Hepatik insülin klerensi, glikoz homeostazını düzenlemek için kritik öneme sahiptir. Bu makale, farelerde yerinde karaciğer insülin klerens oranını doğrudan değerlendirmek için kullanıcı dostu bir hepatik perfüzyon prosedürünü açıklamaktadır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Hepatik insülin klerensi, glikoz homeostazını düzenlemek için kritik öneme sahiptir. Bu makale, farelerde yerinde karaciğer insülin klerens oranını doğrudan değerlendirmek için kullanıcı dostu bir hepatik perfüzyon prosedürünü açıklamaktadır.
Hepatik insülin klerensi, glikoz homeostazını korumak için gereklidir ve obezite, insülin direnci ve diyabet gibi metabolik bozukluklarla yakından bağlantılıdır. İnsülin klerensinin doğru ölçümü, bu koşulların altında yatan mekanizmaları anlamak için hayati önem taşır. Bu protokol, farelerde hepatik insülin klerens oranını doğrudan değerlendirmek için özel olarak tasarlanmış basit ve kullanıcı dostu bir hepatik perfüzyon prosedürü sunar. Yöntem, fizyolojik koşulları taklit eden bir in situ perfüzyon sistemi oluşturmak için portal ven ve suprahepatik inferior vena kava'nın hassas kanülasyonunu içerir. Protokol, araştırmacılara cerrahi hazırlık ve perfüzyon sisteminin kurulumundan numune toplama ve analizine kadar prosedürün her aşamasında rehberlik eder. Ayrıntılı talimatların yanı sıra, temsili sonuçlar ve prosedürü optimize etmek için önemli ipuçları verilmiştir. Yazılı protokole eşlik eden, görsel olarak derinlemesine talimatlar ve çizimler sunan bir video eğitimi, onu hepatik insülin metabolizması ve klerensinin arkasındaki moleküler mekanizmaları araştıran bilim adamları için erişilebilir ve kapsamlı bir referans haline getirir.
İnsülinin keşfi, geçen yüzyılın kilometre taşlarından biri haline geldi. Metabolik dokularda insülin sentezinin, sekresyonunun ve fizyolojik fonksiyonlarının düzenlenmesi hakkında çok şey bilinmektedir. Bununla birlikte, insülin bozulması ve düzenleyici mekanizmalarına daha az odaklanılmıştır. İnsülin metabolizması, beta hücre fonksiyonu, insülin direnci (IR) veya duyarlılık ve insülin klerensi arasındaki etkileşim olarak anlaşılabilir. İnsülin sekresyonunun yanı sıra, hepatik insülin klerensi, periferik hedef dokulara ulaşmak için gerekli olan homeostatik insülin seviyesinin korunmasında ve uygun insülin etkisinin kolaylaştırılmasında çok önemli bir rol oynar1. Çok sayıda çalışma, metabolik sendromda ve ayrıca tip 2 diyabet 2,3, alkolsüz steatohepatit4 ve polikistik over sendromu5 gibi diğer durumlarda hiperinsülinemi patogenezinde önemli bir faktör olarak bozulmuş insülin klerensini tanımlamıştır. Bu nedenle, azalmış klerense sekonder hiperinsülinemi metabolik hastalığın patogenezinde rol oynayabilir. İnsülin klerensini iyileştiren stratejiler, bu bireylerde hiperinsülineminin olumsuz etkilerini tersine çevirme potansiyeline sahiptir.
İnsülinin kendine özgü bir dağılım şekli vardır. Dolaşımdaki plazma insülin seviyesi, insülinin sekresyonu ve uzaklaştırılması arasındaki dengeye bağlıdır. Pankreas, portal ven içine pulsatil bir şekilde insülin salgılar ve onu hepatositlere yönlendirir. İnsülin salgısı ile ilk karşılaşan organ olan karaciğer, ilk geçişi sırasında insülinin çoğunu bozar ve toplam insülinin %60-70'ini oluşturur6. Kalan insülin, karaciğerden hepatik ven yoluyla çıkar ve sistemik dolaşıma girer, burada kısmen periferik dokular (öncelikle kas, yağ dokusu ve böbrekler) tarafından kullanılır ve hepatik arterden ikinci geçişi sırasında karaciğer tarafından daha fazla ekstrakte edilir7.
