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Medicine

Overaccumulation induzida por Ileectomy biliares no intestino de rato

Published: August 21, 2017 doi: 10.3791/55728
* These authors contributed equally

Summary

Reabsorção de ácidos biliares de intestino-dependente e feedback a inibição da síntese hepática de ácidos biliares é importante para a saúde e homeostase sistêmica. Neste estudo, descrevemos um modelo do rato para ressecção ileal avaliar a toxicidade no intestino de rato, overaccumulation e má-absorção induzida por ileectomy biliar.

Abstract

Ressecção intestinal é uma abordagem terapêutica comum para doenças humanas tais como a obesidade, doença inflamatória intestinal, doença de Crohn e câncer de cólon que muitas vezes resulta em do intestino curto grave síndrome, como os efeitos adversos incluindo diarreia de ácidos biliares, desidratação, distúrbios do eletrólito e má absorção de nutrientes. Aqui apresentamos um modelo murino de ressecção ileal, denominado ileectomy, para avaliar a comunicação de tecido e a manutenção da homeostase sistêmica. Após a ressecção ileal, circulação de sangue é permanentemente desprovida do hormônio endócrino específicas do íleo fator de crescimento 15 (FGF15), que libera sua endócrino inibição da síntese de ácidos biliares no fígado. Em combinação com o aumento da produção e abolida a reabsorção de ácidos biliares após remover o íleo, ratos que se submeteram à cirurgia sofrem overaccumulation de sais biliares no intestino e diarreia associada, morbidade e mortalidade. Romance de uso do modelo cirurgia introduzido neste estudo pode fornecer insights mecanicistas e funcionais sobre ileal controle da regulação metabólica sistêmica na fisiologia e na doença.

Introduction

Na investigação biomédica moderna, modelos animais geneticamente manipulados são amplamente utilizados para respigar insights sobre doenças humanas. Em particular, tecido ou célula específica ganho e perda de funções dos genes têm sido costumava estudar Regulamento molecular, bem como efeitos biológicos induzidos. Apesar dos avanços em manipular o alvo genes na vivo, existem limitações persistentes. Primeiro, muitas células ou tecidos exclusões específicas afetará múltiplos órgãos. Por exemplo, exclusão de gene epiteliais eliminará a expressão no epitélio de vários tecidos. Além disso, mesmo se a exclusão é restrita a um tecido específico, controle espacial é raramente viável. Por exemplo, em um tecido como o intestino, segmentos distintos realizar funções muito específicas que não podem ser manipuladas com precisão na vivo. Nessas situações, a ressecção dos tecidos contendo gene é considerada uma abordagem mais eficiente de estudar para determinar o significado mecanicista e funcional da comunicação de tecido.

Ileectomy é principalmente usado em pacientes com Crohn e doenças inflamatórias envolvendo o íleo distal 1,2,3. O íleo normalmente produz vários hormônios de armazenamento de energia como fator de crescimento fibroblástico 15/19 (FGF15/19), peptídeo YY (PYY) e o glucagon-like peptide 1/2 (GLP1/2); Esses hormônios desempenham importantes funções locais e endócrinas em muitas funções biológicas4,5,6. Entre esses hormônios, FGF15 foi identificado como um robusto endócrino inibidor da síntese de ácidos biliares no fígado. Depois reabsorvido enterócitos ileais, ácidos biliares ativar o receptor de farnesoid X receptor nuclear (FXR) para estimular a expressão de Fgf15 , que posteriormente leva a inibição de feedback de de síntese hepática de ácidos biliares 7. Em um estudo recente, introduzimos o modelo de ileectomy do rato para estudar o ileal Kruppel-como fator 15 (KLF15) -Fgf15 eixo que regula a produção de circadiano ácidos biliares no fígado 8de sinalização. Mais importante ainda, introduzimos uma família romance, os fatores Kruppel-como, particularmente KLF15, em biologia de ácidos biliares. Com base em estudos funcionais, incluindo cirurgia ileectomy, determinamos essa síntese de ácidos biliares upregulates KLF15 através de um mecanismo de não-hepática indireto. Finalmente, KLF15 ileal é também identificado como o primeiro regulador negativo endógeno de Fgf15.

