Video Imaging e mappe spazio-temporale per analizzare la motilità gastrointestinale nei topi

Mathusi Swaminathan; Elisa Hill-Yardin; Melina Ellis; Matthew Zygorodimos; Leigh A. Johnston; Rachel M. Gwynne; Joel C. Bornstein

doi:10.3791/53828

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Articolo metodologico

Video Imaging e mappe spazio-temporale per analizzare la motilità gastrointestinale nei topi

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DOI:

10.3791/53828

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3 febbraio 2016

Mathusi Swaminathan^*¹ , Elisa Hill-Yardin^*¹ , Melina Ellis¹ , Matthew Zygorodimos² , Leigh A. Johnston³ , Rachel M. Gwynne¹ , Joel C. Bornstein¹

¹Department of Physiology, The University of Melbourne, ²Melbourne School of Engineering, The University of Melbourne, ³Department of Electrical and Electronic Engineering, The University of Melbourne

^* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Questo articolo descrive una tecnica di imaging video e una mappatura spazio-temporale ad alta risoluzione per identificare i cambiamenti nella regolazione neurale della motilità del colon nei topi adulti. Effetti sottili sulla funzione gastrointestinale (GI) possono essere rilevati utilizzando questo approccio in preparati tissutali isolati per migliorare la nostra comprensione della malattia gastrointestinale.

Abstract

Il sistema nervoso enterico (ENS) gioca un ruolo importante nella regolazione gastrointestinale (GI) motilità e può funzionare indipendentemente dal sistema nervoso centrale. Cambiamenti nella funzione ENS sono una delle principali cause di sintomi gastrointestinali e malattie e possono contribuire a sintomi gastrointestinali riportati in disturbi neuropsichiatrici, tra cui l'autismo. E 'ben noto che isolati segmenti del colon generano spontanei, contrazioni ritmiche note come colon Migrazione motore Complessi (CMMCs). Una procedura per analizzare la regolazione neurale enterica di CMMCs in ex vivo preparazioni di due punti del mouse è descritto. Il colon è sezionato dall'animale e lavato per rimuovere i contenuti fecale prima di essere cannulate in un bagno d'organo. I dati vengono acquisite tramite una telecamera posizionata sopra la vasca organo e convertito in mappe spazio-temporali ad alta risoluzione tramite un pacchetto software in-house. Utilizzando questa tecnica, i modelli contrattili di base e gli effetti farmacologici sulla funzione ENS a colon segments possono essere confrontati più di 3-4 ore. Inoltre, la lunghezza e la velocità di propagazione di CMMCs possono essere registrate così come i cambiamenti di diametro intestino e la frequenza di contrazione. Questa tecnica è utile per la caratterizzazione di modelli della motilità gastrointestinale in modelli di topi transgenici (e in altre specie, tra cui ratti e cavie). In questo modo, i cambiamenti indotti farmacologicamente in CMMCs sono registrati nei topi wild-type e nel modello di topo ^R451C neuroligin-3 di autismo. Inoltre, questa tecnica può essere applicata ad altre regioni del tratto gastrointestinale compreso il duodeno, digiuno e ileo e a diverse età dello sviluppo nei topi.

Introduzione

Il sistema nervoso enterico (ENS) è la rete neuronale intrinseca del tratto gastrointestinale e modula diverse funzioni come la digestione del contenuto intestinale, l'assorbimento delle sostanze nutritive e la secrezione e riassorbimento di fluido. I neuroni del ENS si trovano nelle mienterici e sottomucosa plessi. Il plesso mioenterico svolge un ruolo importante nella regolazione della motilità gastrointestinale ¹ mentre il plesso sottomucoso è principalmente coinvolto nel controllo della secrezione ^2,3. Il plesso mioenterico si trova tra gli strati muscolari longitudinali e circolari della parete gastrointestinale. L'attività contratt....