Abstract
Ulike innfallsvinkler har blitt brukt til å registrere og evaluere gastrointestinal motilitet inkludert: opptak endringer i muskelspenninger, intraluminal press, og membranpotensialet. Alle disse fremgangsmåter er avhengig av måling av aktiviteten ved én eller flere steder langs tarmen samtidig som deretter tolket for å gi en følelse av totale motilitet mønstre. Nylig har utviklingen av videoopptak og spatiotemporal kartlegging (STmap) teknikker gjort det mulig å observere og analysere komplekse mønstre i ex vivo hele segmenter av tykktarm og tarm. Når registrert og digitalisert, kan video plater konverteres til STmaps hvor luminal diameter er konvertert til gråtoner eller farge [kalt diameter maps (Dmaps)]. STmaps kan gi data om motilitet retning (dvs. stasjonær, peristaltiske, antiperistaltic), hastighet, varighet, hyppighet og styrke av kontraktile motilitet mønstre. Fordelene med denne tilnærmingen er: analyseverktøs av interaksjon eller samtidig utvikling av forskjellige motilitet mønster i forskjellige deler av samme segment, visualisering av motilitet mønsteret endrer seg over tid, og analyse av hvordan aktiviteten i en region påvirkninger aktivitet i en annen region. Videoopptak kan spilles med forskjellige tidsskalaer og analyseparametere slik at separate STmaps og motilitet mønstre kan analyseres nærmere. Denne protokollen spesielt detaljer effektene av intraluminale væske distensjon og intraluminale stimuli som påvirker motilitet generasjon. Bruken av luminal-reseptor-agonister og antagonister gir mekanistisk informasjon om hvordan bestemte mønstre er igangsatt, og hvor en mønster kan omdannes til et annet mønster. Teknikken er begrenset av evnen til å bare måle motilitet som fører til endringer i luminal diameter, uten å gi data om intraluminale trykkendringer eller muskelspenninger, og ved generering av gjenstander basert på eksperimentelle oppsett; selv, analyseverktøs metoder kan gjøre rede for disse problemene. Sammenlignet med tidligere teknikker videoopptak og STmap tilnærmingen gir en mer helhetlig forståelse av gastrointestinal motilitet.
Introduction
Ulike metoder for registrering og analyse av intestinal motilitet har blitt utviklet i løpet av de siste 150 år 1. Disse har variert fra den første in vivo-observasjoner og beskrivelser av William Beaumont og Walter Cannon til de nyere metoder for måling og tolkning av multisite opptak av muskelspenninger, intraluminal trykk, og / eller membranpotensial (dvs. synaptiske potensialer) 2 - 6. Disse sistnevnte tilnærminger gir et øyeblikksbilde av samlede motilitet mønstre, men er begrenset av antall steder med opptak og gyldigheten av interpolering av data til områder i mellom opptakssider.
Den siste utviklingen av videoopptak og spatiotemporal kartlegging (STmap) teknikker har gjort det mulig å observere og analysere komplekse motilitet mønstre i ex vivo hele segmenter av tykktarm og tarm. Innledende tilnærminger, først beskrevet for INTEStinal segmenter i slutten av 1990-tallet 7,8, var avhengig av etterforsker-utviklet programvare for å analysere video-opptak; flere grupper har nå opprettet eller endret programvare for dette formålet 2,8 - 12. Mens mange grupper har generert sine egne programvarepakker eller plugins, de alle analysere diameter på en vev segment og konvertere disse forskjellige diametre til gråtoner representasjon. En kommersielt tilgjengelig opptak og analysesystem kalt gastrointestinal motilitet Monitoring System (Gimm) gir en totalentreprise tilnærming som gir mulighet for analyse av både propulsiv motilitet via fekal pellet hastighet besluttsomhet i marsvin distal kolon 13 samt analyse av propulsive og miksing motilitet mønstre med et fluid stimulus i intakte intestinale segmenter 4,5,14 - 19. Denne sistnevnte løsning er avhengig av genereringen og analyse av STmaps og er beskrevet i denne artikkelen. Målet med denne metoden er å øke tHan evne til kvalitativt og kvantitativt analysere ulike motilitet mønstre til stede i tarmen. Mens andre grupper har brukt STmap for motilitet analyse gjennom sin egen programvare, er dette den første beskrivelsen av hvordan du bruker Gimm å analysere motilitet mønstre ved generering av STmaps. I denne artikkelen, gi detaljerte steg-for-steg instruksjoner om vi: utarbeidelse av gut vev for videoopptak, riktig innstilling av videoopptak parametere for å maksimere muligheten til å oppdage endringer i vev diameter, etablering av STmaps, samt tolkning og analyse av STmaps bruker Gimm system og ImageJ programvare.
Metoden som beskrives her er spesifikke for analyse av luminal perfusjon av væsker eller halvfaste stoffer inneholdende forbindelser som påvirker intestinal motilitet mønstre. En fremgangsmåte for analyse av fecal pellet fremdrift er beskrevet i en artikkel av Life og kolleger 13. Den generelle metode som er beskrevet her kan blianvendes på andre rørformede glatt muskulære organer slik som: tynntarmen, blodkar, uretra, urinledere, etc. Selv om denne metode i seg selv ikke gi informasjon om endringer i trykk eller muskelspenninger, kan det bli kombinert med bruk av trykk transdusere, krafttransdusere eller elektrofysiologiske målinger for å gi et mer fullstendig bilde av motilitet mønstre som enkelte andre grupper har vist 2,15,20,21.
Protocol
Virginia Commonwealth University Institutional Animal Care og bruk Committee (IACUC) godkjent alle dyr og eutanasi prosedyrer som brukes i denne protokollen.
1. Utarbeidelse av Solutions
- Forbered 4 L av Krebs-buffer (sammensatt av [i mM]: NaCl 118, KCl 4,75, 1,19 KH 2PO 4, 1,2 MgSO4, 2,54 CaCl2, 25 NaHCO3, 11 glukose). Vei ut de passende mengder av hver fast kjemikalie, satt inn i det riktige volum av deionisert vann og blandes ved hjelp av en vortex inntil oppløsningen er klar.
- Deretter lufte løsning med carboxygen (95% O 2, 5% CO2) i 30 min under oppvarming til 37 ° C.
- Bestemme pH i løsningen, mens ved 37 ° C (den samme temperatur som i organbadet) og juster til pH 7,4 om nødvendig ved bruk av HCl. Hold Krebs-buffer kontinuerlig carboxygenated og ved 37 ° C gjennom hele lengden av forsøket.
- Setteinn- og utløpsrørene fra de peristaltiske pumper inn i buffertanken og slå på slangepumper for å begynne perfusjon av buffer gjennom slangen og orgel bath system.
