Imagerie de la vidéo et cartes spatiotemporelles d&#39;analyser motilité gastro-intestinale chez la souris

Mathusi Swaminathan; Elisa Hill-Yardin; Melina Ellis; Matthew Zygorodimos; Leigh A. Johnston; Rachel M. Gwynne; Joel C. Bornstein

doi:10.3791/53828

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Article de méthode

Imagerie de la vidéo et cartes spatiotemporelles d'analyser motilité gastro-intestinale chez la souris

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DOI :

10.3791/53828

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3 février 2016

Mathusi Swaminathan^*¹ , Elisa Hill-Yardin^*¹ , Melina Ellis¹ , Matthew Zygorodimos² , Leigh A. Johnston³ , Rachel M. Gwynne¹ , Joel C. Bornstein¹

¹Department of Physiology, The University of Melbourne, ²Melbourne School of Engineering, The University of Melbourne, ³Department of Electrical and Electronic Engineering, The University of Melbourne

^* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Cet article décrit une technique d’imagerie vidéo et de cartographie spatio-temporelle à haute résolution pour identifier les changements dans la régulation neuronale de la motilité colique chez les souris adultes. Des effets subtils sur la fonction gastro-intestinale (GI) peuvent être détectés à l’aide de cette approche dans des préparations de tissus isolés pour faire progresser notre compréhension de la maladie gastro-intestinale

Résumé

Le système nerveux entérique (ENS) joue un rôle important dans la régulation gastro-intestinal (GI), la motilité et peut fonctionner indépendamment du système nerveux central. Changements dans la fonction ENS sont une cause majeure de symptômes gastro-intestinaux et les maladies et peuvent contribuer à des symptômes gastro-intestinaux signalés dans les troubles neuropsychiatriques, y compris l'autisme. Il est bien établi que les segments isolés du côlon génèrent, contractions rythmiques spontanées appelées colique Migration Motor Complexes (CMMCs). Une procédure pour analyser la régulation neurale entérique des CMMCs en ex vivo de préparations colon de la souris est décrite. Le côlon est disséqué de l'animal et rincée pour enlever le contenu fécale avant d'être une canule dans un bain d'organe. Les données sont acquises par une caméra vidéo placée au-dessus du bain d'organe et converti en cartes spatio-temporelles à haute résolution via un logiciel interne. Grâce à cette technique, les modes de contraction de base et les effets pharmacologiques sur la fonction ENS en colon segments peuvent être comparés sur 3-4 heures. En outre, la durée de propagation et la vitesse de CMMCs peuvent être enregistrées ainsi que les changements de diamètre de l'intestin et de la fréquence de contraction. Cette technique est utile pour déterminer les caractéristiques de la motilité gastro-intestinaux chez des modèles de souris transgéniques (et dans d'autres espèces, y compris le rat et le cochon Guinée). De cette manière, les changements induits dans pharmacologiquement CMMCs sont enregistrées chez les souris de type sauvage et dans le modèle de l'autisme ^R451C Neuroligin-3 de la souris. En outre, cette technique peut être appliquée à d'autres régions du tractus gastro-intestinal y compris le duodénum, le jéjunum et l'iléon et à différents âges de développement chez la souris.

Introduction

Le système nerveux entérique (ENS) est le réseau neuronal intrinsèque du tractus gastro-intestinal et module diverses fonctions telles que la digestion du contenu intestinal, l'absorption de nutriments et la sécrétion et la réabsorption d'eau. Les neurones de l'ENS sont situés dans les myentériques et la sous-muqueuse plexus. Le plexus myentérique joue un rôle majeur dans la régulation de la motilité gastro-intestinale ¹ alors que le plexus sous-muqueux est principalement impliquée dans le contrôle de la sécrétion ^2,3. Le plexus myentérique est située entre les couches musculaires longitudinales et circulaires de la paroi gastro-inte....