Dieses Video Publikation wurde ermöglicht durch Mittel aus dem National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Krankheiten (NIDDK) für das Programm Project Grant &quot;Pathobiologie der Enteric System&quot; DK 68055. Christopher T. Creedon wurde von der Rochester Public Schools Mentorship Program unterstützt. Wir danken Herrn Gary Stoltz für die technische Unterstützung, Frau Kristy Zodrow für Sekretariatsaufgaben und Dr. Douglas Baer aus Los Gatos Research, Inc (Mountain View, CA).

Ein. Schulung und Gewöhnung der Mäuse <ol><li> Vor der Analyse, legte alle Mäuse in den Testkammern für 2-4 h mit konstanten Luftstrom, um sie auf die Prüfbedingungen zu gewöhnen. Dies reduziert deutlich Stress, die andernfalls möglicherweise abweichende Erfassung verzögerte Magenentleerung. Behandeln Sie die Maus auf die gleiche Weise, als ob die Magenentleerung Experiment ausgeführt wurde. Bereiten Eigelb (siehe weiter unten) ohne Zugabe von Octansäure und füttern 0,2 g jeder Maus. </li><li> Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis die Mäuse ausreichend geschult sind (in der Regel 2-3 Mal). Die Mäuse sind typischerweise leicht so lange Gewöhnung als die Umgebungsbedingungen gehalten werden dieselben. </li></ol> Hinweis: Nicht gewöhnt Mäusen weiter zu bewegen für ca. 1 Stunde nach der Übertragung in die Kammer, und entleeren und urinieren häufig, während habituierten Mäusen schnell in ihre neue Umgebung und Ruhe leise zu begleichen. Nichtte: Während des Experiments: Monitor auf Anzeichen des Verlustes der Gewöhnung wie überschüssige Wasserlassen, Stuhlgang, mangelndes Interesse an dem Essen das Ei. Ist dies der Fall zu betrachten erneut habituating in einer leeren Kammer 1-2 mal vor dem Erhalten Magenentleerung Daten. Konsistenz ist sehr wichtig, während Sie dieses Experiment. Dinge zu tun, genau die gleiche Weise jedes Mal ist der einzige Weg, um zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen. Dies beinhaltet geben Behandlung (zB Insulin) jeden Tag zur gleichen Zeit, nicht die Trennung der Mäuse aus ihrem Käfig-Kollegen, wenn es unbedingt erforderlich, das Fasten, die Mäuse und Starten der Magenentleerung Test zur gleichen Zeit, und die Handhabung der Maus auf die gleiche Weise. 2. Vorbereitung der Isotope enthaltenden Testmahlzeit <ol><li> Beginnen Sie mit einem Gewicht von 5 g Eigelb in einem 50 ml Falcon-Röhrchen. Wiederholen Sie diese Schritte jedes experimentelle Tag eine frische Testmahlzeit vorzubereiten. </li><li> Fügen Sie 10 ul Octansäure mit einer konzentration von 2 ul / g zu der 50 ml-Falcon-Röhrchen mit dem Ei und mischen kräftig für 1 min mit einem Spatel in Falcon-Röhrchen. </li><li> Das Ei wird dann in ein Becherglas überführt und erhitzt über einem Bunsenbrenner bis es koaguliert und seine Konsistenz eignet, um kleine Kugeln machen. Dies dauert in der Regel etwa 30 Sekunden. </li></ol> Hinweis: Die Kugeln aus Eigelb sollte 0,2 g pro Maus wiegen. Dies ist wichtig, um die kumulative Dosis konstant in allen Mäusen. 3. Beginn des Experiments <ol><li> Einmal ausgebildet und bereit für die Magenentleerung, schnell die Mäuse über Nacht (12 h) auf einer Metalloberfläche &quot;Mesh-unten&quot; Fasten Zahnstange coprophagia verhindern. Stellen Sie sicher, sie haben freien Zugang zu Trinkwasser. Da diabetischen Mäusen im aktuellen Experiment verwendet werden, sollten sie nicht länger als 16 Stunden gefastet werden. </li><li> Beginnen Sie mit dem Einrichten der Magenentleerung Kammern. Verwenden Sie saubere Kammern und Abdeckungen, die schon an der Luft getrocknet wurden. Auch irgendeinemRohre die Kammern verbindenden dem Analysator oder dem CO 2-Luftzufuhr sollte feuchtigkeitsfreien; Wasser kann mit dem Signal von dem Analysator zu lesen interferieren </li><li> Verbinden der Kammern mit den Einlaßrohren, die einen konstanten Luftstrom bereitzustellen. Anschließend verbinden Sie die Auslassrohre von den Kammern zu der Maschine. Schließen Sie die Rohre und schalten Sie den Luftstrom. </li></ol> Hinweis: Tragen Sie eine sehr kleine Menge Vaseline am Ende der Deckeln so schließen sie einfach und sicher verschlossen. Diese Abdichtung ist erforderlich, um die Kohlensäure von den Mäusen hergestellt sammeln. 4. Experimentelle Verfahren <ol><li> Starten Sie durch Wiegen jeder Maus. Das Körpergewicht ist ein Maß für ihre fortwährende gute Gesundheit. Dann legen Sie jede Maus in der entsprechenden Kammer. Es ist natürlich wichtig, haben die strömende Luft in die Kammern zu diesem Zeitpunkt. </li><li> Um die Messung zu starten, damit die Mäuse zu den Kammern, bevor anzupassen akklimatisierenING die Luft Ebenen. </li><li> Sobald die Mäuse ruhig erscheinen, kann das einige Minuten dauern, stellen Sie die Luftmenge für jede Maus Kammer. Dies kann für jede Maus. Typischerweise wird der Luftstrom am Beginn des Experiments angepasst werden, um sicherzustellen, dass ausgeatmete CO 2 erreicht Nachweisgrenze, was Geräten verwendet wird, und dafür zu sorgen, dass das Niveau niedrig genug, um gesunde Luftzirkulation zu gewährleisten bleibt. Wir verwenden anfänglichen CO 2-Gehalt zwischen 1.000 und 1.500 Teile pro Million. </li><li> Wenn Schwierigkeiten mit Anpassungen, Leckagen zu überprüfen. Dann wiederholen Sie den Vorgang für jede der Kammern und achten Sie auf eine weitere Runde von Messungen zu sehen, ob Anpassungen vorgenommen, um die Luftströmung die CO 2-Ebene korrigiert wurden. Es ist wichtig, eine stabile Basislinie gerade vor dem Einspeisen der Mäuse zu erhalten. Wir verwenden eine Maschine mit einer Selbstkalibrierung Funktion. Ist dies nicht der Fall sollte die Kalibrierung überprüft. </li><li> Wenn dies erreicht ist, die Verwaltung der Ei Mahlzeitdie erste Maus und Aufzeichnung der Zeit jede Maus bekommt das Essen. </li><li> Wir führen das Verfahren für 4 h bis genügend Werte für die Montage des 13 CO 2-Anreicherung Kurve für jede Maus zu erhalten. Überprüfen Sie auf der Mäuse jede 30-60 min, um sicherzustellen, dass die CO 2-Gehalt noch für die Mäuse sicher. </li><li> Bereiten Sie neue Kisten mit Lebensmitteln vor dem Ende des Tests, so dass die Mäuse können anfangen zu essen unmittelbar nach der Test beendet ist. </li></ol>

