Het volgende beschrijft de prestaties van verticale sleeve Gastrectomie in muizen. Dit is een soort gewichtsverlies chirurgie dat verwijdering van ongeveer 70% van de maag.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Een lymfkliertest Model van verticale Sleeve Gastrectomie
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Bariatrische chirurgie, zoals verticale sleeve Gastrectomie (VSG), is een operatie van het maagdarmkanaal die is uitgevoerd met het oog op gewichtsverlies. Bariatrische chirurgie is momenteel de meest effectieve langdurige behandeling voor obesitas. Naast gewichtsverlies, bariatrische chirurgie produceert extra gezondheidsvoordelen zoals kwijtschelding van type 2 diabetes, verlossing van hypertensie, en verminderde risico van de ontwikkeling van bepaalde vormen van kanker. Mechanismen voor deze voordelen buiten gewichtsverlies blijven onvolledig omschreven. Daarom diermodellen voor Bariatrische chirurgie worden ontwikkeld en gevalideerd om de mechanismen die leiden tot deze voordelen, met als doel verbetering van begrip van gastro-intestinale fysiologie en het identificeren van nieuwe therapeutische doelen vast te stellen. VSG is uitgegroeid tot de meest uitgevoerde bariatrische procedure in de kliniek in de Verenigde Staten omdat het zeer effectief op het produceren van gewichtsverlies en metabole verbetering, en is het eenvoudiger om uit te voeren dan andere bariatrische procedures. Daarom hebben we ontwikkeld en gevalideerd een lymfkliertest model van VSG. Dit model VSG lymfkliertest recapituleert veel van de effecten van VSG gezien bij de mens, met inbegrip van verbeterde verordening van glucose en de bloeddruk. De methode is gebaseerd op isolatie van de maag, Afbinding van maag vaartuigen, en het ontslag van 70% van de maag door het transecting langs de grotere kromming van de maag. We hebben dit chirurgische protocol met succes toegepast op verschillende genetisch gemodificeerde muis lijnen te definiëren van de mechanistische leverden tot de voordelen van VSG. Bovendien heeft dit lymfkliertest VSG-model is gecombineerd met andere operatietechnieken, tot mechanistische inzicht. Dus, dit is een eenvoudig en veelzijdig model voor het bestuderen van de gastro-intestinale fysiologie en de gezondheidsvoordelen van bariatrische chirurgie.
Inleiding
Aangezien de obesitas-epidemie blijft groeien wereldwijd heeft bariatric chirurgie populariteit zijn want het is de meest effectieve langdurige behandeling voor obesitas1. Verlies van het gewicht door dieet en lichaamsbeweging is helaas moeilijk te bereiken en relatief inefficiënt over de lange termijn2,3. Bariatrische chirurgie, zoals verticale sleeve Gastrectomie (VSG), wordt gedefinieerd als de manipulatie van het maag-darmkanaal met het oog op gewicht verlies1,4. Hoewel gewichtsverlies een prominente uitkomst van bariatrische chirurgie is, biedt bariatrische chirurgie andere voordelen voor de gezondheid zoals obesitas comorbidities te verbeteren en uit te breiden levensduur5. Bijvoorbeeld, resulteert bariatrische chirurgie in hoge tarieven van verlossing van type 2 diabetes en hypertensie, en vermindering van het risico van de levensduur van de ontwikkeling van bepaalde soorten kanker1,6,7. Van de nota, is het effect van bariatrische chirurgie verlossing van type 2 diabetes en hypertensie veroorzaken vaak snel na de operatie en voorafgaand aan gewicht verlies8,9waargenomen. Dit wijst op het concept dat er mechanismen onafhankelijk van het lichaamsgewicht bij te dragen tot de gezondheidsvoordelen waargenomen na de operatie zijn. Dierlijke modellen van bariatric chirurgie zijn ontwikkeld en worden gebruikt om de studie van de mechanismen waarmee deze voordelen voor de gezondheid10,11,12 optreden.
