A függőleges hüvelyes gasztrektómia rágcsáló modellje

Darline Garibay

1 Orvostudományi Tanszék, Cornell Egyetem

Bethany P. Cummings

1 Orvostudományi Tanszék, Cornell Egyetem

Absztrakt

Bevezetés

Mivel az elhízás járványa világszerte folyamatosan növekszik, a bariatrikus műtétek egyre népszerűbbek, mivel ez a leghatékonyabb hosszú távú elhízási kezelés1. Sajnos a fogyás diétával és testmozgással nehezen érhető el, és hosszú távon viszonylag hatástalan2,3. A bariatrikus műtétet, például a vertikális hüvelyes gasztrektómiát (VSG) a gyomor-bél traktus súlycsökkentés céljából történő manipulációjaként határozzák meg1,4. Bár a fogyás a bariatrikus műtét egyik kiemelkedő eredménye, a bariatrikus műtét más egészségügyi előnyökkel jár, például javítja az elhízás társbetegségeit és meghosszabbítja az élettartamot5. Például a bariatrikus műtét a 2-es típusú cukorbetegség és a magas vérnyomás remissziójának magas arányát, valamint bizonyos ráktípusok kialakulásának életkori kockázatának csökkenését eredményezi1,6,7. Megjegyzendő, hogy a 2-es típusú cukorbetegség és a magas vérnyomás remisszióját okozó bariatrikus műtétek hatása gyakran a műtét után és a fogyás előtt is megfigyelhető8,9. Ez kiemeli azt a koncepciót, hogy a testtömegtől független mechanizmusok hozzájárulnak a műtét után megfigyelt egészségügyi előnyökhöz. Kidolgozták a bariatrikus műtét állatmodelljeit, amelyek felhasználásával tanulmányozzák azokat a mechanizmusokat, amelyek révén ezek az egészségügyi előnyök bekövetkeznek10,11,12.

Hitelesítettük a VSG egérmodelljét, amelyet különféle genetikailag módosított egérmodellekre alkalmaztunk, hogy tanulmányozzuk azokat a mechanizmusokat, amelyekkel a bariatrikus műtét javítja az elhízás társbetegségeit, mint például a 2-es típusú cukorbetegség, a magas vérnyomás és a vastagbélrák10,11,12. A rágcsálómodellek lehetővé teszik a kísérleti kontrollt és a genetikai vagy gyógyszerészeti manipuláció elvégzésének képességét a specifikus gének vagy az érdekes jelátviteli utak szerepének meghatározásához. Elsősorban a VSG-re koncentrálunk, mert a VSG a leggyakrabban végzett bariatrikus eljárás az Egyesült Államok klinikáján13. Ezenkívül a VSG egy egyszerű műtéti modell, kevesebb anatómiai módosítással, mint más eljárások, például a Roux-en-Y gyomor bypass vagy a biliopancreaticus eltérítés.

A VSG egérmodellünk összefoglalja az emberen megfigyelt bariatrikus műtét következő következményeit: súlycsökkenés, csökkentett táplálékfelvétel, javult glükózszabályozás, jobb szigeti funkció, fokozott étkezés utáni glükagonszerű peptid-1 (GLP-1) szekréció, csökkent artériás vérnyomás és a keringő epesav-koncentrációk növekedése10,11,12,13,14,15. Ezért ez egy ideális modell a testtömegtől függő és független mechanizmusok tanulmányozására, amelyek révén a VSG javítja vagy feloldja az elhízás társbetegségeit. Ezenkívül ez egy megbízható modell, amely más sebészeti beavatkozásokkal kombinálható, lehetővé téve a VSG hatásának vizsgálatát különböző betegségekben, nagyobb mechanisztikus belátással12.

Jegyzőkönyv

Az összes kísérleti protokollt jóváhagyta a Cornell Egyetem Intézményi Állattenyésztési és Felhasználási Bizottsága.

1. A műtét előtti előkészítés

MEGJEGYZÉS: A vizsgálati egerek általában C57BL étrend által kiváltott elhízott háttérrel rendelkeznek, hogy a vizsgálatok transzlációs szempontból relevánsak legyenek az emberi elhízás és az inzulinrezisztencia szempontjából. A hím és nőstény egereket a következő lépésekben leírtak szerint tanulmányozhatjuk.

2 hónapos korban helyezze az egereket 45% vagy 60% magas zsírtartalmú étrendre 2 hónapig (lásd Anyagtáblázat). MEGJEGYZÉS: Az egereknek magas zsírtartalmú étrendet táplálnak, hogy elhízott és inzulinrezisztens fenotípust hozzanak létre. Rövidebb vagy hosszabb, magas zsírtartalmú étrendes táplálás alkalmazható a vizsgálat céljától függően.

