Методическая статья

Рукав гастрэктомии у мышей с помощью хирургических клипов

DOI:

10.3791/60719

⸱

14 ноября 2020 г.

 ,  ,  ,  , 
1Cardiovascular Division, Internal Medicine Department, Min-Sheng General Hospital, 2Department of Nutrition and Health Sciences, School of Healthcare Management, Kai-Nan University, 3Institute of Clinical Medicine, National Yang-Ming University, 4Food Science and Biotechnology, College of Biotechnology and Bioresources, University of Da-Yeh, 5Department of Surgery, Min-Sheng General Hospital, 6Department of Critical Care Medicine, Taipei Veterans General Hospital, 7Division of Cardiology, Department of Internal Medicine, Taipei Veterans General Hospital, 8Division of Cardiology, Heart Center, Cheng-Hsin General Hospital, 9Taipei Medical University

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Распространенность диабета и ожирения постоянно растет во всем мире. Необходимо дополнительно иззнать механизмы между диабетом, ожирением и связанной с ним смертностью и сопутствующими болезнями. Здесь мы представляем протокол для гастрэктомии рукавов (SG) у животных как незамысловатую доклиналогическую модель бариатрической хирургии.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Число людей с избыточным весом и ожирением постоянно растет как среди взрослого населения, так и среди подростков. Это совпадает с увеличением универсального явления диабета типа 2 (T2D) и других метаболических проблем. Бариатрическая хирургия, такие как SG, в настоящее время является одним из наиболее эффективных и широко используемых долгосрочных методов лечения ожирения и T2D, но связь между ними не полностью изучены еще. Механизмы, лежащие в основе результатов, замеченных после бариатрической хирургии у людей, могут быть исследованы на основе доклинкологических исследований на животных. SG снижает вес тела, уровень глюкозы и многие метаболические параметры, и легко выполнить с низкой частотой осложнений. Целью этой работы является предоставление простого метода и несложной доклинтической модели бариатрической хирургии у животных для исследователей.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

С 1975 года распространенность ожирения во всем мире возросла почти в три раза. В 2016 году более 1,9 миллиарда взрослых людей старше 18 лет были с избыточным весом и более 650 миллионов взрослых страдали ожирением. Распространенность T2D среди взрослого населения также удвоилась с 4,7% до 8,5%, при этом их число выросло со 108 млн до 422 млн взрослых в период с 1980 по 2014 год вовсем мире 1. Большинство бариатрических операций приводят к значительной потере веса, снижению жировых отложений и улучшению толерантности к глюкозе, резистентности к инсулину и борьбе сдиабетом 2. В дополнение к потере веса и ремиссии T2D, бариатрическая хирургия далее производит дополнительные преимущества для здоровья, такие как контроль гипертонии и более низкая заболеваемость некоторыми типами ожирения, связанных с развитием рака ипрогрессии 3. Бариатрическая хирургия также вызывает прочную полную, частичную ремиссию T2D, и снижает риск десятилетней основной ишемической болезни сердца (ИБД) и некоторой степени цереброваскулярного риска. Тем не менее, основные механизмы не до конца понял4.

Существует несколько процедур бариатрической/метаболической хирургии. Как ограничительные, так и желудочно-кишечные операции шунтирования оказывают положительное влияние наобмен веществ 5. Из бариатрических хирургических моделей, SG и модифицированные Roux-en-Y желудочного шунтирования имеют более высокий успех и более низкие показатели смертности и продемонстрировать надежные ограничительные и желудочно-кишечного шунтирования моделиу мышей 6. Хотя желудочно-кишечного шунтирования обеспечивает больше потери веса и значительное улучшение толерантности к глюкозе и печени стеатоз, чем ограничительная процедура в долгосрочной перспективе, SG по-прежнему производит хороший контроль массы тела и уровня глюкозы и легко выполнять с низкой частотойосложнений 6. Доля SG увеличилась с 30% до 54%, а шунтирования желудка Ру-ан-Y снизилась с 52% до 32% с 2008 по 2014год 7. В настоящее время лапароскопическая SG является наиболее часто выполняемой бариатрической процедурой на национальном уровне в академических центрах в СоединенныхШтатах 8. Хотя было много опубликованных докладов, касающихся патофизиологических процессов между бариатрической хирургии, диабета и ожирения, нам нужно больше экспериментов на животных для дальнейшего изучения неизвестных механизмов.

