Abstract
肥満は（2003年〜2008年）欧州における女性のための男性のための4〜28％と6.2 36.5％の有病率と、主要な公衆衛生問題です。病的肥満は、しばしば寿命と品質を低下させる、例えば、2型糖尿病、高血圧、及び脂質異常症などの代謝性合併症と関連しています。任意の効果的な非侵襲的治療の非存在下では、肥満手術は、病的肥満の患者（ボディ・マス・インデックス（BMI）> 40 kg /日M 2）のための貴重な治療選択肢が長期につながるで、代謝合併症における体重減少および改善を持続。しかし、肥満手術の有益な効果を維持する基礎となる細胞および分子メカニズムはまだ完全には理解されていません。 、利用可能な多数の遺伝的に改変された株に、マウスモデルは、肥満手術の多面的な有益な効果の背後にある分子メカニズムを探求するための最も便利な動物モデルです。ここでは、最適化されたhealthcを詳述しましたスリーブ胃切除および修正ルーワイ胃バイパス：2、最も広く使用されている肥満症治療手術のためのマウスでの方法と外科的なプロトコルがあります。肥満手術の治療効果の根底にある分子メカニズムを解読すると、新しい治療薬の標的を同定するの約束を提供しています。
Introduction
肥満や糖尿病の世界的大流行は、重症度の壊滅的です。世界中で20億以上の成人（人口の30％）が、過体重（BMI> 25キロ/ m 2）で、または肥満（BMI> 30キロ/ m 2）でのいずれかである1。これは、罹患率及び死亡率の増加につながる、このような2型糖尿病、高血圧、脂質異常症などの代謝性合併症と一緒に来ることができます。肥満は全死亡率および癌2の有病率が増加します。何らかの効果的な非侵襲的な治療法がないために、肥満手術は、長期的、持続的な体重減少3、4につながることができます唯一のオプションを表します。異なる外科多くの方法が開発されてきたが、スリーブ胃切除（SG）とルーワイ胃バイパス（RYGB）は、最も一般的に臨床で使用される2つの手順です。 SG手順の間、胃の初期体積の80％です削除;従って、この技術は、満腹感を改善制限手術の一つです。 RYGBは限定的-吸収不良技術の一つです。 RYGBの間に、小さな胃嚢（総胃の容積の1から2パーセント）が作成され、腸は消化と栄養素の吸収を遅延させるY字型、に再配置されます。これら2つの技術がRYGBに見られる高い効率で、大幅な体重の減少と頻繁に関連併存疾患（ 例えば、高血圧症、2型糖尿病、脂質異常症）3の一般的な改善につながります。しかし、肥満手術の多面的な有益な効果の背後にある分子メカニズムは、多くの場合、完全には解明されていません。 、利用可能な多数の遺伝的に改変された株に、マウスモデルは、これらの分子メカニズムを探求するための最も便利な動物モデルです。
しかし、肥満の手順は、小動物モデルとrequirに直接適応することが困難です高い外科手術器用さを電子。 SGが簡単に非常に良好な生存率とげっ歯類で行うことができますが、RYGBは厳しい腸閉塞5匹のマウスで致死的です。異なる修飾RYGB法は、この問題、特にoesojejunostomy 5に対抗するために提案されています。胃切除せずに胃空腸吻合術：ここでは、別の代替案を提示します。この修正されたRYGBは再現ヒトで観察された有益な効果のほとんど（ すなわち、有意な体重減少とグルコースと脂質の恒常性の向上）。
この原稿は、要約したマウスでSGとRYGBの技術的および実験の詳細を議論し、動画の助けを借りて、これらの手順を容易にするためにすることを目指しています。特定のハイライトは、ビタミン、鉄欠乏の低減を可能に術前と術後の医療プロトコルの最適化について説明します。
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Protocol
