Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health (R01DK58096 zu Vincent Poitout) unterstützt. Vincent Poitout hält den Canada Research Chair in Diabetes und Bauchspeicheldrüsenkrebs Beta-Zell-Funktion. Bader Zarrouki erhielt Post-Doc-Stipendien von Merck und Eli Lilly. Ghislaine Fontes wurde von einem Post-Doc-Stipendium der Canadian Diabetes Association unterstützt.

Überblick: Das Verfahren besteht aus Katheterisiervorrichtung das Recht Halsschlagader und linken Halsschlagader unter Vollnarkose; ermöglicht eine 7-tägige Erholungsphase; Verbinden der Katheter an die Pumpen mit einem dreh-und Gegengewicht, das das Tier ermöglicht, sich frei zu bewegen in den Käfig; und Infusion Glucose und / oder Intralipid (a Sojaöl-Emulsion, die eine Mischung von etwa 80% erzeugt unsaturated/20% gesättigte Fettsäuren, wenn sie mit Heparin 9 infundiert) für 72 Stunden. 1. Kanülierung der rechten Vena jugularis und die linke Halsschlagader <ol><li> Sterilisieren chirurgischen Instrumenten. Kanülierung Schläuche müssen auch kalt sterilisiert unter Verwendung eines flüssigen Sterilisierungsmittel (2,6% Glutaraldehyd) vor dem Eingriff. Tauchen Sie den Schlauch in einem Autoklaven Behälter für 16-24 Std. Spülen und gründlich mit sterilem destilliertem Wasser, um alle Spuren von Glutaraldehyd vor Gebrauch zu entfernen. </li><li> Wiegen die Ratte zu berechnenMedikamentendosierungen: Carprofen 5 mg / kg: Verdünnung 1/10 = Körpergewicht (g) x 0,001 ml SC (Analgetikum) Glycopyrrolat 0,01 mg / kg: Verdünnung 1/10 = BW (g) X 0,0012 ml SC (Anticholinergika) </li><li> Anesthetize die Ratte mit Isofluran und Sauerstoff. </li><li> Legen Sie die Ratte auf den Bauch. Shave den Bereich hinter den Ohren an der Basis der Schultern. Legen Sie die Ratte auf seinem Rücken. Rasur die Region unter dem Hals bis zu den Vorderpfoten. </li><li> Prep die chirurgische Website mit Chlorhexidin, Alkohol und Jod. Verwalten Drogen. </li><li> Übertragen Sie die Ratte auf dem OP-Feld. </li><li> Unter aseptischen Bedingungen canulate das Recht Halsschlagader und die linke Halsschlagader mit einem PE-50 Kanüle an einer 1 ml Spritze mit 5 U heparinisierter Kochsalzlösung gefüllt. Spülen Sie die Kanülen mit 50 U Heparin-Kochsalzlösung zu vermeiden, während der Erholungsphase Blutgerinnung. Verwenden abgestumpft 23G Nadeln. Schließen Sie jede Kanüle mit einer 23G Nadel. </li><li> Nach der Operation, schneiden etwa 2,5 mm aus derunteren Schneidezähne und Ort der Ratte in einer Infusion Jacke um die Kanülen aus gefressen zu verhindern. </li><li> Geben Sauerstoff (1 L / min für 10 min) zu evakuieren Isofluran. </li><li> Legen Sie die Ratte in einem Käfig beheizt, bis es vollständig wach ist. </li><li> Operate vier Ratten auf einen pro Infusion Zustand verwenden (Tabelle 1). </li></ol> 2. Postoperative Pflege (Post-chirurgischen Behandlung und Anschluss der Katheter) <ol><li> Wiegen Sie die Ratten an Tag 1 und Tag 2 nach der Operation. </li><li> Verwalten Glycopyrrolat (BW (g) x 0,00048 ml) SC zweimal am Tag 1 nach der Operation und einmal am Tag 2 nach der Operation. </li><li> Zusätzliche unterstützende Behandlungen verabreicht, wenn nötig: Flüssigkeiten, Heizkissen, nass Ernährung, Sauerstoff-Therapie, Analgetika, Anticholinergika. </li><li> Am 7. Tag nach der Operation, wiegen die Ratten, die Flussraten für Infusion berechnen. </li><li> Schließen Sie jede Ratte eine Infusion System mit einem Haltegurt und schwenkbar auf einem Käfig Grill oben (Abbildung 1) montiert.