Этот протокол направлен на производство животного метода для исследования механизмов, лежащих в основе результатов видели после бариатрической хирургии у людей. Нынешнее трансляционные исследования могут дать представление о механизме лечения ожирения и T2D от SG.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все процедуры употребления животных были одобрены Национальным университетом Ян Мин институционального ухода за животными и использования комитета и соблюдения "Руководство по уходу и использованию лабораторных животных. 8-е издание, 2011". Анестезиологическая процедура была выполнена в соответствии с руководящим принципом для контроля боли, анестезии, предоперационного и послеоперационного ухода за экспериментальными животными из Национального университета Ян Мин, ICAUC-016, 2015,1-е издание.

1. Подготовка животных

  1. Получить 20 8-недельный дикий тип C57BL/6 мышей мужского пола из Национального лабораторного центра животных (NLAC), которые весят около 16-18 граммов. Случайно назначить этих мышей в SG или фиктивных группы операции с 10 мышей каждый.
  2. Начните мышей на чау или с высоким содержанием жира диеты (см. Дополнительныйфайл ) до бариатрической или фиктивной операции9. Произвнося диетпитание-индуцированное тучность с по крайней мере 2 preoperative неделями HFD.
  3. Дом мышей в Национальном университете Ян-Мин Лабораторный центр животных под светло-темный цикл 12:12 со светом начала в 07:00 A.M. и позволяют бесплатное кормление стандартных грызунов чау и воды.
  4. Ограничьте всех животных из пищи, но разрешить свободный доступ к воде в ночь перед операцией.

2. Общая предоперационная подготовка

  1. Быстрый мышей, по крайней мере за 6 часов до операции. Индуцировать анестезию в индукционной камере с 5% изофлюран и кислородом (оба 3-4 л/мин).
    1. Проверьте глубину анестезии, гарантируя, что щепотка стимуляции (тупой изогнутый зубчатый гладкий микро-щипец) задней лапы, передний лапа, и ухо не вызывает каких-либо двигательных рефлексов. Администрирование антибиотиков (25 мг/кг цеказолина) с помощью подкожных инъекций перед операцией.
  2. Назначить определенную рабочую зону для хирургических процедур. Очистите хирургическую область и распылите хирургический стол с 75% раствором алкоголя перед операцией.
  3. Поместите мышь в носовой конус и поддерживайте анестезию 2% изофлюраном (2 л/мин) и кислородом (4 л/мин).
  4. Для гастрэктомии рукава и фиктивной операции, после подтверждения соответствующей глубины анестезии путем стимуляции ногтя, нанесите гель для глаз карбомера на глазах мыши, чтобы предотвратить сухость глаз.
  5. Используйте электрическую бритву для бритья волос от живота до грудины. Удалите и очистите оставшиеся волосы кремом для депиля. Поместите и зафиксните мышь на хирургическом столе в положении лежа.
  6. Дезинфицировать брюшную стенку мыши растворами повидоне-йода, чередующимися с 75% алкоголем для 3 применений.

3. Рукава гастрэктомии и фиктивных процедур

  1. Медианная лапаротомия
    1. Используйте микро-ножницы, чтобы сделать разрез средней линии длиной 1-1,5 см в верхней части живота.
  2. Экстернализация желудка и кишечника
    1. Выполните процедуру SG с помощью увеличительного рассечения микроскопа или увеличитель по мере необходимости, чтобы предотвратить непредсказуемое кровотечение и гиповолемический шок.
    2. Используйте два изогнутых гладких зубчатых микро-хлипов, чтобы аккуратно переместить желудок и завершить экстернализировать его.
    3. Тщательно разделите гастроспленической связки подключения левого желудка к селезенке с помощью хлопка наконечником зонда и электрокаутерии по мере необходимости, тем самым рассекая желудочного фонда из окружающей селезенки и других внутренних органов.