動物とハウジング：8週齢のC57BL / 6雄マウスを入手します。脂肪から35％キロカロリー、25.8パーセントのカゼイン、1.30パーセントのミネラルAIN、1.30パーセントのビタミン、1.70パーセントのリン酸二カルシウム、0.7：10週齢では、水をC57BL / 6マウスの自由なアクセスと高脂肪食（DIOダイエットを与えます8（SG）または14（RYGB）の％炭酸カルシウム2.10％、クエン酸カリウム、0.026％の酒石酸水素コリン、8.9％スクロース、0.384％シスチン、6.5％メチルセルロース、31.7％のラード、3.3％の大豆油、及び16.29％のマルトデキストリン）週肥満手術の前に。体重増加を促進するために、高脂肪食に加えて（w / vの）20％のフルクトースを含むRYGB手術（シャム＆RYGB）水に専用のマウスを与えます。
倫理に関する声明：以下で説明するすべてのプロトコルステップは、動物実験のための倫理委員会のガイドラインに従うの承認番号01953.01下・ド・ラ・ロワールを支払います。
1.一般的な術前の準備
- 手術前に6時間マウスを絶食。ジェルディらの食品は3日、手術の前に手術し、排他的に1日前に与えられました。 5％イソフルラン（0.4 L /分）でチャンバー内で麻酔を誘導し、O 2（二原子酸素、0.4 L /分）。麻酔が有効であることを確認するために、つま先ピンチテストを実行します。皮下注射を介して、鎮痛剤（0.1ミリグラム/キログラムブプレノルフィン）、抗生物質（10mg / kgのmarbofloxacine）、およびプロ動態（1ミリグラム/キログラムメトクロプラミド）を管理します。
- （実験室でのトラフィックや換気ファンから遠い）の外科的処置のための具体的な作業領域を割り当てます。専用のハード面の消毒剤と手術領域をきれいにしてください。手術中にマウスhomeothermyを維持するために、作業スペース領域に加熱パッドを配置します。加熱パッドの上にきれいな、吸収性アンダーパッドを適用します。
- 電気かみそりを使用して、骨盤に胸骨から腹部を剃ります。滅菌ラップ（ 図1Aおよび2A）でのマウスの腹部をラップし、加熱pに仰臥位でマウスを置きます広告。
- 麻酔下ながら乾燥を防ぐために、目に獣医軟膏を適用します。ノーズコーンにマウスを置き、2％イソフルラン（0.4 L /分）とO 2（0.4 L /分）で麻酔を維持します。
- 手術を開始する前に、無菌試験のガウン、使い捨てスクラブキャップ、フェイスマスク、および滅菌手袋を着用。手術のすべてのステップのために必要とされる滅菌手術器具セットを含むオートクレーブしたパッケージを開きます。滅菌ラップの窓をカットし、2つの連続ポビドンヨードソリューションで皮膚を消毒します。
2.スリーブ胃切除：手術の手順
- 中央値開腹（図1B）
- 双眼顕微鏡下とメスで、（腹部の筋肉に損傷を与えない）腹腔を開くには、腹部の中央に胸骨から正中切開を行います。 37℃の生理食塩水に浸した滅菌圧縮で皮膚を保護します。
- 胃の暴露（図1C）
- 静かに湿らせ、綿棒を用いて、胃を動員。湿らせた綿棒やマイクロはさみを使用して、その横に近い結合組織の添付ファイルから胃を解放します。
- 静かに、完全に胃を外部化し、止血コラーゲンは胃の後ろに圧縮配置します。 （ 図1D及びE）を出血未来を避けるために8.0非吸収性縫合糸で胃大弯に沿って、幽門と食道の血管を縫合。注：止血剤の使用は、組織の損傷を引き起こすだけ切除することを目指した組織でそれを使用することを確認することができます。
- 胃の心臓領域の切除（眼底）
- 幽門領域との間の解剖学的ライン存在（コーパス）と胃の心臓領域（眼底）（ 図1F）に胃切開を行います。
- それぞれの方の2湿らせた綿棒で残留食べ物を削除します胃の側面。マイクロはさみを使用して、眼底および胃（ 図1G）のコーパスとの間の境界に沿って胃を切りました。
- 大出血の場合には2分間圧縮止血コラーゲンを押します。切開（ 図1H）の最後に胃食道接合部から8.0非吸収性縫合糸と胃の開口部を閉じます。
- 胃の幽門部の切除（コーパス）
- 胃（ 図1I）の約80％を除去するように大きな曲率に沿って胃の切除を完了します。 3ミリメートルにSGの幅を標準化。大出血の場合には2分間圧縮止血コラーゲンを押します。
- 8.0非吸収性縫合糸（ 図1J）と胃の幽門部の開口部を閉じます。静かに縫合糸が漏れ防止であることを保証するために、胃の各側に2湿らせた綿棒を転がし。
- 漏れの場合8.0非吸収性縫合糸で完了します。止血コラーゲン圧縮を削除し、腹腔に胃を返します。縫合糸に対して圧縮止血コラーゲンを残します。
