Ett protokoll för Roux-en-Y Gastric Bypass hos råttor med linjära häftapparater

Summary

Roux-en-Y gastric bypass (RYGB) utförs för att behandla fetma och diabetes. Mekanismerna bakom RYGB:s effekt är dock inte helt förstådda, och studierna begränsas av tekniska svårigheter som leder till hög dödlighet i djurmodeller. Den här artikeln innehåller instruktioner om hur du utför RYGB hos råttor med hög framgångsgrad.

Abstract

Roux-en-Y gastric bypass (RYGB) utförs ofta för behandling av svår fetma och typ 2-diabetes. Mekanismen för viktminskning och metaboliska förändringar är dock inte väl förstådd. Flera faktorer tros spela en roll, inklusive minskat kaloriintag, minskad näringsabsorption, ökad mättnad, frisättning av mättnadsfrämjande hormoner, förändringar i gallsyrametabolism och förändringar i tarmfloran.

Råttan RYGB-modellen presenterar ett idealiskt ramverk för att studera dessa mekanismer. Tidigare arbete med musmodeller har haft hög dödlighet, från 17 till 52%, vilket begränsar deras antagande. Råttmodeller visar mer fysiologisk reserv till kirurgiska stimulanser och är tekniskt lättare att anta eftersom de möjliggör användning av kirurgiska häftapparater. En utmaning med kirurgiska häftapparater är dock att de ofta lämnar en stor magpåse som inte är representativ för RYGB hos människor.

I detta protokoll presenterar vi ett RYGB-protokoll hos råttor som resulterar i en liten magpåse med kirurgiska häftapparater. Med hjälp av två häftapparatbränder som tar bort råttans skogsomach får vi en mindre magpåse liknande den efter en typisk mänsklig RYGB. Kirurgiska häftning resulterar också i bättre hemostas än skarp uppdelning. Dessutom innehåller råttans skogsomach inga körtlar och dess avlägsnande bör inte ändra RYGB: s fysiologi.

Viktminskning och metaboliska förändringar i RYGB kohorten var betydande jämfört med sham kohorten, med betydligt lägre glukos tolerans vid 14 veckor. Dessutom har detta protokoll en utmärkt överlevnad på 88,9% efter RYGB. De färdigheter som beskrivs i detta protokoll kan förvärvas utan tidigare mikrokirurgisk erfarenhet. När den har behärskats kommer denna procedur att ge ett reproducerbart verktyg för att studera mekanismerna och effekterna av RYGB.

Introduction

Fetma och typ 2-diabetes har blivit världsepidemier¹. Även om medicinsk viktminskning kan förbättra diabetes hos patienter, gynnas de med svår diabetes mest av bariatrisk kirurgi. Bariatrisk kirurgi har visat sig vara säker och effektiv vid viktminskning och förbättra eller bota typ 2 diabetes^2,3, även hos dem med långvarig sjukdom⁴. Metabola bariatriska förfaranden, såsom den nuvarande guldstandard Roux-en-Y gastric bypass (RYGB) kirurgi, inducera snabba och ihållande förbättringar av glukos homeostas samtidigt minska behovet av diabetiker mediciner^5,6,7.

Efter RYGB sker glukoshomeostasförbättring snabbt och är oberoende av viktminskningen⁸. Två stora teorier har föreslagits för att förklara de metaboliska förändringar i samband med diabetes eftergift som uppstår efter metabolisk kirurgi. Först postulerar hindguthypotesen att högre koncentrationer av osmälta näringsämnen efter bypass når den distala tarmen vilket förbättrar frisättningen av hormoner som GLP-1. Å andra sidan föreslår foreguthypotesen att kringgå proximal tarm minskar utsöndring av anti-inkrementellhormoner. Båda dessa effekter kan leda till tidig förbättring av glukosmetabolism⁹.

