جراحة المجازة الاثني عشر الصائمية في الفئران المصابة بداء السكري التي يسببها النظام الغذائي
Summary
يمكن لجراحة المجازة الاثني عشر الصائمية (DJB) تحسين استقلاب الجلوكوز وتقليل مقاومة الأنسولين. هنا ، نقدم بروتوكولا لإنشاء نموذج ماوس مستقر وموثوق به من DJB.
Abstract
انتشار السمنة ومرض السكري من النوع 2 هو مصدر قلق صحي عالمي خطير. السمنة هي عامل ممرض رئيسي في مرض السكري من النوع 2 وأمراض القلب والأوعية الدموية وبعض أنواع السرطان. تقدم جراحة السمنة خيارا علاجيا طويل الأمد وفعالا لكل من السمنة ومرض السكري. من المعروف على نطاق واسع أن تكميم المعدة (SG) وتحويل مسار المعدة Roux-en-Y (RYGB) هما أكثر جراحات السمنة شيوعا. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت العديد من جراحات السمنة الاستكشافية آثارا علاجية واعدة. أظهرت المجازة الاثني عشر والصائم (DJB) ، المصممة خصيصا لمرضى السكر الذين يعانون من انخفاض مؤشر كتلة الجسم ، نتائج أيضية مفيدة. ومع ذلك ، فإن فوائده الأيضية المستقلة عن الوزن ليست مفهومة تماما بسبب النماذج الحيوانية المحدودة. في هذه المقالة ، نصف بروتوكولات الرعاية المحسنة والتقنيات الجراحية لإجراء جراحة DJB في الفئران المصابة بداء السكري التي يسببها النظام الغذائي (DIO). يساهم استخدام نموذج الماوس في فهم أفضل لطبيعة التغييرات التي تسببها جراحة DJB مع تسهيل الممارسة السريرية ذات الصلة.
Introduction
السمنة ومرض السكري من النوع 2 هي الأمراض المزمنة الأكثر شيوعا في العالم ، وانتشارها آخذ في الازدياد بين الأفراد الشباب1. جراحة السمنة هي العلاج الأكثر فعالية للسمنة ومرض السكري ، مما يسهل استقرار نسبة الجلوكوز في الدم على المدى الطويلمع تحسين المضاعفات المرتبطة بالسمنة 2,3. هناك عدة أنواع من جراحة السمنة ، مصنفة حسب ما إذا كانت تقلل من حجم المعدة أو امتصاص الأمعاء. وتشمل هذه التقييدية ، malabsorptive ، والجمع4،5.
تم تطوير المجازة الاثني عشر الصائمية (DJB) لأول مرة من قبل Rubino و Marescaux ، الذين أظهروا أنه يمكن التخفيف من مرض السكري من النوع 2 عن طريق توصيل الاثني عشر والصائم بدلا من تقليل حجم المعدة 6,7. يحافظ DJB على المعدة بأكملها ويتجاوز الاثني عشر بأكمله والصائم القريب. تنقسم الأمعاء إلى أطراف القناة الصفراوية والجهاز الهضمي والأطراف الشائعة 6,8. يشترك DJB في بعض أوجه التشابه مع جراحات السمنة ، بما في ذلك تحويل مسار المعدة Roux-en-Y (RYGB) ، والمجازة المعدية المصغرة ، والمجازة الصفراوية البنكرياسية ، وتحويل الاثني عشر ، و DJB بالإضافة إلى تكميم المعدة9. بالمقارنة مع RYGB ، لا يتطلب DJB مفاغرة الجهاز الهضمي ، مما يقلل من وقت التشغيل ويحسن معدل نجاح الإجراء. يشبه DJB RYGB في تحسين استقلاب الجلوكوز ولكنه لا يؤثر على وزن الجسم10. بعد جراحة DJB ، يحفز توصيل الطعام السريع إلى الأمعاء الدقيقة البعيدة إفراز الببتيد الشبيه بالجلوكاجون -1 (GLP-1) ، مما يؤدي إلى تحسين استقلاب الجلوكوز11,12.
يعد استخدام النماذج الحيوانية أمرا ضروريا لفهم المسارات الأيضية والخلوية والجزيئية. ساهمت النماذج الحيوانية لجراحة السمنة في فهمنا للآليات المحتملة الكامنة وراء السمنة ومرض السكري13،14. ومع ذلك ، بسبب الاختلافات الفسيولوجية بين الأنواع ، من المستحيل تكرار الأمراض البشرية بشكل مثالي في النماذج الحيوانية15. من بين النماذج الحيوانية المختلفة المتاحة لأغراض البحث ، يشبه نموذج الفأر الناجم عن السمنة (DIO) إلى حد كبير السمنة البشرية ومتلازمة التمثيل الغذائي16. تم اختيار الفئران لجراحة DJB لتحديد جدوى الجراحة وتوفير تقنيات لمزيد من البحث. تقدم هذه المخطوطة ملخصا شاملا لكل من الجوانب الفنية والتفاصيل التجريبية لجراحة DJB.
