱揭示出一种逐步推进的结肠运动模式，该模式在炎症后动物中被观察到，并有助于解释推进速率降低的现象。
总之，豚鼠远端结肠推进性运动测定法是一种高通量检测手段，可用于评估受试化合物及病理状态对结肠运动功能的影响。此外，GIMM 系统为评估结肠推进性运动提供了一种简单直接的方法。 体外它能够连续测量颗粒推进情况，并生成时空图以研究自发性活动模式。与传统方法相比，该方法还能产生更复杂的可量化现象，且由于数据以数字文件形式保存在系统中并易于访问，可进行多种方式的重复分析。

<table><tbody><tr><td>克雷布斯液&amp;rsquo;</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>异氟烷</td><td>麻醉剂</td><td>Webster Veterinary</td><td></td><td></td></tr><tr><td>环氧树脂涂层粪便颗粒</td><td></td><td></td><td></td><td>天然豚鼠粪便颗粒，经干燥后用环氧树脂（黑色指甲油）包被</td></tr><tr><td>镊子</td><td></td><td>Fine Science Tools</td><td></td><td></td></tr><tr><td>显微剪刀</td><td></td><td>Fine Science Tools</td><td></td><td></td></tr><tr><td>不锈钢针</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>烧杯</td><td></td><td></td><td></td><td>500 mL</td></tr><tr><td>气体钢瓶</td><td></td><td></td><td></td><td>95% O&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;/5% CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td></tr><tr><td>计时器</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>胃肠道动力监测仪</td><td></td><td>Catamount Research and Development</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.catamountresearch.com/products/gimm.htm">http://www.catamountresearch.com/products/gimm.htm&lt;/a&gt;</td></tr></tbody></table>

胃肠道动力监测仪（gimm）

Gastrointestinal Motility Monitor (GIMM)

胃肠道动力监测仪（GIMM；Catamount Research and Development；美国佛蒙特州圣奥尔本斯）是一种 体外 用于监测豚鼠远端结肠离体节段推进性运动的系统。该完整系统包括计算机、视频摄像机、带照明的器官浴槽、蠕动式加热循环水泵以及定制的GIMM软件，用于记录和分析数据。与传统的结肠蠕动监测方法相比，GIMM系统可实现对运动功能的连续、定量评估。将豚鼠远端结肠置于温热且充氧的Krebs溶液中，从口腔端插入粪便颗粒后，其沿结肠节段推进的速度约为2 mm/sec。系统可采集粪便颗粒移动过程的视频片段，并利用GIMM软件追踪粪便颗粒的运动进程。可获取整个结肠节段或任意特定感兴趣区域的推进性运动速率。除分析食团诱导的运动模式外，还可基于采集的视频片段构建时空图，以评估自发性运动活动模式。该系统的应用包括药理学评价受体激动剂和拮抗剂对推进性运动的影响，以及评估由炎症或应激等病理生理状态引起的运动功能改变。采用GIMM系统的豚鼠远端结肠推进性运动检测方法操作简便，易于掌握，为评估推进性运动提供了一种可靠且可重复的技术手段。

利用胃肠道动力监测仪（GIMM）评估豚鼠远端结肠的结肠动力，是一种简单易学的方法，可用于定量评估胃肠道的推进性动力。

胃肠道动力监测仪（GIMM）

胃肠道动力监测系统（GIMM；Catamount Research and Development；St. Albans, VT）是一种用于监测推进性运动功能的体外系统……

