Diese Forschung wird von Tom Peterson Stiftung unterstützt und NIH R01-HL119780 (Jain, MK) zu gewähren.

Tier-Protokoll wurde überprüft und durch die institutionelle Animal Care and Use Committee an der Case Western Reserve University School of Medicine genehmigt und wurde im Einklang mit der National Institutes of Health (NIH)-Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren (8. Auflage, 2011). Mäuse wurden durch Methoden der American Veterinary Medical Association (AVMA) Richtlinien für die Euthanasie der Tiere eingeschläfert (Ausgabe 2013). C57BL/6J, männliche, 8-16 Wochen alten Mäusen wurden in diesem Protokoll verwendet. Mäuse in einer 12 h hell/dunkel-Zyklus Umgebung untergebracht waren.
 1. präoperative Vorbereitung <ol><li>Transfer Mäuse zu einem sauberen Käfig 24 h vor dem Eingriff. Können Sie Tiere freien Zugang zum Wasser. Chow Gargut mit weiche Nahrung (Gel Nahrungsergänzungsmittel) 4-6 h vor der Operation, den Inhalt des Dünndarms für die Operation zu reduzieren.</li>
	<li>Alle chirurgischen Instrumente sterilisieren und die Einweg-sterilen chirurgischen Materialien vorzubereiten. Reinigen Sie den OP-Bereich und die Narkose Bugnase mit 70 % igem Ethanol.</li>
	<li>Richten Sie eine Dissektion Mikroskop, Isoflurane Narkose Verdampfer, Instrumente und eine temperaturgeführte kleine Tier OP-Tisch für Körper Temperaturerhaltung. Instrumente, Nahtmaterial und Spritzen an einem Ort für den freien Zugang zu organisieren, während der Operation.</li>
	<li>Eingerichtet, eine Lichtquelle um genug Licht für den OP-Bereich zur Verfügung zu stellen.</li>
	<li>Sterile 0,9 % Kochsalzlösung in 5 mL Spritze für die Reinigung von Darm und Bauchschmerzen bereiten.</li>
</ol> 2. Ileectomy und Anastomose <ol><li>Anesthetize Mäuse mit Isofluran (2-3 %) in einer kleinen tierischen Inkubation Kammer. Angemessene Anesthetization mit der Zehe Pinch-Technik, während das Tier auf Isofluran ist zu bestimmen.</li>
	<li>Bauch Haare durch die Anwendung der Haarentfernung Produkt entfernen und wischen Sie Haar mit chirurgischen Schwämme unter Beibehaltung der Anästhesie. Platzieren Sie den Mauszeiger auf eine temperaturgeführte kleine Tier OP-Tisch ( Abb. 1 A) auf Körpertemperatur zu halten, bei 37 ° c Maintain Anästhesie mit Isofluran (1-2 %) durch eine Gesichtsmaske. Die Maus-Augen mit okulärer Salbe zu behandeln.</li>
	<li>Reinigen Sie die Haut mit Povidon-Jod und 70 % Alkohol und decken Sie den chirurgischen Bereich des Bauches mit sterilen chirurgischen Gaze ( Abbildung 1 B).</li>
	<li>Stellen eine Mittellinie Bauchschnitt mit einem chirurgischen Skalpell einmal Anästhesie in Kraft. Verwenden Sie einen Baumwoll-gespitzten Applikator schützen den Darm und ziehen Maus Bauchmuskel mit Retraktoren vollständig öffnen und Aussetzen der Bauchhöhle ( Abbildung 1 C).</li>
	<li>Suchen Sie nach der Blinddarm. Ausgehend von der Blinddarm vorsichtig bewegen die angeschlossenen Ileum und Bestandteil der Jejunum aus der Bauchhöhle ( Abbildung 1 D). 
	Hinweis: Der Blinddarm leicht erkennbar aufgrund seiner Größe auch nach Fasten.</li>
	<li>Verbinden die oberen Zweig der überlegenen mesenterialen Arterie mit einer 7-0 Seide Naht zu verdecken das Blut liefert das Ileum Segment, das herausgeschnitten werden soll. Ileale Farbwechsel von rosa bis dunkel violett nach Ligatur. ( Abbildung 1-E - F).</li>
	<li>Je nach dem Zweck des Versuchs, mit einer Schere, Verbrauchsteuern und entfernen Sie 50 % oder 90 % der Krummdarm. 
	Hinweis: Für Schein-Chirurgie, der überlegenen mesenterialen Arterie Ligatur nicht durchführen und entfernen Sie nicht das Ileum.</li>
	<li>Spülen das Lumen der ileal beidseitig mit 0,9 % Kochsalzlösung. 
	Hinweis: da die verbleibenden intakten Ileum noch eine normale Blutversorgung empfängt von der überlegenen mesenterialen Arterie wird eine kleine Menge Blut während des Prozesses ausgespült werden. Dies bedeutet auch, dass das Blut-Versorgungsmaterial zu den ileal enden normal ist und keine Ischämie bei der Anastomose ( Abbildung 1 G gewährleistet).</li>
	<li>Suchen Sie die Mesenterien auf der Seite beidseitig Ileum. Richten Sie die Mesenterien und Naht die ileal Enden zusammen mit 8: 0 Nahtmaterial ( Abbildung 1-G - H).</li>
	<li>Naht die kontralaterale Seite des Ileum, Ileum zu halten auf natürliche Weise ( Abbildung 1 ich) anastomosieren.</li>
	<li>Naht die oberen und unteren Seiten zwischen die zwei ursprünglichen Nähte gründlich verbinden die beiden ileal Enden zusammen ( Abbildung 1 J).</li>
	<li>Bestätigen, dass es kein Durchsickern von der Anastomose Website nach Abschluss die Box-Stufigkeit ( Abbildung 1 G-ich). Der Blinddarm und Dünndarm in die Bauchhöhle, die ursprünglichen anatomischen Lage zurück. Waschen Sie den OP-Bereich mit warmen 0,9 % Kochsalzlösung mit einer stumpfen Nadel. ( Abbildung 1 K).</li>
	<li>In der Nähe des Schnitt der Bauchmuskel Schicht mit 6-0 Naht. Richten Sie die Bauchhaut Inzision mit Pinzette und Naht die Bauchhaut Erleichterung optimale Wundheilung ( Abbildung 1 L).</li>
</ol> 3. Postoperative Versorgung <ol><li>Übertragung der postoperativen Mäuse auf eine Intensivstation für Erholung. Beherbergen sie in einem Papier-Bettwäsche-Käfig auf eine temperaturgeführte Heizkissen auf die postoperative Erholung über Nacht fortsetzen. Mäuse mit weiche Nahrung zusätzlich regelmäßige Nahrung und Wasser zu versorgen.</li>
	<li>Verwalten Buprenorphin (0,05 - 0,1 mg/kg) mit subkutane Injektion alle 8-12 h für Analgesie. 
	Hinweis: Mäuse durch CO 2 einschläfern, wenn schwer kranke.</li>
	<li>An den Endpunkt zu Opfern Mäuse mit überdosiert Isoflurane und Ernte Proben nach Bedarf (Abschnitt 4).</li>
</ol> 4. Bewertung der Ileectomy-induzierten Galle Overaccumulation <ol><li>wiegen und sezieren die Mäuse einen Tag nach einer Resektion von 0 % (Schein), 50 % oder 90 % der Krummdarm.</li>
	<li>Entfernen Sie den GI-Trakt und wiegen es. Berechnen Sie das Gewicht der GI-Körper-Gewichts-Verhältnis, die Schwere der Galle Salz Malabsorption und Overaccumulation zu bewerten.</li>
	<li>Der GI-Tracts in 15 mL konische Röhrchen zu übertragen und in kurze Segmente mit einer Schere schneiden. Nach dem Schnitt übertragen Zentrifuge bei 3.000 x g für 10 min. Überstands (GI Flüssigkeit enthält Gallensalze) in ein sauberes Röhrchen.</li>
	<li>Total Volumen und Gewicht der GI Flüssigkeit zu messen und berechnen Sie das Fluid Gewicht GI-Trakt-Gewichts-Verhältnis Galle Overaccumulation im GI-Trakt einzuschätzen.</li>
	<li>Bestimmen Sie die Höhe der insgesamt Galle im Überstand von Gallensäure-Assay, wie in Referenz 8 beschrieben.</li>
</ol>