</li><li> Spülen Sie die Kanülen mit 5 U heparinisierter Kochsalzlösung, um Gerinnsel zu entfernen. Spülen Sie die Kanülen noch einmal mit 50 U Heparin-Kochsalzlösung zu verhindern Blutgerinnung. </li><li> Lassen Sie die Ratten an die Leine gewöhnen und schwenken für mindestens 24 Stunden vor Beginn der Infusion. </li></ol> 3. Aufguss <ol><li> Unentschieden 0,15 ml Blut aus der Halsschlagader jeder Ratte und messen Blutzucker. Spülen Sie die Vena Kanülen. Mit 50 U Heparin-Kochsalzlösung Gerinnung in beiden Kanülen jeder Ratte zu verhindern. </li><li> Bringen der Blutprobe mit einem 0,5 ml Röhrchen mit 2% EDTA. Zentrifuge bei 10.000 rpm für 2 min und frieren das Plasma bei -20 ° C. </li><li> Füllen Sie zwei 60 ml Spritzen für jede der Infusion nachfolgend aufgeführten Bedingungen. Platz 1 Spritze auf der vorderen Position der Pumpe und Spritze Platz 2 auf der Rückseite Position der Pumpe. </li><li> Registriert jedes Paar von Lösungen zusammen mit y-Anschlüsse und CO-EX T22 Schläuche, die sterilisiert worden. Legen Sie die Spritzen auf einem Harvard 33Dual Spritzenpumpe. </li><li> Ändern Sie den Käfig unten und entfernen Sie alle Lebensmittel aus dem Käfig Grill oben. </li><li> Wiegen Sie 150 g Standard-Chow und auf den Käfig Grill oben. </li><li> Verbinden Sie die Spritzen an der Schwenk auf den Käfig Grill. Spülen Sie die Spritze richtig, um eingeschlossene Luft aus den Leitungen zu entfernen. </li><li> Berechnen Sie die Infusion Flussraten mit dem Körpergewicht, die Sie vor dem Anschließen die Ratte auf die Infusion System gemacht. Die Preise sind mit einer Microsoft Excel-Datei, die Glucoseinfusionsrate (GIR) in ml / h wandelt berechnet. </li><li> Stellen Sie die Pumpe auf Flussraten für 60 ml Spritzen verabreichen nach den Angaben des Herstellers Einstellungen. Geben Sie den Preis für 1 Spritze (vorne Spritze) und die Rate für Spritze 2 (zurück Spritze). </li><li> Starten Sie die Pumpe. </li></ol> 4. Überwachung <ol><li> Nach dem Starten der Pumpe zu überprüfen, dass es keine undichten aus der Schwenk-oder aus den Kanülen und Infusion Schläuche nicht verdreht ist. Überprüfen Sie auch, dass es keine Luftblasen inder Schlauch. </li><li> Nach 3 Stunden nach der Infusion, eine Blutprobe nehmen, um den Blutzucker zu überwachen. Wiederholung nach 6, 24, 48 und 72 Stunden nach der Infusion. Als Vorsichtsmaßnahme wird glycemia auch nach 30, 34, 54 und 60 h der Infusion überwacht. Blutzucker messen mit einem Tropfen Vollblut unter Verwendung eines tragbaren Glukosemonitor werden. Dies begrenzt die Menge des Blutes während der Infusion entnommen und vermeidet daher wesentlich zu verändern Blutvolumen und / oder Hämatokrit. </li><li> Die Rate für Spritze 1 basiert auf Blutzucker-Werte geändert, um den Blutzucker bei 220-250 mg / dl zu halten. Die Rate für Spritze 2 nicht während der 72 Stunden nach der Infusion zu ändern, weil freie Fettsäuren bei 1 mmol / L. gehalten werden </li><li> Infusion Bedingungen gekoppelt sind, so dass das Volumen für die Kontrolltiere erhielten entspricht dem Volumen der Versuchstiere (Tabelle 1) empfangen wird. </li><li> Nach 24 Stunden nach der Infusion, ändern Sie den Käfig unten und wiegen das Essen noch im Käfig Grill. Bringen Sie das Teil uneaten to den Käfig Grill. Wiederholen Sie nach 48 Stunden. </li><li> Refill Spritzen täglich während der 72 Stunden nach der Infusion benötigt. </li><li> Während der Infusion, beachten Sie immer die Ratte auf Anzeichen von Entzündungen oder Beschwerden. Verwalten entsprechender Pflege, wenn nötig. </li></ol> 5. Post-Infusion Sterbehilfe <ol><li class="jove_content"> Nach 72 Stunden der Infusion sind narkotisierten Ratten intravenös mit 0,5 ml einer Ketamin / Xylazin-Cocktail (182 mg / kg Ketamin und 11,6 mg / kg Xylazin 1:2 verdünnt mit 0,9% NaCl). </li><li class="jove_content"> Die Zehen-Pinch-Reflex verwendet, um das Niveau der Anästhesie zu überprüfen. Weitere Betäubungsmittel verabreicht wird, wie gebraucht. </li><li class="jove_content"> Wenn die Ratten anästhesiert, wird die Bauchhöhle mit einer chirurgischen Schere geöffnet. Die Ratte wird durch Ziehen 10-15 ml Blut in einer Spritze aus der Aorta oder der Vena Cava ausgeblutet. </li></ol>

