Beurteilung der Magenentleerung in Non-adipösen diabetischen Mäusen mit a [¹³ C]-Octansäure Atemtest

Summary

Bestimmung der Magenentleerung mit einem nicht-invasiven [¹³ C]-Octansäure Atemtest zur Verfolgung Gastroparese bei weiblichen NOD LTJ Mäusen.

Abstract

Magenentleerung Studien an Mäusen haben durch die Unfähigkeit, Magenentleerung Veränderungen im gleichen Tier, da die am häufigsten verwendeten Techniken erfordern das Töten der Tiere und postmortale Erholung der Mahlzeit ^1,2 folgen beschränkt. Dieser Ansatz verhindert Längsschnittstudien Änderungen in Magenentleerung mit dem Alter und das Fortschreiten der Erkrankung zu bestimmen. Die allgemein verwendete ^[13 C]-octansäure Atemtest für Mensch ³ wurde für die Verwendung bei Mäusen und Ratten ^{4-6 7} modifiziert und wir zuvor gezeigt, dass dieser Test zuverlässig und den Veränderungen der Magenentleerung ist als Reaktion auf Arzneimittel und während diabetischer Krankheitsprogression ^8. In diesem Video-Präsentation das Prinzip und die praktische Umsetzung dieser modifizierten Test erläutert. Wie in der vorherigen Studie werden NOD LTJ Mäuse verwendet, ein Modell des Typ 1 Diabetes ^9. Ein Teil dieser Mäuse entwickeln die Symptome der Gastroparese, eine Komplikation der diabetes durch eine verzögerte Magenentleerung ohne mechanische Obstruktion des ^Magen-10 gekennzeichnet.

Dieses Papier zeigt, wie die Mäuse zum Testen zu trainieren, wie man den Test Mahlzeit zuzubereiten und erhalten 4 hr Magenentleerung Daten und wie die gewonnenen Daten zu analysieren. Der Kohlenstoff Isotopenanalysator in der vorliegenden Studie verwendet ist geeignet für die automatische Abtastung der Luftproben aus bis zu 12 Mäuse gleichzeitig. Diese Technik ermöglicht die Längs-Follow-up der Magenentleerung von größeren Gruppen von Mäusen mit Diabetes oder anderen langjährigen Krankheiten.

Introduction

Dieses Manuskript beschreibt die technischen und methodischen Überlegungen in nicht-invasive Messung der Magenentleerung bei Mäusen beteiligt. Indem Sie das Protokoll hier beschrieben, Ermittler können zuverlässig und reproduzierbar zu folgen Veränderungen in Magenentleerung aufgrund der Entwicklung der Krankheit, untersuchen den Einfluss von pharmakologischen Wirkstoffen auf die Magenentleerung und folgen Sie die Reaktion der Magenentleerung auf die Behandlung der zugrunde liegenden Krankheiten oder Mängel ^{6,8, 11,12.} In früheren Veröffentlichungen, die Anwendung von ¹³ C Octansäure Atemtest wurde gezeigt, dass eine sinnvolle Methode zur Messung der Magenentleerung bei Menschen und Tieren ^3,8 sein. Dieses Papier beschreibt im Detail die erforderlichen Verfahren, um verlässliche Daten über die 6 bis 8 erhalten Monate, die für eine Langzeitstudie der Magenentleerung bei Mäusen mit Diabetes. Die Vorteile der nach diesem Protokoll, wenn zuvor publizierten Methoden verglichen werden, dass der Prüfer die Daten obtaine gewährleistet werden kannd werden zuverlässig und reproduzierbar. Zusätzlich beschrieben die automatisierte System zum Sammeln und Analysieren der Gasproben hier erhöht sich die Anzahl der Tiere, die gleichzeitig in einer Studie folgen. Insgesamt ist das Ziel dieser Arbeit, die wichtigsten Faktoren, die Gewöhnung der Mäuse auf dem Prüfstand, und dass die Variabilität in erhaltenen Ergebnisse zu erhalten identifizieren.