Os segmentos intestinais, descendente de proximal para distais regiões são responsáveis pela absorção de nutrientes diferentes. O íleo é o principal segmento responsável por ácidos biliares e vitamina B12 (VB12) absorção 9. Um estudo mais adiantado empregou um modelo do rato da ressecção de intestino proximal para estudar a síndrome do intestino curto; vários comprimentos de ressecção, dietas e tipos de sutura foram propostos para manter um ótimo pós-operatório de sobrevivência taxa 10. Além disso, uma revisão mais recente indica que ressecção ileal geralmente resulta em doença mais grave do que outros ressecções de segmento gastrointestinais (GI) por causa da diminuição da capacidade adaptativa do restante do trato 11. Este tópico tem ganhado intensivos interesses de grupos de pesquisa básica e clínica, Considerando que a compreensão da recuperação e as abordagens terapêuticas eficazes são ainda limitados.

Diarreia de ácidos biliares resulta de desequilíbrios na homeostase de ácidos biliares na circulação entero-hepática 12,13. Pode ser uma consequência da ressecção ileal, doença gastrintestinal ou um resultado da má absorção de ácidos idiopática. Mais de 80% dos pacientes foram encontrados para apresentar com diarreia depois de submetidos a ressecção ileal 14. Ileectomy tem o potencial para ser um modelo de cirurgia importante para a investigação de diarreia de ácidos biliares. Neste estudo, uma série de ressecções ileais fornecer uma avaliação gradiente de deficiência de FGF15, bem como má absorção intestinal de sais biliares, overaccumulation e danos tóxicos.

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Protocol

protocolo animal foi revisado e aprovado pelo Comitê de uso caso Western Reserve University School of Medicine e institucional Cuidado Animal e foi conduzido de acordo com o National Institutes of Health (NIH) guia para a Cuidado e uso de animais de laboratório (8ª edição, 2011). Os ratos foram sacrificados pelos métodos compatíveis com as diretrizes do American veterinária Medical Association (AVMA) para eutanásia de animais (edição de 2013). Camundongos machos, de 8-16 semanas C57Bl/6J, foram utilizados no presente protocolo. Os ratos foram alojados em um ambiente de ciclo claro/escuro de 12 h.

1. pré-operatório preparação

  1. ratos de transferência para uma gaiola limpa 24 h antes do procedimento. São permitidos animais livre acesso à água. Substitua a comida comida comida macia (gel de suplemento dietético) 4-6 h antes da cirurgia para reduzir o conteúdo do intestino para a cirurgia.
  2. Esterilizar todos os instrumentos cirúrgicos e preparar o material cirúrgico estéril de uso único. Limpe a área de cirurgia e o cone de nariz anestésico com etanol a 70%.
  3. Configurar um microscópio de dissecação, isoflurano anestésico vaporizador, instrumentos e uma temperatura controlada pequena animal mesa cirúrgica para a manutenção de temperatura do corpo. Organizar os instrumentos, suturas e seringas em um local para acesso gratuito durante a cirurgia.
  4. Configurar uma fonte de luz para fornecer luz suficiente para a área cirúrgica.
  5. Preparar a solução salina 0,9% estéril em seringa de 5 mL para limpeza intestinal e abdominal.