<ol>
	<li>McLeod, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgery+for+inflammatory+bowel+diseases.">Surgery for inflammatory bowel diseases.</a> Dig Dis. 21, 168-179 (2003).</li><li>Hancock, L., Windsor, A. C., Mortensen, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammatory+bowel+disease:+the+view+of+the+surgeon.">Inflammatory bowel disease: the view of the surgeon.</a> Colorectal Dis. 8, 10-14 (2006).</li><li>Polle, S. W., Bemelman, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgery+insight:+minimally+invasive+surgery+for+IBD.">Surgery insight: minimally invasive surgery for IBD.</a> Nat Clin Pract Gastroenterol Hepatol. 4, 324-335 (2007).</li><li>Fon Tacer, K., 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=Research+resource:+Comprehensive+expression+atlas+of+the+fibroblast+growth+factor+system+in+adult+mouse.">Research resource: Comprehensive expression atlas of the fibroblast growth factor system in adult mouse.</a> Mol Endocrinol. 24, 2050-2064 (2010).</li><li>Pournaras, D. J., 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+role+of+bile+after+Roux-en-Y+gastric+bypass+in+promoting+weight+loss+and+improving+glycaemic+control.">The role of bile after Roux-en-Y gastric bypass in promoting weight loss and improving glycaemic control.</a> Endocrinology. 153, 3613-3619 (2012).</li><li>Spreckley, E., Murphy, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+L-Cell+in+Nutritional+Sensing+and+the+Regulation+of+Appetite.">The L-Cell in Nutritional Sensing and the Regulation of Appetite.</a> Front Nutr. 2, 23 (2015).</li><li>Inagaki, T., 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=Fibroblast+growth+factor+15+functions+as+an+enterohepatic+signal+to+regulate+bile+acid+homeostasis.">Fibroblast growth factor 15 functions as an enterohepatic signal to regulate bile acid homeostasis.</a> Cell Metab. 2, 217-225 (2005).</li><li>Han, S., 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=Circadian+control+of+bile+acid+synthesis+by+a+KLF15-Fgf15+axis.">Circadian control of bile acid synthesis by a KLF15-Fgf15 axis.</a> Nat Commun. 6, 7231 (2015).</li><li>Christl, S. U., Scheppach, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+consequences+of+total+colectomy.">Metabolic consequences of total colectomy.</a> Scand J Gastroenterol Suppl. 222, 20-24 (1997).</li><li>Helmrath, M. A., VanderKolk, W. E., Can, G., Erwin, C. R., Warner, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intestinal+adaptation+following+massive+small+bowel+resection+in+the+mouse.">Intestinal adaptation following massive small bowel resection in the mouse.</a> J Am Coll Surg. 183, 441-449 (1996).</li><li>Tappenden, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathophysiology+of+short+bowel+syndrome:+considerations+of+resected+and+residual+anatomy.">Pathophysiology of short bowel syndrome: considerations of resected and residual anatomy.</a> J Parenter Enteral Nutr. 38, 14-22 (2014).</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=Bile+Acid+diarrhea:+prevalence,+pathogenesis,+and+therapy.">Bile Acid diarrhea: prevalence, pathogenesis, and therapy.</a> Gut Liver. 9, 332-339 (2015).</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=Advances+in+understanding+of+bile+acid+diarrhea.">Advances in understanding of bile acid diarrhea.</a> Expert Rev Gastroenterol Hepatol. 8, 49-61 (2014).</li><li>Mottacki, N., Simren, M., Bajor, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+article:+bile+acid+diarrhoea+-+pathogenesis,+diagnosis+and+management.">Review article: bile acid diarrhoea - pathogenesis, diagnosis and management.</a> Aliment Pharmacol Ther. 43, 884-898 (2016).</li><li>Rao, A., 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+organic+solute+transporter+alpha-beta,+Ostalpha-Ostbeta,+is+essential+for+intestinal+bile+acid+transport+and+homeostasis.">The organic solute transporter alpha-beta, Ostalpha-Ostbeta, is essential for intestinal bile acid transport and homeostasis.</a> Proc Natl Acad Sci. 105, 3891-3896 (2008).</li><li>Hofmann, A. F., Poley, 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=Cholestyramine+treatment+of+diarrhea+associated+with+ileal+resection.">Cholestyramine treatment of diarrhea associated with ileal resection.</a> N Engl J Med. 281, 397-402 (1969).</li><li>Kir, S., 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=FGF19+as+a+postprandial,+insulin-independent+activator+of+hepatic+protein+and+glycogen+synthesis.">FGF19 as a postprandial, insulin-independent activator of hepatic protein and glycogen synthesis.</a> Science. 331, 1621-1624 (2011).</li><li>Kuipers, F., Bloks, V. W., Groen, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beyond+intestinal+soap--bile+acids+in+metabolic+control.">Beyond intestinal soap--bile acids in metabolic control.</a> Nat Rev Endocrinol. 10, 488-498 (2014).</li><li>Buchman, A. L., Scolapio, J., Fryer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AGA+technical+review+on+short+bowel+syndrome+and+intestinal+transplantation.">AGA technical review on short bowel syndrome and intestinal transplantation.</a> Gastroenterology. 124, 1111-1134 (2003).</li></ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Um eine erfolgreiche Ileectomy durchzuführen, muss die überlegene mesenterialen Arterie im Voraus ligiert werden, um das Blut-Versorgungsmaterial zum Segment resecting zu blockieren. Ischämische ileale Segment schaltet nach Ligation dunkelviolett. Das Ileum Segment muss dann komplett reseziert. Eine normale Blutversorgung muss für die einbehaltenen enden sichergestellt werden. Dies ist wesentlich, Blutungen und unsachgemäße Entfernung zu vermeiden, die können leicht Ursache chirurgische Fehler aufgrund von ischämischen Nekrose nach nähen. Während die Anastomose ist es wichtig, die ileal enden in ihrer natürlichen anatomischen Position miteinander zu verbinden. Mesenterium gilt als die zuverlässigste Markierung für die erste Naht, das mögliche Auftreten von verdrillten Enden zu vermeiden. Im Anschluss an die zweite Naht auf der kontralateralen Seite des Ileum Enden sind die beiden Enden entsprechend ihrer natürlichen anatomischen Struktur platziert. Nachdem die intestinale Anastomose muss die Farbe des Bereichs Anastomosen überprüft werden. Der Bereich zeigt in der Regel eine normale rosa Farbe. Wenn der Bereich nach der Operation lila wird, kann Ischämie die Naht Zone leiden. Dies ist möglicherweise aufgrund von unvollständigen Exzision des Segments ischämischen oder Verdrehen der beiden Enden beim Nähen. Unter diesen Bedingungen muss die Operation sofort korrigiert werden.
Die wichtigsten Komplikationen der Operation Ileectomy werden Gallensäure-Malabsorption-induzierten Toxizität, postoperativen Darm Hindernisse und Anastomosen Leckage. Im Vergleich zu anderen Teilen des Verdauungstraktes, enthält Ileum mehrere strukturelle und funktionelle Besonderheiten, die schwieriger durch den Rest des Darmes kompensiert werden. Im Vergleich zu jüngeren Mäusen kann die gleichen ileale Resektion schwere ältere Mäuse möglicherweise beschädigt weil mehr Galle bei älteren Mäusen produziert wird. Zum Beispiel haben wir festgestellt, dass Galle Ansammlung an Alter 16 - Wochen alten Mäusen als im Alter 8 Wochen alten Mäusen größer war. Es ist unklar, ob Unterschiede zwischen den Geschlechtern Ileectomy-induzierten Nebenwirkungen beeinflussen und bedarf weiterer Untersuchungen.
Die Resektion des Ileum Länge hängt vom Zweck des Experiments. In unseren Händen ist eine Entfernung von 50 % Ileum genug, um deutliche Cholestase mit eingeschränkter Kontraktilität des Darms zu induzieren. Zuviel Entfernung, insbesondere bis zu 90 % Ileum, Ursachen übermäßiger Cholestase und vollständigen Verlust der Darmperistaltik. Die Mäuse in der übermäßigen ileale Resektion sind in der Regel nicht länger als fünf Tage überlebensfähig. Operation einer kürzeren Segment (z.B. weniger als 50 % Ileum), ist eine wirksame Änderung bei der Nutzung der Ileectomy als Vorbild relativ langfristige Chirurgie. Postoperative Therapie mit Gallensäure Komplexbildner (z.B. Cholestyramin) eventuell Galle Overaccumulation 16zu vermindern.
Wir erforschten eine Reihe von Ileectomy Modellen mit verschiedenen Längen der Resektion und bestimmt die optimale Resektion-Bedingungen, die milde Gallensäure Overaccumulation und Toxizität im Darm führen. So bietet diese Studie ein Maus-Modell um ein tieferes Verständnis für funktionelle und molekulare Ileectomy verursachten Durchfall, fettlöslichen Vitamin Malabsorption und Steatorrhoe zu gewinnen. Die Einschränkung dieser Studie ist jedoch, dass wir nur eine kurzfristige Experiment durchgeführt. Eine Langzeitstudie muss in der Zukunft weiter untersucht werden.
FGF15 wurde berichtet, um eine langfristige Insulin-Regler für Glukose und Proteinstoffwechsel wichtig sein. Darüber hinaus spielt es eine Rolle in Gallensäure Homöostase 17,18. Die aktuelle Studie kann ein Verständnis für FGF15-vermittelte Regelung der Glukose und Eiweißstoffwechsel bei Personen mit Ileum Resektionen ermöglichen. Zu guter Letzt ileale Resektion wirkt sich auch auf die Synthese und zirkulierenden andere Peptidhormone Stoffwechsel beteiligt. Beispielsweise werden in der Regel Blutkonzentrationen von PYY und GLP, die durch Enteroendocrine L-Zellen im distalen Ileum synthetisiert und hemmen sauren Magensaft und intestinale Motilität, verändert nach der Operation 6,19.
Zusammenfassend haben wir eine akute ileale Resektion Modell induzierende mittelschwerer bis schwerer Galle Overaccumulation im Darm Maus etabliert. Der Gradienten Resektionen der Maus Ilea können angewendet werden, um die komplexe kurzes Darmsyndrom wie Gallensäure Homöostase und Toxizität im enterohepatischen System zu studieren. Darüber hinaus ist moderat Resektion des Ileum sehr ähnlich wie die Operation bei Patienten mit Morbus Crohn eingesetzt. Daher werden diese Modelle vorteilhaft für das Studium der entzündliche und fibrotische Reaktionen im Dünndarm mit Operation chirurgische Eingriffe. Schließlich bieten Chirurgie Mausmodellen eine komfortable Plattform für Forschung und klinische Bewertung von Therapien für Ileectomy-induzierten Nebenwirkungen und Krankheiten.