胃肠道动力监测仪提供了一种简单且可重复的方法，用于监测离体豚鼠远端结肠节段的推进性运动。该操作首先从动物体内取出结肠，并将其置于温热的含氧克雷布斯（Krebs）溶液中浸泡。随后将粪便颗粒插入结肠的口端，并推动其沿结肠节段移动，同时进行视频记录。记录粪便颗粒在肠段中的推进过程，并由软件追踪粪便颗粒的移动情况。除了分析推进性运动的速率外，还可根据采集的视频片段构建时空图，以评估自发性运动活动的模式。最终，该系统可用于确定药物化合物对推进性运动模式的影响，以及评估由病理生理状况引起的改变。与传统的结肠运动功能监测方法相比，胃肠道运动监测系统的主要优势在于能够对粪便推进进行连续的定量评估。此外，每次实验的数字视频都会被保存在系统中，可根据需要重新分析。该方法有助于回答胃肠生理学领域的一些关键问题，例如通过评估受体激动剂或拮抗剂对粪便推进的影响，研究各种神经递质系统在结肠运动中的作用，以及探讨应激或炎症等条件对推进性运动模式的影响。为胃肠道动力监测准备一段远端结肠时，将分离的豚鼠结肠置于冰上。在冰冷的克雷布斯液中，于结肠口端做一小切口，以便后续将结肠放入器官浴时能够辨认方向。组织可在冰冻的克雷布斯溶液中保存最多两小时，然后进行实验。在大鼠和小鼠肠道中尝试使用该方法时，收效有限，而豚鼠结肠则可获得稳定一致的结果。准备开始实验时，将结肠转移至器官浴槽中。下一步通常是实验人员面临的最大挑战。对于该技术新手而言，在器官浴中固定结肠节段时必须施加适当张力。因为标本所受张力程度可能通过激活牵张反射而影响其运动功能。因此，在同一组实验中，每次实验的结肠节段均应由同一名研究人员以相同方式固定。在记录口腔端与肛门端的同时，将远端结肠两端各至少五厘米长的肠段固定在器官浴槽中，留出少量松弛度，使肠段中段可自由移动达一厘米。固定结肠后，清除肠壁外层残留的浆膜组织，以免干扰自动追踪软件的运行。胃肠道运动监测系统由一个灌流室组成，灌流室下方有光源照明，上方放置一台数字摄像机；该系统还包括计算机、蠕动泵以及加热循环水泵，这些泵通过管道连接至器官浴槽的流入和流出通道，以每分钟10毫升的流速持续向器官浴槽灌注37摄氏度预充氧的克雷布斯（Krebs）溶液。应将结肠的口腔端（以先前做好的切口为标记）朝向研究人员，以便于放置粪便颗粒。在数据采集前，让制备样本平衡至少30分钟。通常在此期间会排出天然粪便颗粒。为准备胃肠道动力监测仪进行数据采集，首先打开光源照明系统，然后启动定制软件并在应用程序中设置新实验。使用来自健康动物的结肠节段，并且不施加任何药物，以获得粪便颗粒推进速率的对照值。由于结肠段在器官浴中升温期间张力可能发生变化，需重新调整结肠段，以维持所需的松紧度。结肠中段应能自由移动约一厘米，根据需要修剪掉多余的组织。在新实验中双击某次试验，并通过点击切换开关打开相机。首先将一个涂有环氧树脂的粪便颗粒插入结肠节段的口腔端。为启动蠕动，点击计算机上的记录按钮开始记录。视频摄像机记录颗粒向肛门方向的运动，数字录像将存储在计算机中以供后续分析。当团块到达结肠节段末端时，点击记录开关以停止记录。每次制备进行三到五次试验，每次试验之间留出五分钟的恢复期。为确定特定条件或药物对结肠运动功能的影响，每种实验条件下每次制备均需进行三到五次试验。此外，每项实验应在至少五只不同动物的至少五段不同结肠上进行。粪便颗粒推进速率的计算方法为：粪便颗粒通过结肠段 X 厘米所需的时间。结果以时间-距离图表示，其中 Y 轴代表粪便颗粒行进的距离（单位为毫米），X 轴代表时间（单位为秒）。如本对照结肠示例所示，粪便颗粒以每秒约两毫米的速率呈线性推进。所得数据可导出为文本文件，以便在 Excel 中进行进一步分析。与对照组相比，某些药物的给药或结肠炎症可导致运动模式紊乱，例如运动停止或运动受阻。通过定制软件，可将单次实验获取的数字视频转换为时空图，以评估自发运动活动模式，或在横轴上直观评估粪便颗粒的推进情况。通过将每个视频帧中的结肠图像转换为轮廓，并沿其全长计算并转换为灰度值，从而绘制出结肠直径随时间的变化。最终结果在时空图中表现为：松弛区域的粪便颗粒呈黑色，而收缩区域则呈白色，如对照组结肠的时空图所示。Y轴表示粪便颗粒随时间推移的位置变化。尽管横轴表示结肠段中食糜推进距离相对于对照组的变化，这些时空图谱显示了由于给予某些药物或结肠发生炎症所导致的运动停滞与阻塞。通过这一进展，我们现在能够评估结肠某一段内的运动情况，而不仅仅是测定整个结肠段的推进速度，同时还能在同一实验标本中评估自发性活动。经过培训后，采用这一技术的简单操作流程约需两小时即可完成，且在同一天内可对多只动物进行研究。其他体外方法，例如电生理记录，也可在相同组织上进行。

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科研

JoVE Journal

Biology

生物学

肠胃蠕动监视器（GIMM）

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微型双元件应变计的制备与植入用于测量 体内 啮齿类动物的胃肠道收缩

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本方案详细描述了一种针对年轻 RAC1/CED-10 突变型 Caenorhabditis elegans...

评估胃肠道蠕动功能 秀丽隐杆线虫 RAC1/CED-10 突变体作为研究早期帕金森病的工具

我们利用一种新型的基于琼脂糖凝胶的微流控装置，证明了表皮生长因子受体（EGFR）的过表达可增强神经干细胞（NSCs）的迁移能力。该技术可轻松适用于其他哺乳动物细胞系统，特别是在细胞来源稀少（如人神经干细胞）且实验周期至关重要的情况下。...

利用基于琼脂糖凝胶的微流控装置评估神经干细胞迁移能力

本文介绍了一种利用小鼠气管可视化并定量纤毛运动及纤毛驱动流的简便且可靠的技术。该技术可经修改后用于确定多种因素对纤毛运动的影响，包括药理学试剂、遗传因素、环境暴露，以及黏液负荷等机械因素。...

ex vivo 法对啮齿类动物气道上皮纤毛运动进行高分辨率成像

学习使用肠胃蠕动监视器（GIMM）评估豚鼠远端结肠推进性蠕动的方法。该技术通过视频记录和时空图谱分析，定量研究药物化合物对结肠运动模式的影响，为胃肠道生理学研究提供可靠工具。

胃肠道动力监测仪（GIMM）

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