Çok florlu Safra Asitler ve kullanma<em> İn Vivo</em> Manyetik Rezonans Görüntüleme Tedbir Safra Asit Ulaşım
Summary
Araçlar sınırlıdır safra asidi malabsorpsiyon teşhis ve in vivo olarak safra asidi taşınma ölçülür. Canlı hayvanların yenilikçi bir yaklaşım kombine proton (1H) artı flor (19 F) manyetik rezonans görüntüleme kullanır tarif edilmektedir; Bu yeni yöntem, klinik uygulamada safra asidi malabsorbsiyona taranması için öteleme potansiyele sahiptir.
Abstract
yağ emilimini kolaylaştıran deterjan gibi geleneksel rolleriyle birlikte, edebiyat ortaya çıkan safra asitleri çoklu organları etkileyebilir güçlü sinyal molekülleri olduğunu gösterir; bunlar bağırsak motilitesi ve hormon üretimini modüle eden ve vasküler tonus, glikoz metabolizması, lipid metabolizması ve enerji kullanımını değiştirebilir. fekal safra asitlerinin değişiklikler bağırsak mikrobiyomları değiştirebilir ve cholerrheic ishal ve kolon kanseri de dahil olmak üzere kolon patolojisi teşvik edebilir. dışkı safra asidi bileşiminin anahtar regülatörleri ince bağırsak Apikal sodyuma bağlı safra asidi taşıyıcısı (ASBT) ve fibroblast büyüme faktörü-19 (FGF19) vardır. ASBT azalma ifadesi ve fonksiyon bağırsak safra asidi yukarı çekmek azalır. Ayrıca, in vitro veriler, bazı FDA onaylı ilaçlar ASBT fonksiyonunu inhibe olduğunu göstermektedir. Eksik FGF19 bırakma hepatik safra asidi sentezini artırır ve ASBT bastıran seviyelere bağırsak içine bırakın. Ya ASBT işlev bozukluğu veya FGF19 eksikliği f artırırECAL safra asitleri ve kronik ishale neden ve kolon neoplazi teşvik edebilir. Ne yazık ki, aletler safra asidi malabsorpsiyon ve in vivo olarak safra asidi taşıma ilaçların etkilerini ölçmek için sınırlıdır. Safra asitlerinin karmaşık işlemler anlamak için, teknik gut ve metabolik dokularda safra asitlerinin eş zamanlı izleme izin verdiği gerekmektedir. Bu proton (1H) ve flor (19 F) manyetik rezonans görüntüleme (MRG) bir kombinasyonu kullanılarak, canlı hayvanlarda safra asidi taşıma ölçmek için yenilikçi bir yöntem gebe götürdü. Florin (19F) yönelik yeni izleyiciler, in vitro ve in vivo olarak, canlı bir hayvan MR hazırlandı ve test edildi tabanlı. Bu yaklaşımın Güçlü Yönler, klinik araştırma ve uygulama için radyasyon ve translasyonel potansiyelini iyonize maruz kalma eksikliği sayılabilir.
Introduction
Bağırsaktan yağ emilimini kolaylaştıran deterjanlar olarak klasik rolüyle birlikte, safra asitleri kendi enterohepatik sirkülasyon 1,2 ile ilişkili ek olarak birden fazla organı etkileyen güçlü sinyal molekülleri olarak ortaya çıkmıştır. Kendi metabolizmasını kontrol etmeye ek olarak, safra asitleri, gastrointestinal fizyoloji (örneğin, bağırsak hareketleri ve inkretin hormon üretimi, kolon fizyolojisi ve kanser yatkınlık) çeşitli yönlerini modüle ve damar tonusu, glukoz ve lipid metabolizması ve enerji kullanımının sistemik etkileri vardır. Bu etkilerin bazıları bağırsağında aracılık ederken obez hastalarda gastrik by-pass ameliyatı sonrasında belirtildiği gibi, diğerleri, sistemik safra asidi seviyelerinde postprandiyal değişikliklere bağlıdır. gastrointestinal sistem ve meta farklı anatomik bölmeleri içindeki safra asidi seviyelerini eş zamanlı olarak izlenmesini sağlar yeni teknoloji gerekli safra asitlerinin karmaşık metabolik işlemleri, aydınlatmak içinmetabolik dokudan (karaciğer, pankreas, iskelet kası ve yağ). Böyle zamansal ve uzamsal bilgi edinme yenilikçi teknoloji gerektiren – in vivo görüntüleme Burada anlatılan böyle yeni bir yaklaşım olarak yeni safra asidi izleyiciler kullanarak.
