Un modello murino di gastrectomia verticale
Summary
Quanto segue descrive le prestazioni della gastrectomia verticale nei topi. Si tratta di un tipo di chirurgia di perdita di peso che comporta l’asportazione di circa il 70% dello stomaco.
Abstract
Chirurgia bariatrica, come la gastrectomia verticale (VSG), è un intervento chirurgico del tratto gastrointestinale che viene eseguito ai fini della perdita di peso. Chirurgia bariatrica è attualmente il trattamento più efficace a lungo termine per l’obesità. Oltre alla perdita di peso, la chirurgia bariatrica produce benefici per la salute supplementari come la remissione del diabete di tipo 2, remissione di ipertensione e diminuzione del rischio di sviluppare alcuni tipi di cancro. I meccanismi di là di perdita di peso per questi benefici rimangono in modo incompleto definiti. Pertanto, modelli animali di chirurgia bariatrica sono essere sviluppato e validato per identificare i meccanismi che portano a questi benefici, con l’obiettivo di migliorare la comprensione della fisiologia gastrointestinale e identificare nuovi bersagli terapeutici. VSG è diventata la procedura bariatrica più comunemente effettuata nella clinica negli Stati Uniti perché è altamente efficace nel produrre la perdita di peso e miglioramento metabolico ed è più semplice da eseguire rispetto altre procedure bariatriche. Di conseguenza, abbiamo sviluppato e validato un modello murino di VSG. Questo modello murino di VSG ricapitola molti degli effetti di VSG visto negli esseri umani, compreso il regolamento del glucosio e pressione sanguigna migliorata. Il metodo si basa sull’isolamento dello stomaco, la legatura dei vasi gastrici e rimozione del 70% dello stomaco transecting lungo la maggior curvatura dello stomaco. Abbiamo applicato con successo questo protocollo chirurgico con varie linee di topi geneticamente modificati per definire i contributori meccanicistici ai benefici del VSG. Inoltre, questo modello murino di VSG è stato combinato con altre tecniche chirurgiche, per raggiungere la più profonda comprensione meccanicistica. Pertanto, questo è un modello semplice e versatile per lo studio della fisiologia gastrointestinale e benefici per la salute della chirurgia bariatrica.
Introduction
Come l’epidemia di obesità continua a crescere in tutto il mondo chirurgia bariatrica ha guadagnato popolarità come è il trattamento più efficace a lungo termine per l’obesità1. Purtroppo, perdita di peso di dieta ed esercizio fisico è difficile da raggiungere e relativamente inefficace sopra il lungo termine2,3. Chirurgia bariatrica, come la gastrectomia verticale (VSG), è definita come la manipolazione del tratto gastrointestinale allo scopo di peso perdita1,4. Anche se la perdita di peso è un importante risultato della chirurgia bariatrica, la chirurgia bariatrica fornisce altri benefici per la salute come migliorare comorbidities obesità ed estendere la durata della vita5. Ad esempio, chirurgia bariatrica comporta elevati tassi di remissione del diabete di tipo 2 e ipertensione e le riduzioni del rischio di vita dello sviluppo di alcuni tipi di cancro1,6,7. Di nota, l’effetto della chirurgia bariatrica causando remissione del diabete di tipo 2 e ipertensione è spesso osservato subito dopo intervento chirurgico e prima di peso perdita8,9. Questo mette in evidenza il concetto che ci sono meccanismi indipendenti di peso corporeo contribuendo a benefici per la salute osservati dopo la chirurgia. Modelli animali di chirurgia bariatrica sono state sviluppate e sono utilizzate per studiare i meccanismi da cui questi benefici per la salute si presentano10,11,12.
