Summary

Ileectomy 유도 담 즙 Overaccumulation 마우스 소장에서

Published: August 21, 2017
doi:

Summary

소장-종속 담 즙 산 재흡수 및 간 담 즙 산 합성의 피드백 저해 조직의 항상성 및 건강에 대 한 중요 하다. 이 연구에서 우리는 ileal 절제술 ileectomy 유도 담 즙 흡수 장애, overaccumulation, 그리고 마우스 소장에서 독성 평가를 위한 마우스 모델을 설명 합니다.

Abstract

창 자 절제술은 비만 같은 인간의 질병, 염증 성 장 질환, 크 론 병, 및 종종 결과 심한 짧은 창 자 증후군 같은 부작용 등 담 즙 산 성 설사, 대 장 암에 대 한 일반적인 치료 방법 탈수, 전해질 장애, 고 영양 흡수 장애입니다. 여기 ileectomy, 조직 커뮤니케이션 및 조직의 항상성 유지 되 나 murine ileal 절제 모델을 소개 합니다. Ileal 절제 후 혈액 순환 영구적으로 없는 상태입니다 회장 관련 내 분 비 호르몬 섬유 아 세포 성장 인자 15 (FGF15), 간에 서 담 즙 산 합성의 endocrinal 그것의 금지를 해제. 생산 증가는 회장을 제거 후 담 즙 산의 폐지 재흡수와 함께, 수술 마우스 소장와 관련 된 설사, 사망률, 및 사망률에서 담 즙 소금 overaccumulation에서 고통. 이 연구에 도입 된 수술 모델의 비 발한 사용 생리학과 질병에 조직 대사 규제의 ileal 제어에 대 한 기계적이 고 기능적인 통찰력을 제공할 수 있습니다.

Introduction

현대 생물 의학 연구에 유전자 조작된 동물 모델은 인간의 질병에 대 한 통찰력을 수집에 널리 활용 된다. 특히, 조직 또는 세포 특정 이득 및 손실 기능 유전자의 분자 규제 유도 생물학적 효과 공부 사용 되었습니다. 대상 유전자에서 vivo에서조작에 전진에도 불구 하 고 느린 한계가 있다. 처음, 많은 세포 또는 조직의 특정 삭제 여러 장기에 영향을 것입니다. 예를 들어 상피 유전자 삭제 여러 조직의 epithelia에 식을 제거 합니다. 또한, 삭제는 특정 조직에 제한 하는 경우에 공간 컨트롤은 거의 가능 합니다. 예를 들어 내장 같은 조직에서 고유한 세그먼트 vivo에서정밀 조작 될 수 없는 매우 특정 기능을 수행. 이러한 상황에서 유전자를 포함 하는 조직의 절제 조직 커뮤니케이션의 기계적이 고 기능적인 의미를 결정 하기 위해 보다 효율적인 공부 방법이 될 여겨진다.

Ileectomy는 크의 대부분에 사용된 환자 및 원심 회장 1,2,3를 포함 하는 염증 성 질환. 회장은 일반적으로 생산 하 고 여러 섬유 아 세포 성장 인자 15/19 같은 에너지 저장 호르몬 (FGF15/19), 펩 티 드 YY (PYY), 글 루카 곤 유사 펩 티 드 1/2 (GLP1/2); 이러한 호르몬 많은 생물학 기능4,,56에 중요 한 지역 및 내 분 비 역할을 재생합니다. 이들이 호르몬 중 FGF15는 간에 서 담 즙 산 합성의 강력한 내 분 비 억제제로 발견 되었습니다. 일단 ileal enterocytes로 재흡수, 담 즙 산 핵 수용 체 farnesoid X 수용 체 (FXR) Fgf15 식 자극을 연속적으로 간 담 즙 산 합성 7의 피드백 저해에 이르게 활성화 합니다. 최근 연구에서 우리는 ileal kruppel 같은 인자 15 (KLF15)를 공부 하기 위하여 마우스 ileectomy 모델을 도입-Fgf15 축 간 8circadian 담 즙 산 생산을 조절 하는 신호. 가장 중요 한 것은, 우리 소설 가족을, kruppel와 같은 요인, 특히 KLF15, 담 즙 산 생물학에 소개 했다. Ileectomy 수술을 포함 한 기능 연구를 바탕으로, 우리는 간접 키 모 비 메커니즘을 통해 그 KLF15 upregulates 담 즙 산 합성 결정. 마지막으로, ileal KLF15 Fgf15의 첫 번째 내 생 부정적인 레 귤 레이 터로도 식별 됩니다.