- 腹部閉鎖
- 5.0非吸収性縫合糸（ 図1K）と腹壁の筋層を閉じます。 1パーセントにイソフルラン濃度を低減することにより、麻酔を減らします。 5.0非吸収性縫合糸（ 図1L）を用いて皮膚を閉じます。
3.ルーワイ胃バイパス：手術の手順
- 中央値開腹
- 双眼顕微鏡下とメスで、（腹部の筋肉に損傷を与えない）腹腔を開くには、腹部の中央に胸骨から正中切開を行います。 37℃の生理食塩水（ 図2B）に浸した滅菌湿布で皮膚を保護します。
- Biliopancreatic手足と消化四肢
- 腸（ 図2C）を外部化。メジャー8幽門からセンチと5.0非吸収性縫合糸（図2D）と腸の2合字を行います。
- 2合字（ 図2E）との間の腸をカット。腹部の左上の象限内の2つの端部の近位四肢を置きます。注：これは、消化肢（ 図2F）として使用されます。
- 6センチメートル四肢近位（ 図2F）以下の消化四肢が直面している両端の遠位四肢を置きます。
注：これは胆汁手足として使用されます。
- Jejuno-空腸造瘻術
- マイクロはさみを使用して、四肢近位および腸のループの両方をカットし、同じ長さ（ 図2Gおよび2H）の2 antimesenteric切開を行います。
- 2 8.0側側吻合を行います非吸収性縫合糸。腹側吻合（ 図2J）に続く背側吻合最初（ 図2I）を実行します。
- 静かに縫合糸が漏れ防止であることを保証するために吻合部の各側に2湿らせた綿棒を転がし。漏れの場合8.0非吸収性縫合糸で完了します。
- 胃空腸造瘻術
- 静かに湿らせた綿棒を使って胃を動員。湿らせた綿棒やマイクロはさみを使用して、その横に近い結合組織の添付ファイルから胃を解放します。
- 優しく、胃の後ろに再吸収性の止血コラーゲン湿布を配置し、完全に胃を外部化。湾曲したマイクロ鉗子（ 図2Kおよび2L）を使用して、網を通過した5.0非吸収性縫合糸を使用して、幽門結紮を行います。
- 胃、幽門〜1.5 cmであり、遠位四肢の腹側の両方をカット同じ長さ（ 図2M）の2切開部を作成し、マイクロはさみを使用して。
- 2 8.0非吸収性縫合糸で側側吻合を実行します。背側吻合（ 図2N）で起動し、腹側吻合（ 図2O）を行います。静かに縫合糸が漏れ防止であることを保証するために吻合部の各側に2湿らせ、綿棒を転がし。漏れの場合8.0非吸収性縫合糸で完了します。
- 腹部閉鎖
- 5.0非吸収性縫合糸（ 図2P）を使用して腹壁の筋層を閉じます。 1パーセントにイソフルラン濃度を低減することにより、麻酔を減らします。 5.0非吸収性縫合糸を用いて皮膚を閉じます（ 図2Q）.Administer皮下注射を介して、温かい生理食塩水を25mL / kgです。
4.一般的な術後ケア
- イソフルランを停止マウスが完全に目を覚ましになるまで0.8 L / minのO 2流量を続行します。それは動物によって示されるモータ制御、ケージの周りを移動するために開始し、落下せずに立って歩くことができることを取り戻すまで、無人、マウスを放置しないでください。
- 5日間30℃の温度条件下でインキュベーターにマウス（ケージごとに1つだけのマウス）を配置します。
- プロトコルの最後までRYGBマウスにおけるビタミン（800ミリグラム/ 180 mLの水中）の補充;鉄（皮下注射は0.5mg / kg /日）を維持。
- 手術後5日間：ゲルダイエット食品（10％ラード、10％液糖、57％の水高脂肪ゲル食）への無料アクセスを返します。 3日手術後の固形食を再導入。
- 皮下には、メロキシカム（手術後3日目に0日目から1日2回0.1ミリグラム/キログラム、）（1ミリグラム/キログラム、0日目から手術後3日目に）、メトクロプラミド（1ミリグラム/キログラム、0日目からにブプレノルフィンを注入します手術後5日目）、および0日目から3日目AFTEにmarbofloxacine（10mg / kgの、 rの手術）。
5.術後の代謝パラメータの評価
- 食物摂取量測定
- マウスは、手術後1週間回復できるようにします。ハウスマウスケージあたり1。ケージに入れ固体食事の量を測定します。重量24時間後に残っている食べ物。限り、必要に応じてこの手順を繰り返します。