MERK: Buffer kan i utgangspunktet bli pumpet tilbake til den opprinnelige beholder inntil tilsetningen av enten vevet inn i organbad eller kjemikalier inn i perfusjon buffer. Dette reduserer den totale mengden av buffer som kreves for eksperimentering. Da de utgående buffer perfusjon, må plasseres i en tom beholder, slik at de inngående og utgående buffere ikke blande. - Kalibrer temperaturen i oppvarmingssystemet på badet sirkulasjonspumpen slik at bufferen i organbadene blir og forblir 37,0 ± 0,5 ° C i løpet av forsøket. Bekrefte, og modifisere om nødvendig, pH i Krebs-buffer i det minste en gang før de legges vev segmenter i badet i trinn 2,8.
2. Utarbeidelse av Vev
- Avliveet marsvin ved bruk av karbondioksid innånding / kvelning i en forseglet kammer eller annet eutanasi metode godkjent av lokale dyr omsorg og bruk komité.
- Etter å ha bekreftet dødshjelp av dyret, kutte åpne bukveggen lengderetningen med disseksjon saks og finne tarmen. Skjær mesenteriet festet til tynntarmen for å eksponere cecum.
MERK: For å bekrefte dødshjelp utføre en sekundær prosedyre som bilateral Thoracotomi som er godkjent av et dyr omsorg og bruk komité. - Finn den distale enden av cecum og tvers den proksimale kolon like distalt for dens tilkobling til cecum. Deretter skjære over proksimale colon igjen ~ 8 cm distalt til den første transeksjon.
- Plasser kolon vevet inn varmet og carboxygenated Krebs løsning (beskrevet i punkt 1) for videre disseksjon. Pin kolon til disseksjon badet og bruke et mindre sett med saks for å fjerne så mye mesenteriet og fett som mulig.
- I hflere ganger for disseksjon skuffen, fjerne alt intraluminal innhold ved å forsiktig perfusjon av Krebs buffer gjennom lumen ved hjelp av en sprøyte koblet til en butt ende kateter (for å hindre perforering av vev). Unngå over-oppblåst av segmentet i løpet av denne dynkingsprosessen.
- Få to flammebehandlet glassrør kateter (3 mm diameter) og plassere et kort stykke polyetylenrør (~ 3 mm lang og ~ 3 mm diameter) rundt det parti av glassrøret går inn i vevet lumen.
MERK: Dette gjør at suturen som skal plasseres rundt vevet og glassrøret for å være sikre og ikke gli som preparatet er plassert i organbadet og under endringer i vev lengde. - Sett en kateter inn i munn enden av vevspreparatet og knytte en sutur rundt den lille slange som omgir kateteret ved hjelp av en kirurgknute. Forsiktig forsøke å trekke kateteret ut igjen for å sikre knuten er tettsittende. Deretter utføre samme handling på den andre kateteret legge inn tHan aboral enden av vevet.
- Når kateteret er festet, beveger hele preparatet (vev samt kateter) fra disseksjon skuffen inn i en av de organbad. Plasser preparatet i badekaret med oral enden som vender bort fra brukeren.
- Neste montere / feste glassrøret kateter til organbadet ved en av de to foreslåtte metoder.
MERK: Feste glassrørene forhindre vev-segmentet i å endre lengden i løpet av eksperimentet eller kommer over overflatenivået av Krebs buffer i badekaret.- Alternativ A: sikre den øvre del av glassrøret til toppen av den siden av plastorganbadet ved bruk av virkeren leire eller en plastklemme.
- Alternativ B: Sikre glassrørene til metallstolper som holder kameraene ovenfor organbadet utarbeidelse av bruk av plastklips.
- Når katetre er festet til badet, feste en 5-cm stykke av slangen til den åpne enden av hvert kateter. For den muntlige kattheter, feste denne slange til en 10 ml sprøyte, som vil bli brukt til å injisere buffer inn i lumen av den proksimale kolon segment. For aboral kateteret, vil denne delen av slangen tillate luminal utstrømningen til å være rettet inn i en oppsamlingsbeholder (50 ml begerglass, reservoar, etc.).
- Ved hjelp av sprøyte festet til munnende, langsomt varmet i flukt Krebs-buffer gjennom vevet lumen for å sikre at væske kan strømme gjennom vevet. Flow er bekreftet av væsken som kommer ut av aboral kateteret. Kalibrere video-opptak system (protokoll seksjon 3) mens vevet likevekt i 30 min.
3. Kalibrering av Video-opptak System
- Kalibrere kameraet høyde plassering, videoinnstillinger for lysstyrke og kontrast, og horisontal avstand ved hjelp av programvaren.
MERK: De beste innstillingene for intraluminale perfusjon oppsett er annerledes enn de innstillingene som brukes til å bestemme hastigheten av pellet fremdrift 13. - Click på fanen eksperiment for kameraet som skal kalibreres. Deretter i "Fil-menyen klikker du" kalibrere ".
- Når videoen vises i 'kalibrere arbeidsstasjon vinduet, sett kameraet i en høyde hvor bildet inneholder endene av kateter settes inn i colonic lumen.
- Deretter kalibrere den horisontale avstanden vises i bildet ved hjelp av gjennomsiktig linjal klistremerke festet til hvert bad.
MERK: Denne kalibreringen er avgjørende for senere programvare beregninger av luminal diameter og hastighet av kontraktile bølger. - I den samme "kalibrere arbeidsstasjon vinduet, satt de røde vertikale retningslinjene slik at de er 10 mm fra hverandre i henhold til herskeren i kamerabildet. Deretter skriver du riktig avstand (10 mm) inn i 'distanse pekere' vinduet og klikk på "CAL" -knappen.
- Deretter justerer gain, lysstyrke og lukker glidere innenfor "kalibrere arbeidsstasjon" vinduet for å endre kamerabildet slik atvevet segment vises som en mørk silhuett på en lys bakgrunn.
MERK: Figur 4 viser gode og dårlige eksempler på dette kalibreringsprosedyre. - Å justere bildet, også justere fokus og blender knotter på selve kameraet.
- Kalibrering er nå fullført. Klikk "Lagre" og klikk på "OK" i pop-up, og til slutt klikker du på "EXIT" -knappen.
4. Generelt eksperimentelle prosedyrer
- Etter kamerakalibreringsprosedyrer og 30 min av vev likevekt er fullført, navngi forsøk i hver forsøksprotokoll. Prøvenavn kan være basert på navn og konsentrasjonen av forbindelsen og volumet av væske som intraluminally perfusert inn i vevet segmentet i løpet av denne del av forsøket.
- Deretter tilstoppe røret rager ut fra det aboral kateteret ved hjelp av en slange klemme.
MERK: Dette hindrer luminal væske fra avslutter aboral enden under further eksperimentering, slik at bruk av spesifikke volumer i hulrommet for å fremkalle forskjellige nivåer av distensjon (figur 1). - Injiser ca. 0,7 ml Krebs-buffer i de proksimale kolon lumen for å gi nok distensjon for å initiere propulsive kontraksjoner i marsvin ex vivo preparatet.