Für die in vivo Messung der Magenentleerung, werden die Mäuse über Nacht gefastet und legte in den transparenten Kunststoff-Testkammern mit konstanter Luftstrom. Nachdem die Mäuse an den Rohren zu bekommen gewöhnt, atmete Baseline ¹³ CO ₂ bestimmt werden können und der Luftstrom entsprechend angepasst. Als nächstes wir ein verabreichen Testmahlzeit bestehend aus Eigelb mit ¹³ C-markiertem Octansäure vermischt. Da die Mäuse gefastet und ausgebildet sind, sie in der Regel essen die Testmahlzeit innerhalb von 2 min. Die verabreichte Octansäure ist nicht im Magen absorbiert wird aber bis in den Zwölffingerdarm entnommen werden eind wird in der Leber in ¹³ CO _2, das freigesetzt wird und ausgeatmete verstoffwechselt zu werden, was zu einer Anreicherung von ¹³ CO ₂ in der Umgebungsluft. Luftproben werden in bestimmten Zeitabständen gesammelt und durch den Kohlenstoff Isotopenanalysator analysiert. Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt in diesem Prozess ist die Magenentleerung und die pulmonale Ausscheidung von ¹³ CO ₂ direkt entspricht Magenentleerung des markierten Mahlzeit.

Abbildung 1. Schematische Darstellung der Magenentleerung Apparat. Nach nächtlichem Fasten, werden die Mäuse in transparenten Kammern so dass sie sich zu bewegen und drehen frei platziert. Ein Einlassrohr ermöglicht frisch und konstante Luft Zustrom und einen Auslass führt zur Isotopenanalysator die ^{13 C-to-12} messenC-Verhältnis im ausgeatmeten Atem. Die Kammer weist auch eine zentrale Schnittstelle für Lieferung von Lebensmitteln mit ^[13 C]-octansäure.

Protocol

Ein. Schulung und Gewöhnung der Mäuse Vor der Analyse, legte alle Mäuse in den Testkammern für 2-4 h mit konstanten Luftstrom, um sie auf die Prüfbedingungen zu gewöhnen. Dies reduziert deutlich Stress, die andernfalls möglicherweise abweichende Erfassung verzögerte Magenentleerung. Behandeln Sie die Maus auf die gleiche Weise, als ob die Magenentleerung Experiment ausgeführt wurde. Bereiten Eigelb (siehe weiter unten) ohne Zugabe von Octansäure und füttern 0,2 g jeder Maus. Wiederholen S…

Representative Results

Eine repräsentative Daten aus drei verschiedenen Mäusen zu setzen ist in Abbildung 2 dargestellt. Der Graph stellt die schwarze Datenpunkte von einer Maus mit normaler Magenentleerung. Es zeigt die Fraktion von 13 C, die in der ausgeatmeten Luft als Prozentsatz der verabreichten Dosis pro Stunde als Funktion der Zeit, ausgedrückt zurückgewonnen wird. Die blaue Kurve ist von einer Maus mit einer beschleunigten Magenentleerung mit einem T Halbwert von 40 min und der rote Kurve ist von einer…

Discussion

Die hierin beschriebene Technik ermöglicht wiederholten und nicht-invasiven in-vivo-Messung von festen Magenentleerung bei Mäusen. Dieses System hat den Vorteil, dass die Tiere nicht in der Messkammer zurückgehalten, so dass sie sich zu bewegen und sich frei drehen können. Da dies eine ungewohnte Umgebung, die Mäuse müssen noch geschult werden und gewöhnt den Testkammern zu Auswirkungen von Stress auf die Magenentleerung zu verhindern. Im Allgemeinen nehmen wir die Magenentleerung Daten zuverlässig sind…

Materials

NAME	COMPANY	CAT NUMBER	COMMENTS
A source of constant air-supply, flow as well as composition	central air supply in the research facility
130 ml sampling chamber that has air inlet, air outlet, and food administration opening Plastic tubes for air supply	In-house built
Octanoic acid	Cambridge isotope laboratories (Andover, MA)	CLM-293-1
To prepare the egg meal: small beaker 50 ml plastic tube Bunsen burner egg spatula	Any supplier		Try to be consistent with the egg supplier since the nutritional content and palatability of the eggs can affect ingestion and gastric emptying of the meal
Carbon dioxide isotope analyzer	Los Gatos Research Inc. (Mountain View, CA)