We hebben een muismodel van VSG, die we hebben toegepast op verschillende genetisch gemodificeerde Muismodellen te bestuderen van de mechanismen waarmee bariatric chirurgie obesitas comorbidities zoals diabetes type 2, hypertensie en colorectale kanker10 verbetert gevalideerd , 11 , 12. knaagdier modellen toestaan meer experimentele controle en de mogelijkheid voor het uitvoeren van genetische of farmaceutische manipulatie om te definiëren van de rol van specifieke genen of signaalroutes van belang. Richten we ons vooral op VSG omdat VSG de meest gangbaarste bariatrische procedure in de kliniek in de Verenigde Staten-13 is. Bovendien, is VSG een eenvoudige chirurgische model met minder anatomische wijzigingen ten opzichte van andere procedures zoals Roux-en-Y gastric bypass of biliopancreatic afleidingsactie.
Onze muismodel van VSG recapituleert de volgende effecten van bariatrische chirurgie waargenomen bij de mens: gewichtsverlies, verminderde voedselinname, verbeterde glucose verordening, verbeterde islet functie, verhoogd postprandiale glucagon-achtige peptide-1 (GLP-1) secretie, verminderde arteriële bloeddruk en verhoogde circulerende gal zuur concentraties10,11,12,13,14,15. Daarom is dit een ideaal model te bestuderen van het lichaam gewicht afhankelijke en onafhankelijke mechanismen waarmee VSG verbetert of obesitas comorbidities is opgelost. Daarnaast is het een betrouwbaar model dat kan worden gecombineerd met andere chirurgische ingrepen, waardoor voor het onderzoek van de gevolgen van VSG onder verschillende omstandigheden van de ziekte met grotere mechanistische inzicht12.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Alle experimentele protocollen zijn door de Cornell Universiteit institutionele Animal Care en gebruik Comité goedgekeurd.
1. vooraf chirurgische voorbereiding
Opmerking: Studie muizen zijn meestal op een C57BL dieet-geïnduceerde zwaarlijvige achtergrond studies translationally relevant maken voor menselijke obesitas en insulineresistentie. Mannelijke en vrouwelijke muizen kunnen worden bestudeerd, zoals beschreven in de volgende stappen.
- Op een leeftijd van 2 maanden, door muizen op een 45% of 60% hoog vet dieet voor 2 maanden (Zie Tabel van materialen) te plaatsen.
Opmerking: Muizen worden gevoed met een hoog vet dieet om te maken een fenotype obesitas en insulineresistentie. Kortere of langere tijd van hoog vet dieet voeding mogen worden gebruikt afhankelijk van de doelstellingen van de studie. - Blijven voeden muizen ad libitum tot chirurgie. Als basislijnmetingen nodig zijn, na 7 weken van hoog vet dieet voeding, snel muizen voor 6 h of 's nachts en nemen een bloedstaal van de basislijn voor meting van de metabolieten van belang (bijvoorbeeld glucose).
- Blijven de muizen op hoog vet dieet en toestaan dat muizen een week om te herstellen na de bloedinzameling voorafgaand aan sham chirurgie of VSG. Plaats van muizen op een vloeistof dieet (Zie Tabel of Materials) voor 4 dagen voor de ingreep.
Opmerking: Muizen worden bijgehouden op een vloeibaar dieet vóór en na de operatie om het spijsverteringskanaal van zwevende deeltjes die afbreuk kan doen aan de helende reactie. - Steriliseren van de volgende items voorafgaand aan de operatie: folie, gaas, katoenen getipt applicators (CTAs) en chirurgische instrumenten (hemostat, operationele iris scissor, scissor, dumont forcep, gekarteld Brown-Adson forcep, maagsonde naald, microneedle driver, voorjaar schaar ).
2. verticale Sleeve Gastrectomie en Sham Procedures
- Weeg muizen om te verkrijgen van een nulmeting voor het gewicht op de dag van de operatie.
- De chirurgische kamer met een verdoving systeem, verwarmd waterbad en verwarming pad rusten. Instellen van het waterbad 37 ° c en gebruik deze om warme zoutoplossing 0,9% voor irrigatie. Schoonmaken van het chirurgische gebied met 70% ethanol en steriele techniek gebruiken om gesteriliseerde met autoclaaf chirurgie pack en hulpprogramma's te openen.
