Name: an in vivo method for evaluating the gut-blood barrier and liver metabolism of microbiota products
Uploaded: 2018-10-20T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An In Vivo Method for Evaluating the Gut-Blood Barrier and Liver Metabolism of Microbiota Products at JoVE.com

Arbejdet er støttet af Ministeriet for videnskab og videregående Republikken Polen, Diamond give nr: DI2017 009247.

Forsøgene blev udført på mandlige Kyoto Wistar-rotter efter direktiv 2010/63 EU om beskyttelse af dyr, der anvendes til videnskabelige formål og blev godkendt af de lokale bioetiske udvalg i Warszawa.
1. indsættelse af linjen til Intraintestinal Administration
Bemærk: Her foreslår vi intracolonic administration af markør ved hjælp af et kateter. Det kan ændres ved oral administration eller sonde på forskellige niveauer af fordøjelseskanale...

<ol>
	<li>Camilleri, M., Madsen, K., Spiller, R., Greenwood-Van Meerveld, B., Verne, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intestinal+barrier+function+in+health+and+gastrointestinal+disease.">Intestinal barrier function in health and gastrointestinal disease.</a> Neurogastroenterology and Motility: The Official Journal of the European Gastrointestinal Motility Society. 24 (6), 503-512 (2012).</li><li>Keita, A. V., Soderholm, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+intestinal+barrier+and+its+regulation+by+neuroimmune+factors.">The intestinal barrier and its regulation by neuroimmune factors.</a> Neurogastroenterology and Motility: The Official Journal of the European Gastrointestinal Motility Society. 22 (7), 718-733 (2010).</li><li>Farhadi, A., Banan, A., Fields, J., Keshavarzian, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intestinal+barrier:+an+interface+between+health+and+disease.">Intestinal barrier: an interface between health and disease.</a> Journal of Gastroenterology and Hepatology. 18 (5), 479-497 (2003).</li><li>Jaworska, 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=Hypertension+in+rats+is+associated+with+an+increased+permeability+of+the+colon+to+TMA,+a+gut+bacteria+metabolite.">Hypertension in rats is associated with an increased permeability of the colon to TMA, a gut bacteria metabolite.</a> PloS one. 12 (12), e0189310 (2017).</li><li>Fujii, H., Nakai, K., Fukagawa, M. <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+oxidative+stress+and+indoxyl+sulfate+in+progression+of+cardiovascular+disease+in+chronic+kidney+disease.">Role of oxidative stress and indoxyl sulfate in progression of cardiovascular disease in chronic kidney disease.</a> Therapeutic Apheresis and Dialysis: Official Peer-Reviewed Journal of the International Society for Apheresis, the Japanese Society for Apheresis, the Japanese Society for Dialysis Therapy. 15 (2), 125-128 (2011).</li><li>Tomasova, 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=Intracolonic+hydrogen+sulfide+lowers+blood+pressure+in+rats.">Intracolonic hydrogen sulfide lowers blood pressure in rats.</a> Nitric Oxide: Biology and Chemistry. 60, 50-58 (2016).</li><li>Brahe, L. K., Astrup, A., Larsen, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+butyrate+the+link+between+diet,+intestinal+microbiota+and+obesity-related+metabolic+diseases?.">Is butyrate the link between diet, intestinal microbiota and obesity-related metabolic diseases?.</a> Obesity Reviews: An Official Journal of the International Association for the Study of Obesity. 14 (12), 950-959 (2013).</li><li>Ufnal, M., 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=Trimethylamine-N-oxide:+a+carnitine-derived+metabolite+that+prolongs+the+hypertensive+effect+of+angiotensin+II+in+rats.">Trimethylamine-N-oxide: a carnitine-derived metabolite that prolongs the hypertensive effect of angiotensin II in rats.</a> The Canadian Journal of Cardiology. 30 (12), 1700-1705 (2014).</li><li>Huc, T., Nowinski, A., Drapala, A., Konopelski, P., Ufnal, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Indole+and+indoxyl+sulfate,+gut+bacteria+metabolites+of+tryptophan,+change+arterial+blood+pressure+via+peripheral+and+central+mechanisms+in+rats.">Indole and indoxyl sulfate, gut bacteria metabolites of tryptophan, change arterial blood pressure via peripheral and central mechanisms in rats.</a> Pharmacological Research. 130, 172-179 (2018).</li><li>Ufnal, M., Pham, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+gut-blood+barrier+permeability+-+A+new+marker+in+cardiovascular+and+metabolic+diseases?.">The gut-blood barrier permeability - A new marker in cardiovascular and metabolic diseases?.</a> Medical Hypotheses. 98, 35-37 (2017).</li><li>Le Ferrec, E., 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=In+vitro+models+of+the+intestinal+barrier.+The+report+and+recommendations+of+ECVAM+Workshop+46.+European+Centre+for+the+Validation+of+Alternative+methods.">In vitro models of the intestinal barrier. The report and recommendations of ECVAM Workshop 46. European Centre for the Validation of Alternative methods.</a> Alternatives to Laboratory Animals: ATLA. 29 (6), 649-668 (2001).</li><li>Bohets, H., 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=Strategies+for+absorption+screening+in+drug+discovery+and+development.">Strategies for absorption screening in drug discovery and development.</a> Current Topics in Medicinal Chemistry. 1 (5), 367-383 (2001).</li><li>Grootjans, 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=Non-invasive+assessment+of+barrier+integrity+and+function+of+the+human+gut.">Non-invasive assessment of barrier integrity and function of the human gut.</a> World Journal of Gastrointestinal Surgery. 2 (3), 61-69 (2010).</li><li>Bielinska, 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=High+salt+intake+increases+plasma+trimethylamine+N-oxide+(TMAO)+concentration+and+produces+gut+dysbiosis+in+rats.">High salt intake increases plasma trimethylamine N-oxide (TMAO) concentration and produces gut dysbiosis in rats.</a> Nutrition. 54, 33-39 (2018).</li><li>Clarke, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+guide+to+Ussing+chamber+studies+of+mouse+intestine.">A guide to Ussing chamber studies of mouse intestine.</a> American journal of physiology. Gastrointestinal and Liver Physiology. 296 (6), G1151-G1166 (2009).</li><li>Denno, D. M., 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=Use+of+the+lactulose+to+mannitol+ratio+to+evaluate+childhood+environmental+enteric+dysfunction:+a+systematic+review.">Use of the lactulose to mannitol ratio to evaluate childhood environmental enteric dysfunction: a systematic review.</a> Clinical Infectious Diseases: An Official Publication of the Infectious Diseases Society of America. 59 Suppl 4, S213-S219 (2014).</li><li>Lugea, A., Salas, A., Casalot, J., Guarner, F., Malagelada, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+hydrophobicity+of+the+rat+colonic+mucosa+is+a+defensive+barrier+against+macromolecules+and+toxins.">Surface hydrophobicity of the rat colonic mucosa is a defensive barrier against macromolecules and toxins.</a> Gut. 46 (4), 515-521 (2000).</li><li>Bloemen, J. 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=Short+chain+fatty+acids+exchange+across+the+gut+and+liver+in+humans+measured+at+surgery.">Short chain fatty acids exchange across the gut and liver in humans measured at surgery.</a> Clinical Nutrition. 28 (6), 657-661 (2009).</li><li>Huc, 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=Colonic+hydrogen+sulfide+produces+portal+hypertension+and+systemic+hypotension+in+rats.">Colonic hydrogen sulfide produces portal hypertension and systemic hypotension in rats.</a> Experimental Biology and Medicine. 243 (1), 96-106 (2018).</li></ol>