- 経口的ブドウ糖負荷試験
- 経口ボーラスの前に6時間マウスを絶食。尾の先端から血液滴を収穫し、時間0血糖値を決定するために、グルコメーターに挿入グルコースストリップにそれを適用します。
- 20％D-グルコース溶液（2グラム/ kg）を経口ボーラスを投与します。 、15、30、60、及び120分後に胃管栄養法の血糖値を測定します。
- ヘモグロビンレベルの分析
- 血液学システムを使用して、ヘモグロビンレベルをサンプリングするために新鮮な血液の20μLを測定します。
- 腹腔内キシラジン/ケタミン溶液（10/80ミリグラム/キログラム）を注入することにより、マウスを麻酔。頸椎脱臼を行います。心臓が鼓動していないと眼球瞬目反射が失われることを保証することにより、完全な安楽死を確認します。
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Representative Results
一般的な条件
SG手続きの平均手術時間は49.3±1.5分でした。私たちは、胃の約80％のパーセントを表し、胃の62.8±5.0 mgの、削除しました。いいえマウスは、手術中に、または次の7日の間に死亡しませんでした。 Oneマウス（7.1％）があるため胃石によって引き起こされる胃閉塞の11 番目の術後日目に死亡しました。
RYGB処置の平均手術時間は89.1±2.8分でした。死亡率はRYGB（; P = 0.038 66.6パーセント：RYGB 対 25％偽）後に有意に高かったです。術後死亡の主な原因は、吻合漏出（N = 8）、吻合部狭窄（n = 5）を、麻酔の合併症であった（N = 4）、および術後の出血（N = 2）。また、消化管吻合狭窄による2長期の死亡を観察しました慢性閉塞および栄養失調。 図3に示すように 、我々は、集中的な外科手術の訓練をRYGB手術法を習得する必要があることを示す、プロトコル全体術後生存率の漸進的な改善に気づきました。
体重、食物摂取、およびグルコースホメオスタシス
マウスは、手術前に同じような体重を持っていました。 SGは、偽対照マウス（; P <0.01; 図4（a）-16.0％：SG対-6.6％偽）と比較して、手術の14日後に有意な体重減少を示しました。 14日目術後に-7.9％とRYGB対28日目、手術後に-5.1％：14日目術後に-22.9％と-25.5％にRYGBは、術後14日目（シャムから有意な体重減少と関連していました28日目、手術後; 図4B）。毎日の食物摂取量は、14日間の周囲の間に35％減少しました SG（ 図4C）以下の外径。これとは対照的に、我々は偽とRYGBマウス（ 図4D）の間のような食欲抑制効果は観察されませんでした。また、SGとRYGB手術（ 図4E、4F）以下の耐糖能の改善を報告しました。
RYGBに伴う貧血に鉄補給の有益な効果
我々は観察しませんでした 14日SG手術後のヘモグロビン血症の有意な減少（データは示さず）。これとは対照的に、重度の貧血は、RYGB、手術マウスで測定したが、それは特定の鉄補給（ 図5A）の恩恵を受けました。毎日の鉄補給は確かに非常に重要だったと28日RYGB手術（ 図5B）の後に有意な貧血を防ぎます。
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図1： スリーブ胃切除手順。 （A）術前の準備。 （B）中央開腹。 （C）胃暴露。 （D）幽門血管縫合糸。 （E）食道血管縫合糸。 （F）初期胃切開。胃の心臓領域の（G）切除。 （H）切開部の最後に胃食道接合部から胃の開口部の閉鎖。 （I）、胃の幽門部の切除。幽門部の開口部の（J）閉鎖。腹壁の筋層の（K）閉鎖。 （L）皮膚の閉鎖。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図2：ルーワイバイパス手順。 （A）術前の準備。 （B）中央開腹。 （C）小腸の外在。 （D）Biliopancreaticと消化手足合字。合字間（E）小腸セクション。 （F）jejuno-空腸造瘻術用の腸四肢ポジショニング。 （G - H）四肢近位および腸ループのAntimesenteric切開。 （I）背側側吻合。 （J）腹側側吻合。 （K - L）幽門結紮。 （M）胃の腹側の切開。遠位四肢と背側側吻合の（N）切開。 （O）腹側側吻合。 （P （Q）閉鎖。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図3：7 日間RYGB手術後のマウスの生存率。データはRYGB操作マウスの生存率に対する外科手術のトレーニングの利点を示します。値は平均値±SEMとして示されています。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図4：SG の効果（A、C、D）およびRYGB（B、D、F）Bにodyweight、毎日の食物摂取、および耐糖能。データは平均値±SEMとして示されています。 NS：有意ではありません。 * P <0.05; ** P <0.01（マン - ホイットニー検定、ANOVA検定）。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図5：（A） なしまたは（B）鉄補給を有するマウスにおけるRYGB後の血漿ヘモグロビンレベル。データは平均値±SEMとして示されています。 NS：有意ではありません。 * P <0.05（マン - ホイットニー検定）。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
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Discussion
肥満の成長の流行を克服するために、最初の肥満手術の手順は、米国で1960年代に出現しました。それ以来、世界中で毎年行われる手順の数は依然として増加し、今日、これらの技術は、病的肥満6の管理のための最善の治療オプションを表します。開発手順の中では、SGとRYGBは、臨床実習4で使用される2つの最も一般的な方法です。動物モデル、特に齧歯動物は、肥満手術後に観察された一般的な健康の改善の背後にあるメカニズムを解読するために使用されています。
肥満手術の有益な代謝効果を維持する分子メカニズムを解読するために、我々は、肥満手術の2つのマウスモデルの開発：しばしば制限技術として定義されているSGを、そして制限および吸収不良手術として記載されているRYGB、。これらのマウスの肥満の実現手順顕微での経験が必要です。これらのモデルは、動物の手術と人間の内臓外科医の専門技術者を使って開発されました。経験から、外科的なトレーニングがRYGB後に超える75％の生存率に到達することが必要でした。 SGをマスターするように多くの時間を必要とし、学習曲線は、約95％の死亡率と、短くなっていません。これとは対照的に、RYGBは、より複雑な技術であり、許容可能な術後生存率に到達するために、トレーニングの6〜8週間を必要とします。
文献では、先に図7、 図8、 図 9に記載されている齧歯類肥満の種々の方法があります。このSGの技術では、我々は、ヒトには存在しない、（また、眼底と呼ばれる）、胃の心臓領域を削除しました。目的は、胃の約80％を除去することでした。ラットにおけるRYGBモデルのポーチサイズは<5％>最初の胃の大きさの20％の範囲です。いくつかの世紀udiesは、胃10の完全な保全、小さな胃嚢5、または総胃転用5のいずれかを提示し、マウスRYGBモデルを使用していました。非常に包括的な研究では、鄧小平のPing陰と同僚は、RYGBの異なるマウスモデルを評価し、マウスの胃は、解剖学的に胃ポーチ5の創造に適合していなかったことを報告しています。私たちのRYGB処置のために、我々は胃を切断することなくルーワイを実行することを選択しました。限定として、我々のモデルは、RYGBのヒトモデルにおいて観察何対照的食物摂取の減少を誘導しませんでした。
