Лимфатические течет из тонкого кишечника с помощью однонаправленного процесса, происходящего в отдельных млечными, которые содержатся в каждом маленьком кишечных ворсинок 1. Млечными относительно проницаемой для жидкости, макромолекул, клеток и образование лимфы, таким образом, начинается с момента вступления этих факторов в млечными. Начальное лимфатических в млечными затем течет из кишечника через сеть лимфатических микрососудов, сбора (афферентной) лимфатических сосудов, серия брыжеечных лимфатических узлов и в конечном счете после узловой (эфферентных) лимфатических сосудов. В узлах, лимфатических проходит через серию мозговых синусов, где обмен происходит с иммунными клетками-резидентами узла, а также материала, поступающих в узел из крови. Все лимфатических течет из тонкой кишки в конечном итоге сходится в эфферентных превосходит брыжеечных лимфатических протоков и впоследствии цистерны chyli. Цистерны chyli также собирает лимфодренажный хвостового периферических тканей, IntestИнал, печени и поясничного отделов и присоединяется к грудной лимфатический проток вместе с лимфой из средостения и черепных частях тела. Грудной лимфатический проток впадает лимфатическую непосредственно в венозную систему на стыке левой внутренней яремной и подключичной вен. Протокол, описанный здесь, который позволяет сбора лимфы непосредственно из верхней брыжеечной лимфатический проток, таким образом, облегчает анализ различных факторов, проходящих прямо из кишечника в системной (общей) циркуляции через лимфатическую систему кишечника.
Основные физиологические функции, возложенные на желудочно-кишечном лимфатической системы для поддержания баланса жидкости, чтобы облегчить липидов и поглощение липофильный молекул, и, чтобы включить соответствующие иммунные реакции 1. Опухолевые клетки и вирусы распространяются с помощью кишечной лимфатической системы 2-4 и ключевые изменения происходят в лимфатических в ряде воспалительных и метаболических патологий 5-7. Можетnulation брыжеечных лимфатический проток, чтобы собрать лимфы в брыжейки позволяет анализ объемного потока жидкости через кишечную лимфатические сосуды, а также количественное определение уровня концентрации и транспортной различных клеток и молекул. Изменения в концентрации или транзита этих факторов в ответ на различные вызовы (например, диеты, антигены, лекарственные средства) и в моделях болезни (например, колит, ВИЧ, диабет), также может быть оценено. Несмотря на то, что невозможно подробно описать каждый лимфы компонент, который может быть проанализированы и сравнены здесь, брыжеечных лимфатических упрощенно состоит из водного, липидов и клеточных фаз. Компоненты интерес в водной фазе, включают пептиды и белки, такие как антигены или tolerogens 8, иммунных мессенджеров, таких как цитокинов и медиаторов тучных клеток 9 и метаболических медиаторов, таких как инкретинов 10. Клеточный часть пост-узловой брыжеечных лимфатических состоит почти полностью (более 99%) lymphocytES 11. Различные иммунные клетки (дендритные клетки, тучные клетки, и т.д.) ввести предварительно узловые брыжейки лимфатические но остаются в пределах узла 12. Если клетки в афферентной лимфы представляют интерес, можно собрать эти клетки с помощью удаления брыжеечных лимфатических узлов за несколько дней до катетеризации брыжеечной лимфатический проток 12. Таким образом, афферентные и эфферентные лимфатические протоки непосредственно связаны и лимфатических клеток в афферентных лимфатических проходить непосредственно в мезентериального лимфатического протока. Транзита и фенотип различных иммунных клеток, проходящих через кишечные лимфатические сосуды может быть, таким образом исследованы. Возможно, наиболее распространенной причиной привел для сбора брыжеечных лимфатических до настоящего времени, однако, заключается в изучении кишечной обработки, абсорбцию и транспорт пищевых липидов и липофильных молекул 10.