anatomik bölümlerinde safra asidi kompozisyonu ve dağıtım hepatik sentezini ve diyet, cerrahi, antibiyotik kullanımı ve bağırsak florasında değişiklikler dahil olmak üzere ileal alımını, modüle faktörler tarafından düzenlenir. Bunların enterohepatik dolaşımın 3 (Şekil 1) bağırsak safra asidi alım anahtar düzenleyicisi ileal Apikal sodyuma bağlı safra asidi taşıyıcısı (; SLC10A2 ASBT) 'dir. Pasif absorpsiyon bağırsak içinde meydana gelmesine rağmen, ASBT böylece normal dışkı içine Safra asitlerinin sınırlı bir dökülme bağırsak safra asitlerinin% 95 alımını aracılık eder. ASBT-eksikli (Slc10a2 – / -) farelerde dışkı safra asidi ve safra azalmış ACI artmıştırd havuzu 4.
Şekil 1: safra asitlerinin enterohepatik dolaşımının.
Safra kesesi depolanan safra Ağacı, içine ifrazatı Safra Asitler karaciğerde sentezlenen sayede Enterohepatik Dolaşım, çizimi, yemekler ile Proksimal İnce Barsak içine Çıkış ve Aktif Distal ileumda ASBT aracılığıyla alınır. Safra asitlerinin küçük miktarlarda, gut ile pasif olarak absorbe edilirken, bağırsak safra asitlerinin yaklaşık olarak% 95 yeni bir safra asidi sentezi benzer miktarda kompanse edilir dışkıda az (yaklaşık% 5) kaybı ile sonuçlanan ASBT aktif olarak taşınmaktadır karaciğer, böylece bir kalıcı-hal safra asidi havuzu muhafaza. Sağdaki oklar, mide asidi, pankreas, bağırsak mukoza enzimler ve en importantl dahil nativ ve fluor-etiketli safra asidi stabilitesini etkileyebilecek faktörler, tespitDistal ince bağırsak ve kolon kolonize Clostridial türlerinin tarafından yayımlanan y hidrolitik enzimler. (Izni 16 Modifiye) bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Safra asidi malabsorpsiyon böylece aralıklı veya kronik ishale neden fekal dihidroksi safra asitlerini arttırır her biri üç tip, kategorize edilebilir. Brüt İleal patoloji (örn rezeksiyon, Crohn hastalığı) 5 1 sonuçları yazın. kolesistektomi, vagotomi, çölyak hastalığı, bakteriyel aşırı çoğalma ve pankreas yetmezliği 3 sonuç yazın. böyle önceki koşulları eksikliği ve ileumda patoloji kanıt yok çünkü aksine, 'primer' (Tip 2) safra asidi malabsorpsiyonu olan kişiler zorlu bir tanısal teşkil etmektedir. Bu nedenle, birincil safra asidi malabsorpsiyon yaygın ishal-p gibi yanlış teşhisredominant irritabl bağırsak sendromu (IBS-D), gastroenteroloji ile ilgili ayaktan hasta ziyaretleri için belki de en yaygın nedeni. IBS-D olan hastaların üçte biri birincil safra asidi malabsorbsiyon sahip olduğu tahmin edilmektedir; ABD'de, bu birkaç milyon kişi 5 temsil edebilir. Yeni yaklaşımlar primer BAM düşürülebildiği ekspresyon veya ASBT fonksiyonu ile ilgili bağırsak fibroblast büyüme faktörü-19 (FGF19) ile safra asidi sentezinin bozulmuş geri besleme inhibisyonu nedeniyle ortaya çıktığını göstermektedir.
ASBT dahil bağırsak safra asitlerinin sonuçlanan artış doyurur safra asidi taşıyıcıları, ve dışkı içine safra asitlerinin artar dökülme ishal 6 neden – birincil safra asidi emilim bozukluğu içinde, FGF19 düşük plazma seviyeleri karaciğer safra asidi sentezini kapatmak için başarısız (Şekil 2). Fgf15 (murin FGF19) eksik fareler, bir safra asidi havuzu genişletilmiş ve dışkı safra asitleri 7 artmıştır.
<p class= "Jove_content">
Şekil 2: Bağırsak Safra Asit malabsorbsiyonun mekanizmaları.
Panel A'da gösterildiği gibi, normal olarak, bağırsak safra asitlerinin yaklaşık% 95 ASBT ile uzak ileumun aktif taşıma vasıtası ile emilir. ASBT ifade veya aktivite (panel B), kolona safra asitlerinin dökülme olarak bozuk intestinal safra asidi alım sonuçlarını azaldığı zaman. Bozulmuş FGF19 sinyalizasyonu (panel C) ile, kolon içine safra asitlerinin dökülmesinden ile ASBT taşıma kapasitesi bastıran bağırsak safra asitlerinin artmasına konsantrasyonlarda karaciğer safra asidi sentezi sonuçlarının feedback inhibisyon eksikliği. Büyük halini görmek için tıklayınız bu figür.