ラットにおけるRYGB操作後の生存率はほとんどの文献で著者が言及されていないが、平均11で、約30〜35％に達しているようです。私たちの手では、死亡率は、主として、縫合不全や狭窄または後期術後gastrojejunal吻合秒でしたtenosis、動物福祉を侵害し、永続的、過度の体重減少、慢性閉塞につながります。 RYGBは、最初の3術後日間ゲル食事と疼痛管理体制を含む特定の周術期管理が必要です。手術後の長期生存を改善するために、我々は、貧血を防ぐために、特に脂溶性ビタミン、鉄、術後ビタミンを添加しました。それが唯一の制限の手順だったので逆に、マウスは、SG後に脂溶性ビタミン補給を必要としません。以前の論文では、著者らは、術後の経過中に手術動物の健康状態を記述していませんでした。それは大手術であるため、我々はこれらの研究における動物の系統的な幸福を負いかねます。
結論としては、限定的（SG）または制限的-吸収不良のいずれかのマウスモデル（RYGB）肥満手術は可能であるが、特にRYGB処置のために、学習曲線と顕微訓練を必要とします。 KEへEP健康な動物、周術期管理は特に痛みの観点からだけでなく、ビタミン補給の点で、RYGB処置で非常に重要です。より速く、無菌手術を達成することにより、および顕微トレーニングを使用することによって、我々は大幅に術後の生存率を向上させることができます。これらのモデルは、肥満手術の代謝効果を理解するための有用かつ不可欠なツールです。
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Drugs | |||
| High Fat diet | DIO diet | Safe | |
| Isoflurane | Forane | Baxter | |
| Buprenorphin | Buprecare | Animalcare | |
| Marbofloxacine | Marbocyl | Vetoquinol | |
| Ammonium iron citrate, vitamins PP-B12 | Fercobsang | Vetoquinol | |
| Vitamins A-D3-E-K-B | Vita Rongeur | Virbac | |
| NaCl 0.9% | NaCl 0,9% | ||
| Povidone solution | Betadine Scrub | Betadine | |
| Povidone solution | Betadine Solution | Betadine | |
| Carboptol 980 NF | Ocrygel | TVM | |
| Name | References | Company | Comments |
| Sutures | |||
| Prolene® | 8.0, 6,5 mm | Ethicon | |
| Prolene® | 5.0, 13 mm | Ethicon | |
| Name | References | Company | Comments |
| Surgical equipments | |||
| Scissors | FST | ||
| Needle holder | Olsen-Hegar | FST | |
| Micro scissors | Vannas | FST | |
| Micro forceps | Graefe | FST | |
| Micro forceps curved | Graefe | FST | |
| Curved micro needle holder | Castroviejo | FST | |
| Hemostatic collagen compress | Pangen | Urgo | |
| Absorbent underpads | VWR | ||
| Name | References | Company | Comments |
| Specific equipments | |||
| Hematology system | Hemavet 950FS | Hemavet | |
| Glucose strips and glucometer | One touch Verio | Life scan | |
| Stereo microscope | MZ6 | Leica |
References
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