Opmerking: De verwarming pad wordt gebruikt het dier om warm te houden tijdens operatie en herstel van anesthesie. - Met behulp van een inductie-kamer, anesthetize de muis met 5% Isofluraan en O2 debiet van 1 L/min. bevestigen dat de muis in het juiste vliegtuig van verdoving is door het uitvoeren van een teen snuifje. Handhaven de muis met 1-3% Isofluraan en een O2 debiet van 0,6 L/min. Zodra een consistente vliegtuig van anesthesie is bereikt.
- Zodra de muis is verdoofd, plaats oog zalf (zie tabel van materialen) op haar ogen hen om vochtig te houden tijdens de operatie. Op dit moment beheren ook een pijnstiller, zoals meloxicam (2 mg/kg subcutaan). Knippen van het haar uit de navel naar de oksel ingedrukt te houden de huid zachtjes om spanning.
- Als de muis de huid dun en gevoelig is, zorg niet veroorzaken huidletsels bij het knippen van het haar. Reinig de huid met Povidon-jodium en alcohol.
- Don steriele handschoenen en de steriele chirurgische veld en instrumenten voor te bereiden. De rest van de procedure met behulp van steriele techniek uit te voeren. De steriele chirurgische veld voor te bereiden door het plaatsen van steriele afdeklakens aan weerszijden van de muis. Gebruik gesteriliseerde met autoclaaf aluminiumfolie maken een chirurgische gordijn voor de muis.
- Snij een klein gaatje in de folie van tin toegang te verlenen tot de buik van de muis.
- Maak een insnijding van de huid van de halverwege buik (umbilicus) tot het niveau van de xiphoid kraakbeen met behulp van een iris schaar. Identificeren van de linea alba en gebruik iris schaar te snijden door de muur van het lichaam langs de linea alba. Gebruik CTAs aan de maag uit de buik zachtjes te verheffen en vervolgens bot ontleden de Omentum majus off van de grotere kromming van de maag.
- De korte maag slagader die tussen de fundus van de maag en de milt loopt door het plaatsen van twee ligaturen met 7-0 absorbeerbare monofilament hechtdraad afbinden. Gebruik voorjaar schaar te knippen tussen de twee ligaturen. Zodra de slagader is verbeelde, volledig exteriorize de maag van de buikholte. Plaats gaas onder de maag en de natte met zoutoplossing het weefsel om vochtig te houden.
- Sham Procedure
- Voor de sham procedure, plaatst u een losse eenvoudig continu patroon van hechtdraad 6-0 absorbeerbare monofilament hechtdraad met een conus van de naald. Begint 2 mm rechts (surgeon's rechts) van de slokdarm. Plaats van de hechtdraad lijn langs de ventrale maag muur en gaat u verder langs de dorsale maag muur.
Opmerking: Voor alle maag manipulaties, gebruik alleen monofilamenten absorbeerbare hechtdraad te verminderen het risico van infectie. Bovendien gebruiken alleen hechtdraad met een conus naald voor alle maag manipulaties, zoals het gebruik van een naald snijden verhoogt het risico van hechtdraad "pull-through" leidt tot maag weefselschade en dehiscentie wond. - De naald volledig door een muur van de maag passeren terwijl de plaatsing van de hechtdraad. Zorg ervoor dat de hechtdraad is plat liggen, maar de maag niet te beperken. Zachtjes binden de hechtdraad uitschakelen met behulp van 3-4 worpen en verdergaan met stap 2.9.
- Voor de VSG procedure stap 2.7 overslaan en verdergaan met stap 2.8.
- Voor de sham procedure, plaatst u een losse eenvoudig continu patroon van hechtdraad 6-0 absorbeerbare monofilament hechtdraad met een conus van de naald. Begint 2 mm rechts (surgeon's rechts) van de slokdarm. Plaats van de hechtdraad lijn langs de ventrale maag muur en gaat u verder langs de dorsale maag muur.
