このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。

方法論記事

マウスにおけるスリーブ状胃切除モデルを用いた単一吻合十二指腸回腸バイパス術

2.5K 回視聴

⸱

DOI:

10.3791/64610

⸱

2023年2月10日

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1CHU Nantes, CNRS, INSERM, l'institut du thorax, Nantes Université, 2Chirurgie Cancérologique, Digestive et Endocrinienne, Institut des Maladies de l'Appareil Digestif, Hôtel Dieu, CHU Nantes

* These authors contributed equally

この記事について

サマリー

単一吻合十二指腸回腸バイパス(SADI-S)は、重要な代謝効果を伴う新しい肥満手術です。本稿では、マウスにおけるSADI-Sの信頼性と再現性のあるモデルを紹介します。

要約

肥満は世界中の主要な健康問題です。対応として、肥満とそれに関連する併存疾患(糖尿病、脂質異常症、非アルコール性脂肪性肝炎、心血管イベント、癌など)を制限的および吸収不良のメカニズムで治療するための肥満手術が登場しました。これらの手順がそのような改善を可能にするメカニズムを理解することは、遺伝子組み換え動物を生成することが容易であるため、動物、特にマウスへの転位を必要とすることが多い。最近、スリーブ状胃切除術を伴う単一吻合十二指腸回腸バイパス術(SADI-S)が、制限効果と吸収不良効果の両方を使用する手順として登場し、主要な肥満の場合の胃バイパスの代替として使用されています。これまでのところ、この手順は強力な代謝改善と関連しており、それが日常の臨床診療におけるその使用の著しい増加につながっています。しかし、これらの代謝効果の根底にあるメカニズムは、動物モデルの欠如の結果として十分に研究されていません。本稿では、マウスにおけるSADI-Sの信頼性と再現性のあるモデルについて、特に周術期管理に焦点を当てて紹介する。この新しいげっ歯類モデルの説明と使用は、科学界がSADI-Sによって引き起こされる分子、代謝、構造の変化をよりよく理解し、臨床診療のための外科的適応症をよりよく定義するのに役立ちます。

概要

肥満は、有病率が増加している新たな風土病の状況であり、世界中の成人の約20人に1人が罹患しています1。肥満手術は、近年、影響を受けた成人にとって最も効果的な治療選択肢となり、体重減少と代謝障害の両方を改善し2,3、使用される外科的処置の種類に応じて結果はさまざまです。

肥満手術の効果に関係する2つの主要なメカニズムがあります:満腹感を高めることを目的とした制限(胃の80%が除去されるスリーブ状胃切除術(SG)など)、および吸収不良。制限と吸収不良の両方を意味する手順の中で、スリーブ状胃切除術を伴う単一吻合十二指腸回腸バイパス術(SADI-S)は、約20%の患者で体重回復が観察されるRoux-en-Y胃バイパス(RYGB)の代替として提案されています4,5。この技術では、スリーブ状胃切除術は小腸の再配置に関連し、胆道と短い総四肢(小腸全長の3分の1)に分割されます(図1A)。技術的には、SADI-SはRYGBに比べて単一の吻合のみを必要とするという利点があり、操作時間を約30%短縮します。さらに、この方法は幽門を保存し、消化性潰瘍疾患のリスクを軽減し、吻合部漏出を制限します。SADI-Sはまた、代謝改善率が高く、過去数年間の使用を強く支持しています6,7。

代謝効果は肥満手術の基礎となるものになりつつあるため、そのメカニズムを解明することは重要であるように思われます。したがって、肥満手術のための動物モデルの使用は、それらの代謝効果と関与する細胞および分子経路をよりよく理解するために最も重要です8。これらのモデルは、例えば、制御された環境でのSGまたはRYGB後の食物摂取の変化のより良い理解9および腸関門を通るグルコースまたはコレステロールフラックスの研究に貢献した10,11;これらの情報は、臨床試験ではほとんど入手できません。この知識は、最適な外科的適応症を定義するのに役立つ可能性があります。我々は以前にSGおよびRYGB12のマウスモデルについて説明しました。しかし、臨床診療における有望な結果にもかかわらず、SADI-Sはラット13、14、15でのみ開発および記載されています。しかし、その遺伝的可鍛性を考えると、マウスモデルは過去にそのような手順のさまざまな代謝効果を研究するために有用であり16、17、18、SADI-Sマウスモデルは、技術的な困難にもかかわらずSADI-Sの効果を評価するのに役立つ可能性があります。