Djurmodeller har potential att vara ett kraftfullt verktyg för att studera dessa mekanismer. En stor barriär för att använda mus- eller råttmodeller är dock den tekniska svårigheten att utföra dessa procedurer. De flesta studier har förlitat sig på mus- eller^{råttmodeller 10,11,12}. Musmodeller har varit svåra eftersom musmagen är för liten för att använda^{häftapparatenheter 11}, och dödligheten är oacceptabelt hög, från 17 till 52%¹³. Hos råttor är vissa protokoll fortfarande tekniskt svåra att utföra på grund av komplex ligatur av magkärl innan magen^{delas 12,14}. Andra modeller delar magen med en häftapparat men lämnar en stor påse som inte överensstämmer med inlägget RYGB human anatomi¹¹. I den här modellen ger vi detaljerade instruktioner om hur man utför RYGB med linjära häftapparater i en råttmodell vilket resulterar i en magpåse mer i linje med den mänskliga anatomin. Sammantaget var detta förfarande associerat med utmärkt överlevnad priser och metabola resultat.

Protocol

Djuranvändningsprotokollen godkändes av Health Science Animal Care and Use Committee vid University of Alberta (AUP00003000). Se bild 1 för ett diagram som visar RYGB-anatomin. 1. Roux-en-Y gastric bypass Beredning av djur och operativ inställning En vecka före operationen, ge råttorna oral rehydreringsterapi och flytande kost utöver deras fasta kost och vatten för att acklimatisera dem till denna nya kost. Snabba råttor med e…

Representative Results

Djur och inhysning36 hanråttor från Wistar var inhysta i par och matades med 60 % steril gnagardiet med hög fetthalt från sex veckors ålder (figur 2). Vid 16 veckors ålder genomgick de RYGB eller sham kirurgi. Efter den första postoperativa veckan återupptogs råttor på en fettrik diet. Hälften av råttorna avlivades vid 2 veckor postoperativa och den andra hälften avlivades vid 14 veckor postoperativa. Dödlighet<b…

Discussion

RYGB innebär att man skapar en liten magpåse (mindre än 30 ml) och skapandet av en biliopancreatic lem och en Roux lem (Figur 1). Hos människor är gallans bukspottskörtel vanligtvis 30 till 50 cm och transporterar sekret från magrester, lever och bukspottkörtel. Roux-lemmen är vanligtvis 75 till 150 cm lång och är den primära kanalen för intag av mat. Den gemensamma kanalen är den återstående små tarmdistala till där de två extremiteterna går med och är där majoriteten …

Materials

2-0 Silk Sutures	Ethicon	K533
3-0 Vicryl Sutures	Ethicon	J219H
4% Isoflurane	N/A	N/A
5% Dextrose and 0.9% Sodium Chloride Solution – 1000 mL	Baxter	2B1064
50 mL Conical Centrifuge Tubes	Fisher Scientific	14-432-22
6-0 Prolene Sutures	Ethicon	8805H
Anesthetic Machine	N/A	N/A
Animal Hair Shaver	N/A	N/A
Betadine Solution	N/A	N/A
Castrojievo Needle Holder with lock 14 cm (smooth curved)	World Precision Instruments	503258
ECHELON FLEX Articulating Endoscopic Linear Cutter	Ethicon	EC45A
Economy Tweezers #4	World Precision Instruments	501978
ENDOPATH ETS Articulating Linear Cutter 45mm Reloads	Ethicon	6R45B
Far Infrared Warming Pad Controller with warming pad (15.2 cm W x 20.3 cm L), pad temperature probe, and 10 disposable, non-sterile sleeve protectors	Kent Scientific	RT-0515
Large Rat Elizabethan Collar	Kent Scientific	EC404VL-10
Liquid Diet Feeding Tube (150 mL)	Bio-Serv	9007
Liquid Diet Feeding Tube Holder (short adjustable)	Bio-Serv	9015
Micro Mosquito Forceps	World Precision Instruments	500452
Micro Scissors	World Precision Instruments	503365
Mouse Diet, High Fat Fat Calories (60%), Soft Pellets	Bio-Serv	S3282
No. 11 Blade and Scalpel Handle	N/A	N/A
OPMI Vario Surgical Microscope	ZEISS	S88
Raised Floor Grid	Tecniplast	GM500150 Raised Floor Grid
Rodent Liquid Diet, Lieber-DeCarli '82, Control, 4 Liters/Bag	Bio-Serv	F1259
Sodium Chloride Irrigation 0.9% Solution – 500 mL	Baxter	JF7633
Sterile Cotton Swabs	N/A	N/A
Sterile Drape	N/A	N/A
Sterile Towel	N/A	N/A
Thermal Cautery Unit	World Precision Instruments	501293