<ol>
	<li>Poitout, V., Robertson, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucolipotoxicity:+fuel+excess+and+beta-cell+dysfunction.">Glucolipotoxicity: fuel excess and beta-cell dysfunction.</a> Endocr. Rev. 29, 351-366 (2008).</li><li>Poitout, V., 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=Glucolipotoxicity+of+the+pancreatic+beta+cell.">Glucolipotoxicity of the pancreatic beta cell.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1801, 289-298 (2010).</li><li>Unger, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Minireview:+weapons+of+lean+body+mass+destruction:+the+role+of+ectopic+lipids+in+the+metabolic+syndrome.">Minireview: weapons of lean body mass destruction: the role of ectopic lipids in the metabolic syndrome.</a> Endocrinology. 144, 5159-5165 (2003).</li><li>Harmon, J. S., Gleason, C. E., Tanaka, Y., Poitout, V., Robertson, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antecedent+hyperglycemia,+not+hyperlipidemia,+is+associated+with+increased+islet+triacylglycerol+content+and+decreased+insulin+gene+mRNA+level+in+Zucker+diabetic+fatty+rats.">Antecedent hyperglycemia, not hyperlipidemia, is associated with increased islet triacylglycerol content and decreased insulin gene mRNA level in Zucker diabetic fatty rats.</a> Diabetes. 50, 2481-2486 (2001).</li><li>Bachar, E., Ariav, Y., Cerasi, E., Kaiser, N., Leibowitz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+nitric+oxide+synthase+protects+the+pancreatic+beta+cell+from+glucolipotoxicity-induced+endoplasmic+reticulum+stress+and+apoptosis.">Neuronal nitric oxide synthase protects the pancreatic beta cell from glucolipotoxicity-induced endoplasmic reticulum stress and apoptosis.</a> Diabetologia. 53, 2177-2187 (2010).</li><li>Peyot, M. L., 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=Beta-cell+failure+in+diet-induced+obese+mice+stratified+according+to+body+weight+gain:+secretory+dysfunction+and+altered+islet+lipid+metabolism+without+steatosis+or+reduced+beta-cell+mass.">Beta-cell failure in diet-induced obese mice stratified according to body weight gain: secretory dysfunction and altered islet lipid metabolism without steatosis or reduced beta-cell mass.</a> Diabetes. 59, 2178-2187 (2010).</li><li>Hagman, D. 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=Cyclical+and+alternating+infusions+of+glucose+and+intralipid+in+rats+inhibit+insulin+gene+expression+and+Pdx-1+binding+in+islets.">Cyclical and alternating infusions of glucose and intralipid in rats inhibit insulin gene expression and Pdx-1 binding in islets.</a> Diabetes. 57, 424-431 (2008).</li><li>Fontes, G., 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=Glucolipotoxicity+age-dependently+impairs+beta+cell+function+in+rats+despite+a+marked+increase+in+beta+cell+mass.">Glucolipotoxicity age-dependently impairs beta cell function in rats despite a marked increase in beta cell mass.</a> Diabetologia. 53, 2369-2379 (2010).</li><li>Stein, D. 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=Essentiality+of+circulating+fatty+acids+for+glucose-stimulated+insulin+secretion+in+the+fasted+rat.">Essentiality of circulating fatty acids for glucose-stimulated insulin secretion in the fasted rat.</a> J. Clin. Invest. 97, 2728-2735 (1996).</li><li>Leahy, J. L., Cooper, H. E., Weir, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+insulin+secretion+associated+with+near+normoglycemia.+Study+in+normal+rats+with+96-h+in+vivo+glucose+infusions.">Impaired insulin secretion associated with near normoglycemia. Study in normal rats with 96-h in vivo glucose infusions.</a> Diabetes. 36, 459-464 (1987).</li><li>Hager, S. R., Jochen, A. L., Kalkhoff, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insulin+resistance+in+normal+rats+infused+with+glucose+for+72+h.">Insulin resistance in normal rats infused with glucose for 72 h.</a> The American Journal of Physiology. 260, 353-362 (1991).</li><li>Laybutt, D. R., Chisholm, D. J., Kraegen, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+adaptations+in+muscle+and+adipose+tissue+in+response+to+chronic+systemic+glucose+oversupply+in+rats.">Specific adaptations in muscle and adipose tissue in response to chronic systemic glucose oversupply in rats.</a> The American Journal of Physiology. 273, E1-E9 (1997).</li><li>Jonas, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+glucose+stimulates+early+response+gene+c-Myc+expression+in+rat+pancreatic+beta+cells.">High glucose stimulates early response gene c-Myc expression in rat pancreatic beta cells.</a> The Journal of Biological Chemistry. 276, 35375-35381 (2001).</li><li>Tang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucose-induced+beta+cell+dysfunction+in+vivo+in+rats:+link+between+oxidative+stress+and+endoplasmic+reticulum+stress.">Glucose-induced beta cell dysfunction in vivo in rats: link between oxidative stress and endoplasmic reticulum stress.</a> Diabetologia. 55, 1366-1379 (2012).</li><li>Alonso, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucose+infusion+in+mice:+a+new+model+to+induce+beta-cell+replication.">Glucose infusion in mice: a new model to induce beta-cell replication.</a> Diabetes. 56, 1792-1801 (2007).</li><li>Magnan, C., Gilbert, M., Kahn, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+free+fatty+acid+infusion+in+rats+results+in+insulin+resistance+but+no+alteration+in+insulin-responsive+glucose+transporter+levels+in+skeletal+muscle.">Chronic free fatty acid infusion in rats results in insulin resistance but no alteration in insulin-responsive glucose transporter levels in skeletal muscle.</a> Lipids. 31, 1141-1149 (1996).</li><li>Goh, T. 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=Lipid-induced+beta-cell+dysfunction+in+vivo+in+models+of+progressive+beta-cell+failure.">Lipid-induced beta-cell dysfunction in vivo in models of progressive beta-cell failure.</a> Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 292, 549-560 (2007).</li><li>Pascoe, 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=Free+fatty+acids+block+glucose-induced+beta-cell+proliferation+in+mice+by+inducing+cell+cycle+inhibitors+p16+and+p18.">Free fatty acids block glucose-induced beta-cell proliferation in mice by inducing cell cycle inhibitors p16 and p18.</a> Diabetes. 61, 632-641 (2012).</li><li>Bell, C. G., Walley, A. J., Froguel, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+genetics+of+human+obesity.">The genetics of human obesity.</a> Nature Reviews. Genetics. 6, 221-234 (2005).</li><li>Fontes, G., Hagman, D. K., Latour, M. G., Semache, M., Poitout, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lack+of+preservation+of+insulin+gene+expression+by+a+glucagon-like+peptide+1+agonist+or+a+dipeptidyl+peptidase+4+inhibitor+in+an+in+vivo+model+of+glucolipotoxicity.">Lack of preservation of insulin gene expression by a glucagon-like peptide 1 agonist or a dipeptidyl peptidase 4 inhibitor in an in vivo model of glucolipotoxicity.</a> Diabetes Res. Clin. Pract. 87, 322-328 (2010).</li><li>Crawford, P. A., Schaffer, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+stress+in+the+myocardium:+Adaptations+of+gene+expression.">Metabolic stress in the myocardium: Adaptations of gene expression.</a> Journal of Molecular and Cellular Cardiology. , (2012).</li><li>Kewalramani, G., Bilan, P. J., Klip, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+insulin+resistance:+assault+by+lipids,+cytokines+and+local+macrophages.">Muscle insulin resistance: assault by lipids, cytokines and local macrophages.</a> Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab Care. 13, 382-390 (2010).</li><li>Cusi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+obesity+and+lipotoxicity+in+the+development+of+nonalcoholic+steatohepatitis:+pathophysiology+and+clinical+implications.">Role of obesity and lipotoxicity in the development of nonalcoholic steatohepatitis: pathophysiology and clinical implications.</a> Gastroenterology. 142, 711-725 (2012).</li></ol>