2. Ileectomy e anastomose

  1. Anesthetize ratos com isoflurano (2-3%) em uma câmara de incubação de animais pequenos. Determinar a anesthetization adequada, usando a técnica de pitada de dedo do pé, enquanto o animal está no isoflurano.
  2. Remover cabelo abdominal, aplicando o produto de remoção de cabelo e limpar o cabelo usando esponjas cirúrgicas, mantendo a anestesia. Coloque o mouse sobre um controle de temperatura pequeno animal mesa cirúrgica ( Figura 1 A) para manter a temperatura corporal em anestesia de manter 37 ° C. com isoflurano (1-2%) através de uma máscara. Tratar os olhos de rato com pomada ocular.
  3. Limpar a pele usando iodo-povidona e 70% de álcool e cobrir a área cirúrgica do abdome com gaze estéril cirúrgica ( Figura 1 B).
  4. Fazer uma incisão abdominal usando um bisturi cirúrgico, uma vez que a anestesia está em vigor. Use um cotonete para proteger o intestino e puxar rato abdominal músculo com retractores totalmente aberto e expor na cavidade abdominal ( Figura 1 C).
  5. Localizar o ceco. A partir do ceco, deslocar cuidadosamente o íleo conectado e parte do jejuno fora da cavidade abdominal ( Figura 1 D).
    Nota: O ceco pode ser facilmente identificado devido à sua grande dimensão mesmo após jejum.
  6. Ligate o ramo superior da artéria mesentérica superior com uma sutura de seda de 7-0 para obstruir o sangue, fornecendo o segmento ileal que deve ser extirpado. A ileal alterações cor de rosa para roxo escuro depois da ligadura. ( Figura 1 E - F).
  7. Dependendo da finalidade do experimento, com uma tesoura, impostos especiais de consumo e retire 50% ou 90% de íleo.
    Nota: Para a cirurgia de farsa, não realizar a ligadura da artéria mesentérica superior e não remova o íleo.
  8. , Irrigue o lúmen de ambas as extremidades ileais com soro fisiológico a 0,9%.
    Nota: como o íleo intacto restante ainda está recebendo um suprimento de sangue normal da artéria mesentérica superior, uma pequena quantidade de sangue também é expelida durante o processo. Isso também indica que o fornecimento de sangue para as extremidades ileais é normal e garante sem isquemia durante o procedimento de anastomose ( Figura 1 G).
  9. Localizar as mesenteries do lado de ambas as extremidades ileais. Alinhar os mesenteries e suturar as extremidades ileais juntos usando sutura 8-0 ( Figura 1 G - H).
  10. Sutura do lado contralateral do íleo para manter o íleo anastomosado em uma maneira natural ( Figura 1 eu).
  11. Suturar os lados superiores e inferiores, entre as duas suturas originais para completamente unir os dois ileal termina juntos ( Figura 1 J).
  12. Confirmar que não há nenhum escapamento do local da anastomose depois de terminar o procedimento de sutura de três etapas ( Figura 1 G-eu). Retorne o ceco e intestino na cavidade abdominal para a localização anatômica original. Lave a área da cirurgia com solução salina 0,9% quente usando uma agulha. ( Figura 1-K).
  13. Fechar a incisão da camada muscular abdominal com sutura de 6-0. Alinhe a incisão da pele abdominal usando fórceps e sutura da pele abdominal para facilitar a cicatrização de feridas ideal ( Figura 1 L).

3. Cuidados pós-operatórios

ratos de
  1. o pós-operatório de transferência para uma unidade de terapia intensiva para recuperação. Colocá-los em uma gaiola de papel-roupas de cama em uma almofada de aquecimento temperatura controlada para continuar a recuperação pós-cirurgia durante a noite. Fornecemos os ratos com comida macia, além de água e comida normal.
  2. Administrar buprenorfina (0,05 - 0,1 mg/kg) com injeção subcutânea a cada 8-12 h para analgesia.
    Nota: Eutanásia em ratos pelo CO 2 se severamente doente.
  3. No ponto final, sacrificar os ratos usando uma overdose de isoflurano e colheita de amostras conforme necessário (secção 4).

4. Avaliação de Overaccumulation de Bile induzida por Ileectomy

  1. pesar e dissecar os ratos um dia após uma ressecção de 0% (sham), 50% ou 90% de íleo.
  2. Remover o trato Gastrintestinal e pesá-lo. Calcular o peso de GI a relação do peso de corpo para avaliar a gravidade da má absorção de sais biliares e overaccumulation.
  3. Transferir o trato GI para tubos cônico de 15 mL e corte-as em segmentos curtos com uma tesoura. Após o corte, centrifugar 3.000 x g por 10 min. Transfira o sobrenadante (GI fluido contendo sais biliares) para um tubo limpo.
  4. Medir o volume total e o peso de fluido de GI e calcular o peso de fluido à relação de peso do trato GI para avaliar overaccumulation bile no trato GI.
  5. Determinar a quantidade total de bile no sobrenadante por ensaio de ácidos biliares, conforme descrito na referência 8.