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	<li>Yeung, C. K., McCurrie, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+to+investigate+the+inhibitory+effects+of+drugs+on+gastric+emptying+in+the+mouse+in+vivo.">A simple method to investigate the inhibitory effects of drugs on gastric emptying in the mouse in vivo.</a> J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 45, 235-240 (2001).</li><li>Osinski, M. A., Seifert, T. R., Cox, B. F., Gintant, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+method+of+evaluation+of+drug-evoked+changes+in+gastric+emptying+in+mice.">An improved method of evaluation of drug-evoked changes in gastric emptying in mice.</a> J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 47, 115-120 (2002).</li><li>Ghoos, Y. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+gastric+emptying+rate+of+solids+by+means+of+a+carbon-labeled+octanoic+acid+breath+test.">Measurement of gastric emptying rate of solids by means of a carbon-labeled octanoic acid breath test.</a> Gastroenterology. 104, 1640-1647 (1993).</li><li>Symonds, E., Butler, R., Omari, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+breath+tests+can+detect+alterations+in+gastric+emptying+in+the+mouse.">Noninvasive breath tests can detect alterations in gastric emptying in the mouse.</a> Eur. J. Clin. Invest. 32, 341-344 (2002).</li><li>Symonds, E. L., Butler, R. N., Omari, T. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+gastric+emptying+in+the+mouse+using+the+[13C]-octanoic+acid+breath+test.">Assessment of gastric emptying in the mouse using the [13C]-octanoic acid breath test.</a> Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 27, 671-675 (2000).</li><li>Verhulst, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+ghrelin+in+the+relationship+between+hyperphagia+and+accelerated+gastric+emptying+in+diabetic+mice.">Role of ghrelin in the relationship between hyperphagia and accelerated gastric emptying in diabetic mice.</a> Gastroenterology. 135, 1267-1276 (2008).</li><li>Schoonjans, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+13C-octanoic+acid+breath+test:+validation+of+a+new+noninvasive+method+of+measuring+gastric+emptying+in+rats.">The 13C-octanoic acid breath test: validation of a new noninvasive method of measuring gastric emptying in rats.</a> Neurogastroenterol. Motil. 14, 287-293 (2002).</li><li>Choi, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+gastric+emptying+in+nonobese+diabetic+mice.">Determination of gastric emptying in nonobese diabetic mice.</a> Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 293, 1039-1045 (2007).</li><li>Atkinson, M. A., Leiter, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+NOD+mouse+model+of+type+1+diabetes:+as+good+as+it+gets?.">The NOD mouse model of type 1 diabetes: as good as it gets?.</a> Nat. Med. 5, 601-604 (1999).</li><li>Camilleri, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+practice.+Diabetic+gastroparesis.">Clinical practice. Diabetic gastroparesis.</a> N. Engl. J. Med. 356, 820-829 (2007).</li><li>Choi, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heme+oxygenase-1+protects+interstitial+cells+of+Cajal+from+oxidative+stress+and+reverses+diabetic+gastroparesis.">Heme oxygenase-1 protects interstitial cells of Cajal from oxidative stress and reverses diabetic gastroparesis.</a> Gastroenterology. 135, 2055-2064 (2008).</li><li>Kashyap, P. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+monoxide+reverses+diabetic+gastroparesis+in+NOD+mice.">Carbon monoxide reverses diabetic gastroparesis in NOD mice.</a> Am. J. Physiol. GI. G298, G1013-G1019 (2010).</li></ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen haben.