İnsülin klerensinin hassas ölçümü çok önemlidir. İnsan çalışmalarında hepatik insülin klerensini doğrudan ölçmek zordur çünkü portaldan ve hepatik damarlardan kan örnekleri almak zordur. İnsanlarda ve hayvan modellerinde insülin klerensini tahmin etmek için hem doğrudan hem de dolaylı yöntemler kullanılır. İnsülin klerensini dolaylı olarak ölçmek için yaklaşık üç strateji kullanılır. Klinik uygulamada en sık kullanılan değerlendirmeler, C-peptid / insülin molar oranına dayanan yöntemleri içerir8. Bu yaklaşım, her iki peptitin eşmolar salgılanmasına ve karaciğer9 tarafından C-peptit ekstraksiyonunun olmamasına dayanır. İkinci grup yöntemler, hormonun dolaşıma bilinen ve spesifik bir girişinden sonra insülinin plazma bozunma eğrilerinin matematiksel analizine dayanır 2,10,11. Üçüncü yöntem, insülinin sabit bir oranda infüzyonunun, kandaki hormonun stabil seviyelerine yol açması ve çıkarma oranının uygulama oranıyla12 eşleşmesi gerçeğine dayanmaktadır. Bu dolaylı yöntemler öncelikle vücuttaki genel insülin klerensini yansıtır. Karaciğerin insülin klerensinin birincil bölgesi olduğu ve bu süreçte çok önemli bir rol oynadığı göz önüne alındığında, hepatik insülin klerensinin doğrudan değerlendirilmesi önemlidir.
Önceki çalışmalar, sağlıklı köpeklerde hepatik insülin ekstraksiyonunu doğrudan ölçmüştür13,14. Çalışmalar ayrıca karaciğerden insülin ekstraksiyonunu değerlendirmek için izole edilmiş bir perfüze sıçan karaciğeri modeli kullanmıştır15,16. Genetik olarak değiştirilmiş suşların yüksek mevcudiyeti nedeniyle, fareler moleküler yolları araştırmak için değerli modeller olarak hizmet eder. Birkaç çalışma17, bir fare modelinde hepatik insülin klerensini doğrudan değerlendirmek için karaciğer perfüzyonunu kullanmıştır. Bu çalışmalarda, insan insülini içeren bir perfüzat portal ven içine infüze edilir ve inferior vena kavadan toplanır. Karaciğer tarafından emilen insülin oranı, klirensini gösterir. Karaciğer perfüzyon tekniği, karaciğer damar sistemi boyunca ılık, oksijenli ve besin açısından zenginleştirilmiş bir perfüzat dolaştırarak karaciğeri fizyolojik koşullara yakın koşullar altında tutar. Bununla birlikte, bu tekniği ilerletmek ve yaymak için yeterli pratik rehberlik ve temel ipuçları yoktur.
Bu nedenle, hepatik insülin klerensi artan bir ilgi görürken, bozukluklardaki rolü ve moleküler mekanizmaları belirsizliğini korumaktadır18. Bu nedenle, bilimsel araştırma alanında ileri tekniklere büyük ölçüde ihtiyaç duyulmaktadır. Bu protokol, hepatik insülin klerensini değerlendirmek için farelerde ayrıntılı bir modifiye hepatik perfüzyon prosedürü oluşturur. Ek olarak, bu yöntem, ilk geçiş etkisi, ilaç taşıma süreçleri ve diğer çeşitli yönler dahil olmak üzere ilaçların karaciğer üzerindeki etkilerini incelemek için de kullanılabilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokol Nanjing Tıp Üniversitesi Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC-2105018) tarafından onaylandı ve Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi'nin yönergelerini takip etti. Tüm C57BL / 6N fareleri, yiyecek ve suya ücretsiz erişim ile 12 saatlik bir aydınlık / karanlık döngüsünde tutuldu. Altı haftalık fareler rastgele bir Chow diyeti (CD) grubuna ve bir Yüksek yağlı diyet (HFD) grubuna ayrıldı. HFD grubu %60 oranında yüksek yağlı bir diyetle beslendi ve bu diyete 10 haftalık olana kadar devam etti. Ortalama vücut ağırlığı HFD grubu için 28.55 g ± 1.2 g ve kontrol grubu için 24.3 g ± 0.48 g idi. Bu çalışmada kullanılan reaktiflerin ve ekipmanların detayları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.
