Sobreacumulación de Ileectomy inducida por bilis en intestino de ratón
Summary
Reabsorción del ácido de bilis del intestino-dependiente y la inhibición de la regeneración de la síntesis hepática de ácidos biliares es importante para la salud y la homeostasis sistémica. En este estudio, describimos un modelo de ratón para la resección ileal evaluar la malabsorción biliar inducida por ileectomy, la sobreacumulación y la toxicidad en intestino de ratón.
Abstract
La resección intestinal es un enfoque terapéutico común para enfermedades humanas como la obesidad, enfermedad inflamatoria intestinal, enfermedad de Crohn y cáncer de colon que a menudo resulta en intestino corto severo síndrome-como los efectos adversos como diarrea de ácidos biliares, deshidratación, trastornos electrolíticos y mala absorción de nutrientes. Aquí introducimos un modelo murino de resección iléica, denominado ileectomy, para evaluar la comunicación de tejido y el mantenimiento de la homeostasis sistémica. Después de la resección ileal, sangre circulante carece permanentemente el factor de crecimiento del fibroblasto hormona endocrina específica de íleon 15 (FGF15), que lanza su endocrinas inhibición de la síntesis de ácidos biliares en el hígado. En combinación con el aumento de la producción y suprimido la reabsorción de ácidos biliares después de quitar el íleo, ratones que experimentaron la cirugía sufren de sobreacumulación de sales biliares en el intestino y asoció diarrea, morbilidad y mortalidad. Uso novedoso del cirugía modelo introducido en este estudio puede proporcionar la visión mecanicista y funcional control ileal de regulación metabólica sistémica en fisiología y enfermedad.
Introduction
En investigación biomédica moderna, modelos de animales genéticamente manipulados son ampliamente utilizados para recoger ideas sobre enfermedades humanas. En particular, tejido o célula-funciones específicas de ganancia y la pérdida de genes se han utilizado para estudiar la regulación molecular así como efectos biológicos inducidos. A pesar de los avances en la manipulación de genes diana en vivo, hay limitaciones persistentes. Primero, muchas células o tejido deleciones específicas afecta múltiples órganos. Por ejemplo, canceladura del gene epitelial eliminará la expresión en los epitelios de tejidos múltiples. Además, incluso si la eliminación se limita a un tejido específico, control espacial es raramente factible. Por ejemplo, en un tejido como el intestino, distintos segmentos realizan funciones muy específicas que no pueden manipularse con precisión en vivo. En estas situaciones, la resección de los tejidos que contienen el gen se considera un enfoque de estudio más eficiente para determinar el significado funcional y mecanicista de la comunicación del tejido.
Ileectomy es sobre todo utilizado en pacientes con Crohn y enfermedades inflamatorias que involucra el íleo distal 1,2,3. El íleon normalmente produce varias hormonas de almacenamiento de energía como factor de crecimiento fibroblástico 15/19 (FGF15/19), péptido YY (PYY) y péptido similar al glucagón GLP1/2; 1/2 estas hormonas desempeñan importantes funciones locales y endocrinas en muchas funciones biológicas4,5,6. Entre estas hormonas, FGF15 ha sido identificado como un robusto endocrino inhibidor de síntesis de ácidos biliares en el hígado. Una vez reabsorbido en enterocitos ileales, ácidos biliares activan el receptor de farnesoid X receptor nuclear (FXR) para estimular la expresión de Fgf15 , que posteriormente conduce a la inhibición de la regeneración de la síntesis de ácido biliar hepática 7. En un estudio reciente, introdujo el modelo de ileectomy de ratón para estudiar el íleon kruppel-like factor 15 (KLF15) –Fgf15 señalización eje que regula la producción de los ácidos biliares en el hígado 8. Lo más importante, hemos introducido a una nueva familia, los factores kruppel-like, particularmente KLF15, en Biología del ácido de bilis. Basado en estudios funcionales, incluyendo la ileectomy, se determinan KLF15 estimula ácido de bilis síntesis a través de un mecanismo indirecto de no-hepático. Por último, KLF15 ileal también se identifica como el primer regulador negativo endógeno de Fgf15.
Los segmentos intestinales desde proximal a distales regiones son responsables de la absorción de diferentes nutrientes. El íleon es el segmento principal responsable de ácido biliar y vitamina B12 (v.B12) absorción 9. Un estudio anterior empleó un modelo de ratón de la resección de intestino proximal para estudiar el síndrome de intestino corto; varias longitudes de resección, las dietas y tipos de sutura se propusieron mantener una tasa de supervivencia después de la cirugía óptima del 10. Además, una revisión más reciente indica que la resección ileal típicamente resulta en una enfermedad más severa que otras resecciones de segmentos gastrointestinales (GI) debido a la disminuida capacidad de adaptación de los restantes de la zona 11. Este tema ha ganado a intensivo intereses de grupos de investigación básica y clínica, mientras que la comprensión de los enfoques terapéuticos eficaces y recuperación son todavía limitadas.
Diarrea biliar ácida el resultado de desequilibrios en la homeostasis ácido de bilis en la circulación enterohepática 12,13. Puede ser una consecuencia de la resección ileal, enfermedad gastrointestinal o un resultado de malabsorción idiopática de ácidos biliares. Se han encontrado más de 80% de los pacientes que presentan diarrea tras someterse a una resección ileal 14. Ileectomy tiene el potencial para ser un modelo de cirugía importante para la investigación de la diarrea de ácidos biliares. En este estudio, una serie de resecciones ileales proporcionar una evaluación del gradiente de FGF15 deficiencia así como malabsorción de sales biliares intestinales, sobreacumulación y daños tóxicos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Para llevar a cabo una exitosa ileectomy, la arteria mesentérica superior debe ligarse por adelantado para bloquear el suministro de sangre al segmento resecting. El segmento de íleon isquémico volverá púrpura oscuro después de la ligadura. El segmento ileal entonces debe ser resecado totalmente. Un suministro normal de sangre se realizará para los extremos retenidos. Esto es esencial para evitar el sangrado e incorrecta eliminación, que puede fácilmente causa fracaso quirúrgico debido a la necrosis isquémica …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta investigación es apoyada por Fundación de Tom Peterson y concesión de NIH R01-HL119780 (Jain, 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
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