Az egerek etetését folytassa ad libitum műtétig. Ha kiindulási mérésekre van szükség, 7 hét magas zsírtartalmú étrend-etetés után gyors egereket 6 órán át vagy egy éjszakán át, és vegyen egy alapszintű vérmintát az érdekes metabolitok (pl. Glükóz) mérésére.

Folytassa az egereket magas zsírtartalmú étrenden, és hagyja, hogy az egerek egy héten keresztül helyreálljanak a vérvétel után, az álműtét vagy a VSG előtt. Helyezze az egereket folyékony étrendre (lásd Anyagtáblázat) 4 nappal a műtét előtt. MEGJEGYZÉS: Az egereket folyékony étrenden tartják a műtét előtt és után, hogy megtisztítsák az emésztőrendszert a részecskéktől, amelyek károsíthatják a gyógyulási reakciót.

Sterilizálja a műtét előtt a következő elemeket: fólia, géz, pamutvégű applikátorok (CTA) és műtéti műszerek (hemosztát, műtőolló, írisz olló, dumont fogó, fogazott Brown-Adson fogó, szondás tű, mikrotű meghajtó, rugós olló).

2. Függőleges hüvelyes gasztrektómia és színlelt eljárások

A műtét napján mérje meg az egereket, hogy megkapja a kiindulási súlymérést.

Szerelje fel a sebészeti helyiséget érzéstelenítő rendszerrel, fűtött vízfürdővel és fűtőbetéttel. Állítsa a vízfürdőt 37 ° C-ra, és használja 0,9% -os sóoldat melegítésére öntözés céljából. Tisztítsa meg a műtéti teret 70% -os etanollal, és steril technikával nyissa ki az autoklávozott műtéti csomagot és eszközöket. MEGJEGYZÉS: A fűtőbetétet az állat melegen tartására használják műtét és érzéstelenítés utáni felépülés során.

Indukciós kamra segítségével altassuk el az egeret 5% izofluránnal és 1 liter/perc O2 áramlási sebességgel. Ellenőrizze, hogy az egér az érzéstelenítés megfelelő síkjában van-e. Tartsa az egeret 1-3% izofluránnal és O2 áramlási sebességgel 0,6 l/perc, ha az érzéstelenítés következetes síkját elérték.

Miután az egeret elaltatták, helyezzen szemkenőcsöt (lásd az Anyagtáblázatot) a szemére, hogy nedvesek maradjanak a műtét során. Ekkor adjon fájdalomcsillapítót is, például meloxicamot (2 mg/kg szubkután). A köldöktől a szőrt a hónaljig finoman tartva tartsa a bőrt, hogy feszültséget nyújtson.

Mivel az egér bőre vékony és finom, ügyeljen arra, hogy a haj nyírásakor ne okozzon bőrelváltozást. Tisztítsa meg a bőrt povidon-jóddal és alkohollal.

Ne steril kesztyűt készítsen elő a steril műtéti teret és műszereket. Végezze el az eljárás többi részét steril technikával. Készítse elő a steril műtéti teret azáltal, hogy steril sebészeti kendőket tesz az egér mindkét oldalára. Használjon autoklávozott ónfóliát az egér műtéti kendőjének elkészítéséhez.

Vágjon egy kis lyukat az ónfóliába, hogy hozzáférjen az egér hasához.

Iris ollóval vágja be a bőr hasi közepétől (köldök) a xiphoid porc szintjéig. Határozza meg a linea alba-t, és írisz ollóval vágja át a testfalat a linea alba mentén. Használja a CTA-kat, hogy óvatosan emelje ki a gyomrot a hasból, majd tompán boncolja le a nagyobb omentumot a gyomor nagyobb görbületéről.

Ligáljuk be a gyomor fundusa és a lép között futó rövid gyomorartériát két ligatúra elhelyezésével 7-0 monofil abszorpciós varrat segítségével. Rugós ollóval vágjon a két ligatúra közé. Az artéria átmetszése után teljesen zárja ki a gyomrot a hasüregből. Helyezze a gézt a gyomor alá és nedvesítse meg sóoldattal, hogy a szövet nedves maradjon.

Ál-eljárás

A színlelt eljáráshoz helyezzen el egy laza egyszerű folytonos varratmintát 6-0 monofil abszorpciós varrat segítségével, kúpos tűvel. Kezdje 2 mm-rel jobbra (a sebész jobb oldalán) a nyelőcsőtől. Helyezze a varratvonalat a hasi gyomorfal mentén, majd folytassa a háti gyomorfal mentén. MEGJEGYZÉS: A gyomormanipulációk során csak egyszálas felszívódó varratot használjon a fertőzés kockázatának csökkentése érdekében. Ezenkívül az összes gyomorművelethez csak kúpos tűvel ellátott varratot használjon, mivel a vágótű használata növeli a varrat "áthúzódásának" kockázatát, ami gyomorszöveti károsodáshoz és seb kiszáradásához vezet.

