أوفيراككوموليشن الناجمة عن إيليكتومي الصفراوية في الأمعاء الماوس
Summary
إعادة استيعاب حامض الصفراء تعتمد على الأمعاء وتثبيط تغذية مرتدة التوليفي الكبدية الصفراوية حمض مهم للتوازن المنهجي والصحة. في هذه الدراسة، يصف لنا نموذج ماوس لاستئصال لفائفي لتقييم سوء الامتصاص الناجم عن إيليكتومي الصفراء، أوفيراككوموليشن، وسمية في الأمعاء الماوس.
Abstract
استئصال الأمعاء هو نهج علاجي مشترك للأمراض التي تصيب الإنسان مثل السمنة ومرض التهاب الأمعاء وداء كرون وسرطان القولون الذي غالباً ما ينتج عن الآثار الضارة مثل متلازمة الأمعاء القصيرة شديدة بما في ذلك الإسهال حامض الصفراء، الجفاف واضطرابات المنحل بالكهرباء، وسوء امتصاص المغذيات. هنا نقدم نموذجا بتر لفائفي مورين، يسمى إيليكتومي، لتقييم الاتصالات الأنسجة والحفاظ على التوازن المنهجي. بعد بتر لفائفي، تعميم الدم بشكل دائم تخلو من عامل النمو تنتجها الخلايا الليفية هرمون الغدد الصماء خاصة الدقاق 15 (FGF15)، التي تصدر عن تثبيط الصماء تخليق حامض الصفراء في الكبد. في تركيبة مع زيادة الإنتاج وإعادة استيعاب الملغاة من الأحماض الصفراوية بعد إزالة الدقاق، تعاني الفئران التي خضعت لعملية جراحية أوفيراككومولاتيون الملح الصفراوية في الأمعاء والإسهال المرتبطة بها، والاعتلال، والوفيات. رواية استخدام نموذج عملية جراحية في هذه الدراسة قد ثاقبة الميكانيكية والفنية التحكم لفائفي التنظيم الأيضي المنهجية في علم وظائف الأعضاء والأمراض.
Introduction
في البحوث الطبية الحيوية الحديثة، ونماذج حيوانية محوره وراثيا تستخدم على نطاق واسع استخلاص رؤى في الأمراض التي تصيب الإنسان. على وجه الخصوص، قد استخدمت الأنسجة أو وظائف الربح والخسارة الخاصة بالخلية الجينات لدراسة التنظيم الجزيئي، فضلا عن الآثار البيولوجية المستحث. وعلى الرغم من التقدم في معالجة الهدف الجينات في فيفو، هناك قيود الذي طال أمده. الحذف الخاصة الأولى، العديد من الخلايا أو الأنسجة سوف تؤثر على أجهزة متعددة. على سبيل المثال، حذف الجينات الظهارية سيقضي على التعبير ابيثيليا من الأنسجة المتعددة. علاوة على ذلك، حتى لو حذف مقصور على نسيج معين، نادراً ما أمكن السيطرة المكانية. على سبيل المثال، تنفيذ جزأين متمايزين في أنسجة مثل الأمعاء، مهام محددة للغاية التي لا يمكن معالجته مع الدقة في فيفو. وفي هذه الحالات، يعتبر استئصال الأنسجة المحتوية على الجينات نهج دراسة أكثر كفاءة لتحديد أهمية الاتصال الأنسجة الميكانيكية والفنية.