Vincent Poitout ist Mitbegründer und erhielt Forschungsaufträge aus Bêtagenex Inc., eine vertragliche Forschungsorganisation, die die Infusion-Modell in diesem Artikel als kommerzielle Dienstleistung vorgestellt bietet.

Obwohl eine Reihe von früheren Studien chronische Infusion von Glukose (z. B. 10-15) oder Lipide (zB 16,17) bei Nagetieren, um unser Wissen beschäftigt haben die kombinierte Infusion von beiden Kraftstoffen nur bei Mäusen 18 gemeldet. Die chronische Infusion hier vorgestellte Modell bietet mehrere Vorteile, um die Auswirkungen auf die Nährstoff-Überschuss auf einer Vielzahl von biologischen Funktionen in Ratten untersucht werden. Erstens, es werden aber keine genet...

, Chronisch erhöhte Spiegel von Glucose und Lipide im Kreislauf vorgeschlagen worden sind, um zu der Pathogenese von Typ 2 Diabetes durch Veränderung der Funktion verschiedener Organe bei der Aufrechterhaltung der Homöostase einschließlich Glucose gebracht beitragen, aber nicht beschränkt auf, bewertet die pankreatischen beta-Zellen ( in 1). Die Glukotoxizität Hypothese postuliert, dass chronische Hyperglykämie die Beta-Zell-Defekt, die zu Hyperglykämie gab in den ersten Platz, wodurch ein Teufelskreis und einen Beitrag zu einer Verschlechterung der Blutzuckereinstellung bei Typ-2-Diabetes-Patienten verschlimmert. Ebenso schlägt die glucolipotoxicity Hypothese, dass die gleichzeitige Erhebungen von Glucose-und Lipid-Ebenen, wie es oft bei Typ-2-Diabetes beobachtet, nachteilig auf die Beta-Zellen sind. Die Entschlüsselung der zellulären und molekularen Mechanismen der schädlichen Wirkungen von Nährstoffen auf chronisch erhöhten Pankreas-Beta-Zell-Funktion ist der Schlüssel zum understanding der Pathogenese von Typ 2 Diabetes 1. Zu diesem Zweck wurde eine Vielzahl von Untersuchungen, die Mechanismen der chronischen Nährstoff überschüssige ex vivo in isolierten Langerhans-Inseln oder in vitro in klonalen, Insulin-sezernierenden Zelllinien untersucht. Allerdings ist die Übersetzung der Erkenntnisse in diesen Modellsystemen auf den gesamten Organismus erhalten komplex, insbesondere weil die Konzentrationen von Fettsäuren in kultivierten Zellen oder Inselzellen verwendet selten passen die zirkulierenden Spiegel in der Nähe der Beta-Zellen in vivo 2. Auf der anderen Seite haben die Mechanismen der Beta-Zell-Versagen in Reaktion auf einen Nährstoffmangel Überschuss in Tiermodellen von Diabetes untersucht worden, wie der Zucker Diabetic Fatty Ratte 3,4, die Wüstenrennmaus Psammomys obesus 5 und die fettreiche Ernährung beispielhaft fed Maus 6. Diese Modelle lassen sich jedoch durch intrinsische Stoffwechselstörungen aus und sind nicht leicht zugänglich Manipulationen des Blutzuckersund / oder Lipid-Ebenen in einer kontrollierten und weniger chronische Einstellung. Um der Lage sein, zu ändern zirkulierenden Nährstoffgehalt in einem Zeitrahmen von Tagen in sonst normalen Tieren haben wir eine chronische Infusion Modell in normalen Ratten, die uns um die Auswirkungen von Lipiden und Glukose untersuchen, allein oder in Kombination ermöglicht entwickelt, auf die physiologischen Parameter und Funktion 7,8.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Saline 0.9%</td>
			<td>BD</td>
			<td>JB1324</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dextrose 70%</td>
			<td>McKesson</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Intralipid 20%</td>
			<td>Fresenius Kabi</td>
			<td>JB6023</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Metricide (Glutaraldehyde 2.6%)</td>
			<td>Metrex</td>
			<td>11-1401</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Heparin Sodium 10,000 USP u/ml</td>
			<td>PPC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Carprofen</td>
			<td>Metacam</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Glycopyrrolate</td>
			<td>Sandoz</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Abbott</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Chlohexidine 2%</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Alcohol 70%</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Iodine</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>PE-50</td>
			<td>BD</td>
			<td>427411</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>CO-EX T22</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td>BCOEX-T22</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Connector 22G</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td>SC22/15</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Swivel 22G</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td>375/22PS</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Y-Connector 22G</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Counterbalance and arm</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td>CM375BP</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>23 G blunted needles</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td>LS23</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>23 G canulation pins</td>
			<td>Instech Solomon</td>
			<td>SP23/12</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Tethers (12 inch)</td>
			<td>Lomir</td>
			<td>RT12D</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Infusion jackets </td>
			<td>Lomir</td>
			<td>RJ01, RJ02, RJ03, RJ04</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>(SM-XL)</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Tether attachment piece</td>
			<td>Lomir</td>
			<td>RS T1</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>60 ml syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>309653</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>1 ml syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>309602</td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