- VSG procedure
- Afbinden voor de VSG-procedure, de prominente takken van de maag slagader en ader met 7-0 monofilamenten absorbeerbare hechtdraad met een conus naald met 3 voor elke knoop gooit. Plaats de ligaturen net onder (dat wil zeggen, naar de mindere kromming van de maag) de beoogde regel van transect.
Opmerking: De beoogde lijn van transect begint bij ~ 2 mm hierboven (dat wil zeggen naar de grotere kromming van de maag) de cardiale inkeping van de maag en ten minste 2 mm onder de margo pilcatus en strekt zich uit tot het proximale einde van de rechter kwab van de alvleesklier. Meestal zijn er 4 schepen per maag muur die moeten worden afgebonden; Dit kan echter variëren tussen muizen. - Voorkom morsen van maag inhoud tijdens de Gastrectomie en plaats een eenvoudige ononderbroken lijn van hechtdraad passeren van zowel maag muren net onder de beoogde lijn van transect 6-0 absorbeerbare monofilament hechtdraad met een conus van de naald. Het begin van de regel van de hechtdraad naar de surgeon's rechts van de slokdarm en onder de margo pilcatus en het einde net boven de alvleesklier.
- Plaats van dun-tipped hemostats boven de hechtdraad lijn en gebruik voorjaar schaar te knippen tussen de hechtdraad lijn en hemostats. Verwijder de transected maag weefsel uit de steriele chirurgische veld.
- Afbinden voor de VSG-procedure, de prominente takken van de maag slagader en ader met 7-0 monofilamenten absorbeerbare hechtdraad met een conus naald met 3 voor elke knoop gooit. Plaats de ligaturen net onder (dat wil zeggen, naar de mindere kromming van de maag) de beoogde regel van transect.
Opmerking: Een eenvoudige discontinue hechtdraad patroon wordt aanbevolen aangezien dit meer veilige sluiting dan het eenvoudige continu hechtdraad patroon biedt.
Opmerking: Dit vervangt vochtverlies tijdens de operatie ervaren en biedt een methode voor directe toepassing van antibiotica op de chirurgische site om te helpen bij het herstel.
Opmerking: Als nauwkeurige voedsel inname metingen worden verkregen in de hele studie, muizen moeten afzonderlijk worden gehuisvest in de gehele studie. Er is een risico van vreemde voorwerpen obstructie van het eten kooi beddengoed. Dieren moeten worden gehuisvest in kooien gratis beddengoed behalve nesten van materiaal om verrijking (Zie Tabel van materialen).
3. post-operatieve muis zorg en metingen
- De muis terug naar haar kooi en plaats van de kooi op een verwarming pad. Muizen op een vloeibaar dieet gedurende ten minste 7 dagen na de operatie. Beheren van een pijnstiller, zoals meloxicam (2 mg/kg subcutaan), voor 2 dagen na de operatie.
Opmerking: Een antibioticum, zoals enrofloxacin (20 mg/kg), kan worden verleend voor maximaal 7 dagen na de operatie. Antibiotica al worden gegeven aan het minimaliseren van risico op besmetting van de chirurgische ingreep en kunnen dan niet vereist zijn afhankelijk van het niveau van de steriliteit gehandhaafd gedurende de gehele procedure. Echter als antibiotica worden gebruikt, moeten ze worden toegediend aan alle muizen in dezelfde studie om consistentie te waarborgen. - De postoperatieve periode beoordelen lichaamsgewicht, voedselinname, ontlasting, activiteitenniveau en vervreemding ten minste dagelijks om goede genezing en herstel. Het gedrag van post-operatieve monitoring voor 14 dagen na de operatie.
Opmerking: Chirurgische mislukking is meestal gezien of onmiddellijk na een operatie binnen drie dagen na operatief. Dieren die niet eten of drinken op de tweede dag na de operatie moeten nauwlettend worden gevolgd voor chirurgische complicaties. - Na succesvolle afronding van de postoperatieve periode, meten lichaam gewicht en voedsel inname regelmatig hele studie voor handhaving van de passende fenotype.
- Het uitvoeren van een orale glucose tolerantie test (OGTT) glucosetolerantie, glucose-gestimuleerd insuline secretie, beoordeling en gut hormoon afscheiding.
