토끼에서 다이어트 유발 된 변화 증후군의 실험 모델: 방법론 고려 사항, 개발 및 평가
Summary
높은 지방, 높은 자당 다이어트를 사용 하 여 토끼에서 다이어트 유발 된 변화 증후군 (메츠)의 실험 모델을 개발 하는 방법을 설명 합니다. 동물 개발 중앙 비만, 가벼운 고혈압, 사전 당뇨병, 그리고 dyslipidemia, 따라서 인간의 메츠의 주요 구성 요소를 재현. 이 만성 모델 질병 진행의 지식 기본 메커니즘의 인수를 수 있습니다.
Abstract
최근 몇 년 동안, 비만 및 변화 증후군 (메츠) 공중 보건 및 임상 연습, 주어진 정 주의 라이프 스타일과 건강에 해로운 식습관의 상승으로 인해 그들의 증가 보급에 대 한 성장 문제가 되었다. 동물 모델 덕분에 기초 연구는 메츠 등 병 적인 프로세스를 기본 메커니즘을 조사할 수 있습니다. 여기, 다이어트 유발 메츠와 평가의 실험 토끼 모델을 개발 하는 데 사용 하는 방법을 설명 합니다. 새 환경 순응의 기간이 지난 후 동물 28 주 동안 높은 지방 (소화 10% 코코넛 오일과 5% 라 드), 높은 자당 (물에 녹아 15% 자당) 다이어트 먹인 다. 이 기간 동안 몇 가지 실험 절차는 메츠의 다양 한 구성 요소를 평가 하 수행 했다: 형태학 및 혈압 측정, 포도 당 허용 오차 결정, 그리고 여러 개의 플라즈마 마커 분석. 실험 기간, 동물 개발 중앙 비만, 가벼운 고혈압, 사전 당뇨병, 그리고 dyslipidemia triglyceride (TG) 레벨의 증가와 낮은 HDL, 높은 LDL의 끝에, 따라서 인간의 메츠의 주요 구성 요소를 재현. 이 만성 모델 위험 환자의 식별 또는 심지어는 테스트의 새로운 전 임상 및 임상 마커의 검출, 질병의 진행에 근본적인 메커니즘을 이해 하기 위한 새로운 관점에서는 치료 이 복잡 한 병 리 치료에 대 한 접근입니다.
Introduction
비만 및 변화 증후군 (메츠) 공중 보건 및 임상 연습, 주어진 정 주의 라이프 스타일과 건강 하지 못한 식사 습관1의 상승으로 인해 그들의 증가 보급에 대 한 성장 문제가 되 고 있습니다. 메츠의 여러 정의가 있다 하지만 그들의 대부분의 복 부 비만, 감소 HDL과 LDL 콜레스테롤, 상승 된 트리 글리세라이드, 포도 당 옹 졸, 고혈압2 등 심혈 관 및 대사 변경 클러스터로 그것을 설명합니다 ,,34. 진단이 5 가지 기준 중 3 개는 존재 해야 합니다.
때문에 동물 모델, 기초 연구 메츠 등 병 적인 프로세스를 기본 메커니즘을 조사를 수 있다. 여러 동물 모델 사용 되었습니다, 하지만 그것은 중요 한 중요성의 선택 모델 (그림 1) 인간의 병 리의 주요 임상 발현을 재현. 이 목표와 유사한, 주로 개 인간과 돼지, 것으로 간주 하는 동물 모델 (Verkest5 및 검토를 위해 장 & Lerman6 참조) 개발 되었습니다. 그러나, 경화 또는 다이어트에 의하여 개에 혈당의 개발은 수상한5개 모델 메츠의 모든 구성 요소를 표시 되지 않습니다. 돼지 모델 인간, 가장 해 부와 생리 적인 유사성을 제시 하 고 따라서 elucidating 메츠, 기본 메커니즘에 대 한 중요 한 예측 파워를 제공 하지만 그들의 유지 보수 및 실험 절차의 복잡성은 사용 이 매우 노동 집중 하 고 비용이 많이 드는6모델.