本稿では、マウスにおけるSADI-S手順の適応(図1B)について、再現性のある方法で説明します。周術期ケアの説明には特別な注意が払われています。

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

プロトコル

このプロトコルは、地元のフランス動物実験倫理委員会(Comité d'éthique en expérimentation animale;参照CEEA-PdL n 06)によって承認されています。

1.術前の準備

  1. 手術の3日前に通常の食事にジェルダイエット食品を追加します。手術の6時間前にマウスを絶食させる。
  2. 酸素(1 L / min)を含む専用チャンバーで5%イソフルラン(1 L / min)で麻酔を誘発します。マウスにブプレノルフィン(0.1 mg / kg)、アモキシシリン(15 mg / kg)、メトクロプラミド(1 mg / kg)、メロキシカム(1 mg / kg)および鉄(0.5 mg / kg)を皮下注射します。.
  3. 電気かみそりを使用して剣状突起から始めて、マウスの腹部の最初の2/3の部分を剃ります。ヨウ素ポリビドン溶液を使用して2段階でマウスの腹部を消毒します。
  4. 清潔なアンダーパッドで覆われた専用のヒートパッドにマウスを仰臥位で置きます。酸素(0.4 L / min)を含む2%〜2.5%イソフルラン(0.4 L / min)のノーズコーンを使用して麻酔を維持します。.つま先ピンチテストを使用して、麻酔の深さを確認します。
  5. 滅菌したラップでマウスを覆います。マウスの腹部に過伸展を適用するには、下足を固定し、マウスの背中の後ろに配置された1 mLシリンジまたは同等のものを使用します。.将来の切開のサイズで滅菌湿布の開口部を切り取り、マウスを覆うための手術野として使用します。一般的なインストールを 図 2A に示します。
  6. 手術の前に、フェイスマスク、スクラブキャップ、滅菌手袋を使用してください。手術には滅菌器具を使用してください。

