Fixations- und Operationsmethode für die Bauchmassage bei T2DM-Mäusen

Zusammenfassung

In dieser Studie wird ein Bauchmassagegerät für Mäuse vorgestellt, das die manuelle Massage repliziert und gleichzeitig Stress und Gewebeschäden minimiert. Das Gerät senkt den Blutzuckerspiegel erheblich, verbessert den Fettstoffwechsel und erhöht die Insulinsensitivität bei Typ-2-Diabetes-Mäusen und bietet einen vielversprechenden, nicht-invasiven Therapieansatz mit klinischem Potenzial.

Zusammenfassung

Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM) ist ein schnell wachsendes globales Problem der öffentlichen Gesundheit, von dem weltweit über 500 Millionen Menschen betroffen sind. Obwohl sich die Bauchmassage als potenziell vorteilhaft bei der Behandlung von T2DM erwiesen hat, bleibt ihre Wirksamkeit unklar, insbesondere in Tierversuchen, bei denen Herausforderungen wie die Compliance bei den Tieren und die Notwendigkeit einer präzisen Druckkontrolle die Umsetzung erschweren. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wird in dieser Studie ein neuartiges Simulationsgerät für Bauchmassage vorgestellt, das speziell für Mäuse entwickelt wurde. Dieses Gerät bietet eine praktische Lösung, um Bauchmassagen kontrolliert durchzuführen und gleichzeitig Stress und Gewebeschäden für die Tiere zu minimieren. Es hält die Gliedmaßen der Mäuse sicher fest, so dass sie während der Massage bei Bewusstsein bleiben können, und bietet eine präzise Kontrolle über den Druck und die Häufigkeit der Massage, die auf den Bauch angewendet wird. Die Fähigkeit des Geräts, die manuelle Bauchmassage mit Genauigkeit zu simulieren, eröffnet neue Möglichkeiten für experimentelle Studien, die ihre Auswirkungen auf T2DM bewerten. Das Hauptziel dieses Protokolls ist es, den Einfluss der Bauchmassage auf wichtige T2DM-Marker wie Blutzuckerspiegel, Fettstoffwechsel und Insulinsensitivität bei Mäusen zu untersuchen. Durch die Bereitstellung einer zuverlässigen und reproduzierbaren Methode für die Bauchmassage kann dieses Gerät wertvolle Einblicke in sein Potenzial als nicht-invasive therapeutische Intervention für T2DM bieten. Die Erkenntnisse aus dieser Forschung können dazu beitragen, klinische Strategien zur Prävention und Behandlung von Diabetes voranzutreiben, insbesondere bei der Verbesserung des Verständnisses traditioneller Therapien wie der Bauchmassage in der modernen medizinischen Praxis.

Einleitung

Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM) ist eine chronische Erkrankung, die durch Insulinresistenz und Funktionsstörungen der β-Zellen der Bauchspeicheldrüse gekennzeichnet ist. Es handelt sich um ein landesweites Problem der öffentlichen Gesundheit, mit einer weltweit rapide steigenden Inzidenz¹. Laut dem Global Metabolic Disease Burden Report leiden weltweit mehr als 500 Millionen Menschen an Diabetes, wobei über 90 % von ihnen an T2DM² leiden. Die Bauchmassage ist ein wichtiger Eingriff zur Behandlung von T2DM. Eine Vielzahl von Untersuchungen hat gezeigt, dass eine Bauchmassage den Blutzuckerspiegel, die Lebensqualität, die Zusammensetzung der Darmmikrobiota und ihre Stoffwechselprodukte bei T2DM-Patienten signifikant verbessern und so die Insulinsensitivität erhöhen^{kann 3,4,5}. Darüber hinaus fördert die Bauchmassage die gastrointestinale Peristaltik, verbessert die Verdauungsfunktion, reduziert die Magen-Darm-Stauung und optimiert die Nährstoffaufnahme und den Glukosestoffwechsel ^6,7,8. Trotz des Potenzials, durch das die Bauchmassage die T2DM-Ergebnisse verbessert, wurden sie noch nicht vollständig erforscht. Insbesondere wurde gezeigt, dass die Bauchmassage die Insulinsensitivität und den Glukosestoffwechsel verbessert, indem sie Stoffwechselwege wie den Insulinsignalweg moduliert, aber die genauen physiologischen Prozesse sind noch nicht vollständig verstanden. Diese Studie zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen, indem sie detailliertere mechanistische Einblicke darüber liefert, wie die Bauchmassage die T2DM in Tiermodellen verbessern kann.