In der modernen biomedizinischen Forschung werden genetisch manipulierte Tiermodellen weithin genutzt, um Einblicke in menschliche Krankheiten aufzulesen. Insbesondere wurden Gewebe oder zellspezifische Gewinn und Verlust Funktionen von Genen zur molekularen Regulation sowie induzierte biologische Effekte zu studieren. Trotz der Fortschritte im Ziel Gene in VivoManipulation gibt es anhaltende Einschränkungen. Erste, viele Zellen oder Gewebe spezifische Löschungen betreffen mehrere Organe. Zum Beispiel wird epithelialen gen Löschung Ausdruck in Epithelien von mehreren Geweben beseitigen. Weiter, auch wenn die Löschung auf einem bestimmten Gewebe beschränkt ist, ist räumliche Kontrolle nur selten möglich. Zum Beispiel in einem Gewebe wie Darm durchführen verschiedene Segmente sehr spezifische Funktionen, die mit Präzision in Vivomanipuliert werden können nicht. In diesen Situationen Resektion der gen-haltigen Gewebe gilt ein effizienteres Studium Vorgehen die mechanistische und funktionelle Bedeutung der Gewebe Kommunikation bestimmen.
Ileectomy ist vor allem bei Patienten mit Morbus Crohn und entzündlichen Erkrankungen mit der distalen Ileum 1,2,3. Ileum produziert in der Regel mehrere Energie Speicher Hormone wie Fibroblasten-Wachstumsfaktor 15/19 (FGF15/19), Peptid YY (PYY) und Glucagon-Like Peptid 1/2 (GLP1/2); Diese Hormone spielen eine wichtige Rolle für lokale und endokrine in vielen biologischen Funktionen4,5,6. Unter dieser Hormone wurde FGF15 als eine robuste endokrine Inhibitor der Gallensäure-Synthese in der Leber festgestellt. Sobald in ileal Enterozyten resorbiert, aktivieren Gallensäuren führt anschließend zu Feedback-Hemmung der hepatischen Gallensäure Synthese 7nuklearen Rezeptoren Farnesoid X Rezeptor (FXR), Fgf15 Ausdruck, zu stimulieren. In einer aktuellen Studie, wir Ileectomy Mausmodell eingeführt, um das Ileum Kruppel-ähnlichen Faktor 15 (KLF15) zu studieren -Fgf15 Signalisierung Achse, die circadiane Gallensäure-Produktion in der Leber 8regelt. Am wichtigsten ist, haben wir eine neuartige Familie, Kruppel-ähnliche Faktoren, vor allem KLF15 in Gallensäure Biologie eingeführt. Basierend auf funktionelle Studien einschließlich der Ileectomy Chirurgie, haben wir festgestellt, dass KLF15 reguliert Gallensäure Synthese über einen indirekten Mechanismus nicht hepatisch. Ileale KLF15 ist schließlich auch als der erste endogene negativer Regulator der Fgf15identifiziert.
Die intestinale Segmente Abstieg vom proximalen zum distalen Regionen sind verantwortlich für die Aufnahme von anderen Nährstoffen. Das Ileum ist das große Segment verantwortlich für Gallensäure und Vitamin B12 (VB12) Aufnahme 9. Eine frühere Studie beschäftigt ein Maus-Modell der proximalen Darm-Resektion, kurzes Darmsyndrom zu studieren; verschiedene Längen Resektion, Diäten und Naht-Typen wurden vorgeschlagen, eine optimale postoperative überleben Rate 10beizubehalten. Darüber hinaus zeigt eine neuere Überprüfung dieser ileale Resektion in der Regel schwerere Krankheit als andere gastrointestinalen (GI) Segment Resektionen wegen der verminderten Anpassungsfähigkeit der restlichen Trakt 11ergibt. Dieses Thema hat intensive Interesse der Grundlagenforschung und Klinische Forschergruppen, gewonnen, während das Verständnis der Erholung und der wirksame therapeutische Ansätze sind noch begrenzt.
Gallensäure-Durchfall entsteht durch Ungleichgewichte in Gallensäure Homöostase in den enterohepatischen Kreislauf 12,13. Es kann eine Folge von ileale Resektion, Magen-Darm-Erkrankung oder eine Folge der idiopathischen Gallensäure-Malabsorption. Mehr als 80 % der Patienten wurden gefunden, um mit Durchfall nach einer ileale Resektion 14zu präsentieren. Ileectomy hat das Potenzial, eine wichtige Operation-Modell für die Erforschung der Gallensäure Durchfall sein. In dieser Studie eine Reihe von Ileum Resektionen bietet eine gradient Bewertung der FGF15 Mangel sowie Darm Galle Salz Malabsorption, Overaccumulation und toxischen Schäden.

