En protokoll for Roux-en-Y gastrisk bypass hos rotter ved hjelp av lineære stiftere

Summary

Roux-en-Y gastrisk bypass (RYGB) utføres for å behandle fedme og diabetes. Mekanismene som ligger til grunn for RYGB’s effekt er imidlertid ikke fullt ut forstått, og studier er begrenset av tekniske vanskeligheter som fører til høy dødelighet i dyremodeller. Denne artikkelen gir instruksjoner om hvordan du utfører RYGB hos rotter med høy suksessrate.

Abstract

Roux-en-Y gastrisk bypass (RYGB) utføres ofte for behandling av alvorlig fedme og type 2 diabetes. Imidlertid er mekanismen for vekttap og metabolske endringer ikke godt forstått. Flere faktorer antas å spille en rolle, inkludert redusert kaloriinntak, redusert næringsabsorpsjon, økt metthetsfølelse, frigjøring av metthetsfremmende hormoner, endringer i gallesyremetabolisme og endringer i tarmmikrobiota.

Rotte RYGB-modellen presenterer et ideelt rammeverk for å studere disse mekanismene. Tidligere arbeid med musemodeller har hatt høy dødelighet, alt fra 17 til 52%, noe som begrenser adopsjonen. Rottemodeller viser mer fysiologiske reserver til kirurgisk stimulans og er teknisk enklere å vedta da de tillater bruk av kirurgiske stifter. En utfordring med kirurgiske stiftere er imidlertid at de ofte legger igjen en stor magepose som ikke er representativ for RYGB hos mennesker.

I denne protokollen presenterer vi en RYGB-protokoll hos rotter som resulterer i en liten magepose ved hjelp av kirurgiske stifter. Ved hjelp av to stiftebranner som fjerner rottens skogsomach, får vi en mindre magepose som ligner på den etter en typisk menneskelig RYGB. Kirurgisk stifting resulterer også i bedre hemostase enn skarp divisjon. I tillegg inneholder ikke rotens forestomach noen kjertler, og fjerningen bør ikke endre fysiologien til RYGB.

Vekttap og metabolske endringer i RYGB-kohorten var signifikant sammenlignet med sham-kohorten, med betydelig lavere glukosetoleranse ved 14 uker. Videre har denne protokollen en utmerket overlevelse på 88.9% etter RYGB. Ferdighetene beskrevet i denne protokollen kan tilegnes uten tidligere mikrokirurgisk erfaring. Når du er mestret, vil denne prosedyren gi et reproduserbart verktøy for å studere mekanismene og effektene av RYGB.

Introduction

Fedme og type 2 diabetes har blitt verdensomspennende^{epidemier 1}. Selv om medisinsk vekttap kan forbedre diabetes hos pasienter, de med alvorlig diabetes nytte mest av bariatrisk kirurgi. Bariatrisk kirurgi har vist seg å være trygt og effektivt ved vekttap og forbedre eller herde type 2 diabetes^2,3, selv hos de med langvarig sykdom⁴. Metabolske bariatriske prosedyrer, for eksempel den nåværende gull-standard Roux-en-Y gastrisk bypass (RYGB) kirurgi, indusere raske og vedvarende forbedringer i glukose homeostase samtidig redusere behovet for diabetiker medisiner^5,6,7.

Etter RYGB oppstår glukose homeostase forbedring raskt og er uavhengig av vekttap⁸. To hovedteorier er foreslått for å forklare metabolske endringer forbundet med diabetes remisjon som oppstår etter metabolsk kirurgi. For det første postulerer bakvollshypotesen at høyere konsentrasjoner av ufordøyde næringsstoffer etter bypass når den distale tarmen som forbedrer frigjøringen av hormoner som GLP-1. På den annen side antyder foreguthypotesen at omgåelse av proksimal tarm reduserer sekresjonen av anti-incretin hormoner. Begge disse effektene kan føre til tidlig forbedring av glukosemetabolismen⁹.