- Uitvoeren van de OGTT in muizen na het vasten hen voor 6 h en vervolgens maagsonde muizen met dextrose oplossing van 50% bij een dosis van 1 g/kg.
- Staart bloedmonsters op 0, 2.5, 5, 15, 30, 60 en 120 minuten na de maagsonde verzamelen. Meten van bloedglucose met een glucometer op deze tijdstippen. Verzamelen serummonsters op elk tijdstip voor het meten van verschillende hormonen, zoals insuline en GLP-1.
- Snel muizen gedurende 6 uur voorafgaand aan de euthanasie. Neem een laatste bloed monster en glucose meting. Vergelijk de laatste glucose meting op de nulmeting. Euthanaseren muizen met een intraperitoneale injectie pentobarbital bij een dosis van 200 mg/kg.
- Gebruik de basislijn en de definitieve serummonsters extra analyten meten en vergelijken van pre- en post-operatieve chirurgische waarden.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De sham en VSG procedures zijn afgebeeld in Figuur 1. Figuur 1A blijkt waar de hechtdraad lijn wordt geplaatst langs de muren in de maag tijdens de sham procedure. Dit zelfde gebied is waar de maag wordt gesneden tijdens VSG chirurgie. Figuur 1B toont het buisvormige overblijfsel van maag links na opvoering van VSG.
Statistieken en ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Bariatrische chirurgie is de meest effectieve langdurige behandeling voor obesitas en leidt tot andere gezondheidsvoordelen zoals hoge tarieven van type 2 diabetes en hypertensie verlossing1,9,15. Lymfkliertest modellen van bariatric chirurgie bieden een krachtig hulpmiddel waarmee u te identificeren van de mechanismen waarmee bariatric chirurgie snelle en uitgesproken verbeteringen in de obesitas comorbidities veroorzaakt. Bove...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren geen belangenconflicten, behalve Dr. Cummings financiering van Eli Lilly ontvangen and Company.
Dankbetuigingen
Dit onderzoek werd gesteund door de NIH/NCI R21CA195002-01A1, de Voorzitter van Raad van Cornell vrouwen en de SUNY Graduate diversiteit Fellowship. Dr. Cummings laboratorium ook ontvangen financiering tijdens de projectperiode van de Cornell vergelijkende kanker biologie trainingsprogramma en Eli Lilly and Company.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 45% high fat diet | Research Diets | D12451 | |
| 60% high fat diet | Research Diets | D12492 | |
| Boost | Nestle | 160-67538 | rijke chocoladesmaak |
| 6-0 Suture | Ethicon | Z432 | monofilament absorbeerbaar/taper |
| 7-0 Suture | Covidien | 8866127-01 | monofilament absorbeerbaar/taper |
| Cotton Swabs | Fisherbrand | 23-400-118 | klein |
| Cotton Swabs | Fisherbrand | 233-400-101 | groot |
| Gauze | Various | 4x4 4 lagen en 2x2 4 lagen | |
| Foil | Various | ||
| Operatiedoek | Various | ||
| 0,9% zoutoplossing | Various | ||
| LRS | Hospira | 170RX | |
| Betadine | Various | ||
| Alcohol | Various | ||
| Oogzalf | Paralube® Vet Ointment | 17033-211-38 | |
| Weefselkleefstof | Vetbond | 1469SB | |
| Meloxicam (Metacam) | Boehringer Ingelheim | 141-213 | 5 mg/ml |
| Enrofloxacine | Baytril | 08713254-186599 | 22,7 mg/ml |
| Dunne gepunte hemostatiek | Fine Science Tools | 13021-12 | |
| Metzenbaum schaar | Fine Science Tools | 14018-18 | |
| Iris schaar | Fine Science Tools | 14058-09 | |
| Dumont pincet | Fine Science Tools | 11251-20 | |
| Gerande pincet | Fine Science Tools | 11020-12 | |
| Gavage naald | Fine Science Tools | 18060-20 | |
| Micronaald driver | Fine Science Tools | 12075-14 | |
| Veer schaar | Fine Science Tools | 15396-00 | |
| Insulin spuit | Various | ||
| 1mL spuit | Various | ||
| 20mL spuit | Various | ||
| Glucometer (one touch ultra mini) | Lifescan | 70021208 | |
| Multiplex insulin en GLP-1 kit | Meso Scale Discovery | K15171C-1 | |
| GraphPad Prism 6.00 | GraphPad Software | ||
| Nestlets | Ancare | NES3600 |
Referenties
- Buchwald, H., et al. Bariatric surgery: a systematic review and meta-analysis. JAMA. 292 (14), 1724-1737 (2004).