Abbiamo convalidato un modello murino di VSG, che abbiamo applicato ai vari modelli di topi geneticamente modificati per studiare i meccanismi con cui la chirurgia bariatrica migliora comorbidities obesità come il diabete di tipo 2, ipertensione e cancro colorettale10 , 11 , 12. modelli roditore permettono il controllo più sperimentale e la capacità di eseguire manipolazioni genetiche o farmaceutici per definire il ruolo di specifici geni o vie di segnalazione di interesse. Ci stiamo concentrando principalmente sulla VSG perché VSG è la procedura bariatrica più comunemente effettuata nella clinica nei Stati Uniti13. Inoltre, VSG è un semplice modello chirurgico con meno modifiche anatomiche rispetto ad altre procedure quali deviazione di bypass o biliopancreatic gastrico Roux-en-Y.
Il nostro modello del topo del VSG ricapitola i seguenti effetti della chirurgia bariatrica osservata in esseri umani: perdita di peso, ridotto apporto di cibo, regolamento migliore del glucosio, ha migliorato la funzione dell’isolotto, aumentata secrezione postprandiale glucagone-like peptide-1 (GLP-1), ha ridotto la pressione arteriosa e una maggiore circolazione dell’acido di bile concentrazioni10,11,12,13,14,15. Pertanto, questo è un modello ideale per studiare i corpo peso dipendenti ed indipendenti meccanismi mediante il quale VSG migliora o risolve i comorbidities obesità. Inoltre, è un modello affidabile che può essere combinato con altre procedure chirurgiche, che consente per l’indagine dell’impatto del VSG in varie condizioni di malattia con maggiore comprensione meccanicistica12.
Protocol
Representative Results
Discussion
Chirurgia bariatrica è il trattamento più efficace a lungo termine per l’obesità e si traduce in benefici per la salute quali elevati tassi di tipo 2 diabete e ipertensione remissione1,9,15. Modelli murini di chirurgia bariatrica forniscono un potente strumento con cui identificare i meccanismi da cui l’ambulatorio bariatric causa miglioramenti rapidi e pronunciati in comorbilità dell’obesità. Inoltre, modelli murini della …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questa ricerca è stata sostenuta da R21CA195002 di NIH/NCI-01A1, del Consiglio del Presidente delle donne di Cornell e la diversità di Istituto europeo di oncologia SUNY. Laboratorio Dr. Cummings’ anche ha ricevuto finanziamenti per il periodo di progetto dal programma di formazione comparativa biologia cancro Cornell ed Eli Lilly and Company.
Materials
| 45% high fat diet | Research Diets | D12451 | |
| 60% high fat diet | Research Diets | D12492 | |
| Boost | Nestle | 160-67538 | rich chocolate flavor |
| 6-0 Suture | Ethicon | Z432 | monofilament absorbable/taper |
| 7-0 Suture | Covidien | 8866127-01 | monofilament absorbable/taper |
| Cotton Swabs | Fisherbrand | 23-400-118 | small |
| Cotton Swabs | Fisherbrand | 233-400-101 | large |
| Gauze | Various | 4×4 4 ply and 2×2 4 ply | |
| Foil | Various | ||
| Surgery drape | Various | ||
| 0.9% saline solution | Various | ||
| LRS | Hospira | 170RX | |
| Betadine | Various | ||
| Alcohol | Various | ||
| Eye Ointment | Paralube® Vet Ointment | 17033-211-38 | |
| Tissue Adhesive | Vetbond | 1469SB | |
| Meloxicam (Metacam) | Boehringer Ingelheim | 141-213 | 5 mg/ml |
| Enrofloxacin | Baytril | 08713254-186599 | 22.7 mg/ml |
| Thin tipped hemostats | Fine Science Tools | 13021-12 | |
| Metzenbaum Scissor | Fine Science Tools | 14018-18 | |
| Iris Scissors | Fine Science Tools | 14058-09 | |
| Dumont Forcep | Fine Science Tools | 11251-20 | |
| Serrated Forcep | Fine Science Tools | 11020-12 | |
| Gavage needle | Fine Science Tools | 18060-20 | |
| Microneedle driver | Fine Science Tools | 12075-14 | |
| Spring Scissor | Fine Science Tools | 15396-00 | |
| Insulin syringe | Various | ||
| 1mL syringe | Various | ||
| 20mL syringe | Various | ||
| Glucometer (one touch ultra mini) | Lifescan | 70021208 | |
| Multiplex insulin and GLP-1 kit | Meso Scale Discovery | K15171C-1 | |
| GraphPad Prism 6.00 | GraphPad Software | ||
| Nestlets | Ancare | NES3600 |
References
- Buchwald, H., et al. Bariatric surgery: a systematic review and meta-analysis. JAMA. 292 (14), 1724-1737 (2004).
