Методи рукавної гастректомії та модифікований шунтування шлунка Roux-en-Y у мишей (переклад

Анотація

Вступ

Однак баріатричні процедури важко адаптувати безпосередньо до моделей дрібних тварин і вимагають високої хірургічної спритності. Хоча СГ можна легко виконати у гризунів з дуже хорошим показником виживання, DGRY є смертельним для мишей через серйозні кишкові непрохідності. Для вирішення цієї проблеми були запропоновані різні модифіковані методи DGRY, зокрема, езоєюностомія. Тут ми представляємо ще одну альтернативу: гастроеюностомія без висічення шлунка. Цей модифікований DGRY імітує більшість корисних ефектів, що спостерігаються у людей (наприклад, значне зменшення маси тіла та покращення рівня гомеостазу цукру в крові та ліпідів).

Цей рукопис спрямований на узагальнення та обговорення технічних та експериментальних деталей SG та DGRY у мишей та сприяння цим процедурам за допомогою відео. Особлива увага буде зроблена щодо оптимізації протоколів доопераційної та післяопераційної допомоги, які дозволяють зменшити дефіцит вітамінів та заліза.

Потрібна передплата. Будь ласка, порекомендуйте JoVE своєму бібліотекареві.

Протокол

Тварини та житло: Отримати вік 8 тижнів від самців мишей C57BL/6. У віці 10 тижнів дайте C57BL/6 вільний доступ до води та дієти з високим вмістом жиру (дієта DIO: 35% жирних ккал, 25,8% казеїну, 1,30% мінеральних НПЗЗ, 1,30% вітамінів, 1,70% дикальцію фосфату, 0,7 карбонату% кальцію, 2,10% цитрату калію, 0,026% холіну бітартрату, 8,9% сахарози, 0,384% цистину, 6,5% целюлози, 31,7% сала, 3,3% соєвої олії та 16,29% мальтодекстрину) протягом 8 (SG) або 14 (RYGB) тижнів до операцій зі зниження ваги. Щоб сприяти набору ваги, додайте миші, присвяченій операції DGRY (фіктивна та DGRY), воду, що містить 20% фруктози (мас./Об.) На додаток до дієти з високим вмістом жиру.

Декларація про етику: Усі етапи протоколу, описані нижче, дотримуються вказівок Комітету з етики експериментів на тваринах в регіоні Pays de la Loire під номером схвалення 01.953.01.

1. передопераційна загальна підготовка

2. рукавна гастректомія: хірургічна процедура

3. Шлунковий шунтування Roux-en-Y: Хірургічна процедура

4. Загальний післяопераційний догляд

  1. Зупиніть ізофлуран і продовжуйте зі швидкістю потоку O 2 0,8 л/хв до повного пробудження миші. Не залишайте мишу без нагляду, поки вона не відновить контроль над мотором, на що вказують тварини, що виїжджають, щоб рухатися по клітці і мати можливість стояти і ходити, не падаючи.
  2. Помістіть мишу (лише одну мишку на клітку) у духовку при температурі 30 ° C, температурних умовах на 5 днів.
  3. Зберігати заліза (0,5 мг/кг/день, підшкірна ін’єкція) та вітаміни (800 мг/180 мл у воді) у мишей DGRY до кінця протоколу.
  4. Поверніть вільний доступ до дієти з харчовим гелем (багата на гелі дієта: 10% сала, 10% рідкого цукру, 57% води) протягом 5 днів після операції. Повторно вводити тверду їжу через 3 дні після операції.
  5. Підшкірно вводять бупренорфін (0,1 мг/кг, двічі на день, з 0 по 3 день після операції), мелоксикам (1 мг/кг, з 0 до 3 дня після операції), метоклопрамід (1 мг/кг, з 0 до Через 5 днів після операції) та марбофлоксацин (10 мг/кг, день від 0 до дня 3 після операції після добової терапії r).

5.Посляопераційні метаболічні параметри

  1. Міра аліментарна консомація
    1. Дозвольте мишам відновитися протягом 1 тижня після операції. Мишачий будиночок біля клітки. Виміряйте кількість твердого корму, поміщеного в клітку. Вага їжі, що залишилася через 24 години. Повторюйте цей крок стільки часу, скільки потрібно.
  2. Пероральний тест на толерантність до глюкози
    1. Швидко мишам протягом 6 год до перорального болюсу. Зберіть краплю крові з кінчика хвоста і нанесіть її на смужку глюкози, вставлену в глюкометр, щоб визначити час 0 значення глюкози в крові.
    2. Вводять перорально болюсно з 20% розчином D-глюкози (2 г/кг). Виміряйте рівень глюкози в крові через 15, 30, 60 та 120 хвилин після проведення дослідження.
  3. Аналіз рівня гемоглобіну
    1. За допомогою гематологічної системи відміряйте 20 мкл свіжої крові для відбору проби рівня гемоглобіну.
". Евтаназія> 6

  1. Знеболіть мишей шляхом внутрішньочеревної ін’єкції розчину ксилазину/кетаміну (10/80 мг/кг). Виконайте вивих шийки матки. Перевірте повну евтаназію, переконавшись, що серце не б’ється, а рефлекс моргання очного яблука втрачений.