Die hierin beschriebene Technik ermöglicht wiederholten und nicht-invasiven in-vivo-Messung von festen Magenentleerung bei Mäusen. Dieses System hat den Vorteil, dass die Tiere nicht in der Messkammer zurückgehalten, so dass sie sich zu bewegen und sich frei drehen können. Da dies eine ungewohnte Umgebung, die Mäuse müssen noch geschult werden und gewöhnt den Testkammern zu Auswirkungen von Stress auf die Magenentleerung zu verhindern. Im Allgemeinen nehmen wir die Magenentleerung Daten zuverlässig sind, wenn das intra-Maus-Variabilität zwischen aufeinanderfolgenden Magenentleerung Tests weniger als 10%. Dieser Bericht ist eine detaillierte Beschreibung unserer bisherigen Berichte über Magenentleerung Messungen in Mäusen 8,11,12 und enthält zusätzliche Informationen zur Fehlerbehebung Probleme mit dem System. Die wichtigste Modifikation ist die Verwendung der LGR Isotopenanalysator zum Messen Gaskonzentrationen. Der Analysator wir in der vorliegenden Studie verwendet misst 12 CO <sub&gt; 2, 13 CO 2 und H 2 O Konzentrationen jede Sekunde. Die computergesteuerte Ventile in der Multiple-Input-Einheit schaltet automatisch Strömung zu dem Detektor zwischen Maus Kammern alle 25 sec. Daher 12 Mäusen kann gleichzeitig mit einer 5 Min. Intervall zwischen Ablesungen analysiert werden. Es ist anzumerken, dass die Daten auch durch manuelle Abtastung der ausgeatmeten Luft und anschließender Analyse erhalten werden kann. Bei manueller Probenahme oder mit einem anderen Gerät, stellen Sie sicher, Lesungen bei etwa 10 min Intervallen erhalten. Die Empfindlichkeit von unserem System und die Frequenz der Probenentnahme bedeutet, dass die Magenentleerung Kurven zuverlässiger und einfacher zu montieren und so haben wir festgestellt, dass wir reproduzierbarer Daten mit dieser verbesserten Verfahrens zu bekommen sind. Die wichtigsten Fallstricke dieser Technik auftreten, wenn die Mäuse, die Mahlzeit innerhalb der vorgegebenen Zeit zu essen, wenn die Mäuse ihre Gewöhnung verlieren die Kammer und wenn technische Probleme ergeben sich bei der Erfassung sys scheiterntem. Failure, um die Mahlzeit und Verlust der Gewöhnung zu essen sind in der Regel eine Folge der nicht nach den entscheidenden Schritt der mit einem regelmäßigen Zeitplan für die Prüfung. Nach 3 aufeinanderfolgenden Tests von 7 Tagen oder weniger voneinander getrennt, werden unsere Mäuse auf dem Prüfstand gewöhnt und fressen die Mahlzeit. Sobald gewöhnt sind zuverlässige Daten erhalten werden, wenn die Mäuse mindestens einmal alle 2 Wochen für den Rest des Experiments getestet werden. Wenn aus irgendeinem Grund die Mäuse nicht für 3 oder mehr Wochen getestet dann zwei Trainingseinheiten innerhalb einer Woche wird in der Regel sicher Gewöhnung. Wenn das Personal den Umgang mit den Tieren ändern, dann Umschulung der Mäuse wird empfohlen und es ist besonders wichtig, um den Einsatz von stark duftende Seifen und / oder Duftstoffe von den Menschen den Umgang mit den Mäusen zu entmutigen. Schwierigkeiten mit dem Detektionssystem sind oft auf dem niedrigen Niveau von 13 CO 2 durch ein kleines Tier wie eine Maus erzeugt. Der Detektor muss kalibriert werden und für einige Detektoren wie Infrarot-basierten Systemen, ist es sehr important den Wassergehalt der Probe auf ein Minimum vor den Messungen verringern. Es gibt nur wenige Einschränkungen dieser Technik sei denn, der Prüfer will Magenentleerung häufiger studieren als einmal alle 3 Tage in der gleichen Maus. Es ist nicht zu schnell die Maus so oft und beraten wie diätetische Einschränkung auf einer regelmäßigen Basis können Magen-Funktion ändern. Modifikationen der Technik werden können, um flüssige Magenentleerung zu messen, und dass eine nützliche potentielle Anwendung des Verfahrens. Andere Verfahren zur Messung der Magenentleerung, einschließlich Szintigraphie oder Messen zurückgehalten Inhalt, nachdem eine feste Zeit signifikant mehr Beschränkungen einschließlich Probleme mit dem Streß des Prozesses oder durch die Notwendigkeit, das Tier am Ende jedes Tests töten. Stressoren gehören Magensonde der Testmahlzeit oder Zurückhaltung des Tieres während der Messung. Die Vorteile des Atemtests sind, dass die Maus frei bewegt und nicht narkotisiertenoder in irgendeiner Weise sediert. Zusammenfassend ermöglicht das 13 C-Octansäure Atemtest die Studie des Fortschreitens der Krankheit mit dem Alter und Behandlung und diese Daten können dann mit Änderungen in anderen physiologischen Parametern und histologische Auswertung in demselben Tier zu korrelieren. Unter anderen Anwendungen, der Test erlaubt auch Studie, wie Medikamente können direkt ändern Magenentleerung sowie die Untersuchung der Reaktion auf die Behandlung an Tieren, die Veränderungen in der Magenentleerung durch Krankheit oder anderen Eingriffen entwickeln.