다른 한편으로, 설치류 모델 (마우스 및 쥐), 다이어트 유발 된 자연과 유전자 변형, 광범위 하 게 사용 된 문학에서 비만, 고혈압, 고 메츠, 그리고 다른 장기 및 시스템 (참조 왕에 그 병 적인 결과의 연구에 대 한 외. 7 검토를 위해)입니다. 이러한 모델의 사용은 개 또는 돼지 보다 더 저렴 한, 하지만 그들은 중요 한 단점이 있다. 실제로, 긴장, 따라 동물 개발 메츠의 일부 구성 요소 반면 고혈압, 혈당, hyperinsulinemia 등 다른7결 석. 또한, 메츠, 비만, 일부 유전자 변형된 종자의 주요 구성 요소 중 하나만 다이어트와 관련 된 요인에 의존 하지 않는, 오히려 그것은 보였다 일부 동물 정상 또는 심지어 감소 된 음식 섭취 량8비만 될. 마지막으로, 쥐 및 쥐 cholesteryl 에스테 르 이동 단백질 (CETP) 자연 결핍을 표시 하 고 HDL 콜레스테롤 수송, 동맥 경화 증의 발전에 상대적으로 강한 게의 주요 수단으로 사용 하 여. 이것은 인간, CETP를 표현 하 고 그들의 콜레스테롤 LDL9에서 주로 수송 지질 물질 대사에 중요 한 차이 이다.
반대로, 실험실 토끼 큰 동물과 설치류 실험 모델 사이의 중간 단계를 나타냅니다. 따라서, 토끼는 직원 및 유지 보수, 실험 절차에 큰 동물 모델 보다 더 쉽게 처리 되 고의 최소한의 요구 사항을 프로토콜의 종류를 쉽게 제출하실 수 있습니다. 또한, 토끼 먹이 높은 지방 다이어트로 비만 인간8,,1011로 비슷한 hemodynamic 및 neurohumoral 변화는 보고 되었습니다. 지질 대사에 관한 참고의 토끼 풍부한 CETP 플라즈마에 있으며 그들의 단백 프로 파일은 LDL이 풍부한12를 또한 인 간에 게 유사한. 또한, 토끼 개발 혈 아주 급속 하 게 주어진 것, herbivores로 그들은 매우 민감한 식이 지방13.
그림 1: 메츠 동물 모델의 비교. Verkest5,6장 및 Lerman 및 왕 외. 참조 검토를 위해 7 . “
” 이점을 나타냅니다 및 “
” 단점을 나타냅니다. *논쟁, 캐롤 그 외 여러분 에 의해 밖으로 연구, *지적에 따라 8, 일부 유전자 변형된 종자 식품 섭취 량에 상관 없이 비만 될. CEPT: cholesteryl 에스테 르 이동 단백질입니다. GTT: 포도 당 내성 검사 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
밑에 병 적인 개장에 다른 장기와 시스템, 메츠에 의해 생성 하는 기본 메커니즘을 명료 하 게 고이 복잡 한 병 리의 주요 구성 요소를 재현 하는 실험 모델의 선택의 이해를 얻기 위해 인간의 메츠 필수적 이다입니다. 토끼는 인간의 생리와 만성 프로토콜 및 측정에 사용의 경제성의 유사성을 주어진 많은 장점을 제공할 수 있습니다. 이 라인에서 높은 지방와 높은 자당 다이어트를 사용 하 여 몇 가지 다이어트 유발 된 토끼 모델 되었습니다 사용14,15,,1617,18,19 (표 1), 그리고 메츠의 다른 성분의 특성은 매우 중요 때 개장 하는 기관으로 표현 형 관련. 따라서,이 문서의 주요 목적은 병 태 생리학의 연구를 수 토끼에서 다이어트 유발 메츠와 개장 하는 기관에 미치는 영향의 모델을 개발 하는 방법을 설명 하.