MERK: Dette volumet kan variere litt (0,1 - 0,2 ml), avhengig av den totale lengde av det intakte segment og mengden av strekk påført på segmentet i organbadet. - Når segmentet er oppblåst av luminal væske, slår på kameraet og deretter ta opp bevegeligheten for en forhåndsbestemt periode (f.eks 10 min).
- Spesifikt, dobbeltklikker du det passende navnet rettssaken for å åpne eksperimentelle kameravisning og klikk deretter vippebryteren til "ON" for å vise kameraets feltet. Deretter klikker du på opptaksknappen for å starte opptak (opptaksknappen forblir rødt når kameraet er opptak) ennd klikk på opptaksknappen igjen for å stoppe opptaket.
- Ved slutten av denne første kontroll distensjon prøve, løsne / fjerne klemmen okkludering av den aboral kateteret for å tillate vevets segmentet for å drive den utvidende væsken ut av lumen.
- Etter en 10 min re-ekvilibreringsperiode, gjenta prosedyren med en hvilken som helst av en rekke næringsmidler, bioaktive midler, legemidler eller agonister / antagonister i luminal fluidet for å modifisere driv motilitet av segmentet (f.eks kortkjedede fettsyrer eller dekan acid) 10,18.
- For å hjelpe måleren når den nye eksperimentelle væske kommer inn i colonic segmentet, la en luftboble nær havnen i sprøyten slik at ved perfusjon av den nye løsningen inn i colonic lumen fremdriften av boblen vil tillate brukeren å vite når den eksperimentelle væske har nådd lumen.
- Fortsett intraluminal perfusjon med aboral kateter åpen inntil boblen har blitt skjøvet helt gjennomluminal perfusjon system (kan kreve 2-3 ml av perfusatet). Deretter lar vevet segmentet for å drive ut fluid gjennom den åpne aboral kateter for opp til 5 min.
MERK: Etter denne prosedyren, vil hulrommet inneholde en ubetydelig mengde væske, slik at perfusjon av et kjent volum av væske inn i hulrommet.
- Re-okkludere aboral luminal kateterrøret ved hjelp av en klemme slangen (som i trinn 4.3) injisere det samme volum av utspilende fluidum som i regulerings tilstand gjennom sprøyten. Spill motiliteten mønstre under hele forsøksperioden for senere analyse og sammenligning med kontroll Krebs tilstand (som i trinn 4.5).
- Gjenta punkt 4.4 - 4.7 i protokollen med forskjellige luminal forbindelser eller forskjellige konsentrasjoner av den samme luminal forbindelsen.
5. Bygging av Spatiotemporal Maps (STmaps)
- Etter gjennomføringen av opptaket forsøket, dobbeltklikker du på navnet til en bestemt rettssak for å åpne analyse vindenow for bygging av en STmap.
- Innenfor området for videoavspilling, justere glidere kontrast og lysstyrke i analysen vinduet for å gjøre bildet egnet for analyse (sort vev silhuett på lys bakgrunn, figur 4).
MERK: Hvis kameraet kalibreringen ikke ble utført på riktig måte før begynnelsen av eksperimentet bildet kan bare endres i mindre grad på dette punktet. - Når bildet er i kontrast, angir den horisontale og vertikale røde føringer i videobildevinduet for å isolere vevsområde for analyse og fjerne områder som inneholder gjenstander. Velg også riktig tidspunkt segmentet fra innspillingen ved å bestemme start og stopp tidspunkter for analyse.
- Spesielt velge start- og sluttpunkter i videoen ved hjelp av den grønne 'A' og gule 'B' knapper innenfor analyse programvare. Still tidsglidebryteren til begynnelsen av videosegmentet til å analysere ogn klikk på den grønne 'A' knappen. Deretter stiller du glidebryteren til enden av segmentet for å analysere og klikk på den gule 'B' knappen.
- Deretter klikker du på "motor analyse-fanen for å åpne STmap vinduet og klikk" stoppeklokke "-knappen. Etter å klikke på stoppeklokke, neste klikk på trådkors markøren i den sorte silhuetten av vev i innspilte filmen skal begynne STmap generasjon.
- Etter å ha klikket trådkorset i vevet silhuett, genererer software og viser STmap for at regionen i videoen.
MERK: Dette kan ta noen minutter, avhengig av lengden på video valgt for analyse. - Klikk "zoom" for å se et forstørret bilde av STmap og kontroller for å justere bildet.
- Klikk på "farge" alternativet i den nyopprettede vinduet for å se STmap som farge i stedet for gråtoner. Klikk også på Aktiver alternativet for å kunne plassere en markør på bestemte piksler innenfor kartet og view en sporing av endringen i luminal diameter for den spesifikke vev regionen. Klikk "Exit" når du er ferdig.
- Eksportere en STmap for bruk i papirer eller presentasjoner eller å analysere videre i ImageJ ved å velge Fil-menyen, etterfulgt ved å velge "Eksporter data" og deretter "Meta File". Deretter navngi STmap, som vil bli lagret som en EMF filen og klikk på "Lagre" -knappen.
- Vekselvis, lagre bilder av STmap ved å ta et skjermbilde. Dette er nødvendig for å redde pseudo-farge versjoner av STmap.
6. Analyse av kontraktile Wave Velocity i STmaps
- Å analysere hastigheten av kontraktile forplantning eller sammentrekning varighet, først konvertere den STmap EMF filen til TIFF, GIF, JPG eller BMP-formater som er akseptabelt å ImageJ gjennom en fil konvertering program av valget.
MERK: ImageJ åpner ikke EMF format produksjonen av STmaps fra programvaren.- Alternatively, bruk skjermbilde fange programvare for å ta et bilde av en STmap på skjermen og lagre det i en passende filformat.
- Deretter åpner du re-formatert STmap i ImageJ og deretter åpne GIMMProcessor plugin ved å åpne "Plugins" -menyen og velge "GIMMProcessor '. Dette vil åpne både' GIMMProcessor 'og' Målinger Table 'vinduer.
- Klikk "rektangulære markeringsverktøy 'innenfor ImageJ vinduet og deretter bruke den til å skissere ved å klikke og dra hele området av scalebar i øvre høyre hjørne av STmap. Etter at regionen er valgt, klikker du på "sett kalibrering" -knappen i plugin. Til slutt setter passende avstand (mm) og tid (sek) i kalibreringen boksen i henhold til verdiene på scalebar og klikk "Done".
- Deretter klikker du på linje tegneverktøy i ImageJ vinduet. Tegn en linje på STmap gjennom sentrum av en forplanter sammentrekning langs vinkelen på the skråningen ved å klikke og dra på STmap bildet. Vekselvis, tegne en vertikal linje gjennom et band av ikke-forplanter sammentrekning å bestemme sammentrekning varighet.