Dieses Manuskript beschreibt die technischen und methodischen Überlegungen in nicht-invasive Messung der Magenentleerung bei Mäusen beteiligt. Indem Sie das Protokoll hier beschrieben, Ermittler können zuverlässig und reproduzierbar zu folgen Veränderungen in Magenentleerung aufgrund der Entwicklung der Krankheit, untersuchen den Einfluss von pharmakologischen Wirkstoffen auf die Magenentleerung und folgen Sie die Reaktion der Magenentleerung auf die Behandlung der zugrunde liegenden Krankheiten oder Mängel 6,8, 11,12. In früheren Veröffentlichungen, die Anwendung von 13 C Octansäure Atemtest wurde gezeigt, dass eine sinnvolle Methode zur Messung der Magenentleerung bei Menschen und Tieren 3,8 sein. Dieses Papier beschreibt im Detail die erforderlichen Verfahren, um verlässliche Daten über die 6 bis 8 erhalten Monate, die für eine Langzeitstudie der Magenentleerung bei Mäusen mit Diabetes. Die Vorteile der nach diesem Protokoll, wenn zuvor publizierten Methoden verglichen werden, dass der Prüfer die Daten obtaine gewährleistet werden kannd werden zuverlässig und reproduzierbar. Zusätzlich beschrieben die automatisierte System zum Sammeln und Analysieren der Gasproben hier erhöht sich die Anzahl der Tiere, die gleichzeitig in einer Studie folgen. Insgesamt ist das Ziel dieser Arbeit, die wichtigsten Faktoren, die Gewöhnung der Mäuse auf dem Prüfstand, und dass die Variabilität in erhaltenen Ergebnisse zu erhalten identifizieren. Für die in vivo Messung der Magenentleerung, werden die Mäuse über Nacht gefastet und legte in den transparenten Kunststoff-Testkammern mit konstanter Luftstrom. Nachdem die Mäuse an den Rohren zu bekommen gewöhnt, atmete Baseline 13 CO 2 bestimmt werden können und der Luftstrom entsprechend angepasst. Als nächstes wir ein verabreichen Testmahlzeit bestehend aus Eigelb mit 13 C-markiertem Octansäure vermischt. Da die Mäuse gefastet und ausgebildet sind, sie in der Regel essen die Testmahlzeit innerhalb von 2 min. Die verabreichte Octansäure ist nicht im Magen absorbiert wird aber bis in den Zwölffingerdarm entnommen werden eind wird in der Leber in 13 CO 2, das freigesetzt wird und ausgeatmete verstoffwechselt zu werden, was zu einer Anreicherung von 13 CO 2 in der Umgebungsluft. Luftproben werden in bestimmten Zeitabständen gesammelt und durch den Kohlenstoff Isotopenanalysator analysiert. Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt in diesem Prozess ist die Magenentleerung und die pulmonale Ausscheidung von 13 CO 2 direkt entspricht Magenentleerung des markierten Mahlzeit. <img src="/files/ftp_upload/50301/50301fig1.jpg" alt="Abbildung 1" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50301/50301fig1highres.jpg"/> Abbildung 1. Schematische Darstellung der Magenentleerung Apparat. Nach nächtlichem Fasten, werden die Mäuse in transparenten Kammern so dass sie sich zu bewegen und drehen frei platziert. Ein Einlassrohr ermöglicht frisch und konstante Luft Zustrom und einen Auslass führt zur Isotopenanalysator die 13 C-to-12 messenC-Verhältnis im ausgeatmeten Atem. Die Kammer weist auch eine zentrale Schnittstelle für Lieferung von Lebensmitteln mit [13 C]-octansäure.

<table border="1"><tbody><tr><td> NAMEN </td><td> UNTERNEHMEN </td><td> CAT NUMBER </td><td> KOMMENTARE </td></tr><tr><td> Eine Quelle ständiger Luftzufuhr, Durchfluss sowie Komposition </td><td> zentrale Luftversorgung in der Forschungsanlage </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 130 ml Probenahmekammer, der Lufteinlass und Luftauslass und Nahrungsmittel Verabreichung Öffnung Kunststoffrohre für Zuluft </td><td> In-Haus gebaut </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Octansäure </td><td> Cambridge Isotope Laboratories (Andover, MA) </td><td> CLM-293-1 </td><td></td></tr><tr><td> Um das Ei Mahlzeit zubereiten: <ul><li> kleines Becherglas </li><li> 50 ml Plastikröhrchen </li><li> Bunsenbrenner </li><li> Ei </li><li> Spachtel </li></ul></td><td> Jeder Lieferant </td><td></td><td> Versuchen Sie,konsistent mit dem Ei Lieferanten da der Nährstoffgehalt und Schmackhaftigkeit der Eier und die Magenentleerung Einnahme der Mahlzeit beeinflussen können </td></tr><tr><td> Kohlendioxid Isotopenanalysator </td><td> Los Gatos Research Inc. (Mountain View, CA) </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

assessment of gastric emptying in non-obese diabetic mice using a [13c]-octanoic acid breath test

Magenentleerung Studien an Mäusen haben durch die Unfähigkeit, Magenentleerung Veränderungen im gleichen Tier, da die am häufigsten verwendeten Techniken erfordern das Töten der Tiere und postmortale Erholung der Mahlzeit 1,2 folgen beschränkt. Dieser Ansatz verhindert Längsschnittstudien Änderungen in Magenentleerung mit dem Alter und das Fortschreiten der Erkrankung zu bestimmen. Die allgemein verwendete [13 C]-octansäure Atemtest für Mensch 3 wurde für die Verwendung bei Mäusen und Ratten 4-6 7 modifiziert und wir zuvor gezeigt, dass dieser Test zuverlässig und den Veränderungen der Magenentleerung ist als Reaktion auf Arzneimittel und während diabetischer Krankheitsprogression 8. In diesem Video-Präsentation das Prinzip und die praktische Umsetzung dieser modifizierten Test erläutert. Wie in der vorherigen Studie werden NOD LTJ Mäuse verwendet, ein Modell des Typ 1 Diabetes 9. Ein Teil dieser Mäuse entwickeln die Symptome der Gastroparese, eine Komplikation der diabetes durch eine verzögerte Magenentleerung ohne mechanische Obstruktion des Magen-10 gekennzeichnet. Dieses Papier zeigt, wie die Mäuse zum Testen zu trainieren, wie man den Test Mahlzeit zuzubereiten und erhalten 4 hr Magenentleerung Daten und wie die gewonnenen Daten zu analysieren. Der Kohlenstoff Isotopenanalysator in der vorliegenden Studie verwendet ist geeignet für die automatische Abtastung der Luftproben aus bis zu 12 Mäuse gleichzeitig. Diese Technik ermöglicht die Längs-Follow-up der Magenentleerung von größeren Gruppen von Mäusen mit Diabetes oder anderen langjährigen Krankheiten.

