Name: Prélèvement sanguin séquentiel de la veine cave inférieure suivi d’une veine porte pour évaluer les métabolites microbiens intestinaux chez la souris (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-06-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 9 s
Description: Apprenez le prélèvement sanguin séquentiel de la veine porte et de la veine cave inférieure chez la souris pour évaluer les métabolites microbiens intestinaux et les acides gras à chaîne courte.

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<meta charset="utf8"></head><body>Amélioration de la technique d’échantillonnage sanguin pour évaluer les métabolites microbiens intestinaux chez la souris

<ol><li>vander Hee, B., Wells, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+regulation+of+host+physiology+by+short-chain+fatty+acids%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Microbial regulation of host physiology by short-chain fatty acids.</a> Trends Microbiol. 29 (8), 700-712 (2021).</li>
<li>Koh, A., De Vadder, F., Kovatcheva-Datchary, P., Bäckhed, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+dietary+fiber+to+host+physiology%3A+Short-chain+fatty+acids+as+key+bacterial+metabolites%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">From dietary fiber to host physiology: Short-chain fatty acids as key bacterial metabolites.</a> Cell. 165 (6), 1332-1345 (2016).</li>
<li>Vinolo, M. A. R., Rodrigues, H. G., Nachbar, R. T., Curi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+inflammation+by+short+chain+fatty+acids%5BTitle%5D)+AND+%22Nutrients%22%5BJournal%5D)">Regulation of inflammation by short chain fatty acids.</a> Nutrients. 3 (10), 858-876 (2011).</li>
<li>Layden, B. T., Angueira, A. R., Brodsky, M., Durai, V., Lowe, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short+chain+fatty+acids+and+their+receptors%3A+new+metabolic+targets%5BTitle%5D)+AND+%22Transl+Res%22%5BJournal%5D)">Short chain fatty acids and their receptors: new metabolic targets.</a> Transl Res. 161 (3), 131-140 (2013).</li>
<li>den Besten, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+short-chain+fatty+acids+in+the+interplay+between+diet%2C+gut+microbiota%2C+and+host+energy+metabolism%5BTitle%5D)+AND+%22J+Lipid+Res%22%5BJournal%5D)">The role of short-chain fatty acids in the interplay between diet, gut microbiota, and host energy metabolism.</a> J Lipid Res. 54 (9), 2325-2340 (2013).</li>
<li>Tian, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elevated+gut+microbiome-derived+propionate+levels+are+associated+with+reduced+sterile+lung+inflammation+and+bacterial+immunity+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Elevated gut microbiome-derived propionate levels are associated with reduced sterile lung inflammation and bacterial immunity in mice.</a> Front Microbiol. 10, 159(2019).</li>
<li>Liu, Q., Tian, X., Maruyama, D., Arjomandi, M., Prakash, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lung+immune+tone+via+gut-lung+axis%3A+Gut-derived+LPS+and+short-chain+fatty+acids%E2%80%99+immunometabolic+regulation+of+lung+IL-1%CE%B2%2C+FFAR2%2C+and+FFAR3+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Lung+Cell+Mol+Physiol%22%5BJournal%5D)">Lung immune tone via gut-lung axis: Gut-derived LPS and short-chain fatty acids’ immunometabolic regulation of lung IL-1β, FFAR2, and FFAR3 expression.</a> Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 321 (1), L65-L78 (2021).</li>
<li>De Vadder, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbiota-generated+metabolites+promote+metabolic+benefits+via+gut-brain+neural+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Microbiota-generated metabolites promote metabolic benefits via gut-brain neural circuits.</a> Cell. 156 (1-2), 84-96 (2014).</li>
<li>Dalile, B., Van Oudenhove, L., Vervliet, B., Verbeke, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+short-chain+fatty+acids+in+microbiota%E2%80%93gut%E2%80%93brain+communication%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Gastroenterol+Hepatol%22%5BJournal%5D)">The role of short-chain fatty acids in microbiota–gut–brain communication.</a> Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 16 (8), 461-478 (2019).</li>