Потрібна передплата. Будь ласка, порекомендуйте JoVE своєму бібліотекареві.

Репрезентативні результати

Правила та умови

Середній час роботи для процедури СГ становив 49,3 ± 1,5 хв. Ми витягли 62,8 ± 5,0 мг із шлунку, що становить приблизно 80% відсотків шлунку. Жодна миша не загинула під час операції або протягом наступних семи днів. Одна миша (7,1%) померла на післяопераційний день 11 через непрохідність шлунка, спричинену безоаром.

Середній час роботи процедури DGRY становив 89,1 ± 2,8 хв. Рівень смертності був значно вищим після DGRY (фіктивний: 25% проти DGRY: 66,6%; p = 0,038). Основними причинами післяопераційної смерті були анастомотичні витоки (n = 8), анастомотичний стеноз (n = 5), ускладнення анестезії (n = 4) та післяопераційні крововиливи (n = 2). Ми також спостерігали дві тривалі смерті через гастростеноз анастомозу з хронічною обструкцією та недоїданням. Як показано в малюнок 3, ми помітили поступове поліпшення післяопераційного рівня виживання протягом протоколу, вказуючи на те, що для оволодіння хірургічною технікою DGRY необхідна інтенсивна хірургічна підготовка.

вага тіла, споживання їжі та гомеостаз з глюкоза

Миші мають подібну масу тіла перед операцією. SG продемонстрував значну втрату ваги через 14 днів після операції порівняно з імітованими контрольними мишами (фіктивний: -6,6% проти SG: -16,0%; p од після ОС (малюнок 4C). Навпаки, такий аноректичний ефект не спостерігався між підробленими та DGRY мишами. (Малюнок 4D). Ми також повідомляли про покращення толерантності до глюкози після операцій на СГ та ДГРЗ. (Малюнок 4E, 4F).

Сприятливий ефект від добавки заліза на індукована анемія від DGRY-

Ми не спостерігали значного зниження гемоглобінемії через 14 днів після операції на СГ (дані не наведені). Навпаки, важку анемію вимірювали у мишей, оперованих DGRY, але їй було корисно від конкретних добавок заліза. (малюнок 5А). Щоденні добавки заліза дійсно мали вирішальне значення і запобігали значній анемії через 28 днів після операції DGRY. (малюнок 5B).

/54905/54905fig1.jpg "/>Фігура 1: Процедура гастректомії рукава. (AT) передопераційна підготовка. (B) лапаротомія середньої лінії. (VS) вплив на шлунок. (D) Шов судини пілора. (E) Шво судини стравоходу. (F) початкова гастротомія. (G) Резекція області серця шлунка. (H) закриття отвору шлунка від шлунково-стравохідного з’єднання в кінці розрізу. (I) Резекція пілоричної області шлунка. (J) Закриття отвору в районі пілору. (К) Огорожа м’язового шару черевної стінки. (L) Закриття шкіри. Натисніть тут, щоб переглянути збільшену версію цього малюнка.

гастректомії
Рисунок 2: Процедура обходу Roux-en-Y. (AT) передопераційна підготовка. (B) лапаротомія середньої лінії. (VS) Екстерналізація тонкої кишки. (D) біліопанкреатичні та дієтичні лігатури кінцівок. (E) ділянки тонкої кишки між лігатурою. (F) Позиціонування кишкової кінцівки для проведення еюно-ієюностомії. (G - H) антимезентеріальні розрізи проксимальної гілки та кишкової петлі. (I) Спинний латеро-латеральний анастомоз. (J) вентральний латерально-латеральний анастомоз. (К. - L) Пілорусні лігатури. (М) Розріз черевної поверхні шлунка. (НЕ) Боковий розріз спинної гілки та дистальний анастомоз. (O) паралельний вентральний анастомоз. (Стор ) Закриття м’язового шару черевної стінки. (Q) Закриття шкіри. Натисніть тут, щоб переглянути збільшену версію цього малюнка.

Малюнок 3: Оцініть з виживання мишей через 7 днів після операції DGRY. Дані показують користь хірургічного навчання від показника виживання мишей, оперованих DGRY. Значення відображаються як середнє значення ± SEM. Натисніть тут, щоб переглянути збільшену версію цього малюнка.