Uzun vadeli, fekal safra aci kronik yükseklikds kolon neoplazi teşvik edebilir. Kolon neoplazi somatik gen mutasyonları, ama hızlandırmak ve bu süreci arttırsınlar fekal safra asitlerini arttırmak çevresel faktörlerle ilişkili progresif mukozal displazi kaynaklanmaktadır. Kemirgenlerde ya dışarıdan uygulanması ya ASBT eksikliğinin bir sonucu olarak, kolon displazi ve tümör oluşumunu 8-10 teşvik dışkı safra asitlerini artmıştır.
Özellikle, kışkırtıcı bulgular Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından onaylanmış yaygın olarak kullanılan ilaçlar kuvvetli in vitro 11 ASBT tarafından safra asidi taşıma önlediğini göstermektedir. Bu ilaçlar in vivo ince bağırsak safra asidi taşıma azaltmak ve fekal safra asidi düzeylerini artırmak durumunda, kolon patolojisi üzerindeki potansiyel etkisi konusunda olacaktır. kolon patoloji bile küçük bir artış önemli bir sağlık etkiye sahip olabilir, böyle bir ilacın kullanımı atfedilen. In vitro bulgular ve epidemiyolojik ob bunların inandırıcılığını değerlendirmek Bir araççekincelerin konulması pazarlama sonrası güvenlik çalışmaları dahil olmak üzere ek araştırmalar, teşvik ediyorum.
ihtiyacı rağmen, pratik deneyler safra asidi malabsorpsiyonu insanlar eksik tanımlamak için. Fekal safra asitlerinin direkt ölçümü, hantal pratik ve 5 güvenilmez olarak yıllar önce reddedildi. Alternatif yaklaşımlar, bir radyoaktif selenyum-işaretli kolik asit türevi (75 SeHCAT) ve 7α-hidroksi-4-kolesten-3-on (C4), veya safra asidi bağlayıcı bir terapötik değerlendirme plazma seviyelerinin tutma ölçülmesi yer alır. 75 SeHCAT test vardır tanısal test gelen Üstelik ABD'de kullanım için sınırlı Avrupa'da kullanılabilirliği ve FDA onaylı değil veya mevcut, hatta mütevazı radyasyona maruz kalma (0.26 mSv / 75 SeHCAT testi) kaygı uyandırmaktadır ve bakteriyel aşırı çoğalma ve ilerlemiş karaciğer hastalığı 75 SeHCAT sonuçlarını yanıltabilecek. C4 test sadece plazma gerekli olduğundan potansiyel olarak cazip olmakla birlikte, düşük pozitif öngörü val vardırue ve test yaygın olarak mevcut değildir. FGF19 serum seviyelerini ölçerek benzer sınırlamalar vardır. Sıkça klinisyenler safra asidi tutucuları terapötik deneme başvurmak, ancak bu yaklaşım safra asidi emilim bozukluğu 5 kesin bir tanı sağlayamaz.
Bu nedenlerden dolayı, yeni bir MR yaklaşımı yenilikçi bir çoklu flüorinlenmiş safra asitleri (MFBA-MRI) kullanılarak in vivo olarak safra asidi taşıma ve dağıtım ölçmek için tasarlanmıştır. Florin (19F),% 100 doğal bir bolluk izotop üç atom içeren MFBA, yerli safra asitlerinin 12 benzer şekilde taşınır, ve proton (1 H) ve flor (bir kombinasyonu ile safra asidi taşınma görselleştirmek için kullanılabilmektedir 19 F) MRG, radyasyon maruziyeti 13,14 iyonlaştırıcı olmayan hassas, güvenli bir yöntemdir.
Protocol
Representative Results
Discussion
CA-Lys-TFA ve CA-Sar-TFMA ve sodyum / taurokolat eş taşıma polipeptidi eksprese ASBT ve insan embriyosu böbrek hücrelerini, eksprese eden stabil olarak aktarılmış Madin-Darby köpek böbrek hücreleri kullanılarak taşıma in vitro analizi sentezi (NTCP) Başka bir yerde 13,14 ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Burada odak canlı hayvan MRG ile safra kesesinde MFBA görüntüleme, özellikle, MFBA içeriğinin analizi için safra kesesi, karaciğer ve kan hasat ardından hayvanlar, yaş…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri, Diyabet, Sindirim Ulusal Enstitüsü ve Böbrek Hastalıkları (hibe numaraları JP.R. için R21 DK093406 ve T32 DK067872) ve (JP.R. hibe numarası 1BX002129) bir VA Merit ödülü ile desteklenmiştir.