<li>Sun, M., Wu, W., Liu, Z., Cong, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbiota+metabolite+short+chain+fatty+acids%2C+GPCR%2C+and+inflammatory+bowel+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22J+Gastroenterol%22%5BJournal%5D)">Microbiota metabolite short chain fatty acids, GPCR, and inflammatory bowel diseases.</a> J Gastroenterol. 52 (1), 1-8 (2017).</li>
<li>Cummings, J. H., Pomare, E. W., Branch, H. W. J., Naylor, C. P. E., MacFarlane, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short+chain+fatty+acids+in+human+large+intestine%2C+portal%2C+hepatic+and+venous+blood%5BTitle%5D)+AND+%22Gut%22%5BJournal%5D)">Short chain fatty acids in human large intestine, portal, hepatic and venous blood.</a> Gut. 28 (10), 1221-1227 (1987).</li>
<li>Macfarlane, G. T., Gibson, G. R., Cummings, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+fermentation+reactions+in+different+regions+of+the+human+colon%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">Comparison of fermentation reactions in different regions of the human colon.</a> J Appl Bacteriol. 72 (1), 57-64 (1992).</li>
<li>Neis, E. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distal+versus+proximal+intestinal+short-chain+fatty+acid+release+in+man%5BTitle%5D)+AND+%22Gut%22%5BJournal%5D)">Distal versus proximal intestinal short-chain fatty acid release in man.</a> Gut. 68 (4), 764-765 (2019).</li>
<li>Yamashita, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+acetate+on+lipid+metabolism+in+muscles+and+adipose+tissues+of+type+2+diabetic+Otsuka+Long-Evans+Tokushima+Fatty+%28OLETF%29+Rats%5BTitle%5D)+AND+%22Biosci+Biotechnol+Biochem%22%5BJournal%5D)">Effects of acetate on lipid metabolism in muscles and adipose tissues of type 2 diabetic Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty (OLETF) Rats.</a> Biosci Biotechnol Biochem. 73 (3), 570-576 (2009).</li>
<li>Ríos-Covián, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intestinal+short+chain+fatty+acids+and+their+ink+with+diet+and+human+health%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Intestinal short chain fatty acids and their ink with diet and human health.</a> Front Microbiol. 7, 185(2016).</li>
<li>Jaworska, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+in+vivo+method+for+evaluating+the+gut-blood+barrier+and+liver+metabolism+of+microbiota+products%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">An in vivo method for evaluating the gut-blood barrier and liver metabolism of microbiota products.</a> J Vis Exp. (140), e58456(2018).</li>
<li>Ashcroft, S. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protocol+to+assess+arteriovenous+differences+across+the+liver+and+hindlimb+muscles+in+mice+following+treadmill+exercise%5BTitle%5D)+AND+%22STAR+Protoc%22%5BJournal%5D)">Protocol to assess arteriovenous differences across the liver and hindlimb muscles in mice following treadmill exercise.</a> STAR Protoc. 4 (1), 101985(2023).</li>
<li>Parasuraman, S., Raveendran, R., Kesavan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood+sample+collection+in+small+laboratory+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Pharmacol+Pharmacother%22%5BJournal%5D)">Blood sample collection in small laboratory animals.</a> J Pharmacol Pharmacother. 1 (2), 87-93 (2010).</li>
<li>Cheever, A. W., Warren, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Portal+vein+ligation+in+mice%3A+Portal+hypertension%2C+collateral+circulation%2C+and+blood+flow%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Portal vein ligation in mice: Portal hypertension, collateral circulation, and blood flow.</a> J Appl Physiol. 18, 405-407 (1963).</li>
