Изучение механозондирования просветных частиц мышей тонкой кишки

Резюме

Чтобы изучить, как тонкая кишка обрабатывает частицы различных размеров, мы модифицировали установленный метод in vivo для определения транзита тонкой кишки.

Аннотация

Моторика желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) имеет решающее значение для нормального пищеварения и всасывания. В тонкой кишке, которая усваивает питательные вещества, моторика оптимизирует пищеварение и всасывание. По этой причине некоторые из паттернов моторики в тонкой кишке включают сегментацию для смешивания просветного содержимого и перистальтику для их движения. Физические свойства просветного содержимого модулируют паттерны моторики тонкой кишки. Механическая стимуляция механосенсорных цепей ЖКТ путем транзита просветного содержимого и лежащей в основе подвижности кишечника инициирует и модулирует сложные двигательные паттерны ЖКТ. Тем не менее, механосенсорные механизмы, которые управляют этим процессом, остаются плохо изученными. В первую очередь это связано с отсутствием инструментов для вскрытия того, как тонкая кишка обрабатывает материалы различных физических свойств. Чтобы изучить, как тонкая кишка обрабатывает частицы различных размеров, мы модифицировали установленный метод in vivo для определения транзита тонкой кишки. Мы обоживаем живых мышей флуоресцентной жидкостью или крошечными флуоресцентными шариками. Через 30 минут мы рассекаем кишечник, чтобы изобразить распределение флуоресцентного содержимого по всему желудочно-кишечному тракту. В дополнение к измерениям геометрического центра с высоким разрешением мы используем биннинг переменного размера и спектральный анализ, чтобы определить, как различные материалы влияют на транзит тонкой кишки. Мы изучили, как недавно обнаруженный механизм «прикосновения к кишечнику» влияет на моторику тонкой кишки, используя этот подход.

Введение

Желудочно-кишечный тракт человека (ЖКТ) представляет собой систему органов длиной в несколько футов, примерно аппроксимированную как трубка различных размеров и физических свойств¹. По мере того, как содержимое движется по своей длине, основная функция желудочно-кишечного тракта заключается в поглощении веществ, критически важных для жизни. Тонкая кишка специально отвечает за всасывание питательных веществ. Транзит тонкой кишки жестко регулируется, чтобы соответствовать функциям пищеварения и всасывания, что приводит к различным моделям моторики. Бейлисс и Старлинг описали «закон кишечника»² в 1899 году, показав сократит....

протокол

Все методы, описанные здесь, были одобрены Институциональным комитетом по уходу и использованию животных (IACUC) клиники Майо.

1. Настройка

1. Быстрые 8-10-недельные мыши в течение 4 ч. Обеспечьте мышам доступ к воде.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Для всех экспериментов, представленных здесь, мы используем самцов мышей C57BL/6J дикого типа, но они могут быть выполнены на мышах любого штамма, пола и генотипа.
2. Охладите 15 мл дистиллированной воды в конической трубке объемом 50 мл в холодильнике с температурой 4 °C.
3. Нагрейте еще 15 мл дистиллированной воды в стакане с помощью конфорки с магнитным перемешивателем пр....

Результаты

Мы показываем репрезентативные результаты, начиная с Шага 3. На рисунке 1 показаны неповрежденные эксплантированные кишечники с флуоресцентными измерениями. Желудок (фиолетовый) укладывается вдоль той же оси, что и тонкая кишка (оранжевый), но мы предпочитаем перемещать.......

Обсуждение

Желудочно-кишечный тракт, как и другие трубчатые органы, такие как кровеносные сосуды, требует механических датчиков и эффекторов для поддержания гомеостаза 26,27,28. Тем не менее, желудочно-кишечный тракт уникален тем, что физические сво?.......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
C57BL/6J mice	Jackson Laboratory	664	other mice can be used with this protocol
Dissection tools	n/a	n/a
Excel software	Microsoft	n/a	used for spreadsheet analysis
Fluorescent Green Polyethylene Microspheres 1.00g/cc 75-90um - 10g	Cospheric	UVPMS-BG-1.00 75-90um - 10g	"smaller beads" in the manuscript
Fluorescent Green Polyethylene Microspheres 1.00g/cc 180-212um - 10g	Cospheric	UVPMS-BG-1.00 180-212um - 10g	"larger beads" in the manuscript
Gavage needles	Instech	FTP-18-50-50
ImageJ software	n/a	n/a	used to extract fluorescence profile
Laminated ruler paper (prepared in-house)	n/a	n/a
Methyl cellulose (viscosity: 400 cP)	Sigma	M0262
Photoshop software	Adobe	n/a	used for image processing
Rhodamine B isothiocyanate-Dextran	Sigma	r8881-100mg	"liquid" condition in the manuscript
Xenogen IVIS 200	Perkin Elmer	124262	In vivo imaging system