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Representative Results

Os procedimentos para ileectomy são mostrados na Figura 1. A primeira etapa inclui a preparar a pele abdominal de rato, fazendo uma incisão abdominal e utilizando retractores expor totalmente o intestino (Figura 1A-C). Em seguida, se localizava o ceco de rato (Figura 1D); dado que o seu tamanho e forma tornam um marco facilmente identificável. O ceco, íleo e parte do jejuno distal foram expostos e removidos da cavidade abdominal (Figura 1D). Uma vez que o segmento ileal resecting foi determinado, a artéria mesentérica superior, fornecimento de sangue ao segmento foi ligada e a cor do segmento de íleo rapidamente mudou para roxo escuro (Figura 1E - F), enquanto o resto do intestino mantido uma normal cor de rosa. O segmento ileal isquêmico todo foi completamente ressecado seguido de lavagem, que o corte termina com soro fisiológico a 0,9% (Figura 1G). As duas extremidades ileais então foram suturadas juntos por um processo de três etapas sutura (Figura 1H-J). Na Figura 1,K-L, o intestino anastomótica foi retornado para o local anatômico original na cavidade abdominal e as camadas de pele e incisão no músculo foram suturadas juntos.

Os ácidos biliares produzidos pelo fígado são enzimaticamente sintetizados a partir do colesterol e circulou no sistema entero-hepática. Eles são reabsorvidos principalmente pelo íleo distal e então voltou para o fígado através da veia porta hepática. Circulação de ácidos biliares entre hepatócitos no fígado e enterócitos no íleo está resumida na Figura 2. No íleo, os ácidos biliares são absorvidos pelo transportador dependente de ácidos biliares de sódio apical (ASBT) no lado luminal de enterócitos epiteliais e transferidos por ileal proteína ligadora de ácidos biliares (IBABP) para a membrana basolateral por efluxo para o sangue através da transporte de soluto orgânico (OST). Em enterócitos, ácidos biliares também ativar FXR para induzir o íleo específico hormônio FGF15, que é um potente inibidor do sistema endócrino da síntese de ácidos biliares, particularmente por ácido CYP7A1 hepático, a enzima inicial e limitante para a síntese de ácidos biliares no o fígado. No entanto, Fgf15 é reprimida pela ileal KLF158. Nossa análise (RT-qPCR) reação em cadeia de polimerase em tempo real quantitativa detectado expressão abundante da Asbt, Fgf15, Ibabpe Ostβ mRNA no íleo e menos a extremamente baixa expressão no jejuno e resto do intestino (Figura 2B-2E). No entanto, o nível de mRNA polipose adenomatosa coli (Apc) (controle negativo) permaneceu comparável ao longo de todo intestino (Figura 2-F).

Estes dados são consistentes com estudos anteriores15 e apoio ainda que a reabsorção intestinal de ácidos biliares ocorre principalmente no íleo. Estes dados sugerem que a bile é fundamental para a digestão de nutrientes e emulsificação para absorção eficiente dos nutrientes solúvel em lipídios no intestino proximal, que biologicamente se encaixa as funções digestivas e absorção primárias do duodeno e jejuno . Ao chegar ao intestino delgado distal, a bile completou sua função digestiva e é reabsorvida pelo íleo para retornar para o fígado e permanecem como parte da circulação entero-hepática. Reabsorção de bile também permite que os ácidos biliares executar uma das suas funções de sinalização, estimulando o íleo para produzir a molécula de sinalização secundária FGF15, que viaja para o fígado e suprime a síntese de ácidos biliares. No nosso anterior estudo, provamos o efeito regulador de um eixo KLF15 -Fgf15 ileal na síntese hepática de ácidos biliares por uma ressecção cirúrgica do íleo 8~ 90%. Síntese de ácidos biliares no fígado perde o controle inibitório por FGF15 após a remoção mecânica crucial do íleo, que também causa má absorção de ácidos biliares no intestino. A grande quantidade de bile é consequentemente overaccumulated no intestino causando graves efeitos adversos, incluindo diarreia, colestase e perda da atividade gastrointestinal. Para avaliar o efeito da magnitude da ressecção e determinar um modelo de segurança ileectomy, costumávamos camundongos C57BL6/J para executar 0% (sham), 50% e 90% ressecção do íleo. Após 24h, a morfologia intestinal demonstrou mudanças características de gradientes (Figura 3A-3D). O intestino na cirurgia de Souza foi normal e comparável dos ratos não-cirurgia. Remoção de 50% de íleo causou algum acúmulo de bile, tamanho aumentado intestinal e dilatação um dia após a ressecção. No entanto, o rato que foi submetido a ressecção de 90% exibiram aumento bile overaccumulation, aumentou o tamanho intestinal e dilatação severa. Para avaliar a overaccumulation biliar induzida por ressecção ileal no intestino, fluido interno de folhetos de GI o pós-operatório foram coletados. Os volumes de fluido exibiram um gradiente realce de 0% a 90% em ratos ileectomy(Figura 4). A proporção de peso de GI contra peso corporal aumentou significativamente apenas em ratos de íleo-ressecados a 90% (Figura 4B). O fluido de GI colhidos os panfletos de GI pós-operatório e o peso líquido GI GI a relação do peso do trato demonstrou um aumento gradiente devido a ressecção (Figura 4C e 4 D). Finalmente, o ensaio de ácidos biliares confirmou que a quantidade de ácidos biliares detectados no sobrenadante aumenta com o aumento da ressecção ileal (Figura 4E). Coletivamente, os resultados indicam que a ressecção do íleo de 50% é um modelo de ileectomy de rato mais aplicável com efeitos adversos relativamente moderados, como acumulação de suave de ácidos biliares no intestino.