Eine repräsentative Daten aus drei verschiedenen Mäusen zu setzen ist in Abbildung 2 dargestellt. Der Graph stellt die schwarze Datenpunkte von einer Maus mit normaler Magenentleerung. Es zeigt die Fraktion von 13 C, die in der ausgeatmeten Luft als Prozentsatz der verabreichten Dosis pro Stunde als Funktion der Zeit, ausgedrückt zurückgewonnen wird. Die blaue Kurve ist von einer Maus mit einer beschleunigten Magenentleerung mit einem T Halbwert von 40 min und der rote Kurve ist von einer Maus mit einer verzögerten Magenentleerung mit einem T Halbwert von 168 min. Wie in einer früheren Studie in unserem Labor 7, der normale Magen ein halb Entleerungszeit für eine nicht-diabetischen NOD-Maus Alter etablierten 9-15 Wochen reicht von 62 bis 131 min, wie durch den grauen Kästchen dargestellt. Die Datenpunkte werden dann von einer nicht-linearen Regressionskurve der folgenden Gleichung 8 eingepasst: y = at b e-ct Wobei y der Anteil der <sup&gt; 13 C zurückgewonnen im Atem pro Stunde (t) und a, b und c Konstanten Regression für jeden Atemzug-Zeit-Kurve geschätzt. Die Hälfte Entleerung Zeit (T 1/2) aus einem numerischen Integrationsverfahren Verwendung einer inversen Gamma-Funktion berechnet. Wir haben Ergebnisse mehrerer Studien erhaltenen tausend mit einer biologischen Intra-Maus Variabilität von etwa 10%. <img src="/files/ftp_upload/50301/50301fig2.jpg" alt="Abbildung 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50301/50301fig2highres.jpg"/> Abbildung 2. Vertreter Magenentleerung Daten aus drei verschiedenen Mäusen mit normaler (schwarze Kurve), verzögert (rote Kurve) und beschleunigt (blaue Kurve) Magenentleerung. Das graue Feld zeigt normale Werte. Die Gleichung der nichtlinearen Regressionskurve wird in dem Feld angezeigt.

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Assessment of Gastric Emptying in Non-obese Diabetic Mice Using a [13C]-octanoic Acid Breath Test

Bestimmung der Magenentleerung mit einem nicht-invasiven [<sup&gt; 13</sup&gt; C]-Octansäure Atemtest zur Verfolgung Gastroparese bei weiblichen NOD LTJ Mäusen.

Beurteilung der Magenentleerung in Non-adipösen diabetischen Mäusen mit a [<sup&gt; 13</sup&gt; C]-Octansäure Atemtest

Gastric emptying studies in mice have been limited by the inability to follow gastric emptying changes in the same animal since the most commonly used ...

assessment-gastric-emptying-non-obese-diabetic-mice-using-13c

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

Assessment of Gastric Emptying in Non-obese Diabetic Mice Using a [13C]-octanoic Acid Breath Test

13.5K Aufrufe.  Mayo Clinic. Bestimmung der Magenentleerung mit einem nicht-invasiven [ 13 C]-Octansäure Atemtest zur Verfolgung Gastroparese bei weiblichen NOD LTJ Mäusen.

Serie: Assessment of Gastric Emptying in Non-obese Diabetic Mice Using a [13C]-octanoic Acid Breath Test

Making Sense of Listening: The IMAP Test Battery

The ability to hear is only the first step towards making sense of the range of information contained in an auditory signal. Of equal importance are the abilities to extract and use the information encoded in the auditory signal. We refer to these as listening skills (or auditory processing AP). Deficits in these skills are associated with delayed language and literacy development, though the nature of the relevant deficits and their causal connection with these delays is hotly debated.
When a child is referred to a health professional with normal hearing and unexplained difficulties in listening, or associated delays in language or literacy development, they should ideally be assessed with a combination of psychoacoustic (AP) tests, suitable for children and for use in a clinic, together with cognitive tests to measure attention, working memory, IQ, and language skills. Such a detailed examination needs to be relatively short and within the technical capability of any suitably qualified professional. Current tests for the presence of AP deficits tend to be poorly constructed and inadequately validated within the normal population. They have little or no reference to the presenting symptoms of the child, and typically include a linguistic component. Poor performance may thus reflect problems with language rather than with AP. To assist in the assessment of children with listening difficulties, pediatric audiologists need a single, standardized child-appropriate test battery based on the use of language-free stimuli.
We present the IMAP test battery which was developed at the MRC Institute of Hearing Research to supplement tests currently used to investigate cases of suspected AP deficits. IMAP assesses a range of relevant auditory and cognitive skills and takes about one hour to complete. It has been standardized in 1500 normally-hearing children from across the UK, aged 6-11 years. Since its development, it has been successfully used in a number of large scale studies both in the UK and the USA. IMAP provides measures for separating out sensory from cognitive contributions to hearing. It further limits confounds due to procedural effects by presenting tests in a child-friendly game-format. Stimulus-generation, management of test protocols and control of test presentation is mediated by the IHR-STAR software platform. This provides a standardized methodology for a range of applications and ensures replicable procedures across testers. IHR-STAR provides a flexible, user-programmable environment that currently has additional applications for hearing screening, mapping cochlear implant electrodes, and academic research or teaching.