Dyremodeller har potensial til å være et kraftig verktøy for å studere disse mekanismene. En stor barriere for å bruke mus- eller rottemodeller er imidlertid den tekniske vanskeligheten med å utføre disse prosedyrene. De fleste studier har stolt på mus- eller rottemodeller^10,11,12. Musemodeller har vært vanskelige da musen magen er for liten til å bruke stifteenheter¹¹, og dødeligheten er uakseptabelt høy, alt fra 17 til 52%¹³. Hos rotter forblir noen protokoller teknisk vanskelig å utføre på grunn av kompleks ligasjon av magebeholdere før de deler magen^12,14. Andre modeller deler magen ved hjelp av en stiftestifter, men la en stor pose ikke samsvare med innlegget RYGB menneskelig anatomi¹¹. I denne modellen gir vi detaljerte instruksjoner om hvordan du utfører RYGB ved hjelp av lineære stiftere i en rottemodell, noe som resulterer i en magepose mer i tråd med den menneskelige anatomien. Totalt sett var denne prosedyren forbundet med gode overlevelsesrater og metabolske resultater.

Protocol

Dyrebruksprotokoller ble godkjent av Health Science Animal Care and Use Committee ved University of Alberta (AUP00003000). Se figur 1 for et diagram som viser RYGB-anatomien. 1. Roux-en-Y gastrisk bypass Forberedelse av dyr og operativt oppsett En uke før operasjonen, gi rotter med oral rehydreringsterapi og flytende diett i tillegg til deres faste kosthold og vann for å akklimatisere dem til dette nye kostholdet. Raske rotter med ba…

Representative Results

Dyr og boliger36 mannlige Wistar-rotter ble plassert i par og ble matet 60% steril gnager fettfattig diett fra seks ukers alder (Figur 2). Ved 16 ukers alder gjennomgikk de RYGB eller sham kirurgi. Etter den første postoperative uken ble rotter gjenopptatt på et høyt fett diett. Halvparten av rottene ble euthanized på 2 uker postoperativ og den andre halvparten ble euthanized på 14 uker postoperative. DødelighetTotal…

Discussion

RYGB innebærer opprettelse av en liten magepose (mindre enn 30 ml), og opprettelsen av en biliopankreatisk lem og en Roux-lem (figur 1). Hos mennesker er den biliopankreatiske lemmen vanligvis 30 til 50 cm og transporterer sekreter fra magerester, lever og bukspyttkjertel. Roux-lemmen er vanligvis 75 til 150 cm lang og er den primære kanalen for inntatt mat. Den vanlige kanalen er den gjenværende lille tarmen distal til hvor de to lemmer blir med og er der flertallet av fordøyelsen og ab…

Materials

2-0 Silk Sutures	Ethicon	K533
3-0 Vicryl Sutures	Ethicon	J219H
4% Isoflurane	N/A	N/A
5% Dextrose and 0.9% Sodium Chloride Solution – 1000 mL	Baxter	2B1064
50 mL Conical Centrifuge Tubes	Fisher Scientific	14-432-22
6-0 Prolene Sutures	Ethicon	8805H
Anesthetic Machine	N/A	N/A
Animal Hair Shaver	N/A	N/A
Betadine Solution	N/A	N/A
Castrojievo Needle Holder with lock 14 cm (smooth curved)	World Precision Instruments	503258
ECHELON FLEX Articulating Endoscopic Linear Cutter	Ethicon	EC45A
Economy Tweezers #4	World Precision Instruments	501978
ENDOPATH ETS Articulating Linear Cutter 45mm Reloads	Ethicon	6R45B
Far Infrared Warming Pad Controller with warming pad (15.2 cm W x 20.3 cm L), pad temperature probe, and 10 disposable, non-sterile sleeve protectors	Kent Scientific	RT-0515
Large Rat Elizabethan Collar	Kent Scientific	EC404VL-10
Liquid Diet Feeding Tube (150 mL)	Bio-Serv	9007
Liquid Diet Feeding Tube Holder (short adjustable)	Bio-Serv	9015
Micro Mosquito Forceps	World Precision Instruments	500452
Micro Scissors	World Precision Instruments	503365
Mouse Diet, High Fat Fat Calories (60%), Soft Pellets	Bio-Serv	S3282
No. 11 Blade and Scalpel Handle	N/A	N/A
OPMI Vario Surgical Microscope	ZEISS	S88
Raised Floor Grid	Tecniplast	GM500150 Raised Floor Grid
Rodent Liquid Diet, Lieber-DeCarli '82, Control, 4 Liters/Bag	Bio-Serv	F1259
Sodium Chloride Irrigation 0.9% Solution – 500 mL	Baxter	JF7633
Sterile Cotton Swabs	N/A	N/A
Sterile Drape	N/A	N/A
Sterile Towel	N/A	N/A
Thermal Cautery Unit	World Precision Instruments	501293