Summary

Ärmel-Gastrektomie bei Mäusen mit chirurgischen Clips

Published: November 14, 2020
doi:

Summary

Die Prävalenz von Diabetes und Adipositas nimmt weltweit kontinuierlich zu. Die Mechanismen zwischen Diabetes, Adipositas und der damit verbundenen Sterblichkeit und Komorbiditäten müssen weiter untersucht werden. Hier stellen wir ein Protokoll zur Hülsengastrektomie (SG) bei Tieren als unkompliziertes präklinisches Modell der bariatrischen Chirurgie vor.

Abstract

Die Zahl der Übergewichtigen und Fettleibigen nimmt sowohl in der Erwachsenen- als auch in der Jugendbevölkerung kontinuierlich zu. Dies fällt mit dem erhöhten universellen Phänomen von Typ-2-Diabetes (T2D) und anderen Stoffwechselproblemen zusammen. Bariatrische Chirurgie, wie SG, ist derzeit eine der effektivsten und am häufigsten verwendeten Langzeitbehandlung für Adipositas und T2D, aber der Zusammenhang zwischen ihnen ist noch nicht vollständig erforscht. Die Mechanismen, die den Ergebnissen nach der bariatrischen Operation beim Menschen zugrunde liegen, können auf der Grundlage präklinischer Tierstudien untersucht werden. Die SG reduziert Körpergewicht, Glukosespiegel und viele metabolische Parameter, und ist einfach mit einer geringen Inzidenz von Komplikationen durchzuführen. Ziel dieser Arbeit ist es, Forschern eine einfache Methode und ein unkompliziertes präklinisches Modell der bariatrischen Chirurgie bei Tieren zur Verfügung zu stellen.

Introduction

Die Prävalenz von Adipositas hat sich seit 1975 weltweit fast verdreifacht. Im Jahr 2016 waren mehr als 1,9 Milliarden Erwachsene über 18 Jahre übergewichtig und über 650 Millionen Erwachsene fettleibig. Die Prävalenz von T2D in der erwachsenen Bevölkerung hat sich ebenfalls von 4,7 % auf 8,5 % verdoppelt, wobei die Zahl zwischen 1980 und 2014 weltweit von 108 Millionen auf 422 Millionen Erwachsene gestiegen ist1. Die meisten bariatrischen Operationen führen zu signifikanten Gewichtsverlust, eine Verringerung des Körperfetts, und Verbesserung der Glukosetoleranz, Insulinresistenz und Diabetes-Kontrolle2. Neben Gewichtsverlust und Remission von T2D, bariatrische Chirurgie produziert weitere gesundheitliche Vorteile wie Bluthochdruck Kontrolle und eine geringere Inzidenz von bestimmten Arten von Adipositas im Zusammenhang mit Krebs Entwicklung und Progression3. Die bariatrische Chirurgie induziert auch eine dauerhafte vollständige, partielle Remission von T2D und verringert das Risiko für eine zehnjährige schwere koronare Herzkrankheit (CHD) und ein gewisses Maß an zerebrovaskulärem Risiko. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind jedoch nicht vollständig verstanden4.

Es gibt mehrere Verfahren für bariatrische/metabolische Chirurgie. Sowohl restriktive als auch gastrointestinale Bypass-Operationen bieten positive Auswirkungen auf den Stoffwechsel5. Von den bariatrischen chirurgischen Modellen haben SG und modifizierter Roux-en-Y Magenbypass einen höheren Erfolg und niedrigere Sterblichkeitsraten und zeigen zuverlässige restriktive und gastrointestinale Bypass-Chirurgiemodelle bei Mäusen6. Obwohl die Magen-Darm-Bypass-Operation bietet mehr Gewichtsverlust und eine signifikante Verbesserung der Glukosetoleranz und Lebersteatose als das restriktive Verfahren auf lange Sicht, die SG produziert immer noch eine gute Kontrolle des Körpergewichts und Glukosespiegel und ist leicht mit einer geringen Inzidenz von Komplikationen durchzuführen6. Der Anteil der SG stieg von 30% auf 54% und Roux-en-Y Magenbypass-Chirurgie sank von 52% auf 32% von 2008 bis 20147. Derzeit ist laparoskopische SG das am häufigsten durchgeführte bariatrische Verfahren auf nationaler Ebene innerhalb akademischer Zentren in den Vereinigten Staaten8. Obwohl es viele veröffentlichte Berichte über die pathophysiologischen Prozesse zwischen bariatrischer Chirurgie, Diabetes und Adipositas gibt, brauchen wir weitere Tierversuche, um unbekannte Mechanismen weiter zu erforschen.