| 연구 | 다이어트 | 기간 | 번 식 | 메츠의 구성 요소 | |||
| 산부인과 | HT | HG | Dl | ||||
| 음과 외. (2002)14 | · 10%의 지방 | 24 주 | · 남성 NZW | |
– | |
|
| · 37% 자당 | · 2 kg | ||||||
| 조 외. (2007 년)15 | · 10%의 지방 | 36 주 | · 남성 JW | |
|
|
|
| · 30% 자당 | · 16 주 | ||||||
| Helfestein 그 외 여러분 (2011 년)16 | · 10%의 지방 | 24 주 | · 남성 NZW | |
– | |
|
| · 40% 자당 | · 12 주 | ||||||
| · 0.5-0.1 콜레스테롤 | |||||||
| 닝 외. (2015)17 | · 10%의 지방 | 8-16 주 | · 남성 WHHL | |
– | |
|
| · 30%과 당 * | · 12 주 | ||||||
| 리 우 외. (2016)18 | · 10%의 지방 | 48 주 | · 남성 NZW | |
– | |
|
| · 30% 자당 | · 12 주 | ||||||
| 아리아-Mutis 외. (2017)19 | · 15% 지방 | 28 주 | · 남성 NZW | |
|
|
|
표 1: 다이어트 유발 메츠 토끼 높은 지방, 높은 자당 다이어트를 사용 하 여 모델. 상징 ““나타냅니다 부재,”” 존재, 및 “-” 평가 되지 않습니다. * 제한. WHHL, 와타나베 상속 hiperlipidemic 토끼 JW, 일본어 흰 토끼. 산부인과, 비만 HT, 고혈압입니다. HG, 혈당입니다. Dl, dyslipidemia
Protocol
Representative Results
Discussion
적절 한 실험 모델의 설립, 메츠의 개발 연구를 보다 일관 되 고 신뢰할 수 있는 메서드를 제공할 수 있습니다 그리고 그것은 또한 장기 및 리 모델링 하는 시스템의 기반이 되는 기본 메커니즘을 이해 하는 데 필요한. 여기, 다이어트 유발 된 메츠와 신진 대사 및 심혈 관계 이상이이 모델 특징의이 클러스터의 주요 구성 요소를 평가 하는 방법의 관련 실험 모델을 개발 하는 데 사용 하는 방법을 ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품 Generalitat 발렌시아 (GV2015-062), MZ Universitat 드 València (UV-INV-PRECOMP14-206372), Generalitat 발렌시아 (PROMETEOII/2014/037) 및 기관 드 건배 카를로스 III-페더 자금 (CIBERCV CB16/11/0486) FJC 지원 했다.
Materials
| Veterinary scale | SOEHNLE | 7858 | Scale https://www.soehnle-professional.com/en/productgroup/details/103/veterinary-scale |
| Shovel for aluminum feed | COPELE | 10308 | Shovel for aluminum feed http://copele.com/es/herramientas/48-pala-para-pienso-de-aluminio.html |
| Balance | PCE Ibérica | PCE-TB 15 | Balance http://www.pce-iberica.es/medidor-detalles-tecnicos/balanzas/balanza-compacta-pce-bdm.htm |
| Strainer (20 cm diam.) | ZWILLING | 39643-020-0 | Strainer https://es.zwilling-shop.com/Menaje-del-hogar/Menaje-de-cocina/Menaje-especial/Accesorios/Colador-20-cm-ZWILLING-39643-020-0.html |
| Bowl | ZWILLING | 40850-751-0 | Scale https://www.soehnle-professional.com/en/productgroup/details/103/veterinary-scale |
| Funnel | BT Ingenieros | not available | Funnel http://www.bt-ingenieros.com/fluidos-y-combustibles/961-juego-de-4-embudos-de-plastico.html?gclid=EAIaIQobChMIuInui_y-1QIVASjTCh28Zwf-EAQYBSABEgK7xPD_BwE |
| Introcan Certo 22G blue | B Braun | 4251318 | Peripheral intravenous catheter http://www.bbraun-vetcare.es/producto/introcan- |
| Propofol Lipuro 10 mg/ml vial 20 ml | B Braun | 3544761VET | General intravenous anesthetic http://www.bbraun-vetcare.es/producto/propofol-lipuro-1- |
| FisioVet serum solution 500ml | B Braun | 472779 | Scale https://www.soehnle-professional.com/en/productgroup/details/103/veterinary-scale |
| Askina Film Vet 1,25cm x 5m | B Braun | OCT13501 | Plastic Plaster http://www.bbraun-vetcare.es/producto/askina-film-vet |
| Askina Film Vet 2,50cm x 5m | B Braun | OCT13502 | Plastic Plaster http://www.bbraun-vetcare.es/producto/askina-film-vet |
| Injekt siringe 10ml luer | B Braun | 4606108V | Injection-aspiration syringe of two single-use bodies http://www.bbraun-vetcare.es/producto/injekt- |
| Seca 201 | seca | seca 201 | Ergonomic tape for measuring perimeters https://www.seca.com/es_es/productos/todos-los-productos/detalles-del-producto/seca201.html#referred |
| Sterican 21Gx1" – 0,8x25mm verde | B Braun | 4657543 | Single Use Hypodermic Needle http://www.bbraun-vetcare.es/producto/agujas-hipodermicas-sterican- |