<table width="722">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">Dissection microscope</td>
			<td style="width:195px;">Olympus</td>
			<td style="width:97px;">SZ61</td>
			<td style="width:183px;">For surgery&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">Animal temperature controller</td>
			<td style="width:195px;">Physitemp Instruments, Inc.</td>
			<td style="width:97px;">TCAT-2LV</td>
			<td style="width:183px;">For body temperature control</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">Isoflurane anesthetic vaporizer</td>
			<td style="width:195px;">VetEquip</td>
			<td style="width:97px;">&#160;911104</td>
			<td style="width:183px;">For anesthesia</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">Dissection forceps</td>
			<td style="width:195px;">&#160;Fine Science Tools, Inc.</td>
			<td style="width:97px;">11274-20</td>
			<td style="width:183px;">For surgery&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">Scissors</td>
			<td style="width:195px;">&#160;Fine Science Tools, Inc.</td>
			<td style="width:97px;">14084-08</td>
			<td style="width:183px;">For surgery&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">Needle holder</td>
			<td style="width:195px;">&#160;Roboz Surgical Instrument Co.</td>
			<td style="width:97px;">RS-7882</td>
			<td style="width:183px;">For surgery&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">Micro knives-needle blade</td>
			<td style="width:195px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:97px;">10318-14</td>
			<td style="width:183px;">For surgery&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">6-0 monofilament suture</td>
			<td style="width:195px;">Ethicon</td>
			<td style="width:97px;">1698G</td>
			<td style="width:183px;">For abdominal skin closure</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">7-0 silk suture</td>
			<td style="width:195px;">Ethicon</td>
			<td style="width:97px;">766G</td>
			<td style="width:183px;">For ligation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">8-0 monofilament suture</td>
			<td style="width:195px;">Ethicon</td>
			<td style="width:97px;">1714G</td>
			<td style="width:183px;">For anastomosis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">Surgical sponges</td>
			<td style="width:195px;">Dynarex Corp.</td>
			<td style="width:97px;">3333</td>
			<td style="width:183px;">For surgery&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">Small cotton-tipped applicators&#160;</td>
			<td style="width:195px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:97px;">23-400-118</td>
			<td style="width:183px;">For surgery&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:195px;">Piramal Healthcare Limited</td>
			<td style="width:97px;">66794-013-25</td>
			<td style="width:183px;">For anasthesia</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">Buprenorphine hydrochloride</td>
			<td style="width:195px;">Reckitt-Benckiser Pharmaceuticals</td>
			<td style="width:97px;">12496-0757-1</td>
			<td style="width:183px;">For analgesia</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">0.9% sodium chloride Injection</td>
			<td style="width:195px;">B. Braun Medical Inc.</td>
			<td style="width:97px;">0264-7800-10</td>
			<td style="width:183px;">For washing/injection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:248px;height:21px;">Povidone iodine prep solution</td>
			<td style="width:195px;">Dynarex Corp.</td>
			<td style="width:97px;">1413</td>
			<td style="width:183px;">For skin preparation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
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		</tr>
	</tbody>
</table>

ileectomy-induced bile overaccumulation in mouse intestine

Darm-Resektion ist eine gemeinsame Therapieansatz für menschliche Krankheiten wie Fettleibigkeit, entzündlichen Darmerkrankungen, Morbus Crohn und Darmkrebs, die oft schweren kurzen Darm-Syndrom-ähnliche Nebenwirkungen einschließlich Gallensäure Durchfall führt, Dehydrierung, Elektrolytstörungen und Nährstoff Malabsorption. Hier stellen wir eine murinen ileale Resektion Modell, genannt Ileectomy, um Gewebe-Kommunikation und die Pflege der systemischen Homöostase zu bewerten. Nach ileale Resektion ist das zirkulierende Blut dauerhaft frei von dem Ileum-spezifischen endokrinen Hormon Fibroblasten-Wachstumsfaktor 15 (FGF15), die ihre endokrine Hemmung der Gallensäure-Synthese in der Leber freisetzt. In Kombination mit der erhöhten Produktion und abgeschafft Rückresorption von Gallensäuren nach dem Entfernen der Krummdarm leiden Mäuse, die operiert Galle Salz Overaccumulation in den Darm und damit verbundenen Durchfall, Morbidität und Mortalität. Neuartige Nutzung des Modells Chirurgie eingeführt in dieser Studie kann mechanistische und funktionale Einblicke in ileal Kontrolle über systemische Stoffwechselregulation in Physiologie und Krankheiten geben.