Das Hauptziel dieser Studie ist es, eine standardisierte, reproduzierbare Methode zur Untersuchung der Auswirkungen der Bauchmassage auf T2DM mit einem innovativen Gerät zu entwerfen und zu entwickeln, das speziell für Mäuse entwickelt wurde. Dieses Gerät zielt darauf ab, eine präzise Kontrolle über Massageparameter wie Druck und Frequenz zu ermöglichen und gleichzeitig den Stress der Tiere zu minimieren und die Einhaltung des Tierschutzes zu gewährleisten.

Die Durchführung einer Bauchmassage an Tiermodellen, insbesondere an Mäusen, birgt jedoch mehrere Herausforderungen. Aktuelle Forschungsmethoden stehen vor Herausforderungen, darunter eine inkonsistente Massageanwendung, Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Drucks und einer gleichmäßigen Frequenz und die Sicherstellung der Compliance der Tiere während des Eingriffs. Diese Einschränkungen behindern die Reproduzierbarkeit und führen zu Variabilität der Ergebnisse, was die Notwendigkeit einer effektiveren und zuverlässigeren Technik unterstreicht. Um diese Frage zu beantworten, sind Tierversuche unerlässlich. Für die Bauchmassage bei Tieren ist es notwendig, einen bestimmten Druck und eine bestimmte Frequenz aufrechtzuerhalten. In der Praxis ist es jedoch nicht einfach, die Tiere dazu zu bringen, sich an die Anweisungen zu halten und in der erforderlichen Position im Gerät zu bleiben, da sie von Natur aus aktiv sind. Es ist auch eine Herausforderung, während des Eingriffs einen gleichmäßigen Druck und eine gleichmäßige Geschwindigkeit zu gewährleisten, was es schwierig macht, die für Bauchmassagetechniken erforderliche Stabilität zu erreichen. Daher bleibt die Durchführung von Bauchmassagen an Mäusen, Ratten und anderen Tiermodellen eine große Herausforderung in der Forschung. Darüber hinaus müssen sich Tierversuche mit Fragen des Tierschutzes befassen, wie z. B. der Linderung von Stress und Angstzuständen, der Schmerzlinderung und der Verbesserung der allgemeinen Bedingungen. Bestehende Methoden, wie z. B. die Massage nach der Anästhesie oder die manuelle Fixierung, sind oft arbeitsintensiv, führen zu experimentellen Verzerrungen oder können die natürlichen physiologischen Bedingungen bei bewussten Tieren nicht replizieren. Frühere Lösungen betrafen die Bauchmassagemodelle ^9,10,11 von Ratten. Um diese Einschränkungen zu überwinden, stellen wir ein neuartiges Bauchmassagegerät für Mäuse vor. In dieser Studie stellen wir ein neuartiges Bauchmassagegerät vor, das entwickelt wurde, um diese Einschränkungen zu überwinden. Im Vergleich zu herkömmlichen Techniken bietet dieses Gerät erhebliche Vorteile, darunter einen stabilen Betrieb, eine präzise Kontrolle der Massageparameter, einen geringeren Stress für die Tiere und eine verbesserte Reproduzierbarkeit. Darüber hinaus verbessert sein kostengünstiges Design die Zugänglichkeit für breitere Anwendungen in der Erforschung von Stoffwechselerkrankungen. Durch die Integration moderner Technik mit traditionellen therapeutischen Ansätzen schließt dieses Gerät eine kritische Lücke in den nicht-invasiven experimentellen Methoden für T2DM.