| CONTOURNEXT-Meter | BAYER | 84413470 | Blood glucose analysis system http://www.contournextstore.com/en/contour-next-meter-2 |
| CONTOUR NEXT test strips | BAYER | 83624788 | Blood glucose test strips http://www.contournextstore.com/en/contour-next-test-strips-100-ct-package |
| MICROLET NEXT LANCING DEVICE | BAYER | 6702 | Lancing device http://www.contournextstore.com/en/new-microlet-next-lancing-device |
| MICROLET 2 Colored Lancets | BAYER | 81264857 | Ultra-thin sterile lancet for capillary puncture http://www.contournextstore.com/en/microlet2-colored-lancets-100s |
| Injekt 20ml luer siringe | B Braun | 4606205V | Scale https://www.soehnle-professional.com/en/productgroup/details/103/veterinary-scale |
| Askina Mullkompressen 7,5×7,5cm – sterile | B Braun | 9031219N | Sterile gauze packets in envelopes http://www.bbraun-vetcare.es/producto/askina-mullkompressen-esteril |
| Emla lidocaine/prilocaine | AstraZeneca | not available | Local anesthetics https://www.astrazeneca.es/areas-terapeuticas/neurociencias.html |
| Introcan Certo 18G short | B Braun | 4251342 | Peripheral intravenous catheter http://www.bbraun-vetcare.es/producto/introcan- |
| Introcan Certo 20G | B Braun | 4251326 | Peripheral intravenous catheter http://www.bbraun-vetcare.es/producto/introcan- |
| Blood Pressure Transducers-MA1 72-4497 | Harvard Apparatus | 724497 | Transducer for monitoring blood pressure http://www.harvardapparatus.com/physiology/physiological-measurements/transducers/pressure-transducers/research-grade-pressure-transducers.html |
| PowerLab 2/26 | AD Instruments | ML826 | Amplifier https://www.adinstruments.com/products/powerlab |
| LabChart ver. 6 | AD Instruments | not available | Acquisition software https://www.adinstruments.com/products/labchart |
| Animal Bio Amp | AD Instruments | FE136 | Amplifier https://www.adinstruments.com/products/bio-amps#product-FE136 |
| K2EDTA 7.2mg | BD | 367861 | Blood collection tubes http://catalog.bd.com/nexus-ecat/getProductDetail?productId=367861 |
| Centrifuge | SciQuip | 2-16KL | Centrifuge http://www.sigma-centrifuges.co.uk/store/products/refrigerated-sigma-2-16k-centrifuge/ |
| Eppendorf Reference 2, 100 – 1000 μL | Eppendorf | 4920000083 | Pipette https://online-shop.eppendorf.es/ES-es/Pipeteo-44563/Pipetas-44564/Eppendorf-Reference2-PF-42806.html |
| Eppendorf Safe-Lock Tubes, 0.5 mL | Eppendorf | 30121023 | Tubes https://online-shop.eppendorf.es/ES-es/Puntas-tubos-y-placas-44512/Tubos-44515/Eppendorf-Safe-Lock-Tubes-PF-8863.html |
| NZW rabbits (16-18 weeks old) | Granja San Bernardo | not available | New Zealand White rabbits http://www.granjasanbernardo.com/en/welcome/ |
| Sucrose | Sigma | S0389-5KG | Sucrose for drinking solution http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/s0389?lang=es®ion=ES |
| Rabbit maintenance control diet | Ssniff | V2333-000 | Control diet http://www.ssniff.com/ |
| Rabbit high-fat diet | Ssniff | S9052-E020 | High-fat diet http://www.ssniff.com/ |
| Rabbit rack and drinker | Sodispan | not available | Rack for rabbits https://www.sodispan.com/jaulas-y-racks/racks-conejo-y-cobaya/ |
| Rabbit restrainer | Zoonlab | 3045601 | http://www.zoonlab.de/en/index.html |
References
- Cornier, M. A., Dabelea, D., Hernandez, T. L., Lindstrom, R. C., Steig, A. J., Stob, N. R., et al. The metabolic syndrome. Endocr rev. 29 (7), 777-822 (2008).