Figure 1
Figura 1: Procedimentos de cirurgia de Ileectomy. (A) manter temperatura usando uma temperatura controlada pequena animal mesa cirúrgica do corpo. (B) cobrir a área de cirurgia com gazes estéreis após preparação da pele abdominal. (C) expor o intestino delgado através de uma incisão abdominal. (D) ceco (destacado pela linha tracejada branca) é um marcado para localizar o íleo. Expor o íleo (linha tracejada amarela) e ramos da artéria mesentérica superior (setas amarelas). (E) ligam os ramos da artéria mesentérica superior, que fornecem sangue ao íleo. Sites de ligadura são indicadas por setas amarelas. A cor ileal muda para roxo escuro ou preto após a ligadura da artéria. O segmento isquêmico é realçado pela linha tracejada amarela. (F) o tracejado linha indica a demarcação do íleo isquêmica e normalmente perfundido; a seta indica a área isquêmica do íleo. (G) corte e remover a parte isquêmica do íleo e liberar as extremidades (linhas tracejadas amarelas) com soro fisiológico a 0,9%. As setas amarelas indicam os lados mesentéricos. (> H) suturar as extremidades ileais juntos e manter o mesentério alinhado. A primeira sutura do lado mesentérica é indicada pela seta amarela. (eu) sutura do lado contralateral do íleo (seta amarela). (J) suturar os lados superiores e inferiores das extremidades ileais para unir completamente o íleo. As suturas são indicadas pela seta amarela. (K) retornar o ceco e intestino na cavidade abdominal. A área de anastomose é destacada pelo círculo tracejado amarelo. A cor rosa indica sem isquemia na área de anastomose. (L) fechar a incisão da camada muscular abdominal e sutura a incisão da pele. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2 : Síntese de ácidos biliares em hepatócitos e reabsorção pelos enterócitos no íleo. (A) imagem esquemática da síntese de ácidos biliares no fígado, reabsorção principalmente no íleo e retorno para o fígado através da veia porta hepática. Os ácidos biliares são sintetizados a partir de colesterol por uma série de enzimas, incluindo a enzima inicial e limitante citocromo P450 CYP7A1 nos hepatócitos. A maioria dos ácidos biliares são reabsorvidos pelo transportador ASBT no lado luminal de enterócitos ileais. Absorção de ácidos biliares são associados com IBABP e effluxed para a veia porta através do transportador de basolateral OST para o transporte de volta para o fígado. Dentro de enterócitos, ácidos biliares também ativar o receptor nuclear de hormônio FXR para induzir o hormônio específicos do íleo FGF15, um robusto endócrino inibidor da síntese hepática de ácidos biliares. Em contraste, KLF15 ileal inibe a expressão de FGF15. (B-F) Expressão relativa da Asbt, Fgf15, Ibabp, Ostβe Apc mRNA no intestino inteiro variando de proximal para distais segmentos incluindo duodeno (D), jejuno (J), íleo (I) e cólon (C) (n = 5). Barras de erro ± SD. * P < 0.05 vs duodeno por Student t-teste. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3: Gradientes ressecções do íleo e colestase no intestino. (A) intestino delgado do rato exibe sem dilatação depois da cirurgia de Souza. O conteúdo interno mostra quimo digestivo. (B) após ressecção ileal de 50%, do intestino delgado mostra dilatação moderada com significativa colestase. (C) após a ressecção ileal 90%, o intestino delgado mostra uma quantidade significativa de acumulação de bílis e dilatação excessiva. (D) a GI tracto (desde o estômago até ao recto) foi isolado de ratos com cirurgia de Souza (à esquerda), ressecção do íleo de 50% (média) e ressecção do íleo de 90% (à direita). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 4
Figura 4: Biliar Overaccumulation causada por Ileectomy. (A) fluido interno de intestino de rato 24h após ileectomy de Souza, 50% e 90%. (B) os rácios de GI o peso contra o peso do corpo em cirurgias de ileectomy de Souza, 50% e 90% (n = 5). (C) o fluido GI volumes. (D) os rácios de fluido GI pesos contra pesos de GI. (E) os ácidos biliares totais em fluidos coletados de intestinos após ileectomy de Souza, 50% e 90% (n = 5). GI: gastrointestinais, GIW: peso gastrointestinal, BW: peso corporal. Barras de erro ± SD. * P < 0.05 vs Souza, # P < 0.05 vs ileectomy de 50% por One-Way ANOVA. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Discussion