4. Изоляция желудка и клип

ПРИМЕЧАНИЕ: SG для мышей была выполнена с использованием нового клипа applier техники, как ранее опубликованные10.

  1. Растянуть фонд и пилорус желудка мягко и боково с типсами, определить средней линии(рисунок 1 и рисунок 2), и тщательно применять хирургические клипы на половину медиальной стороне желудка средней линии от гастроэзофагеального соединения нижне и нижнего полюса выше. Зажим и исключить около 75-80% желудка, тем самым создавая весь боковой рукав желудка(рисунок 1 и рисунок 2).
  2. Переместите кишечник на голую кожу сбоку и накройте ее теплосохоперной увлажненной марлей и выполняйте внутриперитонеавное увлажнение по мере необходимости для предотвращения обезвоживания и переохлаждения.
  3. Удалить боковой обрезанный желудок, удалить исключенный рукав желудка с микросхисторами, а затем стерилизовать разрез края желудка с раствором повидоне-йода.
  4. Oversew клип линии с 5-0 монофиламента неабсорбируемых швов для обеспечения утечки. Узел концы шва и якорь клипы на обоих концах.
  5. Вернуть желудок и кишечник в надлежащее положение в брюшной полости и закрыть живот с работает 5-0 монофиламента неабсорбируемых непрерывной и прерывистый шов на фасции и брюшной стенки.
  6. Администрирование анальгетиков с кетопрофеном (2-5 мг/кг) и антибиотиками с цефазолином (25 мг/кг) истраперитонически после всей процедуры.

5. Шам процедура SG

  1. Выполните аналогичную процедуру, как описано ранее с лапаротомией средней линии, и экстернализировать кишечник и желудок, используя 37 градусов по Цельсию влажный теплый солевой марлевой покрытие в течение 5 мин.
  2. Верните желудок и кишечник в соответствующие участки этих внутренних органов.
  3. Закройте брюшную стенку тщательно, как описано ранее с 2 слоями непрерывного и прерывистого закрытия фасции и кожи, используя медленные или неаспасаемые монофильтрные швы. Администрирование анальгетиков с кетопрофеном (2-5 мг/кг) и антибиотиками с цефазолином (25 мг/кг) истраперитонически после всей процедуры.

6. Общий послеоперационный уход

  1. Остановите isoflurane и продолжайте с потоком воздуха комнаты 3-5 l/min до тех пор пока мышь полно не проснуться.
  2. Продолжайте наблюдать за мышью, пока она восстанавливает подвижность и начинает ходить по клетке.
  3. Поместите мышь в независимый инкубатор по 30 градусов по Цельсию в течение 5 дней. Убедитесь, что есть только одна мышь на клетку, чтобы предотвратить мышей от травм друг друга.
  4. Верните свободный доступ к гель-диете (диета с высоким содержанием жира: 10% сала, 10% жидкого сахара, 57% воды) в течение 3 дней после операции и вновь ввести предыдущую назначенную диету через 3 дня после операции.
  5. Подкожно или интраперитонно вводят кетопрофен (2-5 мг/кг) и цефазолин (25 мг/кг) в течение 1 дня после операции.
  6. Оценка массы тела мыши еженедельно в течение всего периода исследования. Обеспечить кетопрофен (2-5 мг/кг) путем внутриперитонеальной инъекции для контроля боли один раз в день по мере необходимости, если животное находится в бедственном положении после операции.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Здесь, выживаемость SG была 90% после периода обучения.