Dieses Protokoll zielt darauf ab, eine tiertierische Methode zu entwickeln, um die Mechanismen zu untersuchen, die den Ergebnissen nach bariatrischen Operationen beim Menschen zugrunde liegen. Die aktuelle translationale Studie kann Erkenntnisse über den Mechanismus der Adipositas und T2D-Behandlung von der SG liefern.

Protocol

Alle Verfahren für die Tierverwendung wurden vom National Yang-Ming University Institutional Animal Care and Use Committee genehmigt und entsprachen dem “Guide for the Care and Use of Laboratory Animals”. 8. Auflage, 2011″. Das anästhetische Verfahren wurde gemäß der Richtlinie für die Schmerzkontrolle, Anästhesie, präoperative und postoperative Versorgung der Versuchstiere von der National Yang Ming University, ICAUC-016, 2015,1. Auflage durchgeführt. 1. Tierzubere…

Representative Results

Die Ergebnisse des Vorgangs sind in Abbildung 3 und Abbildung 4dargestellt. Die Überlebensrate der Studie betrug 90%. Eine Maus starb in der Scheingruppe aufgrund von Schwächen und eine weitere Maus starb in der SG-Gruppe am dritten Tag nach der Operation aus unbekannten Gründen. Die Ergebnisse, die bei der Gewichtsabnahme(Abbildung 3A) nach der Operation (in Woche 3) an HFD-gefütterten Mäusen erzielt wurden, waren denen beim M…

Discussion

Die meisten prospektiven Kohortenstudien haben bestätigt, dass die Erhöhung des Body-Mass-Index mit der Erhöhung der Sterblichkeit zusammenhängt. Adipositas ist mit einem höheren Risiko für Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) und Tod bei beiden Geschlechtern verbunden. Die spezifischen pathologischen Prozesse haben einen Zusammenhang zwischen Diabetes, Adipositas und Sterblichkeit14hergestellt. Die systematischen Überprüfungen zeigen die Vorteile der bariatrischen Chirurgie bei der…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Wir danken Frau Isabelle Lu für die englische Erzählung.

Materials

0.9% normal saline China Chemical & Pharmaceutical Co., Ltd.
5-0 monofilament suture Shineteh Inc. Taiwan Ethicon
Alm Shineteh Inc. Taiwan ST-A072PK UNIK
Animal Anesthesia Step Technology 0712VAP11076 Matrx
Barraqer-Troutman forceps Shineteh Inc. Taiwan ST-N309(H-4410) UNIK
cefazolin Taiwan veteran pharmacy company
Chow diet Research Diets
Glucose strips and glucometer BeneCheck BKM13-1 BeneCheck
HbA1c kit Level OKEH00661
Hematology system Fuji FUJI DRI-CHEM 4000i Europe
High Fat diet Research Diets 1810724 LabDiet
Iris Forceps Shineteh Inc. Taiwan ST-1210 UNIK
Iris Scissors Shineteh Inc. Taiwan ST-S011 UNIK
Isoflurane Panion & BF biotech INC 8547 Panion & BF
Ketoprofen Sigma 22071154 Sigma-Aldrich
Stereo microscope MicroTech SZ-5T MicroTech
Surgical clip (M) Echicon Inc., Somerville, NJ Size M, 5mm
Vidisic gel Dr. Gerhard Mann Chem.-pharm. Fabrik GmbH