a model of chronic nutrient infusion in the rat

Die chronische Exposition gegenüber übermäßiger Mengen an Nährstoffen wird postuliert, dass die Funktion mehrerer Organe und Gewebe zu beeinträchtigen und den für die Entwicklung der vielen Komplikationen, die mit Adipositas und des metabolischen Syndroms, einschließlich Diabetes Typ 2 beitragen. Um die Mechanismen, durch die hohe Konzentrationen von Glukose und Fettsäuren auf die Pankreas-beta-Zellen und die Sekretion von Insulin zu untersuchen, haben wir eine chronische Infusion von Nährstoffen in der Ratte etabliert. Das Verfahren besteht aus Katheterisierung der rechten Jugularvene und die linke Halsschlagader unter Vollnarkose, so dass eine 7-tägige Erholungsphase; Verbinden der Katheter an die Pumpen mit einer Lenk-und Gegengewicht, das den Tieren erlaubt, sich frei in den Käfig und Infusion Glukose und / oder Intralipid (a Sojaöl-Emulsion, die eine Mischung von etwa 80% unsaturated/20% gesättigte Fettsäuren erzeugt, wenn mit Heparin infundiert) für 72 Stunden. Dieses Modell bietet mehrere advantages, einschließlich der Möglichkeit, fein modulieren die Zielwerte der zirkulierenden Glukose und Fettsäuren; die Möglichkeit, zusammen mit diesen infundiert pharmakologischen Verbindungen und der relativ kurzen Zeitrahmen, um diätetische Modelle gegenüber. Es kann verwendet werden, um die Mechanismen der Nährstoff Dysfunktion bei verschiedenen Organe zu untersuchen und um die Wirksamkeit von Wirkstoffen in diesem Zusammenhang zu testen.

Aus einer Serie von 42 Ratten, die operiert wurden 5 Ratten während der postoperativen Phase verloren und 1 Ratte wurde während der Infusion verloren, was einer Erfolgsquote von 86%. Das durchschnittliche Körpergewicht der 37 Ratten, die schließlich infundiert wurden war 608 ± 5 g vor der Operation und 588 ± 6 g zu Beginn der Infusion (Mittelwert ± SE, n = 37, p &lt;0,0001 durch gepaarte t-Test). . Folgende repräsentative Ergebnisse wurden in 2 Gruppen Infusion erhalten: Saline (SAL) und Glucose + Intralipid (GL...

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A Model of Chronic Nutrient Infusion in the Rat

Ein Protokoll für chronische Infusion von Glukose und Intralipid in Ratten beschrieben. Dieses Modell kann verwendet werden, um die Auswirkungen der Nährstoff Überschuß auf Organfunktion und physiologischen Parametern zu untersuchen.

Ein Modell der chronischen Nährstoff Infusion in der Ratte

Chronic exposure to excessive levels of nutrients is postulated to  affect the function of several organs and tissues and to contribute to the  ...

a-model-of-chronic-nutrient-infusion-in-the-rat

Research

JoVE Journal

Medicine

12.6K Aufrufe.  CRCHUM. Ein Protokoll für chronische Infusion von Glukose und Intralipid in Ratten beschrieben. Dieses Modell kann verwendet werden, um die Auswirkungen der Nährstoff Überschuß auf Organfunktion und physiologischen Parametern zu untersuchen.