Dieser Ansatz trägt zur breiteren Literatur über nicht-invasive Therapietechniken für T2DM bei, insbesondere über solche aus der Traditionellen Chinesischen Medizin (TCM), die die regulatorischen Auswirkungen der Bauchmassage auf die Verdauungs- und Stoffwechselfunktionen betont. Forscher könnten diese Methode besonders für Studien zu nicht-pharmakologischen Interventionen bei T2DM und anderen Stoffwechselstörungen finden. Durch die Bewältigung wichtiger experimenteller Herausforderungen bietet diese Methode eine Grundlage für die Weiterentwicklung der klinischen und translationalen Forschung auf diesem Gebiet.

Protokoll

Alle Tierversuche wurden vom Animal Care and Use Committee der Nanjing University of Chinese Medicine genehmigt (Zulassungsnummer: 202409A033). Hier wurden 24 gesunde männliche C57BL/6J-Mäuse mit Lichtschutzfaktor im Alter von 8 Wochen und einem Gewicht von 22 g ± 2 g ausgewählt. Die Mäuse wurden unter einem 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus bei einer Temperatur von 20-22 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 45%-50% untergebracht. Die Tiere hatten freien Zugang zu Futter und Wasser.

1. Etablierung des T2DM-Mausmodells

1. Füttern Sie Mäuse 1 Woche lang mit Standardfutter, um sich an die neue Umgebung in der Tierhaltung anzupassen. Nach 1 Woche teilen Sie die 24 C57BL/6J-Mäuse, aufgeteilt in die Kontrollgruppe (6 Mäuse) und die T2DM-Modellgruppe (18 Mäuse), nach dem Zufallsprinzip anhand einer Zufallszahlentabelle auf. Geben Sie der Kontrollgruppe gereinigtes Standardfutter, während die T2DM-Modellgruppe eine fettreiche Diät erhält. Setzen Sie die Diät 6 Monate lang fort.
2. Überwachen Sie das Trinken, Fressen, das Körpergewicht, den Nüchternblutzucker und den zufälligen Blutzucker der Mäuse während dieses Zeitraums. Wenn zwei aufeinanderfolgende Blutzuckerwerte 7,8 mM/l überschreiten, führen Sie einen Insulintoleranztest (ITT) durch. Betrachten Sie den Wert der Fläche unter der Kurve (AUC) größer als 35 als erfolgreiches T2DM-Modell.
3. Starten Sie die Intervention, sobald sich das T2DM-Modell stabilisiert hat.