- Etter linjen trekkes riktig (bare én linje kan trekkes om gangen), klikker du på "ta måling" -knappen i plugin for å generere en lese ut av den horisontale avstanden, vertikal avstand, og helningen på linjen; som svarer til lengden (mm), tid (sek), og hastighet (mm / s) hhv. Denne informasjonen vises i "Målinger Table" -vinduet.
- Gjenta strektegning og analyse skritt flere ganger i løpet av en gitt STmap og lagre dataene som en .gmd fil. Klikk på "Lagre" -knappen i plugin og navnet på filen. Og klikk deretter på Lagre 'igjen for å fullføre prosessen. Disse dataene kan senere bli sammenlignet med andre studiedata eller brukes til å re-trekke linjer på en STmap.
Representative Results
Forstå Spatiotemporal Maps (STmaps) som Diameter Maps (Dmaps)
Mens kartene som genereres av denne teknikken er tid og rom, er endringen i den luminale diameter i vevet parameter spesifikt visualiseres i både avstand og tid. Den STmap skildrer horisontale avstanden langs vevet segment på x-aksen (i mm) og tid på y-aksen (i sekunder) med starttidspunkt i toppen og slutter tid i bunnen. I øvre høyre hjørne er en legende, som viser minimum og maksimum luminale diametre samt skalering for både x- og y-aksene (Tall 1-4). Dermed ulike piksel nyanser innenfor gråtonebilde tilsvarer forskjellige luminale diameter. Mørkere piksler tilsvare bredere diameter og lettere piksler tilsvarer mindre diameter. Dermed vil kontraktile bølger av den sirkulære muskel vist som områder av lettere pixelation på grunn av reduksjon i luminal diameter (
Luminal Distensjon-indusert formeringsmateriale Sammentrekninger
I figur 1, ble marsvinet proksimale colon oppblåst med 0,5, 1,0, 1,5, og 2,0 ml Krebs-buffer i 5 minutter på hvert volum. Forplanter trekningene ble utløst av alle volumer ≥1.0 ml og vises som tynne hvite bånd i STmap (figur 1). Distensjon av tarmlumen bevirker initiering av forplanter sammentrekninger. Som vist i figur 1, diameteren av lumen øker med større intraluminale volum og bildepunktene i STmapsvarende til at diameteren blir mørkere å skape en samlet mørkere bakgrunn. På et nivå av distensjon den peristaltiske refleks er aktivert (1,0 ml; figur 1), som initierer propulsive bølger av sammentrekning ved oral ende som reduserer diameteren av hulrommet og bevege seg mot anal slutten av segmentet (vist som et hvitt bånd i figurene 1 og 4). Den hvite bånd som representerer sammentrekning er ofte innledes ved et mørkt bånd, som representerer aboral avslapning i forkant av den peristaltiske bølge (figur 1C, hvite piler). Disse hvite og mørke piksler svarer til den oppadgående sammentrekning og avslapning synkende komponenter av den peristaltiske refleks, henholdsvis 22,23. I STmap i figur 1 panel A, er det 0 propulsive bølger på 0,0 ml, 0 propulsive bølger på 0,5 ml oppblåsthet, 3 propulsive bølger på 1,0 ml oppblåsthet, 6 propulsive bølger på 1,5 ml oppblåst, og 5 propulsive bølger ent 2,0 ml utspilt.
Nærings-Induced Stasjonære / Blandings Sammentrekninger
Bølger som forplanter seg kontraksjon er ikke den eneste motilitet mønster som kan bli visualisert ved STmaps. Blanding mønstre av motilitet som segmentering kan også ses i STmaps og den tilsvarende bilde (figur 2A). Dette mønsteret er annerledes enn å spre sammentrekninger. Under blande mønstre mange små, stasjonære sammentrekninger oppstår i ulike områder samtidig (visualisert som flere små hvite firkanter i samme horisontal linje, men ikke berører hverandre). Mens hver segmental sammentrekning er i ro og ikke beveger seg i munn til anal måte som beskrevet for forplanter sammentrekninger, evne til STmaps å illustrere komplekse kontraktile mønstre over lange tidsperioder tillater visualisering av langsom progresjon av kontraksjoner analt over tid (figur 2A svart pil). Varigheten avhver enkelt sammentrekning kan også bestemmes ved å trekke en vertikal linje gjennom den hvite sammentrekning kvadrat ved hjelp ImageJ og den tilhørende plugin (figur 2A). I denne spesielle STmap generert fra intra colonic perfusjon av kortkjedede fettsyrer, er den gjennomsnittlige stasjonært sammentrekning varighet ~ 2 sek (område: 1,9 til 2,1 sek). Mens mesenterium igjen på en vev segment kan føre til artefakter i analysen, kan den vertikale linjen gjenstander som genereres av mesenteriet (figurene 1B, 2B) benyttes for å bestemme langsgående muskelbevegelser. I figurene 1B og 2B den horisontale bevegelse av den sorte vertikale linjen er på grunn av sammentrekning og avslapning av langsgående muskel. Denne sideveis bevegelse av langsgående muskel kan visualiseres på STmaps som horisontale bevegelser av de vertikale båndene generert av mesenteriet artefakter (figurene 1B, 2B).
ImageJ og Plugin Analyse av STmaps
Både hastigheten av en bølge som forplanter seg (figur 3), så vel som varigheten av kontraksjon (figur 2) kan bestemmes ved hjelp av ImageJ og GIMMProcessor plugin. I figur 3 er forplantningshastigheten av både orthograde og retrograde bølger var ~ 0,25 mm / sek (område: 0,21 til 0,35 mm / sek). Som man kan se på videobildet over kartet ST, ble analyselinjer (røde linjer som danner en boks på videobildet) eksakt innstilt rundt en kant av vevet segment i stedet for rundt hele segmentet. Dette er en viktig bruker av retningslinjene i programvaren. Presis innstilling av disse retningslinjene er avgjørende for riktig analyse av videoen som nærmere analysert i diskusjonen delen. Dette tillater generering av en STmap som visualiserer myogeniske ring sammentrekninger 24. Disse sammentrekningene er myogenic opprinnelse og ikke endre luminal diameter sterkt. Også annen direksjoner av forplantning (orthograde eller retrograd), som er felles for krusninger, kan analyseres ved hjelp av denne teknikken (figur 3). Som vist i figur 2 varigheten av sammentrekning kan variere i forskjellige deler av vevet segmentet.