<li>Bloemen, J. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short+chain+fatty+acids+exchange+across+the+gut+and+liver+in+humans+measured+at+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Nutr%22%5BJournal%5D)">Short chain fatty acids exchange across the gut and liver in humans measured at surgery.</a> Clin Nutr. 28 (6), 657-661 (2009).</li>
<li>Hoyles, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbiome%E2%80%93host+systems+interactions%3A+Protective+effects+of+propionate+upon+the+blood%E2%80%93brain+barrier%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiome%22%5BJournal%5D)">Microbiome–host systems interactions: Protective effects of propionate upon the blood–brain barrier.</a> Microbiome. 6 (1), 55(2018).</li>
<li>Shimizu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Propionate-producing+bacteria+in+the+intestine+may+associate+with+skewed+responses+of+IL10-producing+regulatory+T+cells+in+patients+with+relapsing+polychondritis%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Propionate-producing bacteria in the intestine may associate with skewed responses of IL10-producing regulatory T cells in patients with relapsing polychondritis.</a> PLoS One. 13 (9), e0203657(2018).</li>
<li>Wang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Propionate+protects+against+lipopolysaccharide-induced+mastitis+in+mice+by+restoring+blood%E2%80%93milk+barrier+disruption+and+suppressing+inflammatory+response%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Immunol%22%5BJournal%5D)">Propionate protects against lipopolysaccharide-induced mastitis in mice by restoring blood–milk barrier disruption and suppressing inflammatory response.</a> Front Immunol. 8, 1108(2017).</li>
<li>Lucas, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short-chain+fatty+acids+regulate+systemic+bone+mass+and+protect+from+pathological+bone+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Short-chain fatty acids regulate systemic bone mass and protect from pathological bone loss.</a> Nat Commun. 9 (1), 55(2018).</li>
<li>Xie, C., Wei, W., Zhang, T., Dirsch, O., Dahmen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+of+systemic+and+hepatic+hemodynamic+parameters+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Monitoring of systemic and hepatic hemodynamic parameters in mice.</a> J Vis Exp. (92), e51955(2014).</li>
<li>Sänger, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrahepatic+vascular+anatomy+in+rats+and+mice+-+Variations+and+surgical+implications%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Intrahepatic vascular anatomy in rats and mice - Variations and surgical implications.</a> PLoS One. 10 (11), e0141798(2015).</li>
<li>Phillips, B. J., Mirzaie, M., Turco, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Portal+Vein+Injuries%3A+A+Review%5BTitle%5D)+AND+%22J+Emerg+Trauma%22%5BJournal%5D)">Portal Vein Injuries: A Review.</a> J Emerg Trauma. 2 (2), 4(2017).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>2,2,2 Tribromoéthanol, 97 % (Avertin)</td><td>Sigma Aldrich&nbsp ;</td><td>T48402-25G</td><td>Agent anesthésique&nbsp ;</td></tr><tr><td>Chlorhydrate de buprénorphine injectable 0,3 mg/mL</td><td>PAR Pharmaceutical&nbsp ;</td><td>NDC 42023-179-05</td><td>Agent analgésique</td></tr><tr><td>Pince à pansement</td><td>Miltex&nbsp ;</td><td>6-100</td><td>Dissection&nbsp ;</td></tr><tr><td>Pince Graefe</td><td>Roboz</td><td>RS-5136</td><td>Dissection&nbsp ;</td></tr><tr><td>Hepatin sodium 1000 USP units/mL</td><td>Hikma</td><td>NDC 0641-0391-12</td><td>Échantillon de sang seringues/tubes héparinisation</td></tr><tr><td>Prolene 7-0</td><td>Ethicon</td><td>8696G</td><td>Ligature de veine porte</td></tr><tr><td>Ciseaux</td><td>F.S.T</td><td>14058-11</td><td>Dissection&nbsp ;</td></tr><tr><td>Étudiant Halsted-Mosquito Hemostats</td><td>F.S.T&nbsp ;</td><td>91308-12</td><td>Dissection&nbsp ;</td></tr><tr><td>Ruban chirurgical&nbsp ;</td><td>3M Transpore</td><td>1527-1</td><td>Fixation des membres de souris</td></tr><tr><td>U-100 Seringue à insuline 28G1/2</td><td>EXEL</td><td>26027</td><td>Prélèvement d’échantillons de sang&nbsp ;</td></tr></tbody></table>