- . IDF Consensus Worldwide Definition of the Metabolic Syndrome Available from: https://www.idf.org/e-library/consensus-statements.html (2006)
- Alberti, K. G., Eckel, R. H., Grundy, S. M., Zimmet, P. Z., Cleeman, J. I., Donato, K. A., et al. Harmonizing the metabolic syndrome: a joint interim statement of the International Diabetes Federation Task Force on Epidemiology and Prevention; National Heart, Lung, and Blood Institute; American Heart Association; World Heart Federation; International Atherosclerosis Society; and International Association for the Study of Obesity. Circulation. 120 (16), 1640-1645 (2009).
- Grundy, S. M. Pre-diabetes, metabolic syndrome, and cardiovascular risk. JACC. 59 (7), 635-643 (2012).
- Verkest, K. R. Is the metabolic syndrome a useful clinical concept in dogs? A review of the evidence. Vet J. 199 (1), 24-30 (2014).
- Zhang, X., Lerman, L. O. Investigating the Metabolic Syndrome: Contributions of Swine Models. Toxicol Pathol. 44 (3), 358-366 (2016).
- Wong, S. K., Chin, K. Y., Suhaimi, F. H., Fairus, A., Ima-Nirwana, S. Animal models of metabolic syndrome: a review. Nutr Metab (Lond). 13, 65 (2016).
- Carroll, J. F., Dwyer, T. M., Grady, A. W., Reinhart, G. A., Montani, J. P., Cockrell, K., et al. Hypertension, cardiac hypertrophy, and neurohumoral activity in a new animal model of obesity. Am J Physiol. 271 (1 Pt 2), H373-H378 (1996).
- Grooth, G. J., Klerkx, A. H., Stroes, E. S., Stalenhoef, A. F., Kastelein, J. J., Kuivenhoven, J. A. A review of CETP and its relation to atherosclerosis. J Lipid Res. 45 (11), 1967-1974 (2004).
- Zarzoso, M., Mironov, S., Guerrero-Serna, G., Willis, B. C., Pandit, S. V. Ventricular remodelling in rabbits with sustained high-fat diet. Acta Physiol (Oxf). 211 (1), 36-47 (2014).
- Filippi, S., Vignozzi, L., Morelli, A., Chavalmane, A. K., Sarchielli, E., Fibbi, B., Saad, F., Sandner, P., Ruggiano, P., Vannelli, G. B., Mannucci, E., Maggi, M. Testosterone partially ameliorates metabolic profile and erectile responsiveness to PDE5 inhibitors in an animal model of male metabolic syndrome. J Sex Med. 6 (12), 3274-3288 (2009).
- Waqar, A. B., Koike, T., Yu, Y., Inoue, T., Aoki, T., Liu, E., et al. High-fat diet without excess calories induces metabolic disorders and enhances atherosclerosis in rabbits. Atherosclerosis. 213 (1), 148-155 (2010).
- Fan, J., Watanabe, T. Cholesterol-fed and transgenic rabbit models for the study of atherosclerosis. J Atheroscler Thromb. 7 (1), 26-32 (2000).
