Перенакопления Ileectomy индуцированной желчи в кишечнике мыши
Summary
Тонкой кишки зависимых желчные кислоты реабсорбции и обратной связи торможение синтеза печени желчных кислот имеет важное значение для системного гомеостаза и здравоохранения. В этом исследовании мы описываем модель мыши для подвздошной резекции для оценки ileectomy индуцированной желчь мальабсорбции, перенакопления и токсичности в кишечнике мыши.
Abstract
Кишечные резекции является общий терапевтический подход для человека заболеваний, как ожирение, воспалительные заболевания кишечника, болезнь Крона и рака толстой кишки, что часто приводит к тяжелой короткого кишечника синдром как неблагоприятные последствия, включая диарею желчных кислот, обезвоживание, помехи электролита и всасывания питательных веществ. Здесь мы представляем модель мышиных ИЛЕАЛ резекции, называют ileectomy, оценить ткани коммуникации и поддержания системных гомеостаза. После ИЛЕАЛ резекции циркулирующей крови лишена постоянно фактор роста фибробластов подвздошной кишки конкретных эндокринных гормонов 15 (FGF15), который выпускает его эндокринными ингибиция синтеза желчных кислот в печени. В сочетании с ростом производства и отменено реабсорбции после удаления подвздошной кишки желчных кислот мышей, которые перенес операцию страдают от перенакопления соли желчи в кишечнике и связанных понос, заболеваемости и смертности. Роман использование модели хирургии, введенной в этом исследовании может обеспечить механистическим и функциональных понимание ИЛЕАЛ контроль системных метаболических регулирования в физиологии и патологии.
Introduction
В современных биомедицинских исследований генетически модифицированных животных модели широко используются подбирать понимание заболеваний человека. В частности для изучения молекулярных регулирования, а также индуцированной биологические эффекты были использованы ткани или клетки конкретные выгоды и потери функции генов. Несмотря на успехи в манипулировании целевых генов в естественных условияхявляются сохраняющиеся ограничения. Первый, многие клетки или ткани конкретные изъятия будет влиять на несколько органов. Например эпителиальные гена удаления устранит выражение в эпителия нескольких тканей. Кроме того даже если исключить ограничивается конкретной ткани, пространственного управления редко осуществимо. Например в ткани как кишечник, разных сегментов выполнения весьма конкретных функций, которые нельзя манипулировать с точностью в естественных условиях. В таких ситуациях резекции тканей ген содержащих считается более эффективным изучение подход для определения механистическим и функциональной значимости ткани коммуникации.
Ileectomy является главным образом используется в больных Крона и воспалительных заболеваниях, сопровождающихся дистальной части подвздошной кишки 1,2,3. Подвздошной кишки обычно производит несколько гормонов, хранения энергии как фактор роста фибробластов 15/19 (FGF15/19), пептид YY (PYY) и глюкагон как пептид 1/2 (GLP1/2); Эти гормоны играют важную роль местных и эндокринной многих биологических функций4,5,6. Среди этих гормонов была обнаружена FGF15 как надежный эндокринной ингибитор синтеза желчных кислот в печени. После реабсорбируется в подвздошной enterocytes, желчных кислот активировать ядерных рецепторов farnesoid X рецептор (FXR) для стимулирования Fgf15 выражение, которое впоследствии приводит к обратной связи торможение синтеза печени желчных кислот 7. В недавнем исследовании, мы ввели мыши ileectomy модель для изучения ИЛЕАЛ kruppel подобный фактор 15 (KLF15) –Fgf15 сигнализации оси, который регулирует производство суточного желчных кислот в печени 8. Самое главное мы ввели новые семьи, kruppel как факторы, особенно KLF15, в биологии желчных кислот. На основе функциональных исследований, включая ileectomy хирургии, мы определили что upregulates KLF15 синтез желчных кислот через косвенные механизм не печени. Наконец подвздошной KLF15 также идентифицируется как первый эндогенного негативный регулятор Fgf15.