Vezesse át a tűt teljesen az egyik gyomorfalon, miközben a varratot behelyezi. Győződjön meg arról, hogy a varrat laposan fekszik, de nem korlátozza a gyomrot. Óvatosan kösse le a varratot 3-4 dobással, és ugorjon a 2.9 lépésre.

A VSG eljárásnál hagyja ki a 2.7 lépést, és folytassa a 2.8 lépéssel.

VSG eljárás

A VSG-eljáráshoz kössük be a gyomorartér és a véna kiemelkedő ágait 7-0 monofil abszorpciós varrattal, kúpos tűvel, minden csomóhoz 3 dobással. Helyezze a kötéseket közvetlenül a tervezett átmetszési vonal alá (vagyis a gyomor kisebb görbülete felé). MEGJEGYZÉS: A tervezett átmetszési vonal a

2 mm-rel a gyomor szívrésszel (vagyis a gyomor nagyobb görbülete felé) és legalább 2 mm-rel a margo pilcatus alatt, és a hasnyálmirigy jobb lebenyének proximális végéig terjed. Gyomorfalonként általában 4 edény van, amelyeket le kell kötni; ez azonban egérenként változhat.

A gyomortartalom kiömlésének megakadályozása érdekében a gasztrektómia során helyezzen egy egyszerű, folytonos varratvonalat, amely mindkét gyomor falán áthalad, közvetlenül a tervezett keresztmetszeti vonal alatt, kúpos tűvel ellátott 6-0 monofil abszorpciós varrattal. Kezdje el a varratvonalat a sebésztől a nyelőcsőtől jobbra és a margo pilcatus alatt, és fejezze be közvetlenül a hasnyálmirigy felett.

Helyezzen vékony hegyű vérzéscsillapítókat a varratvonal fölé, és rugós ollóval vágjon bele a varratvonal és a vérzéscsillapítók közé. Távolítsa el az átmetszett gyomorszövetet a steril műtéti területről. Használja a CTA-kat a vér tisztítására és a gyomor lerakódására.

Erősítse a gyomor falainak elhelyezkedését 6-0 monofil abszorbeálható varratok segítségével, kúpos tűvel, egyszerű szakaszos mintával. MEGJEGYZÉS: Egyszerű, folytonos varratminta ajánlott, mivel ez biztonságosabb zárást biztosít, mint az egyszerű folytonos varratminta.

Öblítse le a gyomor maradványait sóoldattal az eljárás során, hogy a szövet nedves és tiszta maradjon. A gyomormosáshoz sóoldattal használjon 20 ml-es szondát, amely 20 ml-es fecskendőhöz van rögzítve. Használja ezt a méretet a megfelelő nyomás biztosításához anélkül, hogy kockáztatná a gyomorszövet károsodását a túlzott nyomás vagy a véletlenszerű gyomorszöveti károsodás miatt, ha egy szokásos hegyes tűt használ.

Használjon legalább 20 csomót a gyomor biztonságos lezárásához; figyeljen a nyelőcső oldalán lévő bezárásra, mivel ez az oldal nehezebben hozzáférhető, ezért gyakran a kiszáradás helyszíne.

Győződjön meg arról, hogy nincs-e szivárgás, ha gyengéden nyomja meg a gyomrot CTA-val. Ha szivárgást észlel, helyezzen további egyszerű szakaszos csomókat a szivárgás helyeire, majd végezze el a szivárgáspróbát újra. Szivárgásvizsgálat, amíg szivárgást nem észlelnek.

Végezzen el egy végső alapos gyomormosást legalább 60 ml sóoldattal annak biztosítására, hogy ne maradjanak fertőző részecskék.

Helyezze vissza a gyomrot a máj alatti hasüregbe CTA segítségével. Helyezze a CTA-kat a hasüreg hátsó része mentén, hogy felszívja az összes felesleges folyadékot. Egy tompa 18G tű segítségével injektálja a laktátos Ringer-oldatot (LRS) antibiotikumokkal vagy anélkül (0,5 ml LRS +/- 20 mg/kg Enrofloxacin) közvetlenül a hasüregbe, közvetlenül a lezárás előtt. MEGJEGYZÉS: Ez helyettesíti a műtét során tapasztalt folyadékveszteséget, és módszert biztosít az antibiotikumok közvetlen alkalmazására a műtét helyén a gyógyulás elősegítése érdekében.