Die Verfahren für die Ileectomy sind in Abbildung 1dargestellt. Der erste Schritt beinhaltet Vorbereitung Maus Bauchhaut, wodurch ein Bauchschnitt und Verwendung von Retraktoren, um den Darm (Abbildung 1A-C) vollständig verfügbar zu machen. Als nächstes befand sich der Maus-Blinddarm (Abbildung 1D); Angesichts der Tatsache, dass seine Größe und Form es eine leicht erkennbare Landmarke machen. Der Blinddarm, Ileum Bestandteil der distalen Jejunum ausgesetzt und wurden aus der Bauchhöhle (Abbildung 1D) entfernt. Sobald das resecting ileale Segment bestimmt war, die überlegene mesenterialen Arterie die Blutversorgung zum Segment war ligiert und die Farbe des Segments Ileum rapide verändert, dunkelviolett (Abbildung 1-E - F), während der Rest des Darmes eine normale rosa Farbe beibehalten. Das gesamte ischämische ileale-Segment war komplett reseziert gefolgt von Wäsche, die der Schnitt mit 0,9 % Kochsalzlösung (Abbildung 1G) endet. Die beiden ileal Enden wurden dann zusammen durch einen dreistufigen näht (Abbildung 1H-J) vernäht. In Abbildung 1-K-LAnastomosen Darm zurück auf die ursprüngliche anatomische Position in die Bauchhöhle und die eingeschnittenen Muskel- und Hautschichten zusammen genäht wurden.
Gallensäuren, die von der Leber produziert werden enzymatisch aus Cholesterin synthetisiert und im enterohepatischen System verteilt. Sie sind meist von der distalen Ileum resorbiert und dann zurück in die Leber durch die hepatische Portalader. Gallensäure Zirkulation zwischen Hepatozyten in der Leber und Enterozyten im Ileum wird in Abbildung 2Azusammengefasst. Im Ileum, Gallensäuren von apikalen Natrium-abhängigen Gallensäure-Transporter (ASBT) auf der luminalen Seite der Epithelzellen Enterozyten aufgenommen und übertragen von Ileum Gallensäure-bindende Protein (IBABP) an der basolateralen Membran für Ausfluss in das Blut über die organisch gelöste Transporter (OST). In Enterozyten, Gallensäuren aktivieren auch FXR um das Ileum-spezifische Hormon FGF15, induzieren ist ein potenter Inhibitor der endokrinen Gallensäure Synthese insbesondere durch Downregulating hepatischen CYP7A1, das aus- und Bandbreitenbegrenzung Enzym für die Synthese von Gallensäure in die Leber. Jedoch ist Fgf15 von Ileum KLF158unterdrückt. Unsere quantitative Real-Time Polymerase-Kettenreaktion (RT-qPCR)-Analyse erkannt reichlich Ausdruck des Fgf15, Asbt, Ibabpund Ostβ -mRNA im Ileum und weniger um extrem niedrige Ausdruck im Jejunum und rest des Darms (Abbildung 2B 2E). Adenomatöse Polyposis coli (Apc) mRNA Ebene (Negativkontrolle) blieb jedoch in der gesamten den gesamten Darm (Abbildung 2F) vergleichbar.
Diese Daten stehen im Einklang mit einer früheren Studie15 und weiter zu unterstützen, dass die intestinale Resorption von Gallensäuren vor allem im Ileum tritt. Diese Daten deuten darauf hin, dass die Galle ist entscheidend für die Nährstoff Verdauung und Emulgierung für effiziente Absorption von fettlöslichen Nährstoffen im proximalen Dünndarm, die biologisch die primäre Verdauungs- und absorptiven Rollen von Duodenum und Jejunum passt . Bei der Ankunft im distalen Dünndarm, die Galle hat seine Verdauungsfunktion absolviert und ist durch das Ileum, zurück zur Leber und bleibt Teil von den enterohepatischen Kreislauf resorbiert. Galle Resorption ermöglicht auch Gallensäuren, führen Sie eine ihrer Signalisierung Funktionen durch die Stimulierung Ileum um sekundäre Signalmolekül FGF15, produzieren die reist in die Leber und Galle-Synthese unterdrückt. In unserem früheren Studie, wir die regulierende Wirkung einer Ileum-KLF15 -Fgf15 -Achse auf die Leber Gallenflüssigkeit Synthese durch eine chirurgische Resektion von ca. 90 % des Ileum 8bewiesen. Gallensäure-Synthese in der Leber verliert die inhibitorische Kontrolle von FGF15 nach der entscheidenden mechanische Entfernung des Ileum, wodurch auch Gallensäure-Malabsorption im Darm. Die große Menge von Galle ist folglich in den Darm, was zu schwere Nebenwirkungen wie Durchfall, Cholestase und Verlust des Magen-Darm-Aktivität overaccumulated. Um bewerten die Wirkung der Resektion Stärke und eine sichere Ileectomy Modell zu bestimmen, verwendet wir C57BL6/J Mäusen um 0 % (Schein), 50 % und 90 % Resektion des Ileum durchzuführen. Nach 24 h demonstriert die intestinale Morphologie charakteristischen Farbverlauf Veränderungen (Abb. 3A-3D). Der Darm in der Sham-Chirurgie war normal und vergleichbar mit der von Nichtchirurgie Mäuse. Entfernen von 50 % des Ileum verursacht einige Galle Akkumulation, erhöhte intestinale Größe und Ausdehnung eines Tages nach der Resektion. Aber die Maus, die 90 % Resektion unterzog sich erhöhte Galle Overaccumulation ausgestellt, erhöhte intestinale Größe und schwere Dilatation. Um die Overaccumulation ileale Resektion-induzierte Galle in den Darm zu bewerten, wurden interne Flüssigkeit aus der postoperativen GI Tracts gesammelt. Die Fluidvolumina ausgestellt eine gradient Verbesserung von 0 % bis 90 % bei Ileectomy Mäusen (Abb. 4A). Das Verhältnis von GI Gewicht im Vergleich zu Körpergewicht wurde nur in den 90 % Ileum reseziert Mäusen (Abbildung 4B) deutlich erhöht. Die GI-Flüssigkeit aus der postoperativen GI Tracts gesammelt und das GI Fluid Gewicht zu GI Trakt Gewichtsverhältnis zeigten einen Gradienten Anstieg durch Resektion (Abbildung 4C und 4D). Schließlich bestätigt der Gallensäure-Test, dass die Menge an Gallensäuren in das überstand steigt mit Zunahme der ileale Resektion (Abbildung 4E) erkannt. Zusammenfassend deuten die Ergebnisse, dass 50 % Ileum-Resektion ein zutreffender Ileectomy Mausmodell mit relativ moderaten Beeinträchtigungen, wie mild Gallensäure Akkumulation im Darm ist.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55728/55728fig1.jpg"> 
Abbildung 1: Chirurgie Verfahren der Ileectomy. (A) pflegen die Körpertemperatur über eine temperaturgesteuerte kleine Tier OP-Tisch. (B) Abdeckung der OP-Bereich mit sterile Gazen nach Bauchhaut Vorbereitung. (C) aussetzen des Dünndarms durch eine Mittellinie Bauchschnitt. (D) Blinddarm (hervorgehoben durch die weiße gestrichelte Linie) ist eine deutliche, Ileum zu finden. Setzen Sie das Ileum (gelbe gestrichelte Linie) und überlegenen mesenterialen Arterie Niederlassungen (gelbe Pfeile). (E) verbinden die Zweige der überlegenen mesenterialen Arterie, die Blutversorgung zum Ileum. Ligatur-Websites sind durch gelbe Pfeile angedeutet. Ileale Farbwechsel, dunkles violett oder schwarz nach der Ligatur der Arterie. Ischämische Segment wird durch die gelbe gestrichelte Linie markiert. (F) die gestrichelte Linie zeigt die Abgrenzung der ischämischen und normal perfundierten Ileum; der Pfeil zeigt ischämischen Bereich des Ileum. (G) schneiden und entfernen Sie den ischämischen Teil des Ileum und die Enden (gelb gestrichelt) mit 0,9 % Kochsalzlösung spülen. Die gelben Pfeile zeigen die mesenterialen Seiten. (> (H) Naht die ileal Enden zusammen und halten das Mesenterium ausgerichtet. Die erste Naht auf der mesenterialen Seite wird durch einen gelben Pfeil angezeigt. (ich) Naht der kontralateralen Seite des Ileum (gelber Pfeil). (J) Naht die oberen und unteren Seiten der ileal enden komplett Ileum gemeinsam. Die Nähte sind mit dem gelben Pfeil gekennzeichnet. (K) der Blinddarm und der Dünndarm in die Bauchhöhle zurück. Die Anastomose Fläche wird durch den gelben gestrichelten Kreis markiert. Die rosa Farbe zeigt keine Ischämie im Bereich Anastomose. (L) in der Nähe des Schnitt der Bauchmuskel Schicht und Naht der Hautschnitt. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55728/55728fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55728/55728fig2.jpg"> 
Abbildung 2 : Synthese von Gallensäure in Hepatozyten und Resorption von Enterozyten im Ileum. (A) schematische Abbildung der Gallensäure-Synthese in der Leber, Resorption vor allem im Ileum und Rückkehr in die Leber über die hepatische Portalader. Gallensäuren werden durch eine Reihe von Enzymen, die unter anderem das aus- und Bandbreitenbegrenzung Cytochrom P450-Enzym CYP7A1 in Hepatozyten aus Cholesterin synthetisiert. Die meisten Gallensäuren werden durch den Transporter ASBT auf der luminalen Seite der ileal Enterozyten resorbiert. Absorbiert Gallensäuren sind verbunden mit IBABP und Effluxed in der Pfortader über den basolateralen Transporter OST für den Transport zurück zur Leber. In Enterozyten aktivieren Gallensäuren auch nukleare Hormonrezeptor FXR, Ileum-spezifische Hormon FGF15, eine robuste endokrine Inhibitor der hepatischen Gallensäure Synthese zu induzieren. Im Gegensatz dazu hemmt ileal KLF15 FGF15 Ausdruck. (B-F) Relativen Ausdruck des Fgf15, Asbt, Ibabp, Ostβund Apc -mRNA in der ganze Darm reicht von der proximalen, distalen Segmenten einschließlich Doppelpunkt (C), Zwölffingerdarm (D), Jejunum (J) und Ileum (I) (n = 5). Fehler bars ± SD. * P &#60; 0,05 vs. Zwölffingerdarm von Student t-test. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55728/55728fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55728/55728fig3.jpg"> 
Abbildung 3: Gradienten Resektionen des Ileum und Cholestase im Darm. (A) Maus Dünndarm weist keine Dilatation nach der Schein-Operation. Der innere Inhalt zeigen Verdauungs Speisebrei. (B) nach der 50 % ileale Resektion des Dünndarms zeigt moderate Dilatation mit erheblichen Cholestase. (C) nach 90 % ileale Resektion des Dünndarms zeigt beträchtliche Ansammlung von Galle und übermäßige Ausdehnung. (D) der GI-Trakt (aus dem Magen in den Enddarm) wurde isoliert von den Mäusen mit Schein-Operation (links), 50 % Ileum-Resektion (Mitte) und 90 % Ileum-Resektion (rechts). <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55728/55728fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55728/55728fig4.jpg"> 
Abbildung 4: Galle Overaccumulation verursacht durch Ileectomy. (A) interne Flüssigkeit aus dem Darm Maus 24 h nach dem Schein, 50 % und 90 % Ileectomy. (B) die Verhältnisse der GI Gewicht im Vergleich zu Körpergewicht im Schein, 50 % und 90 % Ileectomy Operationen (n = 5). (C) die GI-Flüssigkeit Bände. (D) die Verhältnisse der GI Flüssigkeit wiegt im Vergleich zu GI-Gewichte. (E) Total Gallensäuren in der Flüssigkeit aus dem Darm nach Schein, 50 % und 90 % Ileectomy gesammelt wurden (n = 5). GI: Magen-Darm-, GIW: Magen-Darm-Gewicht, BW: Körpergewicht. Fehler bars ± SD. * P &#60; 0,05 vs. Sham, # P &#60; 0,05 vs. 50 % Ileectomy durch One-Way ANOVA. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55728/55728fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>