prélèvement sanguin séquentiel de la veine cave inférieure suivi d’une veine porte pour évaluer les métabolites microbiens intestinaux chez la souris

Sequential Blood Collection from Inferior Vena Cava Followed by Portal Vein to Evaluate Gut Microbial Metabolites in Mice

En utilisant la méthode décrite ci-dessus, nous pouvons collecter des échantillons de sang de l’IVC et de la PV de manière séquentielle chez la même souris avec un taux de réussite de plus de 95%. Les volumes moyens d’échantillons de sang prélevés sont de 0,25 mL pour la VC et de 0,35 mL pour la PV.
À l’aide de la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS), nous avons mesuré la concentration d’AGCC dans les matières fécales, le sang PV et le sang IVC et avons ainsi pu retracer l’absorption et le transit de l’acétate (C2), du propionate (C3) et du butyrate (C4) du compartiment colique où ils sont produits par les bactéries intestinales en fermentation, dans la circulation systémique.
Plus précisément, dans ces expériences, nous avons étudié les effets de l’apport en fibres alimentaires sur la production d’AGCC chez la souris. Nous avons fourni à des souris un régime riche en fibres (35% de fibres) pendant 1 semaine ou 2 semaines et les avons comparées à celles nourries avec un régime sans fibres. Nous avons attendu et observé une augmentation des taxons bactériens fermentant des fibres dans les groupes riches en fibres (données non présentées). Nous avons ensuite examiné le contenu colique, le sang PV et le sang circulant systémique (IVC) pour les niveaux d’AGCC (quantifiés par GC-MS à la plateforme de métabolomique de l’Université du Michigan)3 (Figure 2). Bien que nous ayons pu détecter une augmentation constante des AGCC avec l’exposition aux fibres alimentaires dans les échantillons PV, les mesures des AGCC dans les échantillons fécaux du côlon étaient beaucoup plus variables d’une souris à l’autre par rapport aux mesures de sang PV et IVC (matières fécales du côlon par rapport au sang PV/IVC pour l’acétate, le propionate et le butyrate dans la figure 2). Cette variabilité peut être due à la distribution non homogène des AGCC dans les matières fécales ou peut refléter une absorption variable des AGCC par l’épithélium intestinal. Quoi qu’il en soit, dans le but d’étudier les effets des AGCC sur la physiologie extra-intestinale de l’hôte, les niveaux dans le PV et dans la circulation périphérique sont susceptibles d’être plus pertinents à étudier.
En comparant les niveaux d’AGCC dans le PV avec les niveaux dans le sang IVC systémique, nous avons également pu observer les niveaux d’absorption de l’acétate et du propionate par le foie (Figure 2A,B). La proportion d’acétate restant dans le sang systémique (par rapport au PV) après son passage dans le foie est supérieure à celle du propionate (plus de 50 % de l’acétate PV a atteint la circulation périphérique contre moins de 30 % pour le propionate). Cela est cohérent avec les rapports précédents selon lesquels le propionate est absorbé ou utilisé par le foie, avec des niveaux inférieurs entrant dans la circulation systémique, tandis que l’acétate peut être absorbé ou utilisé dans d’autres tissus périphériques, tels que le tissu musculaire13,20 (Figure 2A,B). Néanmoins, des travaux antérieurs de plusieurs groupes ont montré que les niveaux de propionate qui sont absorbés dans la circulation systémique sont capables d’influencer de manière significative la physiologie et la pathologie dans les organes distants 21,22,23,24.
De plus, nous avons constaté que les concentrations de butyrate dans le PV et le sang systémique étaient beaucoup plus faibles que celles du propionate, bien que les concentrations fécales de butyrate et de propionate soient assez similaires. Ces résultats ont confirmé des travaux antérieurs selon lesquels le butyrate généré par l’intestin dans le côlon est largement absorbé et utilisé localement par les épithéliums intestinaux. 11 (figure 2C). 
Normalement, lors d’une dissection abdominale, on observe que les dimensions du PV sont plus petites que celles de la VCI (Figure 3A). Cependant, une fois que la suture autour du PV est attachée (à environ 4 mm en dessous du hile hépatique) et que le vaisseau est ligaturé, le PV augmente en taille et a un diamètre presque égal à la taille d’origine de la VCV avant la ligature PV (Figure 3B). Comme on peut le voir sur la figure, la VCI s’affaisse légèrement après la ligature PV (Figure 3B). Dans l’ensemble, cette approche facilite la collecte maximale de sang à partir du PV chez la souris. D’après notre expérience, la collecte du sang PV d’abord, puis du sang IVC a produit des résultats moins optimaux que ceux-ci. En effet, nous avons observé un effondrement significatif de la VCI après le prélèvement sanguin PV.
<img alt="Le schéma d’anatomie hépatique, la ligature de la veine porte, identifie le hile hépatique, la rate et les veines duodénales." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66673/66673fig01.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 1"> Figure 1 : Ligature PV. Une suture est passée derrière PV entre la veine duodénale et la veine splénique. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66673/66673fig01large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Boîte à moustaches illustrant les changements de métabolites (C2, C3, C4) dans les matières fécales, le sang et le plasma par l’apport en fibres." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66673/66673fig02.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 2"> Figure 2 : Concentration d’acides gras à chaîne courte (AGCC) dans les matières fécales, le sang de la veine porte (PV) et le sang veineux systémique. Les niveaux d’AGCC ont été mesurés pour trois groupes de souris expérimentales différents, y compris un régime sans fibres pendant 2 semaines (n = 10 souris), riche en fibres pendant 1 semaine (n = 9 souris) et riche en fibres pendant 2 semaines (n = 7 souris). a) acétate (C2), b) propionate (C3) et c) butyrate (4). Les concentrations d’AGCC dans les matières fécales sont exprimées en nM/mg (axe Y gauche) de matières fécales et en μM (axe Y droit) dans le plasma PV et veine cave inférieure (IVC). Les données des figures sont exprimées en moyenne ± écart-type. Des analyses statistiques ont été effectuées à l’aide d’analyses de Mann-Whitney non paramétriques à deux queues. Les valeurs p &lt; 0,05 ont été considérées comme significatives. Les valeurs p sont représentées comme suit : *p &lt; 0,05 ; **p &lt; 0,01 ; p &lt; 0,001 ; p &lt; 0,0001. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66673/66673fig02large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
<img alt="Schéma de la chirurgie de ligature de la veine porte ; vaisseaux étiquetés comme veine porte (PV) et veine cave inférieure (IVC)." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66673/66673fig03.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Figure 3"> Figure 3 : Le PV de souris se dilate et se dilate après avoir attaché la ligature à 4 mm en dessous du hile hépatique. (A) PV et IVC avant ligature PV ; (B) PV et IVC après ligature PV. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66673/66673fig03large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>

Prélèvement sanguin séquentiel de la veine cave inférieure suivi d’une veine porte pour évaluer les métabolites microbiens intestinaux chez la souris

Gut microbial products are known to act both locally within the intestine and get absorbed into circulation, where their effects can extend to numerous ...

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