Para realizar uma ileectomy bem sucedida, a artéria mesentérica superior deve ser ligada com antecedência para bloquear o suprimento de sangue ao segmento resecting. O segmento ileal isquêmico girará roxo escuro depois da ligadura. O segmento ileal, então deve ser completamente ressecado. Assegurar um suprimento de sangue normal para as extremidades retidas. Isto é essencial para evitar a remoção inadequada e sangramento, que pode facilmente causa falha cirúrgica devido à necrose isquêmica após a sutura. Durante a anastomose, é importante unir as extremidades ileais em sua posição anatômica natural. Mesentério é considerado o Marco mais confiável para a sutura inicial evitar a potencial ocorrência de extremidades torcidas. Após a segunda sutura no lado contralateral da extremidades ileais, as duas extremidades são posicionadas em conformidade com a sua estrutura anatômica natural. Após a anastomose intestinal, deve ser verificada a cor da área anastomótica. A área geralmente demonstra uma normal cor de rosa. Se a área fica roxa após a operação, a zona de sutura pode estar sofrendo de isquemia. Isto pode ser devido à incompleta excisão do segmento isquêmico ou torção das duas extremidades durante a sutura. Nestas condições, a cirurgia deve ser corrigida imediatamente.

As principais complicações da cirurgia ileectomy são toxicidade induzida por má absorção de ácidos biliares, obstrução intestinal pós-operatória e fuga anastomótica. Comparado com outras partes do trato intestinal, íleo contém múltiplas especificidades estruturais e funcionais, que são mais difíceis de ser compensado pelo resto do intestino. Em comparação com ratos mais jovens, a ressecção ileal mesma pode causar danos graves aos ratos mais velhos, possivelmente porque mais bile é produzido em ratos mais velhos. Por exemplo, observamos que o acúmulo de bile era maior em camundongos 16 semana de idade idade do que em ratos de 8 semanas de idade de idade. Isso não está claro se as diferenças de gênero afetam induzida por ileectomy efeitos adversos e requer mais estudos.

A ressecção ileal comprimento depende da finalidade do experimento. Em nossas mãos, uma remoção de 50% íleo é suficiente para induzir a colestase significativa com contratilidade reduzida do intestino. Muito remoção, particularmente até 90% íleo, causas de colestase excessiva e perda completa do peristaltismo intestinal. Os ratos submetidos à ressecção ileal excessiva são geralmente incapazes de sobreviver mais de cinco dias. Cortar um segmento mais curto (por exemplo, menos de 50% íleo) é uma modificação eficaz em utilizar o ileectomy como um modelo de cirurgia relativamente a longo prazo. Terapia pós-operatório com sequestrante de ácidos biliares (Colestiramina, por exemplo) pode ser necessária para atenuar a bile overaccumulation 16.