2. Gruppierung und Behandlung von Mäusen

1. Nach erfolgreicher T2DM-Modellierung ordnen Sie die T2DM-Mäuse anhand einer Zufallszahlentabelle nach dem Zufallsprinzip einer der folgenden Gruppen zu, um eine unverzerrte Auswahl zu gewährleisten: Modellgruppe, Metformin-Gruppe und Bauchmassagegruppe, mit sechs Mäusen in jeder Gruppe.
2. Führen Sie keinen Eingriff in der Kontrollgruppe durch. Verwenden Sie die Zufallszahlentabelle, um jede Maus einer der Versuchsgruppen zuzuweisen, und stellen Sie sicher, dass die Gruppen in Bezug auf das anfängliche Körpergewicht und den Glukosespiegel vergleichbar waren, um Verzerrungen bei der Zuordnung zu minimieren.
3. Füttern Sie die Modellgruppe während des gesamten Experiments mit einer fettreichen Diät und verabreichen Sie täglich 0,2 ml physiologische Kochsalzlösung per Sonde, 1x täglich, 6 Tage die Woche, für 8 Wochen.
4. Füttern Sie die Metformin-Gruppe während des gesamten Versuchs mit einer fettreichen Diät. Gemahlene Metformin-Tabletten und lösen Sie sie für die Sondenverabreichung einmal täglich bei 200 mg/kg/Tag auf, verdünnt auf 0,2 ml mit physiologischer Kochsalzlösung. Verabreichen Sie dies 1x täglich, 6 Tage die Woche, für 8 Wochen.
5. Füttern Sie die Bauchmassagegruppe während des gesamten Versuchs mit einer fettreichen Diät. Versorgen Sie die Mäuse täglich mit 0,2 ml physiologischer Kochsalzlösung. Führen Sie einmal nach 5 Minuten der Verabreichung des Arzneimittels eine Bauchmassage durch. Führen Sie 6 Mal pro Woche zu einer festen Zeit mit einem Ruhetag für einen zusammenhängenden Zeitraum von 8 Wochen eine Bauchmassage durch.
   1. Fixieren Sie Mäuse mit einem selbstgemachten Nagetier-Fixierer und entblößen Sie ihren Bauch, während Sie sicherstellen, dass sie für die Bauchmassage ruhig bleiben.
   2. Verweis auf die Akupunkturkarte für Mäuse zur Lokalisierung der Punkte Shenque und Tianshu. Verwenden Sie die Entfernung von Shenque nach Tianshu als Radius und führen Sie eine Rotationsmassage im Uhrzeigersinn für 30 Minuten mit 100-120 Mal pro Minute durch. Der während des Eingriffs angewandte Druckbereich betrug 0,1-0,3 N/cm. Stellen Sie den Druck auf ein Niveau ein, das die Mäuse tolerieren können, während Sie mit dem FPS-Druckprüfsystem ruhig bleiben und überwachen.

3. Vorbereitung des Bauchmassage-Trainingsgeräts

1. Bereiten Sie eine 1 mm dicke Polypropylenplatte vor, um eine Fixierplatte zu erstellen, und formen Sie sie zu einem Halbkreis mit einem Radius von 4,5 cm auf der einen Seite und 3 cm auf der anderen Seite. Im aufgeklappten Zustand bildet es eine trapezförmige Form mit einer oberen Basis von 8 cm, einer unteren Basis von 10 cm und einer Seitenlänge von 10 cm. Verwenden Sie eine transparente Platte, um die Fixierung der Maus zu beobachten, wie in Abbildung 1A-C gezeigt.
2. Je nach Größe der Mäuse stanzen Sie vier lange Löcher in die Fixierplatte, wie in Abbildung 1A gezeigt.
3. Bereiten Sie einen weichen und haltbaren Vliesstoff vor und schneiden Sie ihn in eine elliptische Form für die Mitte mit vier länglichen geraden Streifen an den Ecken, die als Fixierstoff dienen. Stellen Sie sicher, dass die langen, geraden Streifen durch die vier länglichen Löcher in der Platte geführt werden können. Schneiden Sie je nach Größe der Maus vier runde Löcher in die Stoffstreifen, damit die Gliedmaßen der Maus hindurchgehen können, wie in Abbildung 1B gezeigt.
4. Wählen Sie einen selbstklebenden Foliensensor basierend auf der Bauchgröße der Maus aus und befestigen Sie den Druckfilm an dem Teil des Fixiergewebes, der dem Bauch der Maus entspricht. Schließen Sie die Folie an das Drucküberwachungsgerät an, wie in Abbildung 1D gezeigt.