Serie: A Model of Chronic Nutrient Infusion in the Rat

Orthotopic Aortic Transplantation: A Rat Model to Study the Development of Chronic Vasculopathy

Research models of chronic rejection are essential to investigate pathobiological and pathophysiological processes during the development of transplant vasculopathy (TVP).
The commonly used animal model for cardiovascular chronic rejection studies is the heterotopic heart transplant model performed in laboratory rodents. This model is used widely in experiments since Ono and Lindsey (3) published their technique. To analyze the findings in the blood vessels, the heart has to be sectioned and all vessels have to be measured.
Another method to investigate chronic rejection in cardiovascular questionings is the aortic transplant model (1, 2). In the orthotopic aortic transplant model, the aorta can easily be histologically evaluated (2). The PVG-to-ACI model is especially useful for CAV studies, since acute vascular rejection is not a major confounding factor and Cyclosporin A (CsA) treatment does not prevent the development of CAV, similar to what we find in the clinical setting (4). A7-day period of CsA is required in this model to prevent acute rejection and to achieve long-term survival with the development of TVP.
This model can also be used to investigate acute cellular rejection and media necrosis in xenogeneic models (5).

This video demonstrates the orthotopic aortic transplant model as a simple model to study the development of transplant vasculopathy (TVP) in rats.

Orthotopen Aorten-Transplantation: Ein Rattenmodell die Entwicklung von chronischen Vaskulopathie Study

Research models of chronic rejection are essential to investigate pathobiological and pathophysiological processes during the development of transplant ...

Forschung

Medizin

Urinary Bladder Distention Evoked Visceromotor Responses as a Model for Bladder Pain in Mice

Approximately 3-8 million people in the United States suffer from interstitial cystitis/bladder pain syndrome (IC/BPS), a debilitating condition characterized by increased urgency and frequency of urination, as well as nocturia and general pelvic pain, especially upon bladder filling or voiding. Despite years of research, the cause of IC/BPS remains elusive and treatment strategies are unable to provide complete relief to patients. In order to study nervous system contributions to the condition, many animal models have been developed to mimic the pain and symptoms associated with IC/BPS. One such murine model is urinary bladder distension (UBD). In this model, compressed air of a specific pressure is delivered to the bladder of a lightly anesthetized animal over a set period of time. Throughout the procedure, wires in the superior oblique abdominal muscles record electrical activity from the muscle. This activity is known as the visceromotor response (VMR) and is a reliable and reproducible measure of nociception. Here, we describe the steps necessary to perform this technique in mice including surgical manipulations, physiological recording, and data analysis. With the use of this model, the coordination between primary sensory neurons, spinal cord secondary afferents, and higher central nervous system areas involved in bladder pain can be unraveled. This basic science knowledge can then be clinically translated to treat patients suffering from IC/BPS.

Approximately 3-8 million people in the United States suffer from interstitial cystitis/bladder pain syndrome (IC/BPS), a debilitating condition characterized in part by pelvic pain. In order to study nervous system contributions to the condition, a physiological model of urinary bladder pain is used in mice and rats.

Harnblase Aufdehnung evozierte viszeromotorische Antworten als Modell für Bladder Pain in Mäuse

Approximately 3-8 million people in the United States suffer from interstitial cystitis/bladder pain syndrome (IC/BPS), a debilitating condition ...

Slow-release Drug Delivery through Elvax 40W to the Rat Retina: Implications for the Treatment of Chronic Conditions

Diseases of the retina are difficult to treat as the retina lies deep within the eye. Invasive methods of drug delivery are often needed to treat these diseases. Chronic retinal diseases such as retinal oedema or neovascularization usually require multiple intraocular injections to effectively treat the condition. However, the risks associated with these injections increase with repeated delivery of the drug. Therefore, alternative delivery methods need to be established in order to minimize the risks of reinjection. Several other investigations have developed methods to deliver drugs over extended time, through materials capable of releasing chemicals slowly into the eye. In this investigation, we outline the use of Elvax 40W, a copolymer resin, to act as a vehicle for drug delivery to the adult rat retina. The resin is made and loaded with the drug. The drug-resin complex is then implanted into the vitreous cavity, where it will slowly release the drug over time. This method was tested using 2-amino-4-phosphonobutyrate (APB), a glutamate analogue that blocks the light response of the retina. It was demonstrated that the APB was slowly released from the resin, and was able to block the retinal response by 7 days after implantation. This indicates that slow-release drug delivery using this copolymer resin is effective for treating the retina, and could be used therapeutically with further testing.

This paper details how Elvax 40W can be used as a slow-release method for drug delivery to the adult rat retina. The protocol for preparing, loading, and delivering the drug-resin complex to the eye is described.

Slow-Release-Drug Delivery durch Elvax 40W, um die Ratte Retina: Implikationen für die Behandlung von chronischen Erkrankungen

Diseases of the retina are difficult to treat as the retina lies deep within the eye. Invasive methods of drug delivery are often needed to treat these ...