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Ileectomy-induced Bile Overaccumulation in Mouse Intestine

Dünndarm-abhängige Gallensäure Resorption und Feedback-Hemmung der hepatischen Gallensäure Synthese ist wichtig für systemische Homöostase und Gesundheit. In dieser Studie beschreiben wir ein Mausmodell für ileale Resektion, Ileectomy-induzierten Galle Malabsorption, Overaccumulation und Toxizität im Darm der Maus zu bewerten.

Overaccumulation Ileectomy-induzierten Galle im Darm der Maus

Intestinal resection is a common therapeutic approach for human diseases such as obesity, inflammatory bowel disease, Crohn's disease, and colon cancer ...

ileectomy-induced-bile-overaccumulation-in-mouse-intestine

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

9.4K Aufrufe.  Case Western Reserve University. Dünndarm-abhängige Gallensäure Resorption und Feedback-Hemmung der hepatischen Gallensäure Synthese ist wichtig für systemische Homöostase und Gesundheit. In dieser Studie beschreiben wir ein Mausmodell für ileale Resektion, Ileectomy-induzierten Galle Malabsorption, Overaccumulation und Toxizität im Darm der Maus zu bewerten.

Serie: Ileectomy-induced Bile Overaccumulation in Mouse Intestine

Hyperinsulinemic-euglycemic Clamps in Conscious, Unrestrained Mice

Type 2 diabetes is characterized by a defect in insulin action. The hyperinsulinemic-euglycemic clamp, or insulin clamp, is widely considered the "gold standard" method for assessing insulin action in vivo. During an insulin clamp, hyperinsulinemia is achieved by a constant insulin infusion. Euglycemia is maintained via a concomitant glucose infusion at a variable rate. This variable glucose infusion rate (GIR) is determined by measuring blood glucose at brief intervals throughout the experiment and adjusting the GIR accordingly. The GIR is indicative of whole-body insulin action, as mice with enhanced insulin action require a greater GIR. The insulin clamp can incorporate administration of isotopic 2[14C]deoxyglucose to assess tissue-specific glucose uptake and [3-3H]glucose to assess the ability of insulin to suppress the rate of endogenous glucose appearance (endoRa), a marker of hepatic glucose production, and to stimulate the rate of whole-body glucose disappearance (Rd).
The miniaturization of the insulin clamp for use in genetic mouse models of metabolic disease has led to significant advances in diabetes research. Methods for performing insulin clamps vary between laboratories. It is important to note that the manner in which an insulin clamp is performed can significantly affect the results obtained. We have published a comprehensive assessment of different approaches to performing insulin clamps in conscious mice1 as well as an evaluation of the metabolic response of four commonly used inbred mouse strains using various clamp techniques2. Here we present a protocol for performing insulin clamps on conscious, unrestrained mice developed by the Vanderbilt Mouse Metabolic Phenotyping Center (MMPC; URL: www.mc.vanderbilt.edu/mmpc). This includes a description of the method for implanting catheters used during the insulin clamp. The protocol employed by the Vanderbilt MMPC utilizes a unique two-catheter system3. One catheter is inserted into the jugular vein for infusions. A second catheter is inserted into the carotid artery, which allows for blood sampling without the need to restrain or handle the mouse. This technique provides a significant advantage to the most common method for obtaining blood samples during insulin clamps which is to sample from the severed tip of the tail. Unlike this latter method, sampling from an arterial catheter is not stressful to the mouse1. We also describe methods for using isotopic tracer infusions to assess tissue-specific insulin action. We also provide guidelines for the appropriate presentation of results obtained from insulin clamps.

The hyperinsulinemic-euglycemic clamp, or insulin clamp, is the gold standard for assessing insulin action in vivo. A method for performing insulin clamps in mice is described. This includes a method for arterial catheterization that permits experiments to be performed in conscious, unrestrained mice with minimal stress.

Hyperinsulinämische-euglykämische Schellen in dem Bewusstsein, Unrestrained Mäuse

Type 2 diabetes is characterized by a defect in insulin action. The hyperinsulinemic-euglycemic clamp, or insulin clamp, is widely considered the "gold ...