A test battery (IMAP) for performing an in-depth assessment of auditory and cognitive abilities contributing to listening skills is described. It is quick to administer, child-friendly and free from linguistic confounds. Stimulus generation and protocol management are controlled via a software platform (IHR-STAR) to ensure replicable procedures.

Making Sense of Listening: Der IMAP-Test Battery

The ability to hear is only the first step towards making sense of the range of information contained in an auditory signal. Of equal importance are the ...

Forschung

Medizin

Roux-en-Y Gastric Bypass Operation in Rats

Currently, the most effective therapy for the treatment of morbid obesity to induce significant and maintained body weight loss with a proven mortality benefit is bariatric surgery1,2. Consequently, there has been a steady rise in the number of bariatric operations done worldwide in recent years with the Roux-en-Y gastric bypass (gastric bypass) being the most commonly performed operation3. Against this background, it is important to understand the physiological mechanisms by which gastric bypass induces and maintains body weight loss. These mechanisms are yet not fully understood, but may include reduced hunger and increased satiation4,5, increased energy expenditure6,7, altered preference for food high in fat and sugar8,9, altered salt and water handling of the kidney10 as well as alterations in gut microbiota11. Such changes seen after gastric bypass may at least partly stem from how the surgery alters the hormonal milieu because gastric bypass increases the postprandial release of peptide-YY (PYY) and glucagon-like-peptide-1 (GLP-1), hormones that are released by the gut in the presence of nutrients and that reduce eating12.
During the last two decades numerous studies using rats have been carried out to further investigate physiological changes after gastric bypass. The gastric bypass rat model has proven to be a valuable experimental tool not least as it closely mimics the time profile and magnitude of human weight loss, but also allows researchers to control and manipulate critical anatomic and physiologic factors including the use of appropriate controls. Consequently, there is a wide array of rat gastric bypass models available in the literature reviewed elsewhere in more detail 13-15. The description of the exact surgical technique of these models varies widely and differs e.g. in terms of pouch size, limb lengths, and the preservation of the vagal nerve. If reported, mortality rates seem to range from 0 to 35%15. Furthermore, surgery has been carried out almost exclusively in male rats of different strains and ages. Pre- and postoperative diets also varied significantly.
Technical and experimental variations in published gastric bypass rat models complicate the comparison and identification of potential physiological mechanisms involved in gastric bypass. There is no clear evidence that any of these models is superior, but there is an emerging need for standardization of the procedure to achieve consistent and comparable data. This article therefore aims to summarize and discuss technical and experimental details of our previously validated and published gastric bypass rat model.

Numerous studies using gastric bypass rat models have been recently conducted to uncover the underlying physiological mechanisms of Roux-en-Y gastric bypass operations. This article aims to demonstrate and discuss the technical and experimental details of our published gastric bypass rat model to understand advantages and limitations of this experimental tool.

Roux-en-Y-Magenbypass Operation in Ratten

Currently, the most effective therapy for the treatment of morbid obesity to induce significant and maintained body weight loss with a proven mortality ...

Fast and Accurate Exhaled Breath Ammonia Measurement

This exhaled breath ammonia method uses a fast and highly sensitive spectroscopic method known as quartz enhanced photoacoustic spectroscopy (QEPAS) that uses a quantum cascade based laser. The monitor is coupled to a sampler that measures mouth pressure and carbon dioxide. The system is temperature controlled and specifically designed to address the reactivity of this compound. The sampler provides immediate feedback to the subject and the technician on the quality of the breath effort. Together with the quick response time of the monitor, this system is capable of accurately measuring exhaled breath ammonia representative of deep lung systemic levels. 
Because the system is easy to use and produces real time results, it has enabled experiments to identify factors that influence measurements. For example, mouth rinse and oral pH reproducibly and significantly affect results and therefore must be controlled. Temperature and mode of breathing are other examples. As our understanding of these factors evolves, error is reduced, and clinical studies become more meaningful. This system is very reliable and individual measurements are inexpensive. 
The sampler is relatively inexpensive and quite portable, but the monitor is neither. This limits options for some clinical studies and provides rational for future innovations.

Ammonia is an important physiologic metabolite relevant to various disease and wellness states. It is also a difficult molecule to measure in breath, which demands particular precautions be taken to obtain accurate results. Not all factors influencing ammonia are known, but progress can be difficult without accounting for these factors.

Schnelle und genaue Messung der ausgeatmeten Luft Ammoniak

This exhaled breath ammonia method uses a fast and highly sensitive spectroscopic method known as quartz enhanced photoacoustic spectroscopy (QEPAS) that ...