Zárja le a hasi izomréteget 6-0 monofil abszorpciós varrattal, kúpos tűvel, egyszerű, folytonos mintával. Ezután zárja le a bőrréteget 6-0 monofil felszívódó varrattal, egyszerű folytonos mintázatban.

Helyezzen szövetragasztót a bőrre, és hajtsa át a bőrt a varratvonalon, hogy eltemesse a varratot, hogy az egér ne tudja megszakítani a sebzárást műtét után.

Kapcsolja ki az izofluránt, és hagyja az egeret 10-15 percig helyreállni a fűtőbetéten, mielőtt visszahelyezné a házi ketrecébe. Ne hagyja az állatot felügyelet nélkül, amíg az magához nem tért és mozogni nem tud.

Az állatokat egyenként tartsuk, amíg a műtétből teljesen ki nem gyógyulnak. MEGJEGYZÉS: Ha pontos táplálékbeviteli méréseket kell végezni a vizsgálat során, az egereket továbbra is egyedül kell elhelyezni a vizsgálat során. Az otthoni ketrecben lévő ágynemű elfogyasztása esetén fennáll az idegen test elzáródásának veszélye. Az állatokat ágyazás nélküli ketrecekben kell elhelyezni, kivéve a fészkelő anyagot a gazdagodás biztosítása érdekében (lásd: Anyagtáblázat).

3. Műtét utáni egérgondozás és mérések

Helyezze vissza az egeret háziketrecébe, és tegye a ketrecet egy fűtőpárnára. Tartsa az egereket folyékony étrenden a műtét után legalább 7 napig. Adjon fájdalomcsillapítót, például meloxicamot (2 mg/kg szubkután) a műtét után 2 napig. MEGJEGYZÉS: Antibiotikum, például enrofloxacin (20 mg/kg) a műtét után 7 napig adható. Az antibiotikumokat a műtéti beavatkozás okozta fertőzés kockázatának minimalizálása céljából adják, és szükség lehet rá, vagy nem szükséges, az eljárás során fenntartott sterilitási szinttől függően. Azonban, ha antibiotikumokat alkalmaznak, azokat az összes egérnek ugyanabban a vizsgálatban kell beadniuk a konzisztencia fenntartása érdekében.

A műtét utáni időszakban legalább naponta értékelje a testtömeget, az étkezés mennyiségét, a székletürítést, az aktivitás szintjét és a hajlamot a megfelelő gyógyulás és helyreállítás érdekében. A műtét után 14 napig végezzen műtét utáni ellenőrzést. MEGJEGYZÉS: A műtéti kudarc általában vagy közvetlenül a műtét után, vagy a műtét után három napon belül jelentkezik. Azokat az állatokat, akik a műtétet követő második napon nem esznek vagy isznak, szorosan figyelni kell a műtéti szövődmények kialakulására.

A műtét utáni időszak sikeres befejezése után a vizsgálat során rendszeresen mérje meg a testtömeget és a táplálékfelvételt, hogy biztosítsa a megfelelő fenotípus fenntartását.

Végezzen orális glükóz tolerancia tesztet (OGTT) a glükóz tolerancia, a glükóz által stimulált inzulin szekréció és a bél hormon szekréciójának értékelésére.

Végezze el az OGTT-t egerekben, miután 6 órán át éheztette őket, majd szondázza az egereket 50% -os szőlőcukoroldattal, 1 g/kg dózisban.

Gyűjtse össze a farok vérmintáit 0, 2,5, 5, 15, 30, 60 és 120 perccel a szoptatás után. Mérje meg a vércukorszintet glükométerrel ezekben az időpontokban. Gyűjtse össze a szérummintákat minden időpontban a különféle hormonok, például az inzulin és a GLP-1 mérésére.

Gyors egerek 6 órán át az eutanázia előtt. Vegyünk egy végső vérmintát és mérjük meg a glükózt. Hasonlítsa össze a végső glükózmérést az alapértékkel. Az egereket eutanizáljuk pentobarbitál intraperitoneális injekciójával 200 mg/kg dózisban.

A kiindulási és a végső szérumminták segítségével mérje meg a további elemzőanyagokat, és hasonlítsa össze a műtét előtti és utáni műtéti értékeket.

Reprezentatív eredmények

A színlelt és a VSG eljárásokat az 1. ábra szemlélteti. Az 1A. Ábra azt mutatja, hogy a varratvezeték hol helyezkedik el a gyomor falai mentén a színlelt eljárás során. Ugyanezen a területen vágják el a gyomrot a VSG műtét során. Az 1B. Ábra a VSG elvégzése után maradt gyomor tubuláris maradványát mutatja.