Forschung

Medizin

3-Dimensional Resin Casting and Imaging of Mouse Portal Vein or Intrahepatic Bile Duct System

In organs, the correct architecture of vascular and ductal structures is indispensable for proper physiological function, and the formation and maintenance of these structures is a highly regulated process. The analysis of these complex, 3-dimensional structures has greatly depended on either 2-dimensional examination in section or on dye injection studies. These techniques, however, are not able to provide a complete and quantifiable representation of the ductal or vascular structures they are intended to elucidate. Alternatively, the nature of 3-dimensional plastic resin casts generates a permanent snapshot of the system and is a novel and widely useful technique for visualizing and quantifying 3-dimensional structures and networks.
A crucial advantage of the resin casting system is the ability to determine the intact and connected, or communicating, structure of a blood vessel or duct. The structure of vascular and ductal networks are crucial for organ function, and this technique has the potential to aid study of vascular and ductal networks in several ways. Resin casting may be used to analyze normal morphology and functional architecture of a luminal structure, identify developmental morphogenetic changes, and uncover morphological differences in tissue architecture between normal and disease states. Previous work has utilized resin casting to study, for example, architectural and functional defects within the mouse intrahepatic bile duct system that were not reflected in 2-dimensional analysis of the structure1,2, alterations in brain vasculature of a Alzheimer's disease mouse model3, portal vein abnormalities in portal hypertensive and cirrhotic mice4, developmental steps in rat lymphatic maturation between immature and adult lungs5, immediate microvascular changes in the rat liver, pancreas, and kidney in response in to chemical injury6.
Here we present a method of generating a 3-dimensional resin cast of a mouse vascular or ductal network, focusing specifically on the portal vein and intrahepatic bile duct. These casts can be visualized by clearing or macerating the tissue and can then be analyzed. This technique can be applied to virtually any vascular or ductal system and would be directly applicable to any study inquiring into the development, function, maintenance, or injury of a 3-dimensional ductal or vascular structure.

A method of visualizing and quantifying the 3-dimensional structure of mouse hepatic portal vein or intrahepatic bile duct is described. This resin cast technique can also be applied to other ductal or vascular systems and allows for in situ visualization or quantification of a system's intact communicating architecture.

3-Dimensional Resin Casting und Imaging of Mouse Pfortader oder intrahepatische Gallengang-System

In  organs, the correct architecture of vascular and ductal structures is  indispensable for proper physiological function, and the formation and  ...

A Simple Method of Mouse Lung Intubation

A simple procedure to intubate mice for pulmonary function measurements would have several advantages in longitudinal studies with limited numbers or expensive animal. One of the reasons that this is not done more routinely is that it is relatively difficult, despite there being several published studies that describe ways to achieve it. In this paper we demonstrate a procedure that eliminates one of the major hurdles associated with this intubation, that of visualizing the trachea during the entire time of intubation. The approach uses a 0.5 mm fiberoptic light source that serves as an introducer to direct the intubation cannula into the mouse trachea. We show that it is possible to use this procedure to measure lung mechanics in individual mice over a time course of at least several weeks. The technique can be set up with relatively little expense and expertise, and it can be routinely accomplished with relatively little training. This should make it possible for any laboratory to routinely carry out this intubation, thereby allowing longitudinal studies in individual mice, thereby minimizing the number of mice needed and increasing the statistical power by using each mouse as its own control.

This paper describes a striaghforward and efficient method of intubating mice for pulmonary function measurements or pulmonary instillation, that allows the mice to recover and be studied at later times. The procedure involves an inexpensive fiberoptic light source that directly illuminates the trachea.

Eine einfache Methode der Maus Lung Intubation

A  simple procedure to intubate mice for pulmonary function measurements would  have several advantages in longitudinal studies with limited numbers or  ...

Technical Aspects of the Mouse Aortocaval Fistula

Technical aspects of creating an arteriovenous fistula in the mouse are discussed. Under general anesthesia, an abdominal incision is made, and the aorta and inferior vena cava (IVC) are exposed. The proximal infrarenal aorta and the distal aorta are dissected for clamp placement and needle puncture, respectively. Special attention is paid to avoid dissection between the aorta and the IVC. After clamping the aorta, a 25 G needle is used to puncture both walls of the aorta into the IVC. The surrounding connective tissue is used for hemostatic compression. Successful creation of the AVF will show pulsatile arterial blood flow in the IVC. Further confirmation of successful AVF can be achieved by post-operative Doppler ultrasound.

The goal is to produce an arteriovenous fistula that is simple and reproducible. This method does not use sutures or glue adhesive. Therefore the samples can be used with the least amount of foreign materials for analysis.

Technische Aspekte der Maus aortokavaler Fistel

Technical aspects of creating an arteriovenous fistula in the mouse are discussed. Under general anesthesia, an abdominal incision is made, and the aorta ...

Bile Duct Ligation in Mice: Induction of Inflammatory Liver Injury and Fibrosis by Obstructive Cholestasis

In most vertebrates, the liver produces bile that is necessary to emulsify absorbed fats and enable the digestion of lipids in the small intestine as well as to excrete bilirubin and other metabolic products. In the liver, the experimental obstruction of the extrahepatic biliary system initiates a complex cascade of pathological events that leads to cholestasis and inflammation resulting in a strong fibrotic reaction originating from the periportal fields. Therefore, surgical ligation of the common bile duct has become the most commonly used model to induce obstructive cholestatic injury in rodents and to study the molecular and cellular events that underlie these pathophysiological mechanisms induced by inappropriate bile flow. In recent years, different surgical techniques have been described that either allow reconnection or reanastomosis after bile duct ligation (BDL), e.g., partial BDL, or other microsurgical methods for specific research questions. However, the most frequently used model is the complete obstruction of the common bile duct that induces a strong fibrotic response after 21 to 28 days. The mortality rate can be high due to infectious complications or technical inaccuracies. Here we provide a detailed surgical procedure for the BDL model in mice that induce a highly reproducible fibrotic response in accordance to the 3R rule for animal welfare postulated by Russel and Burch in 1959.

Disruption of bile flow results in severe inflammatory cholestatic liver injury with a characteristic time-dependent sequence of morphological alterations. Here we present a protocol for the surgical ligation of the common bile duct in mice that allows to induce a strong fibrotic response after 21 to 28 days.

Gallengang-Ligation in Mice: Induktion von Entzündungsleber-Verletzung und Fibrose von obstruktiver Cholestase

In most vertebrates, the liver produces bile that is necessary to emulsify absorbed fats and enable the digestion of lipids in the small intestine as well ...

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. Despite the discovery of key regulators of uterine contractility, this process is still not fully understood. Transgenic mice provide an ideal model in which to study parturition. Previously, the only method to study uterine contractility in the mouse was ex vivo isometric tension recordings, which are suboptimal for several reasons. The uterus must be removed from its physiological environment, a limited time course of investigation is possible, and the mice must be sacrificed. The recent development of radiometric telemetry has allowed for longitudinal, real-time measurements of in vivo intrauterine pressure in mice. Here, the implantation of an intrauterine telemeter to measure pressure changes in the mouse uterus from mid-pregnancy until delivery is described. By comparing differences in pressures between wild type and transgenic mice, the physiological impact of a gene of interest can be elucidated. This technique should expedite the development of therapeutics used to treat myometrial disorders during pregnancy, including preterm labor.

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

This manuscript provides a protocol for implanting telemeters in the mouse for the purpose of measuring intrauterine pressures during pregnancy.