말 초 영역에 인접에서 내림차순 장 세그먼트 다른 영양소의 흡수에 대 한 책임이 있습니다. 회장은 주요 세그먼트 담 즙 산과 비타민 B12 (Vb 12) 흡수 9에 대 한 책임 이다. 이전 연구를 고용 짧은 창 자 증후군; 공부를 인접 창 자 절제술의 마우스 모델 다양 한 절제 길이, 다이어트, 및 봉합 사 종류는 최적의 수술 후 생존 율 10을 유지 하기 위해 제시 되었다. 또한, 최근 검토 ileal 절제 그 나머지로 11의 감소 적응 능력 때문에 다른 위장 (GI) 세그먼트 절제술 보다 더 심각한 질병에 일반적으로 결과 나타냅니다. 이 항목 복구 및 효과적인 치료 접근의 이해는 제한 하는 반면 기초 및 임상 연구 그룹의 집중적인 관심을 얻고 있다.

담 즙 산 설사 장 순환 12,13에서 담 즙 산 항상성 불균형에서 발생합니다. Ileal 절제술, 위장 질환, 또는 idiopathic 담 즙 산 흡수 장애의 결과의 결과 수 있습니다. 환자의 80% 이상이 14ileal 절제술 받은 후 설사와 함께 현재 발견 되었습니다. Ileectomy 담 즙 산 성 설사의 조사에 대 한 중요 한 수술 모델이 될 가능성이 있다. 본이 연구에서는 ileal 절제술의 시리즈 FGF15 결핍으로 장의 담 즙 소금 흡수 장애, overaccumulation, 그리고 독성 손상의 그라데이션 평가 제공 합니다.

Protocol

동물 프로토콜 검토 기관 동물 관리 및 사용 케이스 서쪽 예비 대학의과 대학에 위원회에 의해 승인 및 가이드는 국립 보건원 (NIH)에 따라 실시 했다는 관리 및 실험 동물의 사용 (제 8 판, 2011). 마우스는 미국 수의 의학 협회 (AVMA) 지침 준수 방법으로 동물의 안락사에 대 한 안락사 했다 (2013 판). C57BL/6J, 남성, 8-16 주 오래 된 마우스는이 프로토콜에 사용 되었다. 마우스는 12 h 다크/라이트 사이클 환…

Representative Results

Ileectomy에 대 한 절차는 그림 1에 표시 됩니다. 첫 번째 단계 마우스 복 부 피부를 준비 하 고, 복 부 절 개를 하 고 견인 기를 사용 하 여 창 (그림 1A-C)를 완전히 노출 하는 합니다. 다음, 마우스 맹 위치 했다 (그림 1D); 주어진 그것의 크기와 모양이 그것을 쉽게 식별할 수 있는 랜드?…

Discussion

성공적인 ileectomy를 수행 하기 위해 우수한 mesenteric 동맥 resecting 세그먼트에 혈액 공급을 차단 하도록 사전에 출혈 수 해야 합니다. 허 혈 성 ileal 세그먼트 결 찰 후 어두운 자주색을 돌 것 이다. Ileal 세그먼트 해야 합니다 다음 완전히 절제 수 있습니다. 정상적인 혈액 공급 유지 종료에 대 한 보장 되어야 합니다. 이 쉽게 봉합 후 원인 때문에 허 혈 성 괴 사 수술 실패 수 출혈 및 부적 절 한 제거를…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 연구는 톰 피터슨 재단에 의해 지원 되 고 NIH R01-HL119780 (자이나교, MK) 부여.

Materials

Dissection microscope Olympus SZ61 For surgery 
Animal temperature controller Physitemp Instruments, Inc. TCAT-2LV For body temperature control
Isoflurane anesthetic vaporizer VetEquip  911104 For anesthesia
Dissection forceps  Fine Science Tools, Inc. 11274-20 For surgery 
Scissors  Fine Science Tools, Inc. 14084-08 For surgery 
Needle holder  Roboz Surgical Instrument Co. RS-7882 For surgery 
Micro knives-needle blade Fisher Scientific 10318-14 For surgery 
6-0 monofilament suture Ethicon 1698G For abdominal skin closure
7-0 silk suture Ethicon 766G For ligation
8-0 monofilament suture Ethicon 1714G For anastomosis
Surgical sponges Dynarex Corp. 3333 For surgery 
Small cotton-tipped applicators  Fisher Scientific 23-400-118 For surgery 
Isoflurane Piramal Healthcare Limited 66794-013-25 For anasthesia
Buprenorphine hydrochloride Reckitt-Benckiser Pharmaceuticals 12496-0757-1 For analgesia
0.9% sodium chloride Injection B. Braun Medical Inc. 0264-7800-10 For washing/injection
Povidone iodine prep solution Dynarex Corp. 1413 For skin preparation
Puralube vet ointment Dechra Veterinary Products 17033-211-38 For eye pretection
Hair remover lotion Church & Dwight Co., Inc. For skin preparation
Intensive care unit ThermoCare FW-1 For post-surgery recovery
DietGel recovery ClearH2O 72-06-5022 For post-surgery recovery
Aurum total RNA fatty and fibrous tissue kit Bio-Rad 7326830 For RNA isolation
iScript reverse transcription supermix for RT-qPCR Bio-Rad 1708841 For reverse transcription assay
TaqMan fast advanced master mix Applied Biosystems/Life Technologies 4444965 For QPCR analysis
Total bile acid assay kit Genzyme Diagnostic DZ042A-K01 For bile acid assay
C57BL/6J  The Jackson Laboratory