7. Оценка метаболических параметров

  1. Быстрые мыши в течение 6 ч, и взять базовые образцы крови (0 мин). Получить все образцы крови из кончика хвостовой вены свободно движущихсямышей 11,12.
  2. Доставка 1 мг/г 50% декстрозы путем внутриперитонеальной инъекции для теста толерантности к глюкозе.
  3. Измерьте уровень глюкозы в крови из кончиков хвостовых вен свободно движущихся мышей на 0, 5, 15, 30, 60 и 120 минут после введения глюкозы на дублирующихся образцах с использованием глюкометров и тест-полосок.
  4. Держите весь образец крови (n No 10 для каждой группы) при комнатной температуре с свертыванием в течение 30 минут.
  5. Центрифуга образца крови при 3000 х г в течение 10 минут при 4 градусах Цельсия.
  6. Перенесите плазму в отдельные трубки, не нарушая образования тромбов, и храните при -80 градусов по Цельсию.
  7. Изучите образцы плазмы в конце исследования с использованием коммерческих наборов ELISA мышей для гемоглобина A1c (HBA1c), глюкозы, холестерина и инсулина в соответствии с руководящими принципами производителя.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Результаты операции показаны на рисунке 3 и рисунке 4. Выживаемость исследования составила 90%. Одна мышь умерла в группе обмана из-за слабости, а другая мышь умерла в группе SG на третий день после операции по неизвестным причинам. Результаты, полученные на потерю веса (Рисунок 3A) после операции (на неделе 3) на HFD кормили мышей были очень похожи на те, которые наблюдаются у людей, с окончательной потерей веса тела около 15-20%

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Большинство перспективных когортных исследований подтвердили, что увеличение индекса массы тела связано с увеличением смертности. Ожирение связано с более высоким риском развития диабета, сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и смерти у обоих полов. Специфические патологические процессы установили связь между диабетом, ожирением и смертностью14. Систематические обзоры указывают на преимущества бариатрической хирургии в снижении факторов риска для ССЗ с доказательствами регрессии гипертрофии желудо...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы заявляют об отсутствие конфликта интересов.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы благодарим мисс Изабель Лу за английское повествование.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
0,9% физиологического раствораChina Chemical & Фармацевтическая компания, Лтд.
5-0 монофиламентный шовный материалShineteh Inc. ТайваньEthicon
AlmShineteh Inc. ТайваньST-A072PKUNIK
Animal AnesthesiaStep Technology0712VAP11076Matrx
Щипцы Barraqer-TroutmanShineteh Inc. ТайваньST-N309(H-4410)UNIK
цефазолинТайвань ветеран аптечной компании
Диета ЧоуИсследования Диеты
Глюкозные полоски и глюкометрBeneCheckBKM13-1Набор BeneCheck
HbA1c УровеньOKEH00661
Гематологическая системаFujiFUJI DRI-CHEM 4000iЕвропа
Диета с высоким содержанием жировИсследования диет1810724LabDiet
Ирисовые щипцыShineteh Inc. ТайваньST-1210UNIK
Ирисовые ножницыShineteh Inc. ТайваньST-S011UNIK
ИзофлуранПанион & BF biotech INC8547Панион & BF
КетопрофенСигма22071154Сигма-Олдрич
СтереомикроскопMicroTechSZ-5TMicroTech
Surgical clip (M)Echicon Inc., Сомервилль, Нью-ДжерсиРазмер M, 5 мм
Видисик гельDr. Gerhard Mann Chem.-pharm. Фабрик ГмбХ

