Фиксация и оперативный метод массажа живота у мышей с СД2

Резюме

В этом исследовании представлено устройство для массажа живота для мышей, которое воспроизводит ручной массаж, сводя к минимуму стресс и повреждение тканей. Устройство значительно снижает уровень глюкозы в крови, улучшает липидный обмен и повышает чувствительность к инсулину у мышей с диабетом 2 типа, предлагая многообещающий, неинвазивный терапевтический подход с клиническим потенциалом.

Аннотация

Сахарный диабет 2 типа (СД2) является быстро растущей глобальной проблемой общественного здравоохранения, затрагивающей более 500 миллионов человек во всем мире. Несмотря на то, что массаж живота показал потенциальную пользу в лечении СД2, его эффективность остается неясной, особенно в исследованиях на животных, где такие проблемы, как соблюдение животными режима и необходимость точного контроля давления, усложняют его реализацию. Для решения этих проблем в данном исследовании представлено новое устройство для моделирования массажа живота, специально разработанное для мышей. Это устройство обеспечивает практичное решение для проведения массажных вмешательств в животе контролируемым образом, сводя к минимуму стресс и повреждение тканей животных. Он надежно фиксирует конечности мышей, позволяя им оставаться в сознании во время массажа, и обеспечивает точный контроль как давления, так и частоты массажа, применяемого к животу. Способность аппарата с точностью моделировать ручной массаж живота открывает новые возможности для экспериментальных исследований по оценке его влияния на СД2. Основной целью данного протокола является изучение влияния массажа живота на ключевые маркеры СД2, такие как уровень глюкозы в крови, липидный обмен и чувствительность к инсулину у мышей. Обеспечивая надежный и воспроизводимый метод массажа живота, это устройство может дать ценную информацию о его потенциале в качестве неинвазивного терапевтического вмешательства при СД2. Результаты этого исследования могут способствовать продвижению клинических стратегий профилактики и лечения диабета, особенно в улучшении понимания традиционных методов лечения, таких как массаж живота, в современной медицинской практике.

Введение

Сахарный диабет 2 типа (СД2) – хроническое заболевание, характеризующееся инсулинорезистентностью и дисфункцией β-клеток поджелудочной железы. Это общенациональная проблема общественного здравоохранения, заболеваемость которой быстро растет во всем мире¹. Согласно Глобальному докладу о бремени метаболических заболеваний, более 500 миллионов человек во всем мире страдают диабетом, причем более 90% из них имеют СД2^СД2. Массаж живота является важным вмешательством для лечения СД2. Большое количество исследований показало, что массаж живота может значительно улучшить уровень глюкозы в крови, качество жизни, состав микробиоты кишечника и продукты ее метаболизма у пациентов с СД2, тем самым повышая чувствительность к инсулину ^3,4,5. Кроме того, массаж живота способствует перистальтике желудочно-кишечного тракта, улучшает пищеварительную функцию, уменьшает желудочно-кишечный стаз, оптимизирует усвоение питательных веществ и метаболизм глюкозы ^6,7,8. Несмотря на потенциал, с помощью которого массаж живота улучшает исходы СД2, не были полностью изучены. В частности, было показано, что массаж живота улучшает чувствительность к инсулину и метаболизм глюкозы за счет модуляции метаболических путей, таких как сигнальный путь инсулина, но точные физиологические процессы еще не полностью изучены. Данное исследование направлено на то, чтобы восполнить этот пробел путем предоставления более подробного механистического представления о том, как массаж брюшной полости может улучшить СД2 на животных моделях.

Основной целью данного исследования является проектирование и разработка стандартизированного, воспроизводимого метода изучения влияния массажа живота на СД2 с использованием инновационного устройства, разработанного специально для мышей. Это устройство призвано обеспечить точный контроль параметров массажа, таких как давление и частота, при этом сводя к минимуму стресс животных и обеспечивая соблюдение условий содержания животных.