Малюнок 4: Ефект від SG (A, C, D) та DGRY (B, D, F) Bоднакова вага, щоденне споживання їжі та толерантність до глюкози. Дані представлені як середнє значення ± SEM. НС: не значуще; * Потрібна передплата. Будь ласка, порекомендуйте JoVE своєму бібліотекареві.

Обговорення

Щоб подолати зростаючу епідемію ожиріння, перші процедури баріатричної хірургії з’явилися в 1960-х роках у США. З тих пір кількість процедур, що проводяться у всьому світі щороку, все ще збільшується, і сьогодні ці методи представляють найкращий терапевтичний варіант для лікування патологічного ожиріння 6. Серед розроблених процедур СГ та ДГРР є двома найпопулярнішими методами, що застосовуються в клінічній практика 4. Моделі тварин, зокрема гризунів, використовувались для розшифровки механізмів, що лежать в основі покращення загального стану здоров’я, яке спостерігається після баріатричної хірургії.

Щоб розшифрувати молекулярні механізми, що підтримують сприятливі метаболічні ефекти баріатричних операцій, ми розробили дві моделі мишей баріатричної хірургії: СГ, яку часто визначають як обмежувальну техніку, та ДГРР, що описується як обмежувальну операцію та мальабсорбцію. . Виконання цих баріатричних процедур миші вимагає досвіду в мікрохірургії. Ці моделі були розроблені за допомогою техніка, який спеціалізується на хірургії тварин, та вісцерального хірурга людини. З досвіду, хірургічне навчання було необхідним для досягнення виживання понад 75% після DGRY. Оволодіння СГ не вимагає стільки часу, а крива навчання коротша, приблизно 95% смертності. Навпаки, DGRY є більш складною методикою і вимагає 6-8 тижнів тренувань, щоб досягти прийнятного післяопераційного рівня виживання.

У літературі існує безліч процедур ожиріння гризунів, які були описані раніше 7, 8, 9. У цій техніці СГ видалено серцеву область шлунка (також зване очне дно), яка не присутня у пацієнтів. люди. Метою було усунути близько 80% шлунка. Розмір мішечка моделей DGRY у щурів становить від 20% від початкового розміру шлунка. У кількох дослідженнях використовувались моделі мишей RYGB, які демонстрували або повну резервну копію шлунка 10, невеликий шлунковий пакетик 5, або повне відхилення шлунка 5. У дуже всебічному дослідженні Ден Пінг Інь та його колеги оцінювали різні моделі мишей DGRY та повідомляли, що мишачий шлунок не був анатомічно пристосований для створення шлункового мішка 5. Для нашої процедури DGRY ми вирішили виконати Roux-en-Y, не розрізавши шлунок. Як обмеження, наша модель не викликала зменшення споживання їжі, що контрастує з тим, що вона спостерігала на людських моделях DGRY.

Автори в літературі рідко згадують про рівень виживання після операцій DGRY на щурах, але, здається, він досягає в середньому близько 30-35%. 11 В наших руках смертність в основному була обумовлена ​​витоком анастомозів або стриктурою або пізнім післяопераційним стеноз гастроеюнального анастомозу, що призводить до хронічної обструкції з постійною надмірною втратою ваги, що загрожує добробуту тварин. DGRY вимагає специфічного ведення періоперації, включаючи схему прийому гелю протягом перших трьох післяопераційних днів та схему лікування болю. Для поліпшення довготривалої виживання після операції ми додали післяопераційні вітаміни, особливо жиророзчинні вітаміни та залізо, для запобігання анемії. І навпаки, мишам не потрібні жиророзчинні вітамінні добавки після СГ, оскільки це була лише обмежувальна процедура. У попередніх статтях автори лише описують стан здоров'я оперованих тварин у післяопераційний період. Оскільки це серйозна операція, ми не можемо припустити систематичного добробуту тварин у цих дослідженнях.

На закінчення можна сказати, що мишачі моделі або рестриктивної (SG), або рестриктивної-мальабсорбції (DGRY) баріатричні операції можливі, але вимагають мікрохірургічного тренінгу з кривою навчання, особливо для процедури DGRY. Щоб зберегти здоров’я тварин, ведення періопераційного втручання є дуже важливим у процедурі DGRY, особливо з точки зору болю, а також з точки зору добавок вітамінів. Виконуючи швидкі стерильні операції та використовуючи мікрохірургічне навчання, ми можемо значно покращити рівень післяопераційного виживання. Ці моделі є корисними та важливими інструментами для розуміння метаболічних ефектів баріатричної хірургії.

Потрібна передплата. Будь ласка, порекомендуйте JoVE своєму бібліотекареві.