Podemos explorar uma gama de modelos de ileectomy com vários comprimentos de ressecção e determinou as condições ideais de ressecção que resultam em ácido biliar suave overaccumulation e toxicidade no intestino. Assim, este estudo fornece um modelo do rato para ganhar uma compreensão mais profunda de funcional e molecular de esteatorreia, má absorção de vitamina solúvel em lipídios e diarreia induzida por ileectomy. No entanto, a limitação deste estudo é que só realizamos um experimento de curto prazo. Um estudo de longo prazo precisa ainda ser investigado no futuro.

FGF15 foi relatado para ser um regulador insulina a longo prazo importante para o metabolismo de glicose e proteína. Além disso, desempenha um papel na homeostase de ácidos biliares 17,18. O estudo atual pode permitir-nos obter uma compreensão do Regulamento mediada por FGF15 do metabolismo de glicose e proteína em indivíduos com ressecções ileais. Finalmente, ressecção ileal, também afeta a síntese e os níveis circulantes de outros envolvidos no metabolismo de hormônios peptídicos. Por exemplo, as concentrações no sangue de PYY e GLP, que são sintetizados por enteroendócrina L-células no íleo distal e inibir a secreção de ácido gástrico e a motilidade intestinal, geralmente são alteradas após a cirurgia, 6,19.

Em conclusão, temos estabelecido um modelo de ressecção ileal aguda induzindo overaccumulation de moderada a grave biliares no intestino do rato. As ressecções gradientes de íleo de rato podem ser aplicadas para estudar a síndrome do intestino curto complexos tais como ácidos biliares homeostase e toxicidade no sistema entero-hepática. Além disso, moderada ressecção do íleo é estreitamente semelhante a cirurgia usada para pacientes com doença de Crohn. Portanto, estes modelos será benéficos para o estudo das respostas inflamatórias e fibróticas no intestino com cortar operações cirúrgicas. Finalmente, os modelos de cirurgia de rato fornecem uma plataforma conveniente para a investigação e avaliação clínica de tratamentos terapêuticos para doenças e efeitos adversos induzida por ileectomy.

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Disclosures

Os autores não têm nada para divulgar.

Acknowledgments

Esta pesquisa é suportada pelo Tom Peterson Foundation e NIH grant R01-HL119780 (Jain, MK).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Dissection microscope Olympus SZ61 For surgery 
Animal temperature controller Physitemp Instruments, Inc. TCAT-2LV For body temperature control
Isoflurane anesthetic vaporizer VetEquip  911104 For anesthesia
Dissection forceps  Fine Science Tools, Inc. 11274-20 For surgery 
Scissors  Fine Science Tools, Inc. 14084-08 For surgery 
Needle holder  Roboz Surgical Instrument Co. RS-7882 For surgery 
Micro knives-needle blade Fisher Scientific 10318-14 For surgery 
6-0 monofilament suture Ethicon 1698G For abdominal skin closure
7-0 silk suture Ethicon 766G For ligation
8-0 monofilament suture Ethicon 1714G For anastomosis
Surgical sponges Dynarex Corp. 3333 For surgery 
Small cotton-tipped applicators  Fisher Scientific 23-400-118 For surgery 
Isoflurane Piramal Healthcare Limited 66794-013-25 For anasthesia
Buprenorphine hydrochloride Reckitt-Benckiser Pharmaceuticals 12496-0757-1 For analgesia
0.9% sodium chloride Injection B. Braun Medical Inc. 0264-7800-10 For washing/injection
Povidone iodine prep solution Dynarex Corp. 1413 For skin preparation
Puralube vet ointment Dechra Veterinary Products 17033-211-38 For eye pretection
Hair remover lotion Church & Dwight Co., Inc. For skin preparation
Intensive care unit ThermoCare FW-1 For post-surgery recovery
DietGel recovery ClearH2O 72-06-5022 For post-surgery recovery
Aurum total RNA fatty and fibrous tissue kit Bio-Rad 7326830 For RNA isolation
iScript reverse transcription supermix for RT-qPCR Bio-Rad 1708841 For reverse transcription assay
TaqMan fast advanced master mix Applied Biosystems/Life Technologies 4444965 For QPCR analysis
Total bile acid assay kit Genzyme Diagnostic DZ042A-K01 For bile acid assay
C57BL/6J  The Jackson Laboratory