Тем не менее, выполнение массажа живота на животных моделях, особенно на мышах, сопряжено с рядом проблем. Современные методы исследования сталкиваются с проблемами, включая непоследовательное применение массажа, трудности с поддержанием равномерного давления и частоты, а также с обеспечением податливости животных во время вмешательства. Эти ограничения препятствуют воспроизводимости и вносят вариабельность в результаты, подчеркивая необходимость более эффективного и надежного метода. Эксперименты на животных необходимы для ответа на этот вопрос. Для массажа живота у животных необходимо поддерживать определенное давление и частоту. На практике, однако, нелегко заставить животных следовать инструкциям и оставаться в нужном положении внутри устройства, поскольку они от природы активны. Кроме того, сложно обеспечить постоянное давление и скорость во время вмешательства, что затрудняет достижение стабильности, необходимой для техник массажа живота. Таким образом, выполнение массажа живота на мышах, крысах и других животных моделях остается серьезной проблемой в исследованиях. Кроме того, эксперименты на животных должны быть направлены на решение вопросов, связанных с благополучием животных, таких как снижение стресса и беспокойства, уменьшение боли и улучшение общих условий. Существующие методы, такие как массаж после анестезии или ручное удержание, часто являются трудоемкими, вносят экспериментальную систематическую ошибку или не могут воспроизвести естественные физиологические условия у животных, находящихся в сознании. Предыдущие решения включали модели массажа живота крыс ^9,10,11. Чтобы преодолеть эти ограничения, мы представляем новое устройство для массажа живота для мышей. В этом исследовании мы представляем новое устройство для массажа живота, предназначенное для преодоления этих ограничений. По сравнению с традиционными методиками, это устройство имеет значительные преимущества, включая стабильную работу, точный контроль параметров массажа, снижение стресса у животных и улучшенную воспроизводимость. Кроме того, его экономичная конструкция повышает доступность для более широкого применения в исследованиях метаболических заболеваний. Интегрируя современную инженерию с традиционными терапевтическими подходами, это устройство заполняет критический пробел в неинвазивных экспериментальных методологиях лечения СД2.

Этот подход вносит свой вклад в более обширную литературу по неинвазивным терапевтическим методам лечения СД2, особенно тем, которые заимствованы из традиционной китайской медицины (ТКМ), в которой подчеркивается регулирующее воздействие массажа живота на пищеварительные и метаболические функции. Исследователи могут найти этот метод особенно подходящим для исследований нефармакологических вмешательств при СД2 и других метаболических нарушениях. Решая ключевые экспериментальные задачи, этот метод обеспечивает основу для продвижения клинических и трансляционных исследований в этой области.

протокол

Все эксперименты на животных были одобрены Комитетом по уходу за животными и их использованию Нанкинского университета китайской медицины (Одобрение No: 202409A033). Здесь были отобраны 24 здоровых самца мышей C57BL/6J SPF-класса в возрасте 8 недель и массой 22 г ± 2 г. Мышей содержали в 12-часовом цикле свет/темнота при температуре 20-22 °C и относительной влажности 45%-50%. Животные имели свободный доступ к пище и воде.

1. Создание модели мыши с СД2

1. Кормите мышей стандартным кормом в течение 1 недели для адаптации к новым условиям в животноводческом помещении. Через 1 неделю случайным образом разделите 24 мыши C57BL/6J, разделенные на контрольную группу (6 мышей) и модельную группу T2DM (18 мышей) с помощью таблицы случайных чисел. Контрольной группе дают очищенный стандартный корм, в то время как модельная группа с СД2 получает диету с высоким содержанием жиров. Продолжайте диету в течение 6 месяцев.
2. Следите за пьем, приемом пищи, массой тела, уровнем глюкозы в крови натощак и случайным уровнем глюкозы в крови в течение этого периода. Если два последовательных показателя уровня глюкозы в крови превышают 7,8 мМ/л, проведите тест на толерантность к инсулину (ITT). Рассматривайте значение площади под кривой (AUC) больше 35 в качестве успешной модели T2DM.
3. Начните вмешательство, как только модель СД2 стабилизируется.

2. Группировка и лечение мышей

1. После успешного моделирования СД2 случайным образом распределите мышей с СД2 в одну из следующих групп, используя таблицу случайных чисел, чтобы обеспечить несмещенный выбор: модельная группа, группа метформина и группа абдоминального массажа, по шесть мышей в каждой группе.
2. Не проводите вмешательства в контрольной группе. Используйте таблицу случайных чисел, чтобы отнести каждую мышь к одной из экспериментальных групп, убедившись, что группы были сопоставимы с точки зрения начальной массы тела и уровня глюкозы, чтобы свести к минимуму систематическую ошибку при назначении.
3. Кормите модельную группу пищей с высоким содержанием жиров на протяжении всего эксперимента и вводите 0,2 мл физиологического раствора через зонд ежедневно, 1 раз в день, 6 дней в неделю, в течение 8 недель.
4. Кормите группу метформина пищей с высоким содержанием жиров на протяжении всего эксперимента. Измельченные таблетки метформина и растворить для зондового введения 1 раз в сутки по 200 мг/кг/сут, разбавив до 0,2 мл физиологическим раствором. Применяйте 1 раз в день, 6 дней в неделю, в течение 8 недель.
5. Для массажа живота группу кормят диетой с высоким содержанием жиров на протяжении всего эксперимента. Ежедневно вводите мышам 0,2 мл физиологического раствора. Массаж живота следует проводить один раз через 5 минут после приема препарата. Проводить массаж живота 6 раз в неделю в фиксированное время, с одним днем отдыха, в течение непрерывного периода 8 недель.
   1. Зафиксируйте мышей с помощью самодельного ограничителя для грызунов и обнажите их живот, обеспечивая при этом спокойствие для массажа живота.
   2. Ссылка на карту акупунктурных точек для мышей, чтобы найти точки Шэньцюэ и Тяньшу. Используйте расстояние от Шэньцюэ до Тяньшу в качестве радиуса и выполняйте вращательный массаж по часовой стрелке в течение 30 минут со скоростью 100-120 раз в минуту. Диапазон давления, применяемого во время вмешательства, составлял 0,1-0,3 Н/см. Отрегулируйте давление до уровня, который мыши могут выдержать, сохраняя спокойствие и контролируя с помощью системы тестирования давления FPS.

3. Подготовка тренажера для массажа живота

1. Подготовьте полипропиленовую доску толщиной 1 мм для создания фиксирующей пластины, придав ей форму полукруга радиусом 4,5 см с одной стороны и 3 см с другой. В разложенном виде он образует трапециевидную форму с верхним основанием 8 см, нижним основанием 10 см и длиной сторон 10 см. Используйте прозрачную пластину для наблюдения за фиксацией мыши, как показано на рисунке 1A-C.
2. В зависимости от размера мышей проделайте четыре длинных отверстия в фиксирующей пластине, как показано на рисунке 1А.
3. Подготовьте мягкий и прочный нетканый материал, разрезав его эллиптической формы по центру с четырьмя вытянутыми прямыми полосами по углам, которые будут служить тканью для фиксации. Убедитесь, что длинные прямые полосы могут проходить через четыре удлиненных отверстия в пластине. Исходя из размера мыши, вырежьте четыре круглых отверстия в полосках ткани, чтобы позволить конечностям мыши пройти через них, как показано на рисунке 1B.
4. Выберите чувствительный к давлению пленочный датчик в зависимости от размера живота мыши и прикрепите прижимную пленку к той части фиксирующей ткани, которая соответствует брюшной полости мыши. Подсоедините пленку к устройству контроля давления, как показано на рисунке 1D.

4. Процедура массажа живота

1. Пропустите четыре длинные полоски фиксирующей ткани через отверстия в фиксирующей пластине, создав проход, через который мышь может легко пройти.
2. Поместите мышь на сторону с радиусом 4,5 см, используя ее инстинкт закапывания, чтобы побудить ее двигаться в сторону радиусом 3 см, как показано на рисунке 2A.
3. Наблюдайте за положением мыши с обратной стороны прозрачной фиксирующей пластины. Когда мышь достигнет соответствующего положения, затяните четыре полоски ткани, чтобы привязать мышь к центральной части фиксирующей ткани. Завяжите полоски узлами, чтобы закрепить мышку.
4. Переверните фиксирующую пластину и с помощью щипцов вытяните конечности мыши из 4 круглых отверстий фиксирующей ткани, чтобы зафиксировать мышь дальше, как показано на рисунке 2B.
5. Держите пластину одной рукой, поместив неподвижное устройство мыши в ладонь, чтобы мышь находилась на спине. Выполните массаж живота мыши большим пальцем. Во время процедуры внимательно следите за значениями на устройстве контроля давления, чтобы убедиться, что сила, приложенная к пленочному датчику давления на брюшной полости мыши, остается постоянной и равномерной, как показано на рисунке 2C - D.
   1. Если нос и губы мыши кажутся фиолетовыми во время массажа живота, это может свидетельствовать о том, что фиксирующая ткань слишком тугая, вызывающая кислородное голодание. В таких случаях немедленно прекратите процедуру, ослабьте полоски ткани и отпустите мышь для восстановления от нехватки кислорода.
   2. Во время массажа живота мышь может чаще испражняться или мочиться, что является нормальной реакцией на массаж живота. Выполняйте оперативную очистку.
6. После 20 минут массажа живота ослабьте узлы на тканевых полосках, позволяя мыши освободиться от фиксирующего устройства.
7. После того как мышь адаптируется к массажу живота, процесс должен протекать тихо, с минимальной борьбой. Если мышь испытывает чрезмерные трудности, проверьте устройство на наличие проблем, таких как сломанная фиксирующая пластина или слишком плотная фиксирующая ткань. Постоянно следите за комфортом мыши и жизненными показателями на протяжении всей процедуры.
8. Взвесьте животных и проведите измерение уровня глюкозы в крови после завершения эксперимента.

Результаты

Согласно приведенному выше плану, брюшная полость мышей оставалась неподвижной, а относительно фиксированное положение позволяло мышам сохранять стабильную осанку. Массируя живот с фиксированной частотой, давление и продолжительность массажа контролировались в у?...

Обсуждение

Абдоминальный массаж является репрезентативной фундаментальной техникой в традиционной китайской медицине (ТКМ) массажа, широко применяемой в клинической профилактике и лечении различных системных заболеваний, особенно в регулировании и уходе за селезенкой и пище...

Материалы

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