Neurodegeneration in an Animal Model of Chronic Amyloid-beta Oligomer Infusion Is Counteracted by Antibody Treatment Infused with Osmotic Pumps

Decline in hippocampal-dependent explicit memory (memory for facts and events) is one of the earliest clinical symptom of Alzheimer&#39;s disease (AD). It is well established that synapse loss and ensuing neurodegeneration are the best predictors for memory impairments in AD. Latest studies have emphasized the neurotoxic role of soluble amyloid-beta oligomers (A&#946;o) that begin to accumulate in the human brain approximately 10 to 15 yr before the clinical symptoms become apparent. Many reports indicate that soluble A&#946;o correlate with memory deficits in AD models and humans. The A&#946;o-induced neurodegeneration observed in neuronal and brain slice cultures has been more challenging to reproduce in many animal models. The model of repeated A&#946;o infusions shown here overcome this issue and allow addressing two key domains for developing new disease modifying therapies: identify biological markers to diagnose early AD, and determine the molecular mechanisms underpinning A&#946;o-induced memory deficits at the onset of AD. Since soluble A&#946;o aggregate relatively fast into insoluble A&#946; fibrils that correlate poorly with the clinical state of patients, soluble A&#946;o are prepared freshly and injected once per day during six days to produce marked cell death in the hippocampus. We used cannula specially design for simultaneous infusions of A&#946;o and continuous infusion of A&#946;o antibody (6E10) in the hippocampus using osmotic pumps. This innovative in vivo method can now be used in preclinical studies to validate the efficiency of new AD therapies that might prevent the deposition and neurotoxicity of A&#946;o in pre-dementia patients.

To study the effects of A&#946;o in vivo, we developed a model based on repeated hippocampal infusions of soluble A&#946;o coupled with continuous infusion of A&#946;o antibody (6E10) in the hippocampus using osmotic pumps to counteract the neurotoxic effect of A&#946;o.

Neurodegenerative Erkrankungen im Tiermodell der chronischen Amyloid-beta-Oligomers Infusion wird durch Antikörper-Behandlung Angereichert mit osmotische Pumpen entgegen gewirkt

Decline in hippocampal-dependent explicit memory (memory for facts and events) is one of the earliest clinical symptom of Alzheimer&#39;s disease (AD). It ...

Use of a Central Venous Line for Fluids, Drugs and Nutrient Administration in a Mouse Model of Critical Illness

This protocol describes a centrally catheterized mouse model of prolonged critical illness. We combine the cecal ligation and puncture method to induce sepsis with the use of a central venous line for fluids, drugs and nutrient administration to mimic the human clinical setting. Critically ill patients require intensive medical support in order to survive. While the majority of patients will recover within a few days, about a quarter of the patients need prolonged intensive care and are at high risk of dying from non-resolving multiple organ failure. Furthermore, the prolonged phase of critical illness is hallmarked by profound muscle weakness, and endocrine and metabolic changes, of which the pathogenesis is currently incompletely understood. The most widely used animal model in critical care research is the cecal ligation and puncture model to induce sepsis. This is a very reproducible model, with acute inflammatory and hemodynamic changes similar to human sepsis, which is designed to study the acute phase of critical illness. However, this model is hallmarked by a high lethality, which is different from the clinical human situation, and is not developed to study the prolonged phase of critical illness. Therefore, we adapted the technique by placing a central venous catheter in the jugular vein allowing us to administer clinically relevant supportive care, to better mimic the human clinical situation of critical illness. This mouse model requires an extensive surgical procedure and daily intensive care of the animals, but it results in a relevant model of the acute and prolonged phase of critical illness.

This protocol describes a centrally catheterized mouse model of prolonged critical illness. We combine the cecal ligation and puncture method to induce sepsis with the use of a central venous line for fluids, drugs and nutrient administration to mimic the human clinical setting.

Die Verwendung eines zentralen Venenkatheter für Flüssigkeiten, Drugs und Nährstoffverwaltung in einem Maus-Modell der Critical Illness

This protocol describes a centrally catheterized mouse model of prolonged critical illness. We combine the cecal ligation and puncture method to induce ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and drugs. It is widely used in many studies on the physiological functions of vascular smooth muscle, the pathogenesis of vascular diseases such as hypertension, and the development of smooth muscle relaxant drugs. The mouse is a widely used model animal with a large pool of disease models and genetically modified strains. We introduced this method to measure the isometric contraction of mouse mesenteric artery in detail. A 1.4-mm segment of mouse mesenteric resistance artery was isolated and mounted on a myograph chamber by passing two steel wires through its lumen. After equilibration and normalization steps, the vessel segment was potentiated by a high-K+ solution twice prior to the contraction assay. As an example of the application of this method in drug development, we measured the relaxant effect of a novel natural substance, neoliensinine, isolated from a Chinese herb, embryos of the lotus seed (Nelumbo nucifera Gaertn.) on mouse mesenteric arteries. The vessel segments mounted on the myograph chamber were stimulated with a high-K+ solution. When the force tension reached a stable sustained phase, cumulative doses of neoliensinine were added to the chamber. We found that neoliensinine had a dose-dependent relaxant effect on smooth muscle contraction, thus suggesting that it bears potential activity against hypertension. In addition, as the vessel segment can survive at least 4 hours after mounting and maintain contractility induced by the high-K+ solution for many times, we suggest that the wire myograph system may be used for the time-consuming process of drug screening.