2. SADI-Sプロトコル

  1. 正中開腹術
    1. 双眼顕微鏡(倍率8倍)で、剣状突起から腹部の中央まで腹部の皮膚を開くことにより、ハサミまたはメスで正中開腹術を行います。剣状突起と筋腱膜層が見えることを確認してください(図2B)。
      注:皮膚切開を行う5分前に、手術部位にブピバカイン(3 mg / kg)を皮下投与します。.
    2. 腹筋の間にハサミでリネアアルバに沿って腹壁を開きます。胸腔に入らないように注意してください(図2C)。
  2. 十二指腸切除
    1. 湿らせた綿棒を使用して腹腔から十二指腸を静かに動員し、その前面と後側を確認します。小網と十二指腸の後側の双眼顕微鏡ですぐに見える主胆管を局在化させます(図3A、黒い矢印)。
    2. 主胆管から近位に、双眼顕微鏡で十二指腸動脈間の領域を視覚化します(図3A、B、青い点線の円)。十二指腸の片側から反対側に湾曲したマイクロ鉗子を使用してこの領域を貫通し、6-0非吸収性縫合糸を使用して動脈間の十二指腸結紮を行います(図3C-E)。十二指腸動脈の枝を結紮しないように注意してください。
  3. スリーブ状胃切除術
    1. 湿らせた綿棒と非外傷性クランプを使用して腹腔から胃を動員します。マイクロハサミを使用して胃を周囲の臓器から分離します:大網を分離し、胃と脾臓の間の短い胃動脈(脾動脈の枝)を切断し、胃を食道の下部に接続する脂肪腫を切り取ります(図4A、B)。
    2. マイクロハサミを使用して、眼底を開いて5 mmの胃切開を行い、綿棒を使用して残りの食物を取り除きます(図4C、矢印)。胃切開部位を滅菌生理食塩水(37°C)ですすぎ、除去した胃内容物からの汚染を防ぎます。
    3. 胃のより大きな湾曲に沿って外科用クリップ(中型、5.6 mm)を適用して、胃の約80%を排除します。2つのクリップで十分です。除外された胃をマイクロハサミで切って取り除きます(図4D-G)。
    4. 外科用クリップを固定して、胃切除の最初から最後までランニング縫合糸(8-0)を実行して不透過性を確認します(図4H)。
  4. 十二指腸回腸吻合
    1. 双眼顕微鏡で、盲腸の直前に位置する最後の回腸ループを視覚化します(図5A)。最後の回腸ループから腹腔外の小腸を静かに動員します。 図5Bに示すように、最後の回腸ループが左側に位置するように小腸を配置します。以前のサイズの縫合糸を使用して、最後の回腸ループから10 cm(小腸の全長の約1/3)を測定します。これは将来の吻合の部位になります。
    2. 将来の胆道肢がその左側から吻合部位に来ることを確実にするために、将来の吻合部位の周りに小腸の大きなループを作ります。マイクロハサミを使用して、この時点で小腸を開いて4mmの腸切開を行います(図5C-E)。汚染を避けるために、腸切開部位を滅菌生理食塩水(37°C)ですすいでください。
    3. 幽門の直後、胃とステップ2.2.2で行われた結紮の間の十二指腸の除外部分に4 mmの腸切開術を行います(図5F)。恒常性を促進するために、吸収可能な5 mm x 5 mmの止血コラーゲン湿布を配置します。
    4. 非吸収性の8-0を使用縫合糸は、左右の十二指腸回腸吻合を行う。後側吻合から始めて、次に前側吻合が続きます(図5G-I)。
  5. 腹部閉鎖
    1. 腹腔内の小腸を表示して、胆道が腹部の左側上から吻合に来て、総肢が腹部の下部に落ちるようにします。
      注:約5 mLの滅菌0.9%生理食塩水(37°C)で腹部を3回洗浄します。次に、腹部から液体を吸引して、残留胃腸液と消化された食物を取り除き、細菌感染とその後の腹部炎症を防ぎます。
    2. 500 μLの37°C生理食塩水でマウスを1 mLシリンジを使用して腹腔内に直接塗布し、再水和します。
    3. 単一の6-0非吸収性ランニング縫合糸を使用して筋腱膜層を閉じます。6-0の非吸収性の分離縫合糸を使用して腹部の皮膚を閉じます(図5J、K)。

3.術後ケア全般

  1. イソフルランを停止した後、ノーズマスクを注入した0.4 L / minO2 下でヒートパッド上でマウスを目覚めさせます。完全に覚醒したら(完全な運動回復によって確実にすることができます)、マウスを30°Cのインキュベーター内のケージに入れます。マウスを30°Cのインキュベーターに5日間放置します(ガスや湿度に関する特定の条件はありません)。
    注意: ケージは事前に温めておく必要があります。
  2. 手術後すぐに水に自由にアクセスできるようにします。プロトコルが終了するまで、ビタミンB1、B9、B12、および脂溶性ビタミン(A、D、E、K)などのビタミンサプリメントを水(800 mg / 180 mLの水)に追加します。
  3. ブプレノルフィン皮下注射(0.1 mg / kg)を1日目から3日目まで1日2回、その後5日目まで1日1回、鎮痛を維持します。.アモキシシリン(15 mg / kg)、メロキシカム(1 mg / kg)およびメトクロプラミド(1 mg / kg)の皮下注射を3日目まで1日1回続けます。.プロトコルが終了するまで、1日1回鉄(0.5 mg / kg)の皮下注射を行います。.