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. WHO. Obesity and overweight. WHO. , (2018).
  2. Buchwald, H., et al. Bariatric surgery: a systematic review and meta-analysis. Journal of the American Medical Association. 292 (14), 1724-1737 (2004).
  3. Schauer, D. P., et al. Bariatric Surgery and the Risk of Cancer in a Large Multisite Cohort. Annals of Surgery. 269 (1), 95-101 (2019).
  4. Wei, J. H., et al. Metabolic surgery ameliorates cardiovascular risk in obese diabetic patients: Influence of different surgical procedures. Surgery for Obesity and Related Diseases. 14 (12), 1832-1840 (2018).
  5. Lee, W. J., Aung, L. Metabolic Surgery for Type 2 Diabetes Mellitus: Experience from Asia. Diabetes & Metabolism. 40 (6), 433-443 (2016).
  6. Yin, D. P., et al. Assessment of different bariatric surgeries in the treatment of obesity and insulin resistance in mice. Annals of Surgery. 254 (1), 73-82 (2011).
  7. Abraham, A., et al. Trends in Bariatric Surgery: Procedure Selection, Revisional Surgeries, and Readmissions. Obesity Surgery. 26 (7), 1371-1377 (2016).
  8. Varela, J. E., Nguyen, N. T. Laparoscopic sleeve gastrectomy leads the U.S. utilization of bariatric surgery at academic medical centers. Surgery for Obesity and Related Diseases. 11 (5), 987-990 (2015).
  9. Surwit, R. S., Kuhn, C. M., Cochrane, C., McCubbin, J. A., Feinglos, M. N. Diet-induced type II diabetes in C57BL/6J mice. Diabetes. 37 (9), 1163-1167 (1988).
  10. Schlager, A., et al. A mouse model for sleeve gastrectomy: applications for diabetes research. Microsurgery. 31 (1), 66-71 (2011).
  11. Pressler, J. W., et al. Vertical sleeve gastrectomy restores glucose homeostasis in apolipoprotein A-IV KO mice. Diabetes. 64 (2), 498-507 (2015).
  12. Williams, L. M., et al. The development of diet-induced obesity and glucose intolerance in C57BL/6 mice on a high-fat diet consists of distinct phases. PLoS One. 9 (8), 106159(2014).
  13. Huang, R., Ding, X., Fu, H., Cai, Q. Potential mechanisms of sleeve gastrectomy for reducing weight and improving metabolism in patients with obesity. Surgery for Obesity and Related Diseases. 15 (10), 1861-1871 (2019).
  14. Bender, R., Zeeb, H., Schwarz, M., Jockel, K. H., Berger, M. Causes of death in obesity: relevant increase in cardiovascular but not in all-cancer mortality. Journal of Clinical Epidemiology. 59 (10), 1064-1071 (2006).
  15. Vest, A. R., Heneghan, H. M., Agarwal, S., Schauer, P. R., Young, J. B. Bariatric surgery and cardiovascular outcomes: a systematic review. Heart. 98 (24), 1763-1777 (2012).
  16. Ionut, V., Burch, M., Youdim, A., Bergman, R. N. Gastrointestinal hormones and bariatric surgery-induced weight loss. Obesity (Silver Spring). 21 (6), 1093-1103 (2013).
  17. Arble, D. M., Sandoval, D. A., Seeley, R. J. Mechanisms underlying weight loss and metabolic improvements in rodent models of bariatric surgery. Diabetologia. 58 (2), 211-220 (2015).
  18. Schneck, A. S., et al. Effects of sleeve gastrectomy in high fat diet-induced obese mice: respective role of reduced caloric intake, white adipose tissue inflammation and changes in adipose tissue and ectopic fat depots. Surgical Endoscopy. 28 (2), 592-602 (2014).
  19. Rubino, F., R'Bibo, S. L., del Genio, F., Mazumdar, M., McGraw, T. E. Metabolic surgery: the role of the gastrointestinal tract in diabetes mellitus. Nature Reviews Endocrinology. 6 (2), 102-109 (2010).
  20. 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).
  21. Lopez, P. P., Nicholson, S. E., Burkhardt, G. E., Johnson, R. A., Johnson, F. K. Development of a sleeve gastrectomy weight loss model in obese Zucker rats. Journal of Surgical Research. 157 (2), 243-250 (2009).
  22. Koch, T. R., Shope, T. R. Laparoscopic Vertical Sleeve Gastrectomy as a Treatment Option for Adults with Diabetes Mellitus. Advances in Experimental Medicine and Biology. , (2020).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

2

Похожие статьи