Riktig analyse av STmaps
Et potensielt problem med etableringen av STmaps er mulig artefakt generasjon på grunn av den eksperimentelle metoden. For eksempel vil mesenteriet igjen på utsiden av vevet øke diameteren avlesningen for det segmentet av vev skaper en vertikal sort linje på STmap (figurene 1, 2B). Tilstedeværelsen av mesentery også kunstig utvider gråtoner kartet ved å øke den bredeste luminal måling, noe som resulterer i en mildning av målinger kontrasten på skalaen. Av denne grunn er det best å fjerne mesenteriet så fullstendig som mulig fra segmentet, uten å perforere vev. En andre mulige STmap gjenstand er en hvit loddlinjen på grunn av bobler innenfor den luminale væske som ikke kan stå i kontrast til svart (figur 4B). Disse boblene kan gjøre diameter luminal vises mindre til analyse programvare eller overlappe hvit / lys regioner på motilitet mønstre i STmap. Derfor oppsett av vev segment og riktig kontrast av videoopptak før analysen er helt avgjørende for å lykkes i å bygge STmaps (figur 4). Og uekte kontrast oppsett er vist i figur 4. Det er viktig å merke seg at video justering både i pre-eksperimentet kamera kalibrering og post-eksperiment analysevindu er avgjørende for riktig STmap generering og analyse. Feilaktig bilde kalibrering kan føre til STmaps med ubrukelig data (Figur 4A).
700 "/>
Figur 1. bølger som forplanter seg i proksimale Colon. (A) En distensjon-responskurve (utført på marsvin proksimal colon) ble anvendt for å bestemme den passende intraluminal fluidvolumet for å initiere utbredende bølger i dette segment (hvite horisontale bånd). Svarte pilene illustrerer eksempler på helaftens forplanter bølger. Hvite piler illustrerer linje gjenstand forårsaket av ufullstendig mesenterium fjerning. (B) En nærmere oversikt over forplanter sammentrekninger oppnådd av STmap generasjon fra et eksperiment som ligner Panel A, men en video av kortere varighet. Det er lettere å merke seg at riene fremgang i munn til anal retning og til å identifisere den foregående aboral avslapping representert som et mørkt område foran det hvite båndet sammenlignet med panel A. Dette kartet gir også et annet syn på mesentery gjenstander. Den røde boksen identifiserer regionen i denne STmap utvidet i Panel C. (C) Dette panelet viser en enda tettere utsikt of samme video og kart som i panel B. Hvite piler merket "Fluid Distensjon 'peker på mørke piksler som skyldes luminal distensjon av væske aboral til forplanter bølgen. Dette er områder hvor sirkulære muskelavslapning oppstår aboral til sirkulær muskel sammentrekning. Legg merke til at de forplanter trekningene ligne helt vannrette linjer i panel A på grunn av den lange tidsskala på kartet. I paneler B og C tiden skalaer er progressivt kortere slik at den kontraktile bølgen har en skråning som kan måles og rapporteres som hastigheten til bølgebevegelse. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2. Fastsettelse av sammentrekning Varighet av STmap. (A) Marsvin proksimal colon shstrømmer en blande / segmental motilitet mønster som reaksjon på intraluminal perfusjon av kortkjedet fettsyre (butyrat). Vertikale røde linjene er trukket gjennom nedgangsperioder for å avgjøre sammentrekning varighet ved hjelp av Image J og GIMMProcessor plugin. Den svarte pilen viser aboral forplantningsretningen av de stasjonære sammentrekninger. (B) som forplanter seg sammentrekninger i mus ileum viser ofte områder med vedvarende kontraksjon. Vertikale piler trukket på dette kartet viser at mer muntlige regioner forble kontrakt for en lengre varighet. I dette preparatet ble anal slutten av fremstillingen lukket for å hindre fluid fra å forlate den lukkede systemet under vev kontraksjoner. Bildet på toppen av panelet viser et tidspunkt når hele munn enden av vevet er kontrahert (hvitt på STmap), mens hele anal enden er oppblåst ved hjelp av fluid (sort på STmap). Den horisontale / sideveis bevegelse av den vertikale svarte i midten av Panel B viser STmap bevegelse avlangsgående muskel lag. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3. toveis motilitet Patterns. Forplanter bølger kan bevege seg i både orthograde (oral til anal) og retrograd (anal til muntlig) retninger. Solid svarte pilene viser normal orthograde forplantning og stiplede svarte pilene viser retrograd forplantning. Forplantningshastigheten av både orthograde og retrograd sammentrekninger i denne STmap ble bestemt ved ImageJ analyse og var ~ 0,25 mm / sek. Bildeanalyse linjer (røde linjer som danner en boks på videobildet ovenfor STmap) ble satt nær en kant av vev for å visualisere myogeniske ring sammentrekninger som er lav amplitude, grunne sammentrekninger ofte orientert i orthograde, retrograde, eller begge retninger. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4. Viktigheten av riktig bildekontrast for STmap Generation. (A) viser et feilaktig bilde kontrast og STmap, mens Panel B viser en riktig kontrast og bilde STmap. I (A) de horisontale hvite bånd som genereres fra riktig kontrast bilde (B) er ikke så tydelig, og det er flere gjenstander (hvit farge) på grunn av det opprinnelige bildet blir i gråtoner. I STmap generert fra riktig kontrast bilde (B) de hvite skygge gjenstander av gråtoner forsvinne og utbredende bølger er mer uttalt. Også den svarte skyggelegging representerer avslapping ahead av bølgen som forplanter seg kontraktile kan sees i anal enden av STmap med hver bølge av sammentrekning. I panel B de hvite pilene illustrerer en STmap gjenstand dannet ved en del av bildet som ikke kunne være riktig kontrast. Denne type artefakt er mest på grunn av intraluminale bobler som tidvis oppstår i utarbeidelsen løpet av forsøksprotokollen. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Discussion
Tarmmotiliteten har blitt vist og beskrevet fra en rekke perspektiver basert på natur parametrene blir registrert. Videoopptak og spatiotemporal kartlegging har vist seg et verdifullt verktøy som gjør at analysen av generell bevegelse og / eller fremdrift over lange segmenter av gut samt analyse av aktivitet på bestemte punkter langs segmentet. Tilnærmingen tatt til video-opptak og spatiotemporal kartlegging kan være todelt og er reflektert i regionen undersøkt og arten av de luminale innholdet. I intestinale segmenter hvor luminale innhold er mer flytende og i proksimal colon hvor innholdet er mer semi-faststoff er aktiviteten indusert ved intraluminal innføring av fluidum ved bolus eller infusjon. Tid og rom kartene laget av disse video plater er utformet for å representere bevegelsen av hele segmentet som beskrevet ovenfor. I motsetning til dette, i midten til distale colon hvor innholdet er mer solid, er aktiviteten initieres ved innføring av en fekal pellet (epoksybelagt naturlig eller kunstig pellet pellet), og tid og rom kart er utformet for å reflektere bevegelsen av pellets gjennom tarmen som illustrert i JOVE artikkel av Hoffman et al., 13. Dermed oppsettet av forsøket og analyse er avgjørende, og avhengig av type stimulus og regionen blir studert. Derfor er de kritiske trinn for generering og analysering av tid og rom kart av fluid-indusert intestinal motilitet er: 1) riktig fjerning av mesenteriet fra dissekerte vev; 2) riktig bilde kalibrering før innspillingen; 3) riktig fjerning av gjenstander under STmap generasjon og analyse; 4) riktig oppsett av analysesystem; og 5) få den fingerferdighet å kateterisere og sy segmentene uten å skade dem.