Referencias

  1. WHO. Obesity and overweight. WHO. , (2018).
  2. Buchwald, H., et al. Bariatric surgery: a systematic review and meta-analysis. Journal of the American Medical Association. 292 (14), 1724-1737 (2004).
  3. Schauer, D. P., et al. Bariatric Surgery and the Risk of Cancer in a Large Multisite Cohort. Annals of Surgery. 269 (1), 95-101 (2019).
  4. Wei, J. H., et al. Metabolic surgery ameliorates cardiovascular risk in obese diabetic patients: Influence of different surgical procedures. Surgery for Obesity and Related Diseases. 14 (12), 1832-1840 (2018).
  5. Lee, W. J., Aung, L. Metabolic Surgery for Type 2 Diabetes Mellitus: Experience from Asia. Diabetes & Metabolism. 40 (6), 433-443 (2016).
  6. Yin, D. P., et al. Assessment of different bariatric surgeries in the treatment of obesity and insulin resistance in mice. Annals of Surgery. 254 (1), 73-82 (2011).
  7. Abraham, A., et al. Trends in Bariatric Surgery: Procedure Selection, Revisional Surgeries, and Readmissions. Obesity Surgery. 26 (7), 1371-1377 (2016).
  8. Varela, J. E., Nguyen, N. T. Laparoscopic sleeve gastrectomy leads the U.S. utilization of bariatric surgery at academic medical centers. Surgery for Obesity and Related Diseases. 11 (5), 987-990 (2015).
  9. Surwit, R. S., Kuhn, C. M., Cochrane, C., McCubbin, J. A., Feinglos, M. N. Diet-induced type II diabetes in C57BL/6J mice. Diabetes. 37 (9), 1163-1167 (1988).
  10. Schlager, A., et al. A mouse model for sleeve gastrectomy: applications for diabetes research. Microsurgery. 31 (1), 66-71 (2011).
  11. Pressler, J. W., et al. Vertical sleeve gastrectomy restores glucose homeostasis in apolipoprotein A-IV KO mice. Diabetes. 64 (2), 498-507 (2015).
  12. Williams, L. M., et al. The development of diet-induced obesity and glucose intolerance in C57BL/6 mice on a high-fat diet consists of distinct phases. PLoS One. 9 (8), 106159 (2014).
  13. Huang, R., Ding, X., Fu, H., Cai, Q. Potential mechanisms of sleeve gastrectomy for reducing weight and improving metabolism in patients with obesity. Surgery for Obesity and Related Diseases. 15 (10), 1861-1871 (2019).
  14. Bender, R., Zeeb, H., Schwarz, M., Jockel, K. H., Berger, M. Causes of death in obesity: relevant increase in cardiovascular but not in all-cancer mortality. Journal of Clinical Epidemiology. 59 (10), 1064-1071 (2006).
  15. Vest, A. R., Heneghan, H. M., Agarwal, S., Schauer, P. R., Young, J. B. Bariatric surgery and cardiovascular outcomes: a systematic review. Heart. 98 (24), 1763-1777 (2012).
  16. Ionut, V., Burch, M., Youdim, A., Bergman, R. N. Gastrointestinal hormones and bariatric surgery-induced weight loss. Obesity (Silver Spring). 21 (6), 1093-1103 (2013).
  17. Arble, D. M., Sandoval, D. A., Seeley, R. J. Mechanisms underlying weight loss and metabolic improvements in rodent models of bariatric surgery. Diabetologia. 58 (2), 211-220 (2015).
  18. Schneck, A. S., et al. Effects of sleeve gastrectomy in high fat diet-induced obese mice: respective role of reduced caloric intake, white adipose tissue inflammation and changes in adipose tissue and ectopic fat depots. Surgical Endoscopy. 28 (2), 592-602 (2014).
  19. Rubino, F., R’Bibo, S. L., del Genio, F., Mazumdar, M., McGraw, T. E. Metabolic surgery: the role of the gastrointestinal tract in diabetes mellitus. Nature Reviews Endocrinology. 6 (2), 102-109 (2010).
  20. Wilson-Perez, H. E., et al. Vertical sleeve gastrectomy is effective in two genetic mouse models of glucagon-like Peptide 1 receptor deficiency. Diabetes. 62 (7), 2380-2385 (2013).
  21. Lopez, P. P., Nicholson, S. E., Burkhardt, G. E., Johnson, R. A., Johnson, F. K. Development of a sleeve gastrectomy weight loss model in obese Zucker rats. Journal of Surgical Research. 157 (2), 243-250 (2009).
  22. Koch, T. R., Shope, T. R. Laparoscopic Vertical Sleeve Gastrectomy as a Treatment Option for Adults with Diabetes Mellitus. Advances in Experimental Medicine and Biology. , (2020).
check_url/es/60719?article_type=t

Play Video

Citar este artículo
Wei, J., Yeh, C., Lee, W., Lin, S., Huang, P. Sleeve Gastrectomy in Mice using Surgical Clips. J. Vis. Exp. (165), e60719, doi:10.3791/60719 (2020).

View Video