4.一般的な測定と安楽死

  1. 術後5日目まで毎日マウスの体重を測定します。その後、7日目に体重を量り、次に毎週体重を量ります。
  2. 毎日の食物摂取量を測定するには、ケージごとに1匹のマウスを置きます。固形食の既知の重量を置き、24時間後に残っている固形飼料の重量を測定します。3、4、5、7日目、そして毎週食物摂取量を測定します。
  3. 血液サンプリングのための心臓左心房切開(500〜600μLの血液)後のブプレノルフィン(0.1mg / kg)の皮下注射を伴う全身麻酔下での子宮頸部脱臼(酸素(1L / min)を含む5%イソフルラン(1L / min))によってマウスを安楽死させます。
  4. 20μLの血液を必要とする自動血液分析装置を使用して血中ヘモグロビン濃度を測定します。

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

結果

学習曲線
このモデルの学習曲線を 図 6 に示します。手術時間の漸進的な減少が観察され、4週間の集中トレーニング後に約60分の手術に達します(図6A)。術後5日間の生存率も時間とともに改善し、通常の診療では77%に達しました(図6B)。死亡の最も頻繁な原因は、吻合部漏出と胆道腹膜炎を引き起こす求心性ループ症候群でした。最初の月の後半には、この原稿に記載されている手法で死亡は観察されませんでした。注目すべきことに、外科用クリップをランニング縫合糸で固定せずに実施された以前の実験では、症例の3分の2でクリップの移動が起こり、31日目に小腸閉塞によって1人が死亡しました。これらの結果は、このモデルを習得するには集中的なトレーニングが必要であることを強調しています。

一般的なパラメーター
C57BL6/Jバックグラウンドを有するマウス...

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

ディスカッション

その技術が絶えず進化している減量手術は、現在、肥満および関連する代謝併存疾患の最も効果的な治療法であるように思われます3,19,20。20074で最初に記述されたSADI-S手順は、他の吸収不良手術よりも大きな代謝効果に関連する有望な手順です。動物モデル、特に遺伝子組み換えモデルの迅速な生成を可能にするマウスは、これらの改善の根底にあるメカニズムを完全に理解するために強く必要とされています。ここでは、マウスにおけるSADI-Sの信頼性と再現性のあるモデルについて説明します。

SADI-S手順の最初の重要なステップは、十二指腸の排除であり、胆汁と膵臓の分泌物のみが十二指腸と小腸の最初の3分の2に移動できるようにします。ヒトでは、十二指腸が切断され、端から側への十二指腸回腸吻合が可能になります4。Monta...

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

開示事項

クレアブランチャードは、臨床イマージョンのコースを提供するためにメドトロニックから支払われました。

謝辞

縫合糸と外科用クリップを提供してくださったEthicon(ジョンソン・エンド・ジョンソン外科用技術)に感謝します。この作業は、ナント大学、CHUデナントのNExTタレントプロジェクトからの助成金によってサポートされました。