Mens bruken av STmaps av luminale diameter har forbedret evne til å visualisere og analysere komp motilitet mønster over et område av tarmen, er den teknikk som best når kombinert medfunksjonelle målinger av trykk eller muskelkontraksjon 2,15,20. For eksempel, mens enkelte muskelsammentrekninger kan endre luminal diameter litt og være synlig på noen STmaps (dvs. myogeniske krusninger) kan de faktisk ikke forårsake noen fremdrift eller blanding av tarminnholdet 25. Dette kan ikke uten kjent kopling av denne teknikken for andre funksjonelle målinger. Også arten av mange vevspreparater i denne type system (det vil si et lukket system luminal eller konstant luminal perfusjon av et pumpesystem) fører til gjenstander innenfor STmaps. Dermed må brukeren være klar over hvordan deres spesifikke organ forberedelse og eksperiment kan føre til artefakter i data og måter å unngå eller utelukke disse gjenstandene i dataanalyse (f.eks mesenterium-indusert vertikale linjer eller mørk pikselering på grunn av vevets manglende evne til fordrive fluidet fra systemet i en lukket luminal forberedelse). Det er flere metoder for luminal perfusjon av en intakt intestinal segment foruten et lukket system. En metode er å i stedet bruke et åpent system som opprettholder en konstant intraluminal / mottrykk ved hjelp av en hevet rør og / eller enveisventil på anal slutten av fremstillingen 8-10,30. Dette gjør væsken å flytte ut av preparatet under propulsive sammentrekninger.
Ettersom systemet er satt opp hovedsakelig for å oppdage endringer i luminal diameter, disse sammentrekninger eller motilitet mønstre som ikke i stor grad påvirker luminal diameter er ofte vanskelig å visualisere ved denne protokollen. Ettersom endringer i pikselskyggelegging i STmap er basert på endringer i luminal diameter, vil motilitet mønstre som ikke medfører store endringer i diameter ikke bli visualisert godt i denne metoden hvis sterke sammentrekninger er også til stede i det samme opptaket. Som beskrevet for visualisering og analyse av ringtypen kontraksjon (figur 3), innstilling av analyselinjer i video nærmere to vevet veggen kan overflødiggjøre dette problemet. Denne fremgangsmåten reduserer den maksimale diameter som vises i STmap, slik sammentrekninger som bare minimalt endrer vev diameter kan visualiseres. En annen mulighet for å løse dette problemet er å endre varigheten av videosegmentet analysert, for å utelukke sammentrekninger som i stor grad påvirker luminal diameter, slik at mindre sammentrekninger er lettere visualisert. Dette fører til det potensielle problemet med bevegeligheten som minimal endrer luminal diameter ser ligner en egen STmap hvor sammentrekninger i stor grad endret luminal diameter. Dette er fordi bestemmelsen av hvite piksler på kartet er basert på den minste diameteren i et gitt video. Dersom det er ikke mye variasjon i diameter innenfor videoen (liten eller ingen kontraksjon av den sirkulære muskel) meget små sammentrekninger som ikke endrer diameteren av preparatet kan i stor grad ligne peristaltiske sammentrekninger fra en annen video. Derfor er det viktig å vurdere figurenlegende i øvre høyre hjørne av kartet. Dersom forskjellen mellom maksimum og minimum diameter er liten er det viktig å sammenligne STmap til video det ble generert fra å avgjøre gyldigheten av pixel skyggen endring som representert i STmap. Således er undersøkelse av målestokken i forbindelse med selve opptaket kritisk for korrekt tolkning av kartet.
Videoopptak og spatiotemporal kartlegging av tarm og colonic segmenter har blitt brukt til en rekke arter inkludert sebrafisk 26, mus 25,27 - 30, rotte 7,9,30 - 33, marsvin 5,6,8,13 - 19, 24,30,32,34,35, brushtail possum 12,36, kanin 2,30,37,38, kylling 39, gris 40,41 og menneskelig 42. De mest studerte artene er marsvin. Dette er ikke overraskende fordi marsvin enteriske nervesystemet hsom er mest fullstendig karakterisert, og historisk sett har vært den mest studerte dyr in vitro med hensyn til driv motilitet av tarmen 43. Har vært mest anvendt Spatiotemporal tilordning til rørformede segmenter av tarmen fra små dyr; Men studier på kanin og gris ved hjelp av modifiserte systemer demonstrere anvendelsen av denne metode til større dyr. I tilfellet med kanin, er problemstillingen identisk med mindre dyr, bortsett fra at større segmenter og organbad ble anvendt 30. Den tilnærmingen som brukes i grisen var å bruke en exteriorized løkke av tarmen fra en bedøvet gris i stedet for nedsenking av en dissekert vev segment til et organ bad. Også STmaps ble dannet ved krysskorrelasjon i stedet for gjennomlysnings metoden som brukes i de fleste studier 40. Den isolerte, vascularly perfusert sløyfe forberedelse til video-opptak og spatiotemporal kartlegging har også blitt brukt til mindre arter som rotte
Studier av STmaps generert fra vegg bevegelser og endringer i luminal diameter (også kalt Dmaps) har tillatt detaljerte beskrivelser av motilitet mønstre som propulsive peristaltiske bølger og lokaliserte segment sammentrekninger. Mens disse mønstrene ble identifisert ved tidligere eksperimentelle metoder, gjør at dagens tilnærming en mer raffinert definisjon av lokaliserte kontraktile bevegelser som krusninger og nye anti-peristaltiske sammentrekninger 9,24,25,30,31,42. Byggingen av STmaps og analyse av endringer i motilitet mønsteret har blitt brukt til viktige spørsmål i gastrointestinal motilitet av tarmen og kolon. Disse inkluderer: differensiering av nevrogene og myogeniske sammentrekninger og definere rollen interstitielle celler av Cajal 6,9,11,12,16,24,26,27,29 - 31,33,37 - 40,42, forstå det komplekseinteraksjoner mellom de sirkulære og langsgående muskellagene 2,7,8,11,12,32,39,40, som undersøker effekten av intraluminale næringsstoffer 10,18,19, mikrobielle stammer 34 og viskositet 12,36 på ulike motilitet mønstre, og forstå rollen av ulike endogene neurohormonal agenter og eksogene farmakologiske midler 2,4 - 7,9,10,13 - 17,28,35,40 i produksjon og modifikasjon av motilitet. Fremtiden for denne teknikken innebærer kopling den med andre målinger, inkludert trykk, elektrofysiologi og spenning / kontraktilitet. Nyere studier har ofte inkorporert en eller flere av disse målingene sammen med video-opptak og spatiotemporal kartlegging for å gi ytterligere detaljer korrelative 2,42. Dessuten kan systemet benyttes til å måle motilitet i andre rørformede og ikke-rørformede organer. For eksempel har det blitt gjort forsøk på å måle gastrisk motilitet ved hjelpet slikt system, men teknikken og programvare må raffinement for bedre å kvantifisere motilitet i en slik ikke-rørformet organ 45. Det er ingen tvil om at bruk av tid og rom kartlegging teknikker alene og i kombinasjon med mer tradisjonelle analysemetoder vil føre til en mer dyptgående og helhetlig forståelse av gastrointestinal motilitet i fremtiden.