- Yin, W., Yuan, Z., Wang, Z., Yang, B., Yang, Y. A diet high in saturated fat and sucrose alters glucoregulation and induces aortic fatty streaks in New Zealand White rabbits. Int J Exp Diabetes Res. 3 (3), 179-184 (2002).
- Zhao, S., Chu, Y., Zhang, C., Lin, Y., Xu, K., Yang, P., et al. Diet-induced central obesity and insulin resistance in rabbits. J Anim Physiol Anim Nutr (Berl). 92 (1), 105-111 (2008).
- Helfenstein, T., Fonseca, F. A., Ihara, S. S., Bottos, J. M., Moreira, F. T., Pott, H., et al. Impaired glucose tolerance plus hyperlipidaemia induced by diet promotes retina microaneurysms in New Zealand rabbits. Int J Exp Pathol. 92 (1), 40-49 (2011).
- Ning, B., Wang, X., Yu, Y., Waqar, A. B., Yu, Q., Koike, T., et al. High-fructose and high-fat diet-induced insulin resistance enhances atherosclerosis in Watanabe heritable hyperlipidemic rabbits. Nutr Metab (Lond). 12, 30 (2015).
- Liu, Y., Li, B., Li, M., Yu, Y., Wang, Z., Chen, S. Improvement of cardiac dysfunction by bilateral surgical renal denervation in animals with diabetes induced by high fructose and high fat diet. Diabetes Res Clin Pract. 115, 140-149 (2016).
- Arias-Mutis, O. J., Marrachelli, V. G., Ruiz-Saurí, A., Alberola, A., Morales, J. M., Such-Miquel, L., Monleon, D., Chorro, F. J., Such, L., Zarzoso, M. Development and characterization of an experimental model of diet-induced metabolic syndrome in rabbit. PLoS One. 12 (5), e0178315 (2017).
- Nelson, R. W., Himsel, C. A., Feldman, E. C., Bottoms, G. D. Glucose tolerance and insulin response in normal-weight and obese cats. Am J Vet Res. 51 (9), 1357-1362 (1990).
- Staup, M., Aoyagi, G., Bayless, T., Wang, Y., Chng, K. Characterization of Metabolic Status in Nonhuman Primates with the Intravenous Glucose Tolerance Test. J Vis Exp. (117), e52895 (2016).
- Hall, J. E., do Carmo, J. M., da Silva, A. A., Wang, Z., Hall, M. E. Obesity-induced hypertension: interaction of neurohumoral and renal mechanisms. Circ Res. 116 (6), 991-1006 (2015).
- Linz, D., Hohl, M., Mahfoud, F., Reil, J. C., Linz, W., Hübschle, T., Juretschke, H. P., Neumann-Häflin, C., Rütten, H., Böhm, M. Cardiac remodeling and myocardial dysfunction in obese spontaneously hypertensive rats. J Transl Med. 10 (10), 187 (2012).
- Sasser, T. A., Chapman, S. E., Li, S., Hudson, C., Orton, S. P., Diener, J. M., Gammon, S. T., Correcher, C., Leevy, W. M. Segmentation and measurement of fat volumes in murine obesity models using X-ray computed tomography. J Vis Exp. (62), e3680 (2012).
- Kawai, T., Ito, T., Ohwada, K., Mera, Y., Matsushita, M., Tomoike, H. Hereditary postprandial hypertriglyceridemic rabbit exhibits insulin resistance and central obesity: a novel model of metabolic syndrome. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 26 (12), 2752-2757 (2006).
- Shiomi, M., Kobayashi, T., Kuniyoshi, N., Yamada, S., Ito, T. Myocardial infarction-prone Watanabe heritable hyperlipidemic rabbits with mesenteric fat accumulation are a novel animal model for metabolic syndrome. Pathobiology. 79 (6), 329-338 (2012).
- Hildrum, B., Mykletun, A., Hole, T., Midthjell, K., Dahl, A. A. Age-specific prevalence of the metabolic syndrome defined by the International Diabetes Federation and the National Cholesterol Education Program: The Norwegian HUNT 2 study. BMC Public Health. 7, 220 (2007).