Open Tracheostomy Gastric Acid Aspiration Murine Model of Acute Lung Injury Results in Maximal Acute Nonlethal Lung Injury

Acid pneumonitis is a major cause of sterile acute lung injury (ALI) in humans. Acid pneumonitis spans the clinical spectrum from asymptomatic to acute respiratory distress syndrome (ARDS), characterized by neutrophilic alveolitis, and injury to both alveolar epithelium and vascular endothelium. Clinically, ARDS is defined by acute onset of hypoxemia, bilateral patchy pulmonary infiltrates and non-cardiogenic pulmonary edema. Human studies have provided us with valuable information about the physiological and inflammatory changes in the lung caused by ARDS, which has led to various hypotheses about the underling mechanisms. Unfortunately, difficulties determining the etiology of ARDS, as well as a wide range of pathophysiology have resulted in a lack of critical information that could be useful in developing therapeutic strategies.
Translational animal models are valuable when their pathogenesis and pathophysiology accurately reproduce a concept proven in both in vitro and clinical settings. Although large animal models (e.g., sheep) share characteristics of the anatomy of human trachea-bronchial tree, murine models provide a host of other advantages including: low cost; short reproductive cycle lending itself to greater data acquisition; a well understood immunologic system; and a well characterized genome leading to the availability of a variety of gene deletion and transgenic strains. A robust model of low pH induced ARDS requires a murine ALI that targets mainly the alveolar epithelium, secondarily the vascular endothelium, as well as the small airways leading to the alveoli. Furthermore, a reproducible injury with wide differences between different injurious and non-injurious insults is important.
The murine gastric acid aspiration model presented here using hydrochloric acid employs an open tracheostomy and recreates a pathogenic scenario that reproduces the low pH pneumonitis injury in humans. Additionally, this model can be used to examine interaction of a low pH insult with other pulmonary injurious entities (e.g., food particles, pathogenic bacteria).

This protocol induces acute lung injury in a mouse that has close fidelity to the pathogenesis of acid pneumonitis observed in humans. We generate a maximal acute nonlethal low pH lung injury and account for differences in rodent-human anatomic respiratory structure using an open tracheostomy coupled with circumferential pressure release.

Offene Tracheotomie Magensäure Aspiration Mausmodell der akuten Lungenschädigung Ergebnisse in Maximal Akute nonlethal Lung Injury

Acid pneumonitis is a major cause of sterile acute lung injury (ALI) in humans. Acid pneumonitis spans the clinical spectrum from asymptomatic to acute ...

Techniques of Sleeve Gastrectomy and Modified Roux-en-Y Gastric Bypass in Mice

Obesity is a major public health issue, with a prevalence of 4 to 28% for men and 6.2 to 36.5% for women in Europe (from 2003 to 2008). Morbid obesity is frequently associated with metabolic complications, such as type 2 diabetes, hypertension, and dyslipidemia, reducing life expectancy and quality. In the absence of any effective noninvasive treatments, bariatric surgery is a valuable therapeutic option for patients with morbid obesity (body mass index (BMI) &#62;40 kg/m2), leading to long-term, sustained weight loss and improvements in metabolic complications. However, the underlying cellular and molecular mechanisms sustaining the beneficial effects of bariatric surgery are not yet fully understood. Due to the numerous genetically-modified strains available, the mouse model is the most convenient animal model to explore the molecular mechanisms behind the pleiotropic beneficial effects of bariatric surgeries. Here, we detailed the optimized healthcare methods and surgical protocols in mice for the two most widely-used bariatric surgeries: the sleeve gastrectomy and the modified Roux-en-Y gastric bypass. Deciphering the molecular mechanisms underlying the therapeutic effects of bariatric surgeries offers the promise of identifying new therapeutics targets.

Bariatric surgery is the most efficient way to reduce body weight and the deadly metabolic complications (diabetes, obesity, and dyslipidemia) frequently associated with morbid obesity. Mouse models of bariatric surgery represent a unique asset for deciphering molecular mechanisms behind the beneficial effects of these surgeries on diabetes, hypertension, and dyslipidemia.

Techniken der Schlauchmagen-Operation und Modified Roux-en-Y-Magenbypass bei Mäusen

Obesity is a major public health issue, with a prevalence of 4 to 28% for men and 6.2 to 36.5% for women in Europe (from 2003 to 2008). Morbid obesity is ...

A Blood-based Test for the Detection of ROS1 and RET Fusion Transcripts from Circulating Ribonucleic Acid Using Digital Polymerase Chain Reaction

We have developed novel methods for the isolation and characterization of tumor-derived circulating ribonucleic acid (cRNA) for blood-based liquid biopsy. Robust detection of cRNA recovered from blood represents a solution to a critical unmet need in clinical diagnostics. The test begins with the collection of whole blood into blood collection tubes containing preservatives that stabilize cRNA. Cell-free, exosomal, and platelet-associated RNA is isolated from plasma in this test system. The cRNA is reverse transcribed to complementary DNA (cDNA) and amplified using digital polymerase chain reaction (dPCR). Samples are evaluated for both the target biomarker as well as a control gene. Test validation included limit of detection, accuracy, and robustness studies with analytic samples. The method developed as a result of these studies reproducibly detect multiple fusion variants for ROS1 (C-Ros proto-oncogene 1; 8 variants) and RET (rearranged during transfection proto-oncogene; 8 variants). The sample processing workflow has been optimized so that test results can consistently be generated within 72 hours of sample receipt.

Detection of circulating ribonucleic acid (cRNA) from blood is an unmet need in clinical diagnostics. Here we describe methods that characterize cRNA from non-small cell lung cancer patients using sensitive and specific digital polymerase chain reaction. The tests meet design requirements to detect fusion variants within 72 hours.

Eine Blut-basierte Test zum Nachweis von ROS1 und RET Fusion Transkripte von zirkulierenden Ribonukleinsäure mit digitalen Polymerase-Kettenreaktion

We have developed novel methods for the isolation and characterization of tumor-derived circulating ribonucleic acid (cRNA) for blood-based liquid biopsy. ...