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
アガガニ針 26Gテルモ050101B26G
針 ベタジンダーミク Pharma-GDD3300931499787Povidone溶液
BetadineスクラブPharma-gdd 3400931499787Povidone solution
双眼顕微鏡Optika Microscopes イタリアSZN-9双眼実体顕微鏡
BuprecareAnimalcare3760087151244Buprenorphin
Castroviejo, ストレート 9 cmF.S.T12060-02マイクロハサミ
Castroviejo, ストレート 9 cmF.S.T12060-02ニードルホルダー
Chlorure de sodium Fresenius 0.9%Fresenius Kabi BE182743NaCl 0.9%
クラモキシルMed'vet5414736007496アモキシシリン
綿棒
2510805 Element HT5ScilvetElement HT5自動血液分析装置
EmepridCEVA3411111914365Metoclopramid
Extra Fine Graefe Forceps、湾曲(先端幅:0.5mm)F.S.T11152-10外科用鉗子
ExtraFineグレーフ鉗子、ストレート(先端幅:0.5 mm)F.S.T11150-10用鉗子
FercobsangVetopriceQB03AE04鉄、マルチビタミン、ミネラル 
ForaneBaxter1001936060 Isoflurane
Graefe 鉗子 ストレート (先端幅 0.8 mm)F.S.T11050-10鉗子
Graphpad Prism version 8.0GraphPad Software, Inc.バージョン8.0統計分析用ソフトウェア
ヒートパッドIntellibio innovationA-2101-00300ヒートパッド
インキュベーターバイオコンセプト テクノロジーズ オンデマンドで製造されたインキュベーター 
照明オプティカ顕微鏡 イタリアCL-30顕微鏡用照明
OcrygelMed'vet3700454505621Carboptol 980 NF
Pangen 2.5 cm x 3.5 cmUrgovetA02978止血コラーゲン湿布
Prolene 6/0B.Braun3097915Optilene 6/0 (0.7 メートル法) 75 cm 2XDR13 CV2 RCP、縫合糸
Prolene 8/0Ethicon87322 x BV175-6 MP、3/8円、8 mm、  縫合糸は
さみF.S.T146168-09手術用はさみ
滅菌湿布 Laboartoire Sylamed211S05-50Non-woven sterile 圧縮
Terumo シリンジTerumo508281 mL シリンジ
チタン止血クリップPéters SurgicalB2180-1サージカルクリップ
Vannas WolffF.S.T15009-08マイクロハサミ
Vita RongeurVirbac3597133087611ビタミンサプリメント
Vitaltec ステンレスPéters SurgicalPB 220-EB Mediumサージカルクリップアプライヤー
綿棒 外科