4. Ablauf der Bauchmassage

1. Führen Sie die vier langen Streifen des Fixiergewebes durch die Löcher in der Fixierplatte, so dass ein Durchgang entsteht, durch den die Maus leicht hindurchpasst.
2. Platzieren Sie die Maus auf der Seite mit dem Radius von 4,5 cm und nutzen Sie ihren Wühlinstinkt, um sie dazu zu bewegen, sich zur Seite mit dem Radius von 3 cm zu bewegen, wie in Abbildung 2A gezeigt.
3. Beobachten Sie die Position der Maus von der Rückseite der transparenten Befestigungsplatte aus. Wenn die Maus die richtige Position erreicht hat, ziehen Sie die vier Stoffstreifen fest, um die Maus an den mittleren Teil des Fixiergewebes zu binden. Binden Sie die Streifen zu Knoten, um die Maus zu sichern.
4. Drehen Sie die Fixierplatte um und ziehen Sie die Mausgliedmaßen mit einer Pinzette aus den 4 runden Löchern des Fixiertuchs, um die Maus weiter zu fixieren, wie in Abbildung 2B gezeigt.
5. Halten Sie die Platte mit einer Hand fest und legen Sie das feste Mausgerät in die Handfläche, um die Maus in Rückenlage zu positionieren. Führen Sie die Bauchmassage am Bauch der Maus mit dem Daumen durch. Überwachen Sie während des Vorgangs die Werte auf dem Drucküberwachungsgerät genau, um sicherzustellen, dass die auf den Druckfilmsensor am Bauch der Maus ausgeübte Kraft konstant und gleichmäßig bleibt, wie in Abbildung 2C - D gezeigt.
   1. Wenn die Nase und die Lippen der Maus während der Bauchmassage violett erscheinen, kann dies darauf hindeuten, dass das Fixiergewebe zu eng ist und es zu Sauerstoffmangel kommt. Beenden Sie in solchen Fällen den Vorgang sofort, lösen Sie die Stoffstreifen und lassen Sie die Maus frei, um sich von dem Sauerstoffmangel zu erholen.
   2. Während der Bauchmassage kann es vorkommen, dass die Maus häufiger Kot absetzt oder uriniert, was eine normale Reaktion auf die Bauchmassage ist. Führen Sie eine sofortige Reinigung durch.
6. Lösen Sie nach 20 Minuten Bauchmassage die Knoten an den Stoffstreifen, damit sich die Maus von der Fixiervorrichtung befreien kann.
7. Nachdem sich die Maus an die Bauchmassage gewöhnt hat, sollte der Vorgang ruhig und mit minimalem Aufwand ablaufen. Wenn die Maus übermäßig zu kämpfen hat, überprüfen Sie das Gerät auf Probleme, wie z. B. eine defekte Befestigungsplatte oder einen zu engen Fixierstoff. Überwachen Sie während des gesamten Eingriffs ständig den Komfort und die Vitalparameter der Maus.
8. Wiegen Sie die Tiere und führen Sie nach Abschluss des Versuchs Blutzuckermessungen durch.

Ergebnisse

Gemäß dem obigen Plan wurde der Hinterleib der Mäuse an Ort und Stelle gehalten, und die relativ feste Position ermöglichte es den Mäusen, eine stabile Haltung einzunehmen. Durch die Massage des Bauches mit einer festen Frequenz wurden der Druck und die Dauer der Massage in einem überschaubaren Bereich gesteuert. Dieser Ansatz ähnelt der traditionellen Bauchmassage in der chinesischen Medizin¹². Durch die Befolgung dieses Interventionsplans kann die Interve...

Diskussion

Die Bauchmassage ist eine repräsentative Grundtechnik der Massage der Traditionellen Chinesischen Medizin (TCM), die in der klinischen Prävention und Behandlung verschiedener Systemkrankheiten, insbesondere bei der Regulierung und Pflege des Verdauungssystems der Milz und des Magens, weit verbreitet ist 13,14,15. Die Bauchmassage wirkt sich direkt auf die Oberfläche des menschlichen Körpers ...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
High-density lipoprotein cholesterol assay kit	A112-1-1	Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute
Low-density lipoprotein cholesterol assay kit	A113-1-1	Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute
Metformin tablets		Sino-US Shanghai Squibb Pharmaceutical Co
Pressure Thin Film Sensors	FSR16	Vickers Electronic Technology (Luoyang) Co.
Retainer sleeve		No special requirement，Preferably, the material should be PP.
Strips of cloth for fixing		1mm thick, unfolded to a trapezoidal shape with an upper base of 8cm, a lower base of 10cm and two waists of 10cm.
Total cholesterol assay kit	A111-1-1	Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute
Triglyceride assay kit	A110-1-1	Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute