Video Imaging en Maps Spatiotemporal om gastro-intestinale motiliteit analyseren in Muizen

Summary

This article describes a video imaging technique and high-resolution spatiotemporal mapping to identify changes in the neural regulation of colonic motility in adult mice. Subtle effects on gastrointestinal (GI) function can be detected using this approach in isolated tissue preparations to advance our understanding of GI disease.

Abstract

Het enterische zenuwstelsel (ENS) speelt een belangrijke rol bij het reguleren van gastro-intestinale (GI) motiliteit en onafhankelijk van het centrale zenuwstelsel werken. Veranderingen in ENS functie zijn een belangrijke oorzaak van GI symptomen en ziekten en kunnen bijdragen aan GI afwijkingen die bij neuropsychiatrische aandoeningen waaronder autisme. Het staat vast dat geïsoleerde colon segmenten genereren spontaan, ritmische samentrekkingen bekend als de dikke darm migreren Motor Complexen (CMMCs). Een procedure om de enterische neurale regulering van CMMCs in ex vivo de voorbereidingen van de muis colon wordt beschreven te analyseren. De dikke darm is losgesneden van het dier en gespoeld fecale inhoud voorafgaand aan de canule in een orgaanbad verwijderen. De gegevens worden verkregen via een videocamera boven het orgaanbad geplaatst en omgezet in hoge resolutie spatiotemporele kaarten via een in-house software. Met deze techniek basislijn contractiele patronen en farmacologische effecten ENS functie colon segments vergelijkbaar gedurende 3-4 uur. Bovendien kunnen voortplantinglengte en snelheid van CMMCs ook worden die als veranderingen in de darm diameter en contractiefrequentie. Deze techniek is nuttig voor het karakteriseren maagdarmmotiliteit patronen in transgene muismodellen (en andere soorten, waaronder ratten en cavia). Zo zijn farmacologisch geïnduceerde veranderingen in CMMCs opgenomen in wild type muizen en in de neuroligin-3 ^R451C muismodel van autisme. Daarnaast kan deze techniek worden toegepast op andere gebieden van het maagdarmkanaal waaronder het duodenum, jejunum en ileum en in verschillende ontwikkelingsstadia leeftijden in muizen.

Introduction

Het enterische zenuwstelsel (ENS) is de intrinsieke neuronale netwerk van het maagdarmkanaal en moduleert diverse functies zoals vertering van darminhoud, opname van voedingsstoffen en de secretie en reabsorptie van vocht. Neuronen van de ENS bevinden zich in de myenterische en submucosale plexus. De myenterische plexus speelt een belangrijke rol bij het ​​reguleren van gastro-intestinale motiliteit ¹ dat de submucosale plexus zich voornamelijk bezig met de controle secretie ^2,3. De myenterische plexus ligt tussen de longitudinale en circulaire spierlagen van de darmwandcomponenten. De contractiele activiteit van de gladde spierlagen van de darm....

Protocol

Animal handling en cervicale dislocatie van de dieren voorafgaand aan alle experimenten werden uitgevoerd strikt volgens de protocollen van de Animal Experimentation Comité voor de Universiteit van Melbourne goedgekeurd (Ethics ID: 1.212.494,7)

1. Tissue Collection en Dissection

1. Euthanaseren volwassen muizen door cervicale dislocatie. Indien mogelijk vermijden anesthesie invloeden op darmwerking via receptoren op neuronale populaties voorkomen dat belangenconflicten.
2. Noteer het totale lichaamsgewicht van het dier, pin het lichaam (via de vier poten, buikzijde blootgesteld aan experimentator) stevig tegen een dissectie....

Results

Tot 90% van de patiënten met ASS ervaren een array van maagdarmstoornissen, zoals diarree en constipatie ^18,24,25. Echter, de onderliggende oorzaken van deze gastro-intestinale problemen zijn onbekend. Vele mutaties geïdentificeerd in patiënten met ASS geassocieerd met synaptische eiwitten bijdragen tot veranderingen en verstoringen in synaptische transmissie of functie. Een dergelijke mutatie in het gen dat codeert voor de celadhesie molecuul neuroligin-3 (NL3 R451C), werd ge.......

Discussion

Met behulp van deze video beeldvormende techniek, werd CMMC frequentie gemeten als een indicatie van motiliteit in wild type en NL3 ^R451C muizen, een muismodel van autisme spectrum stoornis ^17. Onze resultaten duiden op een vermindering van het aantal CMMCs in mutante NL3 ^R451C muizen in vergelijking met wildtype muizen in aanwezigheid van de 5HT _3/4 receptorantagonist Tropisetron suggereert dat NL3 ^R451C muizen een verhoogde gevoeligheid vertonen voor Tropisetron. .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Reagents
NaCl (MW: 58.44)	Sigma-Aldrich	S7653-250G
KCl (MW: 74.55)	Sigma-Aldrich	P9333-500G
NaH2PO4.2H2O (MW: 156.01)	Chem Supply	471-500G
MgSO4.7H20 (MW: 246.48)	Chem Supply	MA048
CaCl2.2H2O (MW: 147.02)	Chem Supply	CA033
D-Glucose anhydrous (MW: 180.16)	Chem Supply	GA018-500G
NaHCO3 (MW: 84.01)	Chem Supply	GA018-500G
Name	Company	Catalog Number	Comments
Materials
Two chambered organ bath Dimentions: 14 cm x 8 cm x 3 cm	Custom Made		Contact Laboratory Directly
732 MULTI -PURPOSE SEALANT CLEAR	Dow Corning Australia Pty Ltd	1890573
SYLGARD 184 SILICONE ELASTOMER KIT	Dow Corning Australia Pty Ltd	1064291
STOPCOCK 3 WAY FEM-ML L/LOCK S	Terumo Medical Corporation	0912-2006
SYRINGES with Luer Lock Tips 50 ml, 20 ml, 10 ml	Terumo Medical Corporation	N/A
1.57 mm (ID) x 3.16 mm (OD) - Silastic Tubing	Masterflex	508-008
1.02 mm (ID) x 2.16 mm (OD) - Silastic Tubing	Masterflex	508-005
1.50 mm (ID) x 2.50 mm (OD) - Silastic Tubing	Masterflex	508-007
1.60 mm (ID) - Platinum cured silicone tubing	Masterflex	96410 - 14
4.40 mm (ID) - Platinum cured silicone tubing	Masterflex	96410 - 15
3.10 mm (ID) - Platinum cured silicone tubing	Masterflex	96410 -16
Graduated Laboratory Glass Bottles - 500 ml	Thermofisher Scientific	100-400
CHEMICAL RUBBER STOPPER 57 x 65 mm
CHEMICAL RUBBER STOPPER 29 mm x 32 mm
Water heater  (thermo regulator)	Ratek	TH7000
Logitech Webcam	Logitech
Name	Company	Catalog Number	Comments
Software
Virtual Dub - 1.9 11	virtualdub.org
MATLAB R2012a	Graph Pad
Logitech Webcam Software	Logitech