- 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).
- Yanovski, S. Z., Yanovski, J. A. Obesity. N Engl J Med. 346 (8), 591-602 (2002).
- Abbatini, F., et al. Long-term effects of laparoscopic sleeve gastrectomy, gastric bypass, and adjustable gastric banding on type 2 diabetes. Surg Endosc. 24 (5), 1005-1010 (2010).
- Sjostrom, L., et al. Effects of bariatric surgery on mortality in Swedish obese subjects. N Engl J Med. 357 (8), 741-752 (2007).
- Adams, T. D., et al. Cancer incidence and mortality after gastric bypass surgery. Obesity (Silver Spring). 17 (4), 796-802 (2009).
- Vest, A. R., Heneghan, H. M., Schauer, P. R., Young, J. B. Surgical management of obesity and the relationship to cardiovascular disease. Circulation. 127 (8), 945-959 (2013).
- Ahmed, A. R., et al. Laparoscopic Roux-en-Y gastric bypass and its early effect on blood pressure. Obes Surg. 19 (7), 845-849 (2009).
- Pories, W. J., et al. Who would have thought it? An operation proves to be the most effective therapy for adult-onset diabetes mellitus. Ann Surg. 222 (3), 339-350 (1995).
- Garibay, D., et al. beta-Cell Glucagon-Like Peptide-1 Receptor Contributes to Improved Glucose Tolerance After Vertical Sleeve Gastrectomy. Endocrinology. 157 (9), 3405-3409 (2016).
- McGavigan, A. K., et al. TGR5 contributes to glucoregulatory improvements after vertical sleeve gastrectomy in mice. Gut. 66 (2), 226-234 (2017).
- McGavigan, A. K., et al. Vertical sleeve gastrectomy reduces blood pressure and hypothalamic endoplasmic reticulum stress in mice. Dis Model Mech. 10 (3), 235-243 (2017).
- Esteban Varela, J., Nguyen, N. T. Laparoscopic sleeve gastrectomy leads the U.S. utilization of bariatric surgery at academic medical centers. Surg Obes Relat Dis. 11 (5), 987-990 (2015).
- Laferrere, B., et al. Effect of weight loss by gastric bypass surgery versus hypocaloric diet on glucose and incretin levels in patients with type 2 diabetes. J Clin Endocrinol Metab. 93 (7), 2479-2485 (2008).
- Adams, T. D., et al. Health benefits of gastric bypass surgery after 6 years. Jama. 308 (11), 1122-1131 (2012).
- McGavigan, A. K., et al. TGR5 contributes to glucoregulatory improvements after vertical sleeve gastrectomy in mice. Gut. , (2015).
- Peterli, R., et al. Improvement in glucose metabolism after bariatric surgery: comparison of laparoscopic Roux-en-Y gastric bypass and laparoscopic sleeve gastrectomy: a prospective randomized trial. Ann Surg. 250 (2), 234-241 (2009).
- Ryan, K. K., et al. FXR is a molecular target for the effects of vertical sleeve gastrectomy. Nature. 509 (7499), 183-188 (2014).
- Wilson-Perez, H. E., et al. Vertical sleeve gastrectomy is effective in two genetic mouse models of glucagon-like Peptide 1 receptor deficiency. Diabetes. 62 (7), 2380-2385 (2013).
- Pressler, J. W., et al. Vertical sleeve gastrectomy restores glucose homeostasis in apolipoprotein A-IV KO mice. Diabetes. 64 (2), 498-507 (2015).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