Intrauterine Telemetrie zur Maus Kontraktionsdruck messen<em&gt; In-vivo-</em

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. ...

A Simple Device to Rapidly Prepare Whole Mounts of the Mouse Intestine

Preparing whole mounts of the mouse small intestine and colon for subsequent analysis or quantification can be time consuming and difficult. We describe the use of a simple device to cut and &#8216;roll&#8217; mouse intestines to rapidly prepare whole mount preparations of superior and uniform quality to that which can be achieved by hand. The device comprises a base that holds 4 stainless steel rods and a top, which acts a cutting guide. The rods are inserted into the lumen of the small intestine [divided into thirds] and the colon. The rods and samples are then placed over a piece of filter paper or card into the holding slots in the base of the device. The top of the device is then positioned and serves as a cutting guide. The two angled sections in the center of the top piece are used to guide a knife or scalpel and cut the intestines longitudinally on the top of the rods. Once the intestinal sections have been cut, the top is removed and the card,&#160;tissue and rods gently removed from the device and placed on the bench. The rods are then gently rolled sideways to flatten and stick the intestinal segments onto the underlying piece of filter paper or card. The final preparation can then be examined or fixed and stored for later analysis. The preparations are invaluable for the study of intestinal changes in normal or genetically modified mouse models. The preparations have been used for the study and quantification of the effects of inflammation (colitis), damage, pre-cancerous lesions (aberrant crypt foci (ACFs) and mucin depleted foci (MDFs)) and polyps or tumors.

The use of a simple device to cut and &#8216;roll&#8217; mouse intestines to rapidly prepare whole mount preparations is described.

Eine einfache Vorrichtung, um schnell vorbereiten Whole Mounts des Mausdarm

Preparing whole mounts of the mouse small intestine and colon for subsequent analysis or quantification can be time consuming and difficult. We describe ...

Isolation and Profiling of MicroRNA-containing Exosomes from Human Bile

Exosome research in the last three years has greatly extended the scope towards identification and characterization of biomarkers and their therapeutic uses.
Exosomes have recently been shown to contain microRNAs (miRs). MiRs themselves have arisen as valuable biomarkers for diagnostic purposes. As specimen collection in clinics and hospitals is quite variable, miRNA isolation from whole bile varies substantially. To achieve robust, accurate and reproducible miRNA profiles from collected bile samples in a simple manner required the development of a high-quality protocol to isolate and characterize exosomes from bile. The method requires several centrifugations and a filtration step with a final ultracentrifugation step to pellet the isolated exosomes. Electron microscopy, Western blots, flow cytometry and multi-parameter nanoparticle optical analysis, where available, are crucial characterization steps to validate the quality of the exosomes. For the isolation of miRNA from these exosomes, spiking the lysate with a non-specific, synthetic miRNA from a species like Caenorhabditis elegans, i.e., Cel-miR-39, is important for normalization of RNA extraction efficiency. The isolation of exosome from bile fluid following this method allows the successful miRNA profiling from bile samples stored for several years at -80 &#176;C.

Bile fluid is a valuable source of extracellular vesicles/exosomes that contain potentially important biomarkers. This protocol represents a robust method to isolate exosomes from human bile for further analyses including miRNA profiling.

Isolation und Profilierung von microRNA-haltigen Exosomen von Human Bile

Exosome research in the last three years has greatly extended the scope towards identification and characterization of biomarkers and their therapeutic ...

Using Multi-fluorinated Bile Acids and In Vivo Magnetic Resonance Imaging to Measure Bile Acid Transport

Along with their traditional role as detergents that facilitate fat absorption, emerging literature indicates that bile acids are potent signaling molecules that affect multiple organs; they modulate gut motility and hormone production, and alter vascular tone, glucose metabolism, lipid metabolism, and energy utilization. Changes in fecal bile acids may alter the gut microbiome and promote colon pathology including cholerrheic diarrhea and colon cancer. Key regulators of fecal bile acid composition are the small intestinal Apical Sodium-dependent Bile Acid Transporter (ASBT) and fibroblast growth factor-19 (FGF19). Reduced expression and function of ASBT decreases intestinal bile acid up-take. Moreover, in vitro data suggest that some FDA-approved drugs inhibit ASBT function. Deficient FGF19 release increases hepatic bile acid synthesis and release into the intestines to levels that overwhelm ASBT. Either ASBT dysfunction or FGF19 deficiency increases fecal bile acids and may cause chronic diarrhea and promote colon neoplasia. Regrettably, tools to measure bile acid malabsorption and the actions of drugs on bile acid transport in vivo are limited. To understand the complex actions of bile acids, techniques are required that permit simultaneous monitoring of bile acids in the gut and metabolic tissues. This led us to conceive an innovative method to measure bile acid transport in live animals using a combination of proton (1H) and fluorine (19F) magnetic resonance imaging (MRI). Novel tracers for fluorine (19F)-based live animal MRI were created and tested, both in vitro and in vivo. Strengths of this approach include the lack of exposure to ionizing radiation and translational potential for clinical research and practice.

Using Multi-fluorinated Bile Acids and In Vivo Magnetic Resonance Imaging to Measure Bile Acid Transport

Tools to diagnose bile acid malabsorption and measure bile acid transport in vivo are limited. An innovative approach in live animals is described that utilizes combined proton (1H) plus fluorine (19F) magnetic resonance imaging; this novel methodology has translational potential to screen for bile acid malabsorption in clinical practice.

Mit Multi-fluorierten Bile Acids und<em&gt; In Vivo</em&gt; Magnetic Resonance Imaging Maßnahme Gallensäure-Transport

Along with their traditional role as detergents that facilitate fat absorption, emerging literature indicates that bile acids are potent signaling ...

Mechanisms Underlying Gut Hormone Secretion Using the Isolated Perfused Rat Small Intestine

The gut is the largest endocrine organ of the body, producing more than 15 different peptide hormones that regulate appetite and food intake, digestion, nutrient absorption and distribution, and post-prandial glucose excursions. Understanding the molecular mechanisms that regulate gut hormone secretion is fundamental for understanding and translating gut hormone physiology. Traditionally, the mechanisms underlying gut hormone secretion are either studied in vivo (in experimental animals or humans) or using gut hormone-secreting primary mucosal cell cultures or cell lines. Here, we introduce an isolated perfused rat small intestine as an alternative method for studying gut hormone secretion. The virtues of this model are that it relies on the intact gut, meaning that it recapitulates most of the physiologically important parameters responsible for the secretion in in vivo studies, including mucosal polarization, paracrine relationships and routes of perfusion/stimulus exposure. In addition, and unlike in vivo studies, the isolated perfused rat small intestine allows for almost complete experimental control and direct assessment of secretion. In contrast to in vitro studies, it is possible to study both the magnitude and the dynamics of secretion and to address important questions, such as what stimuli cause secretion of different gut hormones, from which side of the gut (luminal or vascular) is secretion stimulated, and to analyze in detail molecular sensors underlying the secretory response. In addition, the preparation is a powerful model for the study of intestinal absorption and details regarding the dynamics of intestinal absorption including the responsible transporters.

Here, we present a powerful and physiological model to study the molecular mechanisms underlying gut hormone secretion and intestinal absorption &#8212; the isolated perfused rat small intestine.

Mechanismen, die Hormonausschüttung der Darm mit der isolierten durchblutet Ratte Dünndarm

The gut is the largest endocrine organ of the body, producing more than 15 different peptide hormones that regulate appetite and food intake, digestion, ...