The wire myograph technique is used to investigate vascular smooth muscle functions and screen new drugs. We report a detailed protocol for measuring the isometric contractility of the mouse mesenteric artery and for screening new relaxants of vascular smooth muscle.

Messung der isometrischen Kontraktilität der Maus mesenterialen Arterie mit Draht Myographie

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

A New Best Practice for Validating Tail Vein Injections in Rat with Near-infrared-Labeled Agents

Intravenous (IV) administration of agents into the tail vein of rats can be both difficult and inconsistent. Optimizing tail vein injections is a key part of many experimental procedures where reagents need to be introduced directly into the bloodstream. Unwittingly, the injection can be subcutaneous, possibly altering the scientific outcomes. Utilizing a nanoemulsion-based biological probe with an incorporated near-infrared fluorescent (NIRF) dye, this method offers the capability of imaging a successful tail vein injection in vivo. With the use of a NIRF imager, images are taken before and after the injection of the agent. An acceptable IV injection is then qualitatively or quantitatively determined based on the intensity of the NIRF signal at the site of injection.

Here we present a method to validate tail vein injections in rats by utilizing near-infrared fluorescence imaging data from dyes incorporated into agents or biological probes. The tail is imaged before and after the injection, the fluorescent signal is quantified, and an assessment of the injection quality is made.

Neue bewährte Methode zur Validierung von Tail Vene Injektionen in Ratte mit nahe-Infrarot-Label Agenten

Intravenous (IV) administration of agents into the tail vein of rats can be both difficult and inconsistent. Optimizing tail vein injections is a key part ...

Acupuncture in a Rat Model of Asthma

A high platform can fix rats without restriction and completely expose the acupoints on the back during acupuncture manipulation. This article describes methods for the fabrication of the high platform, establishes a rat model of asthma and measures changes in respiratory function using a noninvasive and real-time whole-body plethysmography (WBP) system.

Akupunktur in einem Rattenmodell von Asthma

A high platform can fix rats without restriction and completely expose the acupoints on the back during acupuncture manipulation. This article describes ...

A Mouse Model for Chronic Pancreatitis via Bile Duct TNBS Infusion

Chronic pancreatitis (CP) is a complex disease involving pancreatic inflammation and fibrosis, glandular atrophy, abdominal pain and other symptoms. Several rodent models have been developed to study CP, of which the bile duct 2,4,6 -trinitrobenzene sulfonic acid (TNBS) infusion model replicates the features of neuropathic pain seen in CP. However, bile duct drug infusion in mice is technically challenging. This protocol demonstrates the procedure of bile duct TNBS infusion for generation of a CP mouse model. TNBS was infused into the pancreas through the ampulla of Vater in the duodenum. This protocol optimized drug volume, surgical techniques, and drug handling during the procedure. TNBS-treated mice showed features of CP as reflected by bodyweight and pancreas weight reductions, changes in pain-associated behaviors, and abnormal pancreatic morphology. With these improvements, mortality associated with TNBS injection was minimal. This procedure is not only critical in generating pancreatic disease models but is also useful in local pancreatic drug delivery.

Chronic pancreatitis (CP) is a disease characterized by inflammation and fibrosis of the pancreas, often associated with intractable abdominal pain. This article focuses on refining the technique to generate a mouse model of CP via bile duct infusion with 2,4,6 -trinitrobenzene sulfonic acid (TNBS).

Ein Mausmodell für chronische Pankreatitis mittels Gallengangs-TNBS-Infusion

Chronic pancreatitis (CP) is a complex disease involving pancreatic inflammation and fibrosis, glandular atrophy, abdominal pain and other symptoms. ...

A Rat Lung Transplantation Model of Warm Ischemia/Reperfusion Injury: Optimizations to Improve Outcomes

From our experience with rat lung transplantation, we have found several areas for improvement. Information in the existing literature regarding methods for choosing appropriate cuff sizes for the pulmonary vein (PV), pulmonary artery (PA), or bronchus (Br) are varied, thus making the determination of proper cuff size during rat lung transplantation an exercise of trial and error. By standardizing the cuffing technique to use the smallest effective cuff appropriate for the size of the vessel or bronchus, one can make the transplantation procedure safer, faster, and more successful. Since diameters of the PV, PA, and Br are related to the body weight of the rat, we present a strategy to choosing an appropriate size using a weight-based guide. Since lung volume is also related to body weight, we recommend that this relationship should also be considered when choosing the proper volume of air for donor lung inflation during warm ischemia as well as for the proper volume of PBS to be instilled during bronchoalveolar lavage (BAL) fluid collection. We also describe methods for 4th intercostal space dissection, wound closure, and sample collection from both the native and transplanted lobes.

Here, we present optimizations to a rat lung transplantation model that serve to improve outcomes. We provide a size guide for cuffs based on body weight, a measurement strategy to ascertain the 4th intercostal space, and methods of wound closure and BAL (bronchoalveolar lavage) fluid and tissue collection.

Ein Ratten-Lungentransplantationsmodell für warme Ischämie/Reperfusionsschäden: Optimierungen zur Verbesserung der Ergebnisse

From our experience with rat lung transplantation, we have found several areas for improvement. Information in the existing literature regarding methods ...