References

  1. McLeod, R. S. Surgery for inflammatory bowel diseases. Dig Dis. 21, 168-179 (2003).
  2. Hancock, L., Windsor, A. C., Mortensen, N. J. Inflammatory bowel disease: the view of the surgeon. Colorectal Dis. 8, 10-14 (2006).
  3. Polle, S. W., Bemelman, W. A. Surgery insight: minimally invasive surgery for IBD. Nat Clin Pract Gastroenterol Hepatol. 4, 324-335 (2007).
  4. Fon Tacer, K., et al. Research resource: Comprehensive expression atlas of the fibroblast growth factor system in adult mouse. Mol Endocrinol. 24, 2050-2064 (2010).
  5. Pournaras, D. J., et al. The role of bile after Roux-en-Y gastric bypass in promoting weight loss and improving glycaemic control. Endocrinology. 153, 3613-3619 (2012).
  6. Spreckley, E., Murphy, K. G. The L-Cell in Nutritional Sensing and the Regulation of Appetite. Front Nutr. 2, 23 (2015).
  7. Inagaki, T., et al. Fibroblast growth factor 15 functions as an enterohepatic signal to regulate bile acid homeostasis. Cell Metab. 2, 217-225 (2005).
  8. Han, S., et al. Circadian control of bile acid synthesis by a KLF15-Fgf15 axis. Nat Commun. 6, 7231 (2015).
  9. Christl, S. U., Scheppach, W. Metabolic consequences of total colectomy. Scand J Gastroenterol Suppl. 222, 20-24 (1997).
  10. Helmrath, M. A., VanderKolk, W. E., Can, G., Erwin, C. R., Warner, B. W. Intestinal adaptation following massive small bowel resection in the mouse. J Am Coll Surg. 183, 441-449 (1996).
  11. Tappenden, K. A. Pathophysiology of short bowel syndrome: considerations of resected and residual anatomy. J Parenter Enteral Nutr. 38, 14-22 (2014).
  12. Camilleri, M. Bile Acid diarrhea: prevalence, pathogenesis, and therapy. Gut Liver. 9, 332-339 (2015).
  13. Camilleri, M. Advances in understanding of bile acid diarrhea. Expert Rev Gastroenterol Hepatol. 8, 49-61 (2014).
  14. Mottacki, N., Simren, M., Bajor, A. Review article: bile acid diarrhoea – pathogenesis, diagnosis and management. Aliment Pharmacol Ther. 43, 884-898 (2016).
  15. Rao, A., et al. The organic solute transporter alpha-beta, Ostalpha-Ostbeta, is essential for intestinal bile acid transport and homeostasis. Proc Natl Acad Sci. 105, 3891-3896 (2008).
  16. Hofmann, A. F., Poley, J. R. Cholestyramine treatment of diarrhea associated with ileal resection. N Engl J Med. 281, 397-402 (1969).
  17. Kir, S., et al. FGF19 as a postprandial, insulin-independent activator of hepatic protein and glycogen synthesis. Science. 331, 1621-1624 (2011).
  18. Kuipers, F., Bloks, V. W., Groen, A. K. Beyond intestinal soap–bile acids in metabolic control. Nat Rev Endocrinol. 10, 488-498 (2014).
  19. Buchman, A. L., Scolapio, J., Fryer, J. AGA technical review on short bowel syndrome and intestinal transplantation. Gastroenterology. 124, 1111-1134 (2003).
check_url/55728?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Zhang, R., Ray, J. W., Jain, M. K., Han, S. Ileectomy-induced Bile Overaccumulation in Mouse Intestine. J. Vis. Exp. (126), e55728, doi:10.3791/55728 (2017).

View Video