Protocol
Representative Results
Discussion
في عام 1953 ، أجرى Varco et al.18 أول مجازة jejuno-ileal كبداية لجراحة علاج البدانة. منذ ذلك الحين ، تم إجراء العديد من جراحات السمنة من قبل الجراحين. أدت هذه العمليات الجراحية إلى فقدان الوزن وتحسين مضاعفات التمثيل الغذائي4،19،<sup class="x…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ودعمت هذه الدراسة بمنحة من مشروع تخطيط العلوم والتكنولوجيا في مقاطعة غوانغدونغ الصينية (رقم 202002020069).
Materials
| Abdominal retractor | F.S.T | 17000-03 | Colibri Retractor -3cm,retractor range 1.5cm/3cm long |
| 1% sodium pentobarbital solution | Guangzhou Chemical Reagent Factory | / | Dissolved 500mg of pentobarbital sodium powder in 50ml of normal saline to obtain 1% pentobarbital sodium solution. |
| Benzylpenicillin sodium for Injection | North China Pharmaceutical Company Ltd. | F2062121 | Penicillin |
| Buprenorphine | Guangzhou Chemical Reagent Factory | / | Analgesia |
| Buprenorphine | Guangzhou Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd | / | Analgesic |
| Citric acid-sodium citrate buffer | LEAGENE | R00522 | Buffer solution |
| Cotton buds | HaoZheng Medical | 60220610 | Cotton swabs |
| Depilatory paste | Veet | AAPR-S222 | Hair removal cream |
| Ear tag | ZEYA | SUS304 | Ear-mark |
| Electric blanket | ZOSEN | ZS-CWDRT | Heat pad |
| Electronic scale | WETTLER TOLEDO | 20060902-6 | Measure the weight |
| Enteral nutritional powder | Abbott Laboratories | / | Nutrition powder |
| Eye ointment | Guangzhou Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd | / | Protect the eyes |
| Glucometer | Roche | 6993788001 | Assess blood glucose |
| Graphpad Prism version 9.4.1 | GraphPad Software | version 9.4.1 | Software for statistical analysis |
| High-fat diet (High Fat [60FDC] Purified Rodent Diet) | Dyets | 112252 | 60kcal% High Fat Diet |
| Micro Forceps | Jinzhong Medical | 18-1140 | Micro forceps |
| Micro needle holder | Jinzhong Medical | EMT-160-Z | Needle holder |
| Micro Scissors | Jinzhong Medical | YBC010 | Micro scissors |
| Microscope camera | LAPSUN | E 2000 | Video |
| Ophthalmic scissors | Jinzhong Medical | Y00030 | Surgical scissors |
| Pentobarbital | Guangzhou Chemical Reagent Factory | / | Narcosis |
| Sodium chloride Injection | Guangzhou Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd | B21L0301 | NaCl 0.9% |
| Stereo microscope | ZEISS | Stemi 305 | Binocular stereomicroscope |
| Streptozotocin | Sigma | S110910-1g | STZ |
| Suture line | LINGQIAO SUTURE | ZS-LQPMRZ5/0 | Prolene 6/0,Prolene 10/0 |
| Tissue forceps | Jinzhong Medical | H1701 | Surgical forceps |
References
- Lascar, N., Brown, J., Pattison, H., Barnett, A. H., Bailey, C. J., Bellary, .S. Type 2 diabetes in adolescents and young adults. Lancet Diabetes Endocrinol. 6 (1), 69-80 (2018).
- Song, Y., Zhao, F. Bibliometric analysis of metabolic surgery for type 2 diabetes: current status and future prospects. Updates Surg. 74 (2), 697-707 (2022).
- Cummings, D. E., Rubino, F. Metabolic surgery for the treatment of type 2 diabetes in obese individuals. Diabetologia. 61 (2), 257-264 (2018).
- Buchwald, H. The evolution of metabolic/bariatric surgery. Obes Surg. 24 (8), 1126-1135 (2014).
- Akalestou, E., Miras, A. D., Rutter, G. A., le Roux, C. W. Mechanisms of weight loss after obesity surgery. Endocr Rev. 43 (1), 19-34 (2022).
- Rubino, F. et al. The mechanism of diabetes control after gastrointestinal bypass surgery reveals a role of the proximal small intestine in the pathophysiology of type 2 diabetes. Ann Surg. 244 (5), 741-749 (2006).
- Rubino, F., Marescaux, J. Effect of duodenal-jejunal exclusion in a non-obese animal model of type 2 diabetes: a new perspective for an old disease. Ann Surg. 239 (1), 1-11 (2004).
- Akalestou, E., et al. Establishing a successful rat model of duodenal- jejunal bypass: A detailed guide. Lab Anim. 53 (4), 362-371 (2019).
- Yu, H. H., Hsieh, M. C., Wu, S. Y., Sy, E. D., Shan, Y. S. Effects of duodenal-jejunal bypass surgery in ameliorating nonalcoholic steatohepatitis in diet-induced obese rats. Diabetes Metab Syndr Obes. 12, 149-159 (2019).