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. McLeod, R. S. Surgery for inflammatory bowel diseases. Dig Dis. 21, 168-179 (2003).
  2. Hancock, L., Windsor, A. C., Mortensen, N. J. Inflammatory bowel disease: the view of the surgeon. Colorectal Dis. 8, 10-14 (2006).
  3. Polle, S. W., Bemelman, W. A. Surgery insight: minimally invasive surgery for IBD. Nat Clin Pract Gastroenterol Hepatol. 4, 324-335 (2007).
  4. Fon Tacer, K., et al. Research resource: Comprehensive expression atlas of the fibroblast growth factor system in adult mouse. Mol Endocrinol. 24, 2050-2064 (2010).
  5. Pournaras, D. J., et al. The role of bile after Roux-en-Y gastric bypass in promoting weight loss and improving glycaemic control. Endocrinology. 153, 3613-3619 (2012).
  6. Spreckley, E., Murphy, K. G. The L-Cell in Nutritional Sensing and the Regulation of Appetite. Front Nutr. 2, 23 (2015).
  7. Inagaki, T., et al. Fibroblast growth factor 15 functions as an enterohepatic signal to regulate bile acid homeostasis. Cell Metab. 2, 217-225 (2005).
  8. Han, S., et al. Circadian control of bile acid synthesis by a KLF15-Fgf15 axis. Nat Commun. 6, 7231 (2015).
  9. Christl, S. U., Scheppach, W. Metabolic consequences of total colectomy. Scand J Gastroenterol Suppl. 222, 20-24 (1997).
  10. Helmrath, M. A., VanderKolk, W. E., Can, G., Erwin, C. R., Warner, B. W. Intestinal adaptation following massive small bowel resection in the mouse. J Am Coll Surg. 183, 441-449 (1996).
  11. Tappenden, K. A. Pathophysiology of short bowel syndrome: considerations of resected and residual anatomy. J Parenter Enteral Nutr. 38, 14-22 (2014).
  12. Camilleri, M. Bile Acid diarrhea: prevalence, pathogenesis, and therapy. Gut Liver. 9, 332-339 (2015).
  13. Camilleri, M. Advances in understanding of bile acid diarrhea. Expert Rev Gastroenterol Hepatol. 8, 49-61 (2014).
  14. Mottacki, N., Simren, M., Bajor, A. Review article: bile acid diarrhoea - pathogenesis, diagnosis and management. Aliment Pharmacol Ther. 43, 884-898 (2016).
  15. Rao, A., et al. The organic solute transporter alpha-beta, Ostalpha-Ostbeta, is essential for intestinal bile acid transport and homeostasis. Proc Natl Acad Sci. 105, 3891-3896 (2008).
  16. Hofmann, A. F., Poley, J. R. Cholestyramine treatment of diarrhea associated with ileal resection. N Engl J Med. 281, 397-402 (1969).
  17. Kir, S., et al. FGF19 as a postprandial, insulin-independent activator of hepatic protein and glycogen synthesis. Science. 331, 1621-1624 (2011).
  18. Kuipers, F., Bloks, V. W., Groen, A. K. Beyond intestinal soap--bile acids in metabolic control. Nat Rev Endocrinol. 10, 488-498 (2014).
  19. Buchman, A. L., Scolapio, J., Fryer, J. AGA technical review on short bowel syndrome and intestinal transplantation. Gastroenterology. 124, 1111-1134 (2003).

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Medicina edição 126 Ileectomy modelo de doença do rato comunicação de tecido fator de crescimento fibroblástico 15 (FGF15) reabsorção de ácidos biliares síndrome do intestino curto
Overaccumulation induzida por Ileectomy biliares no intestino de rato
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Zhang, R., Ray, J. W., Jain, M. K.,More

Zhang, R., Ray, J. W., Jain, M. K., Han, S. Ileectomy-induced Bile Overaccumulation in Mouse Intestine. J. Vis. Exp. (126), e55728, doi:10.3791/55728 (2017).

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