Narzędzia do diagnozowania zaburzeń wchłaniania kwasów żółciowych i pomiaru transportu kwasów żółciowych in vivo są ograniczone. Opisano innowacyjne podejście na żywych zwierzętach, które wykorzystuje połączone obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego protonem (1H) i fluorem (19F); Ta nowatorska metodologia ma potencjał translacyjny w badaniach przesiewowych w kierunku złego wchłaniania kwasów żółciowych w praktyce klinicznej.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Wykorzystanie wielofluorowanych kwasów żółciowych i rezonansu magnetycznego in vivo do pomiaru transportu kwasów żółciowych
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Wraz z ich tradycyjną rolą jako detergentów ułatwiających wchłanianie tłuszczu, pojawiająca się literatura wskazuje, że kwasy żółciowe są silnymi cząsteczkami sygnałowymi, które wpływają na wiele narządów; modulują one motorykę jelit i produkcję hormonów, a także zmieniają napięcie naczyń krwionośnych, metabolizm glukozy, metabolizm lipidów i wykorzystanie energii. Zmiany w kwasach żółciowych w kale mogą zmieniać mikrobiom jelitowy i sprzyjać patologii jelita grubego, w tym biegunce cholerycznej i rakowi jelita grubego. Kluczowymi regulatorami składu kwasów żółciowych w kale są transporter kwasów żółciowych zależny od sodu wierzchołkowego jelita cienkiego (ASBT) i czynnik wzrostu fibroblastów-19 (FGF19). Zmniejszona ekspresja i funkcja ASBT zmniejsza wchłanianie kwasów żółciowych przez jelita. Co więcej, dane z badań in vitro sugerują, że niektóre leki zatwierdzone przez FDA hamują funkcję ASBT. Niedostateczne uwalnianie FGF19 zwiększa syntezę kwasów żółciowych w wątrobie i uwalnianie ich do jelit do poziomów, które przytłaczają ASBT. Dysfunkcja ASBT lub niedobór FGF19 zwiększa poziom kwasów żółciowych w kale i może powodować przewlekłą biegunkę i sprzyjać nowotworowi jelita grubego. Niestety, narzędzia do pomiaru złego wchłaniania kwasów żółciowych oraz wpływu leków na transport kwasów żółciowych in vivo są ograniczone. Aby zrozumieć złożone działanie kwasów żółciowych, potrzebne są techniki, które umożliwiają jednoczesne monitorowanie kwasów żółciowych w jelitach i tkankach metabolicznych. To skłoniło nas do opracowania innowacyjnej metody pomiaru transportu kwasów żółciowych u żywych zwierząt przy użyciu kombinacji rezonansu magnetycznego (MRI) protonów (1H) i fluoru (19F). Stworzono i przetestowano nowe znaczniki do rezonansu magnetycznego żywych zwierząt na bazie fluoru (19F), zarówno in vitro, jak i in vivo. Mocne strony tego podejścia to brak ekspozycji na promieniowanie jonizujące i potencjał translacyjny dla badań klinicznych i praktyki.
Wprowadzenie
Kwasom żółciowym, obok ich klasycznej roli detergentów ułatwiających wchłanianie tłuszczów z jelit, przypisuje się funkcję silnych cząsteczek sygnałowych wpływających na wiele organów, poza tymi powiązanymi z ich krążeniem wątrobowo-jelitowym1,2. Oprócz kontrolowania własnego metabolizmu, kwasy żółciowe modulują kilka aspektów fizjologii przewodu pokarmowego (np. motorykę jelit i produkcję hormonów inkretynowych, fizjologię okrężnicy oraz podatność na nowotwory) i wywierają systemowy wpływ na napięcie naczyniowe, metabolizm glukozy i lipidów oraz wykorzystanie energii. Podczas gdy niektóre z tych efektów są zapośredniczone w jelitach, inne wynikają....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Poniższy protokół jest zgodny z wytycznymi zatwierdzonymi przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt (IACUC) w School of Medicine Uniwersytetu w Maryland (protokół IACUC nr 0415011, zatwierdzony 18 czerwca 2015 r.).