Materials
| Duall size-21 all glass tissue grinder | Kimble Chase Life Science, Vineland, NJ | 885351-0022 | |
| Bruker BioSpec 70/30USR Avance III 7T horizontal bore MR Scanner | Bruker Biospin MRI GmbH, Germany | Use companion Paravision Version 5.1 software (see step 3.5) | |
| Bruker 40 mm 19F/1H dual-tuned linerar volume coil | Bruker Biospin MRI GmbH, Germany | Use companion Paravision Version 5.1 software (see step 3.5) | |
| Waters Acquity UPLC System with Quadrupole Detector | Waters Corporation, Milford, MA | ||
| Waters Acquity UPLC ethylene bridged hybrid C8 1.7 μm 2.1 X 50 mm column | Waters Corporation, Milford, MA | ||
| Gavage Needle | Braintree Scientific, INC. | N-010 | 20 G-1.5" curved 2.25mm ball |
| 2 Stainless Steel Hemostats | VWR | 10755-018 | 4 and 5 inch, straight |
| Ketamine | MWI Veterinary Supply | 501090 | Ketamin zetamine 100 mg / ml |
| Xylazine | Akorn, Inc. | 20 mg/ml | |
| Intraperitoneal Catheter | Abbott | AbbocathTM-T.I.V. G720-A01 4535-42 | 24-G x 0.75" |
Referências
- Thomas, C., Pellicciari, R., Pruzanski, M., Auwerx, J., Schoonjans, K. Targeting bile-acid signalling for metabolic diseases. Nat Rev Drug Discov. 7, 678-693 (2008).
- Vallim, T. Q., Edwards, P. A. Bile acids have the gall to function as hormones. Cell Metab. 10, 162-164 (2009).
- Dawson, P. A., Karpen, S. J. Thematic Review Series: Intestinal Lipid Metabolism: New Developments and Current Insights Intestinal transport and metabolism of bile acids. Journal of Lipid Research. 56, 1085-1099 (2015).
- Dawson, P. A., et al. Targeted deletion of the ileal bile acid transporter eliminates enterohepatic cycling of bile acids in mice. J Biol Chem. 278, 33920-33927 (2003).
- Pattni, S., Walters, J. R. Recent advances in the understanding of bile acid malabsorption. Br Med Bull. 92, 79-93 (2009).
- Walters, J. R., et al. A new mechanism for bile acid diarrhea: defective feedback inhibition of bile acid biosynthesis. Clin Gastroenterol Hepatol. 7, 1189-1194 (2009).
- Hofmann, A. F., Mangelsdorf, D. J., Kliewer, S. A. Chronic diarrhea due to excessive bile acid synthesis and not defective ileal transport: a new syndrome of defective fibroblast growth factor 19 release. Clin Gastroenterol Hepatol. 7, 1151-1154 (2009).
- Flynn, C., et al. Deoxycholic acid promotes the growth of colonic aberrant crypt foci. Mol Carcinog. 46, 60-70 (2007).
- Glinghammar, B., Rafter, J. Carcinogenesis in the colon: interaction between luminal factors and genetic factors. Eur J Cancer Prev. 8, S87-S94 (1999).
- Bernstein, C., et al. Carcinogenicity of deoxycholate, a secondary bile acid. Arch Toxicol. 85, 863-871 (2011).
- Zheng, X., Ekins, S., Raufman, J. P., Polli, J. E. Computational models for drug inhibition of the human apical sodium-dependent bile acid transporter. Mol Pharm. 6, 1591-1603 (2009).
- Vivian, D., et al. Design and characterization of a novel fluorinated magnetic resonance imaging agent for functional analysis of bile Acid transporter activity. Pharm Res. 30, 1240-1251 (2013).
- Vivian, D., et al. Design and evaluation of a novel trifluorinated imaging agent for assessment of bile acid transport using fluorine magnetic resonance imaging. J Pharm Sci. 103, 3782-3792 (2014).
- Vivian, D., et al. In vivo performance of a novel fluorinated magnetic resonance imaging agent for functional analysis of bile acid transport. Mol Pharm. 11, 1575-1582 (2014).
- Raufman, J. P., et al. In Vivo Magnetic Resonance Imaging to Detect Biliary Excretion of 19F-Labeled Drug in Mice. Drug Metab Dispos. 39, 736-739 (2011).
- Ridlon, J. M., Kang, D. J., Hylemon, P. B. Bile salt biotransformations by human intestinal bacteria. J Lipid Res. 47, 241-259 (2006).
- Frisch, K., et al. N-methyl-11C]cholylsarcosine, a novel bile acid tracer for PET/CT of hepatic excretory function: radiosynthesis and proof-of-concept studies in pigs. J Nucl Med. 53, 772-778 (2012).