Acknowledgments
DMK ble støttet av en IRACDA stipend fra NIGMS (K12GM093857) til Virginia Commonwealth University. Dette arbeidet ble støttet av NIDDKD tilskuddet DK34153 til John R. Grider.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Sodium Chloride (NaCl) | Fisher | BP358 | For Krebs buffer. |
| Potassium Chloride (KCl) | Fisher | BP366 | For Krebs buffer. |
| Potassium Phosphate (KH2PO4) | Fisher | P285 | For Krebs buffer. |
| Magnesium Sulfate (MgSO4) | Sigma | M2643 | For Krebs buffer. |
| Calcium Chloride (CaCl2) | Sigma | C7902 | For Krebs buffer. |
| Sodium Bicarbonate (NaHCO3) | Fisher | BP328 | For Krebs buffer. |
| Glucose | Sigma | G7021 | For Krebs buffer. |
| Carboxygen (95% O2/5% CO2) | |||
| Dissecting pins | |||
| Dissecting trays/dishes | |||
| Dunkin Hartley Guinea Pigs | Charles River | Strain 051 | |
| ImageJ | http://imagej.nih.gov/ij/ | Freely available online. | |
| GastroIntestinal Motility Monitor (GIMM) | Catamount Inc., St. Albans, Vermont | Includes parts listed below. | |
| Peristaltic Pumps | Included with GIMM. | ||
| Bath Cameras | Included with GIMM. | ||
| Bath TransIllumination Backlights | Included with GIMM. | ||
| Organ Baths | Included with GIMM. | ||
| Backlight Intensity Controls | Included with GIMM. | ||
| GIMM Processor ImageJ Plugin | Included with GIMM. | ||
| Polyethylene Tubing | Included with GIMM. | ||
| Tubing Connectors | Included with GIMM. | ||
| Masterflex tubing for Peristaltic Pumps | Included with GIMM. | ||
| Heating Bath/Water Circulator | Included with GIMM. |
References
- Szurszewski, J. H. A 100-year perspective on gastrointestinal motility. Am. J. Physiol. 274 (3 Pt 1), G447-G453 (1998).
- Dinning, P. G., Arkwright, J. W., et al. Temporal relationships between wall motion, intraluminal pressure, and flow in the isolated rabbit small intestine. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 300 (4), G577-G585 (2011).
- Dinning, P. G., Zarate, N., et al. Pancolonic spatiotemporal mapping reveals regional deficiencies in, and disorganization of colonic propagating pressure waves in severe constipation. Neurogastroenterol. Motil. 22 (12), e340-e349 (2010).
- Hoffman, J. M., McKnight, N. D., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. The relationship between inflammation-induced neuronal excitability and disrupted motor activity in the guinea pig distal colon. Neurogastroenterol. Motil. 23 (7), 673-e279 (2011).
- Wood, M. J., Hyman, N. H., Mawe, G. M. The effects of daikenchuto (DKT) on propulsive motility in the colon. J. Surg. Res. 164 (1), 84-90 (2010).
- Smith, T. K., Oliver, G. R., et al. A smooth muscle tone-dependent stretch-activated migrating motor pattern in isolated guinea-pig distal colon. J. Physiol. 551 (Pt 3), 955-969 (2003).
- Benard, T., Bouchoucha, M., Dupres, M., Cugnenc, P. H. In vitro analysis of rat intestinal wall movements at rest and during propagated contraction: a new method. Am. J. Physiol. 273 (4 Pt 1), G776-G784 (1997).
- Hennig, G. W., Costa, M., Chen, B. N., Brookes, S. J. Quantitative analysis of peristalsis in the guinea-pig small intestine using spatio-temporal maps. J. Physiol. 517 (Pt 2), 575-590 (1999).
- Chen, J. H. H., Zhang, Q., et al. Neurogenic and myogenic properties of pan-colonic motor patterns and their spatiotemporal organization in rats. PLoS One. 8 (4), e60474 (2013).
- Gwynne, R. M., Thomas, E. A., Goh, S. M., Sjövall, H., Bornstein, J. C. Segmentation induced by intraluminal fatty acid in isolated guinea-pig duodenum and jejunum. J. Physiol. 556 (Pt 2), 557-569 (2004).
- Lammers, W., Cheng, L. Simulation and analysis of spatio-temporal maps of gastrointestinal motility. Biomed. Eng. Online. 7 (2), (2008).
- Lentle, R. G., Janssen, P. W., Asvarujanon, P., Chambers, P., Stafford, K. J., Hemar, Y. High definition mapping of circular and longitudinal motility in the terminal ileum of the brushtail possum Trichosurus vulpecula with watery and viscous perfusates. J. Comp. Physiol. B. 177 (5), 543-556 (2007).
- Hoffman, J. M., Brooks, E. M., Mawe, G. M. Gastrointestinal Motility Monitor (GIMM). J. Vis. Exp. (46), (2010).
- Krauter, E. M., Strong, D. S., Brooks, E. M., Linden, D. R., Sharkey, K. A., Mawe, G. M. Changes in colonic motility and the electrophysiological properties of myenteric neurons persist following recovery from trinitrobenzene sulfonic acid colitis in the guinea pig. Neurogastroenterol. Motil. 19 (12), 990-1000 (2007).
- Spencer, N. J., Nicholas, S. J., et al. Mechanisms underlying distension-evoked peristalsis in guinea pig distal colon: is there a role for enterochromaffin cells? Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 301 (3), G519-G527 (2011).
- Sia, T. C., Brookes, S. J., Dinning, P. G., Wattchow, D. A., Spencer, N. J. Peristalsis and propulsion of colonic content can occur after blockade of major neuroneuronal and neuromuscular transmitters in isolated guinea pig colon. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 305 (12), G933-G939 (2013).
- Nicholas, S., Spencer, N. J. Peristalsis and fecal pellet propulsion do not require nicotinic, purinergic, 5-HT3, or NK3 receptors in isolated guinea pig distal colon. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 298 (6), G952-G961 (2010).