- Wadden, T. A., Butryn, M. L., Byrne, K. J. Efficacy of lifestyle modification for long-term weight control. Obes Res. 12, 151s-162s (2004).
- Yanovski, S. Z., Yanovski, J. A. Obesity. N Engl J Med. 346 (8), 591-602 (2002).
- Abbatini, F., et al. Long-term effects of laparoscopic sleeve gastrectomy, gastric bypass, and adjustable gastric banding on type 2 diabetes. Surg Endosc. 24 (5), 1005-1010 (2010).
- Sjostrom, L., et al. Effects of bariatric surgery on mortality in Swedish obese subjects. N Engl J Med. 357 (8), 741-752 (2007).
- Adams, T. D., et al. Cancer incidence and mortality after gastric bypass surgery. Obesity (Silver Spring). 17 (4), 796-802 (2009).
- Vest, A. R., Heneghan, H. M., Schauer, P. R., Young, J. B. Surgical management of obesity and the relationship to cardiovascular disease. Circulation. 127 (8), 945-959 (2013).
- Ahmed, A. R., et al. Laparoscopic Roux-en-Y gastric bypass and its early effect on blood pressure. Obes Surg. 19 (7), 845-849 (2009).
- Pories, W. J., et al. Who would have thought it? An operation proves to be the most effective therapy for adult-onset diabetes mellitus. Ann Surg. 222 (3), 339-350 (1995).
- Garibay, D., et al. beta-Cell Glucagon-Like Peptide-1 Receptor Contributes to Improved Glucose Tolerance After Vertical Sleeve Gastrectomy. Endocrinology. 157 (9), 3405-3409 (2016).
- McGavigan, A. K., et al. TGR5 contributes to glucoregulatory improvements after vertical sleeve gastrectomy in mice. Gut. 66 (2), 226-234 (2017).
- McGavigan, A. K., et al. Vertical sleeve gastrectomy reduces blood pressure and hypothalamic endoplasmic reticulum stress in mice. Dis Model Mech. 10 (3), 235-243 (2017).
- Esteban Varela, J., Nguyen, N. T. Laparoscopic sleeve gastrectomy leads the U.S. utilization of bariatric surgery at academic medical centers. Surg Obes Relat Dis. 11 (5), 987-990 (2015).
- Laferrere, B., et al. Effect of weight loss by gastric bypass surgery versus hypocaloric diet on glucose and incretin levels in patients with type 2 diabetes. J Clin Endocrinol Metab. 93 (7), 2479-2485 (2008).
- Adams, T. D., et al. Health benefits of gastric bypass surgery after 6 years. Jama. 308 (11), 1122-1131 (2012).
- McGavigan, A. K., et al. TGR5 contributes to glucoregulatory improvements after vertical sleeve gastrectomy in mice. Gut. , (2015).
- Peterli, R., et al. Improvement in glucose metabolism after bariatric surgery: comparison of laparoscopic Roux-en-Y gastric bypass and laparoscopic sleeve gastrectomy: a prospective randomized trial. Ann Surg. 250 (2), 234-241 (2009).
- Ryan, K. K., et al. FXR is a molecular target for the effects of vertical sleeve gastrectomy. Nature. 509 (7499), 183-188 (2014).
- 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).
- Pressler, J. W., et al. Vertical sleeve gastrectomy restores glucose homeostasis in apolipoprotein A-IV KO mice. Diabetes. 64 (2), 498-507 (2015).