参考文献

  1. Flegal, K. M., Carroll, M. D., Kit, B. K., Ogden, C. L. Prevalence of obesity and trends in the distribution of body mass index among US adults, 1999-2010. JAMA. 307 (5), 491-497 (2012).
  2. Sjöström, L., et al. Association of bariatric surgery with long-term remission of type 2 diabetes and with microvascular and macrovascular complications. JAMA. 311 (22), 2297-2304 (2014).
  3. Dyson, J., et al. Hepatocellular cancer: the impact of obesity, type 2 diabetes and a multidisciplinary team. Journal of Hepatology. 60 (1), 110-117 (2014).
  4. Sánchez-Pernaute, A., et al. Proximal duodenal-ileal end-to-side bypass with sleeve gastrectomy: proposed technique. Obesity Surgery. 17 (12), 1614-1618 (2007).
  5. Himpens, J., Verbrugghe, A., Cadière, G. B., Everaerts, W., Greve, J. W. Long-term results of laparoscopic Roux-en-Y Gastric bypass: evaluation after 9 years. Obesity Surgery. 22 (10), 1586-1593 (2012).
  6. Sánchez-Pernaute, A., et al. Long-term results of single-anastomosis duodeno-ileal bypass with sleeve gastrectomy (SADI-S). Obesity Surgery. 32 (3), 682-689 (2022).
  7. Shoar, S., Poliakin, L., Rubenstein, R., Saber, A. A. Single anastomosis duodeno-ileal switch (SADIS): A systematic review of efficacy and safety. Obesity Surgery. 28 (1), 104-113 (2018).
  8. Rao, R. S., Rao, V., Kini, S. Animal models in bariatric surgery--a review of the surgical techniques and postsurgical physiology. Obesity Surgery. 20 (9), 1293-1305 (2010).
  9. Lutz, T. A., Bueter, M. The use of rat and mouse models in bariatric surgery experiments. Frontiers in Nutrition. 3, 25(2016).
  10. Baud, G., et al. Bile diversion in Roux-en-Y Gastric Bypass modulates sodium-dependent glucose intestinal uptake. Cell Metabolism. 23 (3), 547-553 (2016).
  11. Blanchard, C., et al. Sleeve gastrectomy alters intestinal permeability in diet-induced obese mice. Obesity Surgery. 27 (10), 2590-2598 (2017).
  12. Ayer, A., et al. Techniques of sleeve gastrectomy and modified Roux-en-Y Gastric Bypass in mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e54905(2017).
  13. Wang, T., et al. Comparison of diabetes remission and micronutrient deficiency in a mildly obese diabetic rat model undergoing SADI-S versus RYGB. Obesity Surgery. 29 (4), 1174-1184 (2019).
  14. Wu, W., et al. Comparison of the outcomes of single anastomosis duodeno-ileostomy with sleeve gastrectomy (SADI-S), single anastomosis sleeve ileal (SASI) bypass with sleeve gastrectomy, and sleeve gastrectomy using a rodent model with diabetes. Obesity Surgery. 32 (4), 1209-1215 (2022).
  15. Laura, M., et al. Establishing a reproducible murine animal model of single anastomosis duodenoileal bypass with sleeve gastrectomy (SADl-S). Obesity Surgery. 28 (7), 2122-2125 (2018).
  16. Meoli, L., et al. Intestine-specific overexpression of LDLR enhances cholesterol excretion and induces metabolic changes in male mice. Endocrinology. 160 (4), 744-758 (2019).
  17. Abu El Haija, M., et al. Toll-like receptor 4 and myeloid differentiation factor 88 are required for gastric bypass-induced metabolic effects. Surgery for Obesity and Related Diseases. 17 (12), 1996-2006 (2021).
  18. Kumar, S., et al. Lipocalin-type prostaglandin D2 synthase (L-PGDS) modulates beneficial metabolic effects of vertical sleeve gastrectomy. Surgery for Obesity and Related Diseases. 12 (8), 1523-1531 (2016).
  19. Heffron, S. P., et al. Changes in lipid profile of obese patients following contemporary bariatric surgery: A meta-analysis. The American Journal of Medicine. 129 (9), 952-959 (2016).
  20. Carswell, K. A., Belgaumkar, A. P., Amiel, S. A., Patel, A. G. A systematic review and meta-analysis of the effect of gastric bypass surgery on plasma lipid levels. Obesity Surgery. 26 (4), 843-855 (2016).
  21. Surve, A., Zaveri, H., Cottam, D. Retrograde filling of the afferent limb as a cause of chronic nausea after single anastomosis loop duodenal switch. Surgery for Obesity and Related Diseases. 12 (4), 39-42 (2016).
  22. Uysal, M., et al. Caecum location in laboratory rats and mice: an anatomical and radiological study. Laboratory Animals. 51 (3), 245-255 (2017).
  23. Sánchez-Pernaute, A., et al. Single-anastomosis duodeno-ileal bypass with sleeve gastrectomy: metabolic improvement and weight loss in first 100 patients. Surgery for Obesity and Related Diseases. 9 (5), 731-735 (2013).
  24. Wei, J. H., Yeh, C. H., Lee, W. J., Lin, S. J., Huang, P. H. Sleeve gastrectomy in mice using surgical clips. Journal of Visualized Experiments. (165), e60719(2020).
  25. Ying, L. D., et al. Technical feasibility of a murine model of sleeve gastrectomy with ileal transposition. Obesity Surgery. 29 (2), 593-600 (2019).
  26. Bruinsma, B. G., Uygun, K., Yarmush, M. L., Saeidi, N. Surgical models of Roux-en-Y gastric bypass surgery and sleeve gastrectomy in rats and mice. Nature Protocols. 10 (3), 495-507 (2015).

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

再版と許可

さらに記事を探す

SADI-Sマウスモデル肥満外科手術肥満モデル代謝手術マウス手術手技周術期管理体重減少手術小腸吻合
マウスにおけるスリーブ状胃切除モデルを用いた単一吻合十二指腸回腸バイパス術
お問い合わせ
図書館に推薦する

プライバシー

利用規約

ポリシー

著作権 © 2026 MyJoVE Corporation. 無断転載を禁じます。