Protocol to Create Chronic Wounds in Diabetic Mice

Chronic wounds develop as a result of defective regulation in one or more complex cellular and molecular processes involved in proper healing. They impact ~6.5M people and cost ~$40B/year in the US alone. Although a significant effort has been invested in understanding how chronic wounds develop in humans, fundamental questions remain unanswered. Recently, we developed a novel mouse model for diabetic chronic wounds that have many characteristics of human chronic wounds. Using db/db-/- mice, we can generate chronic wounds by inducing high levels of oxidative stress (OS) in the wound tissue immediately after wounding, using a one-time treatment with inhibitors specific to the antioxidant enzymes catalase and glutathione peroxidase. These wounds have high levels of OS, develop biofilm naturally, become fully chronic within 20 days after treatment and can remain open more for more than 60 days. This novel model has many features of diabetic chronic wounds in humans and therefore can contribute significantly to advancing fundamental understanding of how wounds become chronic. This is a major breakthrough because chronic wounds in humans cause significant pain and distress to patients and result in amputation if unresolved. Moreover, these wounds are very expensive and time-consuming to treat, and lead to significant loss of personal income to patients. Advancements in this field of study through the use of our chronic wound model can significantly improve health care for millions who suffer under this debilitating condition. In this protocol, we describe in great detail the procedure to cause acute wounds to become chronic, which has not been done before.

Chronic wounds are developed from acute wounds on a diabetic mouse model by inducing high levels of oxidative stress after a full-thickness cutaneous wound. The wound is treated with inhibitors for catalase and glutathione peroxidase, resulting in impaired healing and biofilm development by bacteria present in the skin microbiome.

Protokoll zur Herstellung chronischer Wunden bei diabetischen Mäusen

Chronic wounds develop as a result of defective regulation in one or more complex cellular and molecular processes involved in proper healing. They impact ...

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively affect skeletal muscle. This can result in a loss of muscle mass (atrophy) and/or loss of muscle quality (reduced force per unit of muscle mass), both of which are prevalent in chronic disease, muscle-specific disease, immobilization, and aging (sarcopenia). Skeletal muscle function in animals can be evaluated by a range of different tests. All tests have limitations related to the physiological testing environment, and the selection of a specific test often depends on the nature of the experiments. Here, we describe an in vivo, non-invasive technique involving a helpful and easy assessment of force frequency-curve (FFC) in mice that can be performed on the same animal over time. This permits monitoring of disease progression and/or efficacy&#160;of a potential therapeutic treatment.

Measurement of rodent skeletal muscle contractile function is a useful tool that can be used to track disease progression as well as efficacy of therapeutic intervention. We describe here the non-invasive, in vivo assessment of the dorsiflexor muscles that can be repeated over time in the same mouse.

Nicht-invasive Beurteilung des releveurs Muskelfunktion bei Mäusen

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...

Assessment and Characterization of Hyaloid Vessels in Mice

In the eye, the embryonic hyaloid vessels nourish the developing lens and retina and regress when the retinal vessels develop. Persistent or failed regression of hyaloid vessels can be seen in diseases such as persistent hyperplastic primary vitreous (PHPV), leading to an obstructed light path and impaired visual function. Understanding the mechanisms underlying the hyaloid vessel regression may lead to new molecular insights into the vascular regression process and potential new ways to manage diseases with persistent hyaloid vessels. Here we describe the procedures for imaging hyaloid in live mice with optical coherence tomography (OCT) and fundus fluorescein angiography (FFA) and a detailed technical protocol of isolating and flat-mounting hyaloid ex vivo for quantitative analysis. Low-density lipoprotein receptor-related protein 5 (LRP5) knockout mice were used as an experimental model of persistent hyaloid vessels, to illustrate the techniques. Together, these techniques may facilitate a thorough assessment of hyaloid vessels as an experimental model of vascular regression and studies on the mechanism of persistent hyaloid vessels.

This protocol describes both in vivo and ex vivo methods to fully visualize and characterize hyaloid vessels, a model of vascular regression in mouse eyes, using optical coherence tomography and fundus fluorescein angiography for the live imaging and ex vivo isolation and subsequent flat mount of hyaloid for quantitative analysis.

Bewertung und Charakterisierung von Hyaloidgefäßen bei Mäusen

In the eye, the embryonic hyaloid vessels nourish the developing lens and retina and regress when the retinal vessels develop. Persistent or failed ...

Using a Chemical Biopsy for Graft Quality Assessment

Kidney transplantation is a life-saving treatment for a large number of people with end-stage renal dysfunction worldwide. The procedure is associated with an increased survival rate and greater quality of patient&#8217;s life when compared to conventional dialysis. Regrettably, transplantology suffers from a lack of reliable methods for organ quality assessment. Standard diagnostic techniques are limited to macroscopic appearance inspection or invasive tissue biopsy, which do not provide comprehensive information about the graft. The proposed protocol aims to introduce solid phase microextraction (SPME) as an ideal analytical method for comprehensive metabolomics and lipidomic analysis of all low molecular compounds present in kidneys allocated for transplantation. The small size of the SPME probe enables performance of a chemical biopsy, which enables extraction of metabolites directly from the organ without any tissue collection. The minimum invasiveness of the method permits execution of multiple analyses over time: directly after organ harvesting, during its preservation, and immediately after revascularization at the recipient&#8217;s body. It is hypothesized that the combination of this novel sampling method with a high-resolution mass spectrometer will allow for discrimination of a set of characteristic compounds that could serve as biological markers of graft quality and indicators of possible development of organ dysfunction.

The protocol presents utilization of the chemical biopsy approach followed by comprehensive metabolomic and lipidomic analysis for quality assessment of kidney grafts allocated for transplantation.

Verwendung einer chemischen Biopsie zur Graft-Qualitätsbewertung

Kidney transplantation is a life-saving treatment for a large number of people with end-stage renal dysfunction worldwide. The procedure is associated ...