После приема, пищевые жиры перевариваются (например, из триглицерида с жирных кислот и моноглицерида, phospholipid с жирными кислотами и lysophospholipid и сложного эфира холестерина в жирной кислоты и холестерин, и т.д.) и диспергированные в просвете кишечника на мелкие мицеллы и везикулярных структур с помощью добавлением амфифильных из желчи (фосфолипиды, холестерин и соли желчных кислот) и действие ферменты поджелудочной железы 10,13. Отсюда они всасываются в энтероцитов. Доля поглощенных компонентов повторно этерифицируют с образованием триглицеридов, фосфолипидов и эфиров холестерина в пределах поглощающих клеток (энтероцитов). Эти переэтерификацией липиды собраны из комбинации экзогенно внутрь липидных компонентов и эндогенных липидных компонентов из секретируемого желчи, слизистой оболочки липидных бассейнов или кишечной кровоснабжения 13. Отсюда этерифицированные липиды либо храниться в энтероцитов или собраны в кишечных липопротеинов (хиломикроны, липопротеинов очень низкой плотности (VLDL)) вместе с различными апопротеинов и других липофильных молекул ( , например, витамины) 10,13. После выхода из энтероцитов, липопротеины специально транспортируется из кишечника в системный кровоток через лимфатическую систему брыжеечной как кишечные млечными более проницаемыми для их ввода кишечной чем кровеносных капилляров. Доля поглощенных липидных компонентов также транспортируется из кишечника в системный кровоток через кровеносные капилляры и воротной вены, как отдельная система, не липопротеина связанных молекул 14. В целом, однако, воротной вены транспортного маршрута только играть важную роль в поглощении коротких и средней длины цепи липидов.
Сбор брыжеечных лимфатических таким образом, позволяет производить оценку транспортировки липопротеинов и связанных с ними компонентов (липидов, липофильных молекул, апо-белков) из кишечника. В липопротеины могут быть количественно и характеризуется тем преимуществом, что брыжеечные лимфатические липопротеины, в общем, в nascenт состояние, так как они не были широко изменен системных ферментов, таких как липазы липопротеинов 15. Несмотря на то, брыжеечных лимфатических модель канюлируют крыса, возможно, исторически наиболее широко описаны для анализа липидов / липопротеинов транспорта в кишечнике, площадь расширяется интерес представляет роль лимфатической системы в транспорте липофильных лекарственных средств, пролекарства и других ксенобиотиков 13,16 что акцент в модели, описанной здесь. Липофильных лекарственных средств (как правило, те, с журнала P> 5 и растворимости в долгосрочной триглицерида> 50 мг / г, хотя исключения являются очевидными) 17,18 пролекарства 19 и другие ксенобиотики 13,16 могут получить доступ к кишечной лимфатической системы или пассивно или активно интегрируется в кишечная липопротеинов транспортных путей 19.
Таким образом, крысы брыжеечной лимфатических техники катетеризации имеет множество применений. Bollman и др. Впервые описал TechniqUE в иглу брыжеечных лимфатический проток у крыс в 1948 году 20. Так были описаны то количество вариаций на модели. Например, коллекция может произойти, когда крыса анестезии с различными анестетиками 21,22, или в сознательном состоянии, пока сдерживается 15 или свободно перемещаться 23,24. Крысы могут быть введены различные регидратации растворы и другие вещества, такие как липиды и лекарственных форм с различными скоростями в желудок, кишечник или парентерально (обычно 0 - 5 мл / ч) 25. В некоторых исследованиях грудной лимфатический проток, а не брыжеечных лимфатических канал канюли, чтобы оценить транспорт из кишечника через лимфатические сосуды, хотя это может переоценить транзит из тонкой кишки, в зависимости от коэффициента интерес, так как грудной лимфатический проток также получает лимфу от друга Регионы 22,26. Лимфатические модели катетеризации также были описаны в ряде других видов, включая мышей 15,27, мини-пиGS 12, овец 28,29, свиньи 30 и собаки 31. Тем не менее, модель крысы является наиболее широко и последовательно привел. Подробные протоколы для катетеризации брыжеечной лимфатический проток, с последующим сбором лимфы в сознательном 25 или наркоза 22 крыс и мышей 15,27 были опубликованы ранее, и заинтересованный читатель относится к этим протоколам. Этот протокол является первым, чтобы продемонстрировать технику в визуализируется формате.
Лимфатических канюлируют крысах имеет преимущества перед более крупных моделей животных с точки зрения расходов, легкость операции и этических соображений. По сравнению с мышиной модели, брыжеечных лимфатических катетеризации операции также легче у крыс, хотя модель мыши дает более подробные исследования в трансгенных животных 27. Тем не менее, есть некоторые ограничения модели крыс, особенно те, которые связаны с различиями в физиологии, что предел extrapolatионов к другим доклинических и клинических ситуациях. Например, в потоке крыс желчного постоянна и не зависит от приема пищи, тогда как в более высокой пищи или липидов видов стимулировать выделение желчи 32. Это создает проблемы для получения репрезентативных до и после приема пищи среды у крыс, которые отражают то, что видел в более крупных видов и человека. Для исследований доставки лекарств, более крупные виды также могут быть предпочтительными при оценке лимфатической транспорта после введения реалистичного человека лекарственных форм 25. В недавнем исследовании, липидов ставки переноса в брыжеечных лимфатических оказались сопоставимы у разных видов (мыши, крысы, собаки) после введения эквивалентной массы и типа липидов, который обеспечивает некоторую уверенность в экстраполяции транспорта липидов данных разных видов 27. Тем не менее, транспортировка модели липофильный лекарственный препарат, Галофантрин, попавшая в порядке размера животного (например, собака> крыса> мыши). Коэффициент масштабирования может быть, таким образом требуется эксtrapolate лимфатические препарат транспортные данные крысы с другими видами.