- Garciacaballero, M., Navarrete, S., Favretti, F., Celik, A., Del Castillo, D. Diabetes surgery in type 2 BMI 24-29 vs IMC 30-34 diabetic patients: is there differences among restrictive, malabsorptive and gastric bypass procedures? Nutr Hosp. 28 Suppl 2:23-30 (2013).
- Vidal, J., Jiménez, A. Diabetes remission following metabolic surgery: is GLP-1 the culprit? Curr Atheroscler Rep. 15 (10):357 (2013).
- Speck, M., Cho, Y. M., Asadi, A., Rubino, F., Kieffer, T. J. Duodenal-jejunal bypass protects GK rats from {beta}-cell loss and aggravation of hyperglycemia and increases enteroendocrine cells coexpressing GIP and GLP-1. Am J Physiol Endocrinol Metab. 300 (5), E923-932 (2011).
- Ashrafian, H. et al. Metabolic surgery: an evolution through bariatric animal models. Obes Rev. 11(12), 907-920 (2010).
- Rao, R. S., Rao, V., Kini, S. Animal models in bariatric surgery–a review of the surgical techniques and postsurgical physiology. Obes Surg. 20 (9), 1293-1305 (2010).
- Im, Y. R. et al. A systematic review of animal models of NAFLD finds high-fat, high-fructose diets most closely resemble human NAFLD. Hepatology. 74 (4), 1884-1901 (2021).
- Kleinert, M. et al. Animal models of obesity and diabetes mellitus. Nat Rev Endocrinol. 14 (3), 140-162 (2018).
- Furman, B. L. Streptozotocin-induced diabetic models in mice and rats. Curr Protoc. 1 (4):e78 (2021).
- Buchwald, H., Varco, R. L., Moore, R. B., Schwartz, M. Z. Intestinal bypass procedures. Partial ileal bypass for hyperlipidemia and jejunoileal bypass for obesity. Curr Probl Surg. 1-51 (1975).
- DeMaria, E. J. Bariatric surgery for morbid obesity. N Engl J Med. May 24;356(21):2176-2183 (2007).
- Bolling, C. F., Armstrong, S. C., Reichard, K. W., Michalsky, M. P. Metabolic and bariatric surgery for pediatric patients with severe obesity. Pediatrics. 144 (6), e20193224 (2019).
- Mason, E. E. Gastric bypass for morbid obesity. Surg Annu. 11, 99-126 (1979).
- Cheng, Y. et al. Sleeve gastrectomy with bypass of proximal small intestine provides better diabetes control than sleeve gastrectomy alone under postoperative high-fat diet. Obes Surg. 29 (1), 84-92 (2019).
- Rubino, F. et al. The role of the small bowel in the regulation of circulating ghrelin levels and food intake in the obese Zucker rat. Endocrinology. 146 (4), 1745-1751 (2005).
- Zachariah, P. J. et al. Compared to sleeve gastrectomy, duodenal-jejunal bypass with sleeve gastrectomy gives better glycemic control in T2DM patients, with a lower β-cell response and similar appetite sensations: mixed-meal study. Obes Surg. 26 (12), 2862-2872 (2016).
- Jiang, B., et al. Role of proximal intestinal glucose sensing and metabolism in the blood glucose control in type 2 diabetic rats after duodenal jejunal bypass surgery. Obes Surg. 32 (4), 1119-1129 (2022).
- Han, H. F. et al. Duodenal-jejunal bypass increases intraduodenal bile acids and upregulates duodenal SIRT1 expression in high-fat diet and streptozotocin-induced diabetic rats. World J Gastroenterol. 28 (31), 4338-4350 (2022).
- Yan, S., et al. Reduction of intestinal electrogenic glucose absorption after duodenojejunal bypass in a mouse model. Obes Surg. 23 (9), 1361-1369 (2013).
- Arble, D. M. et al. Metabolic comparison of one-anastomosis gastric bypass, single-anastomosis duodenal-switch, Roux-en-Y gastric bypass, and vertical sleeve gastrectomy in rat. Surg Obes Relat Dis. 14 (12), 1857-1867 (2018).
- Liang, Y. et al. Duodenal-jejunal bypass surgery reverses diabetic phenotype and reduces obesity in db/db Mice. Curr Chem Genom Transl Med. 11, 41-49 (2017).
- Barataud, A. et al. Absence of role of dietary protein sensing in the metabolic benefits of duodenal-jejunal bypass in the mouse. Sci Rep. 7, 44856 (2017).
- Close-up on lab animal microsurgery. Lab Anim (NY). 35(1), 43 (2006).
- Couceiro, J., Castro, R., Tien, H., Ozyurekoglu, T. Step by step: microsurgical training method combining two nonliving animal models. J Vis Exp. (99), e52625 (2015).
- Nasser, K. M., Wahba, H. A., Kamal, E., El-Makhzangy, A. M., Bahaa, N. Animal model for training and improvement of the surgical skills in endolaryngeal microsurgery. J Voice. 26 (3), 351-357 (2012).
