Sleeve Gastrectomy hos möss med hjälp av kirurgiska clips
Summary
Förekomsten av diabetes och fetma ökar kontinuerligt över hela världen. Mekanismerna mellan diabetes, fetma och deras tillhörande dödlighet och komorbiditeter måste undersökas ytterligare. Här presenterar vi ett protokoll för sleeve gastrectomy (SG) i djur som en okomplicerad preklinisk modell av bariatric kirurgi.
Abstract
Antalet personer som är överviktiga och feta ökar kontinuerligt både i vuxen- och ungdomar. Detta sammanfaller med det ökade universella fenomenet typ 2-diabetes (T2D) och andra metaboliska problem. Bariatric kirurgi, såsom SG, är för närvarande en av de mest effektiva och vanligen används långtidsbehandling för fetma och T2D, men sambandet mellan dem är inte helt utforskas ännu. De mekanismer som ligger till grund för de resultat som setts efter bariatric kirurgi hos människor kan undersökas baserat på prekliniska djurstudier. SG minskar kroppsvikt, glukosnivåer och många metaboliska parametrar, och är lätt att utföra med en låg förekomst av komplikationer. Målet med detta arbete är att ge en enkel metod och en okomplicerad preklinisk modell av bariatric kirurgi hos djur för forskare.
Introduction
Förekomsten av fetma har ökat nästan trefaldigt i hela världen sedan 1975. År 2016 var över 1,9 miljarder vuxna äldre än 18 år överviktiga och över 650 miljoner vuxna var feta. Prevalensen av T2D i den vuxna befolkningen har också fördubblats från 4,7% till 8,5% med antalet ökar från 108 miljoner till 422 miljoner vuxna mellan 1980 och 2014 globalt1. De flesta bariatric operationer resultera i betydande viktminskning, en minskning av kroppsfett, och förbättring av glukostolerans, insulinresistens och diabetes kontroll2. Förutom viktminskning och eftergift av T2D, bariatric kirurgi ytterligare ger ytterligare hälsofördelar såsom hypertoni kontroll och en lägre förekomst av vissa typer av fetma relaterade cancer utveckling och progression3. Bariatric kirurgi inducerar också varaktig komplett, partiell eftergift av T2D, och minskar risken för tio år större kranskärlssjukdom (CHD) och en viss grad av cerebrovaskulär risk. De underliggande mekanismerna är dock inte helt förstådda4.
Det finns flera förfaranden för bariatric/metabolisk kirurgi. Både restriktiva och gastrointestinala bypass-operationer ger positiva effekter på metabolism5. Av de bariatric kirurgiska modellerna, SG och modifierade Roux-en-Y gastric bypass har högre framgång och lägre dödlighet och visa tillförlitlig restriktiv och gastrointestinal bypass kirurgi modeller i möss6. Även om den gastrointestinala bypass-operationen ger mer viktminskning och en signifikant förbättring av glukostolerans och leversteratos än det restriktiva förfarandet på lång sikt, producerar SG fortfarande god kontroll av kroppsvikt och glukosnivåer och är lätt att utföra med en låg förekomst av komplikationer6. Andelen SG ökade från 30% till 54% och Roux-en-Y gastric bypass kirurgi minskade från 52% till 32% från 2008 till 20147. För närvarande är laparoskopisk SG den vanligaste utförs bariatric förfarande på nationell nivå inom akademiska centra i USA8. Även om det har förekommit många publicerade rapporter om de patofysiologiska processerna mellan bariatric kirurgi, diabetes och fetma, behöver vi fler djurförsök för att ytterligare utforska okända mekanismer.
Detta protokoll syftar till att producera en djurisk metod för att undersöka de mekanismer som ligger till grund för de resultat som ses efter bariatric kirurgi hos människor. Den aktuella translationella studien kan ge insikter om mekanismen för fetma och T2D-behandling från SG.
Protocol
Representative Results
Discussion
De flesta av de prospektiva kohortstudierna har bekräftat att en ökning av body mass index är relaterat till att öka dödligheten. Fetma är förknippad med en högre risk för diabetes, hjärt-kärlsjukdomar (CVD), och död hos båda könen. De specifika patologiskt processer har etablerat ett samband mellan diabetes, fetma, och dödlighet14. De systematiska recensionerna anger fördelarna med bariatric kirurgi i att minska riskfaktorer för CVD med bevis för ventrikulär hypertrofi regressi…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi tackar miss Isabelle Lu för det engelska berättandet.
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 |
References
- WHO. Obesity and overweight. WHO. , (2018).
- Buchwald, H., et al. Bariatric surgery: a systematic review and meta-analysis. Journal of the American Medical Association. 292 (14), 1724-1737 (2004).
- 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).
- 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).
- Lee, W. J., Aung, L. Metabolic Surgery for Type 2 Diabetes Mellitus: Experience from Asia. Diabetes & Metabolism. 40 (6), 433-443 (2016).
- 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).
- Abraham, A., et al. Trends in Bariatric Surgery: Procedure Selection, Revisional Surgeries, and Readmissions. Obesity Surgery. 26 (7), 1371-1377 (2016).
- 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).
- 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).
- Schlager, A., et al. A mouse model for sleeve gastrectomy: applications for diabetes research. Microsurgery. 31 (1), 66-71 (2011).
- Pressler, J. W., et al. Vertical sleeve gastrectomy restores glucose homeostasis in apolipoprotein A-IV KO mice. Diabetes. 64 (2), 498-507 (2015).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