إيليكتومي الغالب تستخدم في مرضى كرون والتهابات الأمراض التي تنطوي على الدقاق القاصي 1،2،3. الدقاق تنتج عادة عدة هرمونات تخزين الطاقة مثل عامل النمو تنتجها الخلايا الليفية 15/19 (FGF15/19) والببتيد YY (بيي) مثل الجلوكاجون الببتيد 1/2 (GLP1/2)؛ هذه الهرمونات تلعب أدواراً هامة في المحلية والغدد الصماء في الكثير من الوظائف البيولوجية4،،من56. من بين هذه الهرمونات، تم التعرف على FGF15 كمثبط الغدد الصماء قوية تخليق حامض الصفراء في الكبد. بمجرد إعادة استيعاب في انتيروسيتيس لفائفي، الأحماض الصفراوية تنشيط مستقبلات فارنيسويد X مستقبلات النووية (FXR) لتحفيز التعبير Fgf15 ، الأمر الذي يؤدي بعد ذلك إلى تثبيط التغذية المرتدة من حامض الصفراء الكبدية توليف 7. في دراسة أجريت مؤخرا، قدمنا نموذج إيليكتومي الماوس من أجل دراسة العوامل مثل كروبيل لفائفي 15 (KLF15)–Fgf15 يشير إلى المحور الذي ينظم إنتاج حامض الصفراء الإيقاعية في الكبد 8. الأهم من ذلك، أدرجنا عائلة رواية، عوامل مثل كروبيل، لا سيما KLF15، في البيولوجيا حامض الصفراء. استناداً إلى الدراسات الفنية بما في ذلك الجراحة إيليكتومي، عقدنا العزم أن توليف حمض الصفراء أوبريجولاتيس KLF15 عبر إليه غير الكبد غير مباشرة. وأخيراً، اعتبرت KLF15 لفائفي أيضا الجهة السلبية الذاتية أول من Fgf15.
أجزاء الأمعاء تنازلي من الأقرب إلى المناطق البعيدة المسؤولة عن امتصاص المواد الغذائية المختلفة. الدقاق هو الجزء الرئيسية المسؤولة عن حامض الصفراء، وفيتامين ب12 (VB12) الاستيعاب 9. دراسة سابقة استخدمت نموذج ماوس لاستئصال القناة الهضمية الدانية لدراسة متلازمة الأمعاء القصيرة؛ واقترحت مختلف أطوال بتر والوجبات الغذائية وأنواع خياطة الاحتفاظ معدل أمثل جراحة بعد بقاء 10. وعلاوة على ذلك، يشير استعراض عهدا إلى أن بتر لفائفي عادة ينتج عن المرض أكثر شدة من ريسيكتيونس الجزء (غي) الجهاز الهضمي الأخرى نظراً لانخفاض قدرة التكيف المسالك المتبقية 11. هذا الموضوع اكتسب مكثفة مصالح جماعات البحوث الأساسية والسريرية، بينما فهم الانتعاش والنهج العلاجية الفعالة التي لا تزال محدودة.
ينتج الإسهال حامض الصفراء من اختلالات في التوازن حامض الصفراء في 12،تداول enterohepatic13. يمكن أن يكون نتيجة لاستئصال لفائفي، أمراض الجهاز الهضمي، أو نتيجة لسوء امتصاص الأحماض الصفراوية مجهول السبب. أكثر من 80 في المائة مرضى وجدت أن يقدم مع الإسهال بعد أن خضع لاستئصال لفائفي 14. وقد إيليكتومي يمكن أن تكون نموذجا جراحة مهمة لتحقيق الإسهال حامض الصفراء. في هذه الدراسة، وتقديم سلسلة من ريسيكشنز لفائفي تقييم تدرج لنقص FGF15، فضلا عن سوء الامتصاص المعوي الصفراوية الملح، أوفيراككوموليشن، والأضرار السامة.
Protocol
Representative Results
Discussion
بغية تنفيذ إيليكتومي نجاح، يجب أن متصلة الشريان المساريقي العلوي مقدما لمنع إمدادات الدم إلى الجزء ريسيكتينج. سيتم تشغيل الجزء لفائفي الدماغية أرجواني داكن بعد عملية ربط. ثم يجب أن تكون تماما مستأصل الجزء لفائفي. ويجب ضمان إمدادات دم طبيعي لنهايات المحتفظ بها. وهذا ضروري لتجنب إزالة النز?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
هذا البحث معتمد من قبل “مؤسسة بيترسون توم” والمعاهد الوطنية للصحة منح R01-HL119780 (جاين، عضو الكنيست).
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).