- Hurst, N. R., Kendig, D. M., Murthy, K. S., Grider, J. R. The short chain fatty acids, butyrate and propionate, have differential effects on the motility of the guinea pig colon. Neurogastroenterol. Motil. 26 (11), 1586-1596 (2014).
- Kendig, D. M., Hurst, N. R., et al. Activation of the umami taste receptor (T1R1/T1R3) initiates the peristaltic reflex and pellet propulsion in the distal colon. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 307 (11), G1100-G1107 (2014).
- Gwynne, R., Bornstein, J. Mechanisms underlying nutrient-induced segmentation in isolated guinea pig small intestine. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 292 (4), G1162-G1172 (2007).
- Lammers, W. J. Spatial and temporal coupling between slow waves and pendular contractions. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 289 (5), G898-G903 (2005).
- Grider, J. R. Neurotransmitters mediating the intestinal peristaltic reflex in the mouse. J. Pharmacol. Exp. Ther. 307 (2), 460-467 (2003).
- Foxx-Orenstein, A. E., Grider, J. R. Regulation of colonic propulsion by enteric excitatory and inhibitory neurotransmitters. Am. J. Physiol. 271 (3 Pt 1), G433-G437 (1996).
- D'Antona, G., Hennig, G. W., Costa, M., Humphreys, C. M., Brookes, S. J. Analysis of motor patterns in the isolated guinea-pig large intestine by spatio-temporal maps. Neurogastroenterol. Motil. 13 (5), 483-492 (2001).
- Roberts, R. R., Murphy, J. F., Young, H. M., Bornstein, J. C. Development of colonic motility in the neonatal mouse-studies using spatiotemporal maps. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 292 (3), G930-G938 (2007).
- Holmberg, A., Olsson, C., Hennig, G. W. TTX-sensitive and TTX-insensitive control of spontaneous gut motility in the developing zebrafish (Danio rerio) larvae. The J. Exp. Biol. 210 (Pt 6), 1084-1091 (2007).
- Singh, R. D., Gibbons, S. J., et al. Ano1, a Ca2+-activated Cl- channel, coordinates contractility in mouse intestine by Ca2+ transient coordination between interstitial cells of Cajal. J. Physiol. 592 (Pt 18), 4051-4068 (2014).
- Neal, K. B., Parry, L. J., Bornstein, J. C. Strain-specific genetics, anatomy and function of enteric neural serotonergic pathways in inbred mice. J. Physiol. 587 (Pt 3), 567-586 (2009).
- Roberts, R. R., Bornstein, J. C., Bergner, A. J., Young, H. M. Disturbances of colonic motility in mouse models of Hirschsprung's disease. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 294 (4), G996-G1008 (2008).
- Costa, M., Dodds, K. N., Wiklendt, L., Spencer, N. J., Brookes, S. J., Dinning, P. G. Neurogenic and myogenic motor activity in the colon of the guinea pig, mouse, rabbit, and rat. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 305 (10), G749-G759 (2013).
- Huizinga, J. D., Martz, S., Gil, V., Wang, X. Y. Y., Jimenez, M., Parsons, S. Two independent networks of interstitial cells of cajal work cooperatively with the enteric nervous system to create colonic motor patterns. Front. Neurosci. 5 (93), (2011).
- Lentle, R. G., De Loubens, C., Hulls, C., Janssen, P. W., Golding, M. D., Chambers, J. P. A comparison of the organization of longitudinal and circular contractions during pendular and segmental activity in the duodenum of the rat and guinea pig. Neurogastroenterol. Motil. 24 (7), 686-695 (2012).
- Bercìk, P., Bouley, L., Dutoit, P., Blum, A. L., Kucera, P. Quantitative analysis of intestinal motor patterns: spatiotemporal organization of nonneural pacemaker sites in the rat ileum. Gastroenterol. 119 (2), 386-394 (2000).
- Wu, R. Y., Pasyk, M., et al. Spatiotemporal maps reveal regional differences in the effects on gut motility for Lactobacillus reuteri and rhamnosus strains. Neurogastroenterol. Motil. 25 (3), e205-e214 (2013).
- Ellis, M., Chambers, J. D., Gwynne, R. M., Bornstein, J. C. Serotonin and cholecystokinin mediate nutrient-induced segmentation in guinea pig small intestine. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 304 (8), G749-G761 (2013).
- Janssen, P. W., Lentle, R. G., Asvarujanon, P., Chambers, P., Stafford, K. J., Hemar, Y. Characterization of flow and mixing regimes within the ileum of the brushtail possum using residence time distribution analysis with simultaneous spatio-temporal mapping. J. Physiol. 582 (Pt 3), 1239-1248 (2007).
- Costa, M., Wiklendt, L., et al. An experimental method to identify neurogenic and myogenic active mechanical states of intestinal motility. Front. Syst. Neurosci. 7, 7 (2013).
- Dinning, P. G., Wiklendt, L., et al. Neural mechanisms of peristalsis in the isolated rabbit distal colon: a neuromechanical loop hypothesis. Front. Neurosci. 8, 75 (2014).
- Janssen, P. W., Lentle, R. G., Hulls, C., Ravindran, V., Amerah, A. M. Spatiotemporal mapping of the motility of the isolated chicken caecum. J. Comp. Physiol. B. 179 (5), 593-604 (2009).
- Janssen, P. W., Lentle, R. G., Chambers, P., Reynolds, G. W., De Loubens, C., Hulls, C. M. Spatiotemporal organization of standing postprandial contractions in the distal ileum of the anesthetized pig. Neurogastroenterol. Motil. 26 (11), 1651-1662 (2014).
- Angeli, T. R., Du, P., et al. The bioelectrical basis and validity of gastrointestinal extracellular slow wave recordings. J. Physiol. 591 (Pt 18), 4567-4579 (2013).
- Kuizenga, M. H., Sia, T. C., et al. Neurally mediated propagating discrete clustered contractions superimposed on myogenic ripples in ex vivo segments of human ileum. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 308 (1), G1-G11 (2015).
- Kunze, W. A., Furness, J. B. The enteric nervous system and regulation of intestinal motility. Annu. Rev. Physiol. 61, 117-142 (1999).
- Dinning, P. G., Szczesniak, M. M., Cook, I. J. Twenty-four hour spatiotemporal mapping of colonic propagating sequences provides pathophysiological insight into constipation. Neurogastroenterol. Motil. 20 (9), 1017-1021 (2008).
- Berthoud, H. R., Hennig, G., Campbell, M., Volaufova, J., Costa, M. Video-based spatio-temporal maps for analysis of gastric motility in vitro: effects of vagal stimulation in guinea-pigs. Neurogastroenterol. Motil. 14 (6), 677-688 (2002).