1. Gavage myszy kwasami żółciowymi znakowanymi 19F
- Wykonaj gavage u myszy, podając 150 mg/kg masy ciała kwasów żółciowych znakowanych 19F. Napełnij strzykawkę 1-ml do wymaganej objętości roztworem stokowym kwasów żółciowych znakowanych 19F [kwas choliczny-trifluoro-acetyl lizyna (CA-lys-TFA; w mieszaninie 1:1 glikolu polietylenowego 400 i fosforanu buforowanego soli Dulbecco) lub chol....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Zastosowanie MFBA do in vivo Obrazowanie MRI w celu „obserwacji” transportu kwasów żółciowych w czasie rzeczywistym ma ogromny potencjał zarówno w zastosowaniach badawczych, jak i klinicznych. Co więcej, opisane tutaj metody resekcji pęcherzyka żółciowego oraz analizy biochemicznej jego zawartości przy użyciu chromatografii cieczowej i spektrometrii mas stanowią sposób na potwierdzenie wyników obrazowania. Jednak wiarygodność tych metod wymaga precyzyjnego dawkowania, odpowiednie.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Synteza CA-lys-TFA i CA-sar-TFMA oraz analiza in vitro ich transportu przy użyciu stabilnie transfekowanych komórek nerkowych psów Madin-Darby eksprymujących ASBT i ludzkich embrionalnych komórek nerkowych eksprymujących polipeptyd kotransportujący sód / taurocholan (NTCP) są szczegółowo opisane w innym miejscu13,14. W tym przypadku nacisk kładziony jest na doustne podawanie MFBA przez zgłębnik żywym zwierzętom, a następnie pobieranie pęcherzyka żółciowego, wątroby i krwi w celu analizy zawartości MFB.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
Ta praca była wspierana przez National Institutes of Health, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (granty o numerach R21 DK093406 i T32 DK067872 dla J-P.R.) oraz nagrodę VA Merit (grant numer 1BX002129 dla J-P.R.).
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Młynek do tkanek szklanych Duall rozmiar-21 | Kimble Chase Life Science, Vineland, NJ | 885351-0022 | |
| Bruker BioSpec 70/30USR Avance III 7T z otworem poziomym Skaner MR | Bruker Biospin MRI GmbH, Niemcy | Użyj towarzyszącego oprogramowania Paravision w wersji 5.1 (patrz krok 3.5) | |
| Bruker 40 mm 19F/1H podwójnie dostrojona cewka objętościowa linerar | Bruker Biospin MRI GmbH, Niemcy | Użyj towarzyszącego oprogramowania Paravision w wersji 5.1 (patrz krok 3.5) | |
| System Waters Acquity UPLC z detektorem kwadrupolowym | Waters Corporation, Milford, MA | ||
| Waters Acquity UPLC hybrydowy mostek etylenowy C8 1.7 i mu; m kolumna 2,1 x 50 mm | Waters Corporation, Milford, MA | ||
| Igła do gavage Braintree | Scientific, INC. | N-010 | 20 G-1,5" zakrzywiona kula 2,25 mm |
| 2 hemostatyki ze stali nierdzewnej | VWR | 10755-018 | 4 i 5 cali, prosta |
| ketamina | MWI Veterinary Supply | 501090 | Ketamin zetamin 100 mg / ml |
| Xylazine | Akorn, Inc. | 20 mg/ml | |
| Cewnik dootrzewnowy | Abbott | AbbocathTM-T.I.V. G720-A01 4535-42 | 24-G x 0,75" |
Bibliografia
- Thomas, C., Pellicciari, R., Pruzanski, M., Auwerx, J., Schoonjans, K. Targeting bile-acid signalling for metabolic diseases. Nat Rev Drug Discov. 7, 678-693 (2008).
- Vallim, T. Q., Edwards, P. A. Bile acids have the gall to function as hormones. Cell Metab. 10, 162-164 (2009).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