Кишечные сегментов, спуская от проксимальнее дистальной регионы отвечают за поглощение различных питательных веществ. Подвздошной кишки является основной сегмент ответственных за желчные кислоты и витамин B12 (B12V) поглощения 9. Более ранние исследования работают мыши модель резекции проксимального отдела кишки для изучения синдром укороченной тонкой кишки; для поддержания оптимального послеоперационный выживание ставки 10были предложены различные длины резекции, диеты и типы швов. Кроме того более недавний обзор указывает, что что ИЛЕАЛ резекции обычно приводит к более тяжелой болезни, чем другие желудочно-кишечные резекции сегмента (GI) благодаря снижению адаптационного потенциала остальных тракта 11. Эта тема приобрела интенсивные интересы групп фундаментальных и клинических исследований, тогда как понимание восстановления и эффективные терапевтические подходы по-прежнему ограничены.
Желчные кислоты понос является результатом диспропорции в желчные кислоты гомеостаза в энтерогепатической циркуляции 12,13. Это может быть следствием ИЛЕАЛ резекции, желудочно-кишечные заболевания или результат идиопатическая желчные кислоты мальабсорбции. Более чем 80% пациентов были найдены представить с понос после прохождения ИЛЕАЛ резекции 14. Ileectomy имеет потенциал, чтобы быть важным хирургии модель для расследования случаев диареи желчных кислот. В этом исследовании серия ИЛЕАЛ резекций предоставляют градиента оценки FGF15 дефицит, а также кишечной соли желчных мальабсорбции, перенакопления и токсичных ущерба.
Protocol
Representative Results
Discussion
Для выполнения успешной ileectomy, превосходной верхней брыжеечной артерии должны быть лигируют заранее блокировать приток крови к resecting сегмента. Ишемические сегмент подвздошной станет темно-фиолетовый после перевязки. Необходимо затем полностью резецируется ИЛЕАЛ сегмента. Нормальное…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование поддерживается Фондом тома Петерсона и низ предоставляют R01-HL119780 (Джайн, MK).
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
- McLeod, R. S. Surgery for inflammatory bowel diseases. Dig Dis. 21, 168-179 (2003).
- Hancock, L., Windsor, A. C., Mortensen, N. J. Inflammatory bowel disease: the view of the surgeon. Colorectal Dis. 8, 10-14 (2006).
- Polle, S. W., Bemelman, W. A. Surgery insight: minimally invasive surgery for IBD. Nat Clin Pract Gastroenterol Hepatol. 4, 324-335 (2007).
- 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).
- 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).
- Spreckley, E., Murphy, K. G. The L-Cell in Nutritional Sensing and the Regulation of Appetite. Front Nutr. 2, 23 (2015).
- Inagaki, T., et al. Fibroblast growth factor 15 functions as an enterohepatic signal to regulate bile acid homeostasis. Cell Metab. 2, 217-225 (2005).
- Han, S., et al. Circadian control of bile acid synthesis by a KLF15-Fgf15 axis. Nat Commun. 6, 7231 (2015).
- Christl, S. U., Scheppach, W. Metabolic consequences of total colectomy. Scand J Gastroenterol Suppl. 222, 20-24 (1997).
- 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).
- Tappenden, K. A. Pathophysiology of short bowel syndrome: considerations of resected and residual anatomy. J Parenter Enteral Nutr. 38, 14-22 (2014).
- Camilleri, M. Bile Acid diarrhea: prevalence, pathogenesis, and therapy. Gut Liver. 9, 332-339 (2015).
- Camilleri, M. Advances in understanding of bile acid diarrhea. Expert Rev Gastroenterol Hepatol. 8, 49-61 (2014).
- Mottacki, N., Simren, M., Bajor, A. Review article: bile acid diarrhoea – pathogenesis, diagnosis and management. Aliment Pharmacol Ther. 43, 884-898 (2016).
- 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).
- Hofmann, A. F., Poley, J. R. Cholestyramine treatment of diarrhea associated with ileal resection. N Engl J Med. 281, 397-402 (1969).
- Kir, S., et al. FGF19 as a postprandial, insulin-independent activator of hepatic protein and glycogen synthesis. Science. 331, 1621-1624 (2011).
- Kuipers, F., Bloks, V. W., Groen, A. K. Beyond intestinal soap–bile acids in metabolic control. Nat Rev Endocrinol. 10, 488-498 (2014).
- Buchman, A. L., Scolapio, J., Fryer, J. AGA technical review on short bowel syndrome and intestinal transplantation. Gastroenterology. 124, 1111-1134 (2003).