Ограничение моделей лимфатических катетеризации, в общем, является то, что пассивное лимфатических коллекции непосредственно из лимфатического протока может изменить лимфы и транспортировки, так как лимфатические сосуды работать против градиента давления, который изменен после того, как сосуд через канюлю 33. Лимфатических катетеризация модель также может быть трудно установить в лабораториях, которые не знакомы с техникой. Альтернативные модели, таким образом, были описаны. Например, транзит факторов через лимфатическую систему кишечника, таких как липопротеины и липофильных молекул, был изучен с помощью косвенного сбора крови. Одной из таких моделей включает сравнение концентрации в крови липидов и / или лекарственных средств после перорального, в присутствии и в отсутствие ингибиторов (например, колхицин, Pluronic L81, циклогексимид) кишечной производства липопротеинов, которые блокируют лимфатической транспорта 34. Преимуществомоделей, которые количественно лимфатической транспорта косвенно через сбора образцов крови является то, что она позволяет некоторую оценку лимфатической транспорта как у человека, инвазивная хирургия не требуется 35. Тем не менее, ингибиторы транспорта лимфатической не являются специфическими и факторы, которые транспортируются через лимфатические сосуды разбавляют и модифицированы в системный кровоток, что затрудняет таких оценок. В пробирке альтернативы также были описаны. Например, Caco-2 клеток или изолированных энтероцитов культуры были использованы для изучения более подробно кишечного секрецию молекул, которые входят в лимфатических 36-38. Продвинутая модель в пробирке, что является более представительным кишечного микроокружения человека также недавно был описан 39. В этой модели лимфатической эндотелиальной слой клеток совместно культивируют с Caco-2 клеток, которые обеспечивает более детальный анализ переноса веществ из кишечника в лимфатическую систему. Тем не менее, в ВИТРО клеточные системы не хватает перетока и передать то есть взаимосвязь с просвета кишечника и основного крови и лимфатической кровоснабжения. В альтернативном подходе, Кассис и др. Установлено, двухканальный (высокоскоростной светлого поля видео и флуоресценции) в системе формирования месте, что позволяет количественные сравнения между судном сжатия, лимфы и люминесцентные концентрации липидов в мезентериальных лимфатических сосудов 33. Преимущество этой модели над вышеупомянутый в пробирке системы является то, что он обеспечивает точное отслеживание прохождения иммунных клеток через лимфатические сосуды. Абсолютные измерения массового липидов (или препарата) транспортом, однако, еще не создана с использованием методов визуализации. В пробирке и в кремнии подходы к специально предсказать степень липофильного транспорта наркотиков с помощью кишечной лимфатической системы также были опубликованы 40-42. Например, экс виво сродство с несколькимиompounds для плазменных хиломикронов коррелирует достаточно хорошо с их лимфатической транспорта в естественных условиях 41. Впоследствии та же группа создана в силикомарганца модели для прогнозирования наркотиков сродство к хиломикронов, основанных на нескольких физико-химических свойств 40. Холм и др. Также установили относительно сложным в силикомарганца модели, чтобы предсказать, напрямую лимфатической транспорта липофильных соединений на основе молекулярных дескрипторов 42. Эти модели могут обеспечить полезный подход для прогнозирования степени лимфатической транспорта неизвестных препаратов. Валидация моделей с широким диапазоном наркотиков и между различными лабораториями, однако, требуется, чтобы подтвердить их точность и воспроизводимость.
Катетеризация брыжеечной лимфатический проток, таким образом, остается единственное средство непосредственно ознакомиться с содержимым лимфодренажный тонкую кишку, и транзитной ставке в сложный комплекс факторов (клеток, белков,пептиды, липиды, лекарственные препараты) в лимфе в в естественных условиях ситуации. В этом мы описываем протокол для катетеризации брыжеечных лимфатических протоков и сонной артерии, что позволяет сбора брыжеечных лимфатических и системной крови из анестезированных крыс. Типичные данные показывают, как модель может быть использован для изучения липидов и транспорта лекарства из кишечника через лимфатическую систему брыжеечной. Это последовало обсуждение трудностей, которые могут возникнуть при создании модели и руководство по устранению неисправностей. После создания модели является мощным инструментом исследования кишечника лимфатической транспорта.