Ærme gastrektomi i mus ved hjælp af kirurgiske clips
Summary
Forekomsten af diabetes og fedme er konstant stigende på verdensplan. Mekanismerne mellem diabetes, fedme og den dermed forbundne dødelighed og co-morbiditeter skal undersøges nærmere. Her præsenterer vi en protokol for ærme gastrektomi (SG) i dyr som en ukompliceret præklinisk model af bariatrisk kirurgi.
Abstract
Antallet af mennesker, der er overvægtige og fede er konstant stigende både i den voksne og unge populationer. Dette falder sammen med den øgede universelle fænomen type 2 diabetes (T2D) og andre metaboliske problemer. Bariatrisk kirurgi, såsom SG, er i øjeblikket en af de mest effektive og almindeligt anvendte langtidsbehandling for fedme og T2D, men forbindelsen mellem dem er ikke helt udforsket endnu. De mekanismer, der ligger til grund for resultaterne set efter bariatrisk kirurgi hos mennesker kan undersøges baseret på prækliniske dyreforsøg. SG reducerer kropsvægt, glukoseniveauer og mange metaboliske parametre, og er let at udføre med en lav forekomst af komplikationer. Målet med dette arbejde er at give en enkel metode og en ukompliceret præklinisk model af bariatrisk kirurgi hos dyr for forskere.
Introduction
Forekomsten af fedme er næsten tredoblet på verdensplan siden 1975. I 2016 var mere end 1,9 milliarder voksne over 18 år overvægtige, og over 650 millioner voksne var overvægtige. Forekomsten af T2D i den voksne befolkning er også fordoblet fra 4,7 % til 8,5 %, og antallet er steget fra 108 millioner til 422 millioner voksne mellem 1980 og 2014 på verdensplan1. De fleste bariatriske operationer resultere i betydelige vægttab, en reduktion af kropsfedt, og forbedring i glukose tolerance, insulinresistens og diabetes kontrol2. Ud over vægttab og remission af T2D, bariatrisk kirurgi yderligere producerer yderligere sundhedsmæssige fordele såsom hypertension kontrol og en lavere forekomst af visse typer af fedme relaterede kræft udvikling og progression3. Bariatrisk kirurgi inducerer også holdbare komplet, delvis remission af T2D, og nedsætter risikoen for ti-årige store koronar hjertesygdom (CHD) og en vis grad af cerebrovaskulær risiko. De underliggende mekanismer er imidlertid ikke helt forstået4.
Der er flere procedurer for bariatrisk / metabolisk kirurgi. Både restriktive og gastrointestinale bypass operationer giver positive virkninger på stofskiftet5. Af de bariatriske kirurgiske modeller, SG og modificeret Roux-en-Y gastrisk bypass har højere succes og lavere dødelighed og demonstrere pålidelige restriktive og gastrointestinale bypass kirurgi modeller i mus6. Selv om gastrointestinal bypass kirurgi giver mere vægttab og en betydelig forbedring af glukose tolerance og leversteatose end den restriktive procedure på lang sigt, SG stadig producerer god kontrol over kropsvægt og glukose niveauer og er let at udføre med en lav forekomst af komplikationer6. Andelen af SG steg fra 30% til 54% og Roux-en-Y gastrisk bypass operation faldt fra 52% til 32% fra 2008 til 20147. I øjeblikket, laparoskopisk SG er den mest almindeligt udført bariatriske procedure på nationalt plan inden for akademiske centre i USA8. Selv om der har været mange offentliggjorte rapporter om de patofysiologiske processer mellem bariatrisk kirurgi, diabetes og fedme, vi har brug for flere dyreforsøg til yderligere at udforske ukendte mekanismer.
Denne protokol har til formål at producere en dyr metode til at undersøge de mekanismer, der ligger til grund for resultaterne set efter bariatrisk kirurgi hos mennesker. Den nuværende translationelle undersøgelse kan give indsigt i mekanismen for fedme og T2D behandling fra SG.
Protocol
Representative Results
Discussion
De fleste af de prospektive kohorte undersøgelser har bekræftet, at øge body mass index er relateret til at øge dødeligheden. Fedme er forbundet med en højere risiko for diabetes, hjerte-kar-sygdomme (CVD), og død hos begge køn. De specifikke patologiske processer har etableret en sammenhæng mellem diabetes, fedme og dødelighed14. De systematiske undersøgelser viser fordelene ved bariatrisk kirurgi i at reducere risikofaktorer for CVD med beviser for ventrikelhypertrofi regression og fo…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi takker miss Isabelle Lu for den engelske fortælling.
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).