1. Hazırlık
2. Cerrahi kateterizasyon
3. Karaciğer perfüzyonu
4. Veri analizi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokol, hepatik insülin klerensini doğrudan hesaplamak için karaciğer infüzyonu prosedürünü ana hatlarıyla belirtir. Bu model güvenilir ve tekrarlanabilir. Bir deneyden elde edilen sonuçların bir örneği Şekil 3'te gösterilmiştir. 10 dakikalık bir dengeleme periyodundan sonra, 4.0 ng / mL insan insülini ile takviye edilmiş KRBH tamponu, portal venden 30 dakika boyunca perfüze edildi. Suprahepatik inferior vena kavadaki kateterden 2 dakika aralıklarla perfüzyon sıvısı toplandı ve perfüzyo...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokoldeki kritik adımlar
Yukarıda açıklanan cerrahi prosedürler, karaciğerde herhangi bir lezyon oluşturmamak için nazik bir özenle yapılmalıdır. Ayrıca, karaciğer damar damarı duvarının kırılgan yapısı, kanülasyon sırasında dikkatli bir şekilde ele alınmazsa delinmeye ve ardından kanamaya karşı savunmasız hale getirir. Bu protokolde kan damarlarına verilen zararı en aza indirmek için daha yumuşak silikon tüpler kullanılır. Entübasyonun başarı oranını artırmak ve i...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Herhangi bir çıkar çatışması ilan edilmedi.
Bu çalışma Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (82200948, 82270921, 82170882) tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| % 60 yüksek yağlı diyet | Araştırma Diyetleri, ABD | D12492 | |
| Alanin aminotransferaz Test Kiti | Nanjing Jiancheng Biyomühendislik Enstitüsü | C009-2-1 | |
| Susuz Glikoz | Sangon Biotech | 50-99-7 | 500 G |
| Aspartat aminotransferaz Test Kiti | Nanjing Jiancheng Biyomühendislik Enstitüsü | C010-2-1 | |
| Sığır Serumu Albumin | GeminiBio | 700-107P | Yağ Asidi İçermeyen |
| Kontur TS Kan Şekeri Ölçüm Cihazı | Bayer | PH220800019 | |
| Contour TS Kan Şekeri Test Şeritleri | Bayer | DP38M3F05A | |
| Heparin Sodyum | Changzhou Qian hong Biyo-ilaç | H32022088 | 12500 U/2mL |
| İnsan insülini | Novo Nordisk | S20191007 | 300 U/3mL |
| İnsan insülin immünoassay kiti | Ezassay Biotechnology | HM200 | |
| KRBH tamponu (Şeker, BSA içermez) | coolaber | SL65501 | 500 mL |
| Membran oksijenatör | Xi'an Xijing Tıbbi Cihaz | 5 | |
| Mikroskobik makas | Şangay Jinzhong | YBC020 | |
| Mikro-serrefin kelepçe | Ningbo Tıbbi İğne | 180709 | |
| Mikrocerrahi forseps | Şangay Jinzhong | WA3010, WA3020 | |
| İğne tipi filtre | N-buliv | LG05-133-2 | |
| Povidon-iyot Çözeltisi | Şanghay likang Dezenfektan Hi-Tech | 20231016J | |
| pompa 11 Elite | Harvard Aparatı | PC5 70-4500 | |
| Ekartör | Globalebio (Pekin) Teknolojisi | GEKK-10mm | 10 mm |
| Silikon Boru | bilimsel ürünler | #BB518-12 | 0,31 mm ve kez; 0,64 mm |
| Silikon Boru | Fisher Scientific | # 11-189-15A | ID 0,5 mm |
| Sodyum Klorür Enjeksiyonu | Baxter | S2402023 | 4,5 g / 500 mL |
| Cerrahi ipek sütür | Yangzhou Huanyu Tıbbi Ekipman | 6-0 | |
| Sıcaklık modülasyonu | Xi'an Xijing Tıbbi Cihaz | 6 | |
| Termostatik su banyosu | Jiaxing Junsi Elektronik | HIH-1 | 220 V 50 HZ |
| Üç Ortak | YISAI | AQTCY1.6 | ID 0.4 mm |
| Ksilazin Hidroklorür Enjeksiyonu | ShengXin | 20240106 | 200 mg / 2mL |
| Zoletil 50 | Virbac | WK001 | 250 mg / 5 mL |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.