Den beskrives direkte, i vivo, metode til måling af GBB permeabilitet fastholder closetophysiological betingelser i mave-tarmsystemet (bevarer den intestinale blodgennemstrømning), og stort set ikke er påvirket af lever og nyre funktion.
Den kritiske trin af denne teknik er indsættelsen af portalen kateteret. Dette skal gøres forsigtigt og beslutsomt på samme tid. En mild, korte blødning kan forekomme fra det korrekt udførte punktering af Vena; men det stopper når nålen er i...

Gut-blod barriere (GBB), også kendt som den intestinale barriere, er et komplekst multilayer system, der adskiller tarm lumen fra blodbanen for at begrænse passage af skadelige stoffer samtidigt med at tillade optagelsen af næringsstoffer1. Det består af tre primære lag: mukuslagets, epitel og lamina propria.
Mange faktorer kan påvirke GBB integritet og funktion2. Det har vist sig at GBB er forstyrret i både mave og extraintestinal sygdomme, herunder hjerte-kar- og metaboliske sygdomme3, hvilket kan føre til en øget passage af gut bakteriel metabolitter til blodbanen4. En øget penetration af gut bakteriel metabolitter kan påvirke driften af hele organismen. Nylige undersøgelser viser f.eks bakteriel metabolitter, indoler, H2S, kortkædede fedtsyrer (SCFA) og trimethylamin N-oxid, har en betydelig indvirkning på de kredsløbssygdomme funktioner5,6,7 ,8,9. Endelig er det blevet foreslået, at en øget GBB gennemtrængelighed kan tjene som markør af kardiovaskulære og metaboliske sygdomme, som er knyttet til morfologiske og funktionelle ændringer i tarmene10. Derfor, tracking gut-portal blod-leveren-systemiske blodet pathway bakteriel metabolitter kan være af interesse for både basale og kliniske videnskaber.
Almindeligt udnyttede eksperimentelle metoder til evaluering af GBB permeabilitet er udført i vitro ved hjælp af resektion intestinal segmenter, fragmenter af slimhinde, eller kunstige membraner11,12. Nøjagtigheden af disse metoder er kompromitteret af, at et velfungerende GBB kræver konstant intestinal blodgennemstrømning. På den anden side er tilgængelig i vivo -metoder baseret på vurderingen af urin eller perifert blod koncentrationer af eksogene markører13. Men perifere blod- og urinprøver koncentration af eksogene forbindelser er påvirket af nyrefunktionen, dvs glomerulær filtrationshastighed og rørformede udskillelse, samt af lever metabolisme, dvs., first-pass metabolisme. Begge parametre kan variere betydeligt mellem undersøgelse fag uafhængigt af funktionen GBB.
Dette papir beskriver en direkte måling af GBB permeabilitet i rotter ved hjælp af portalen blod prøveudtagning. Denne i vivo metode bevarer den intestinale blodgennemstrømningen og stort set ikke er påvirket af lever og nyre funktion. Den beskrevne fremgangsmåde er ikke almindeligt anvendt, muligvis på grund af nogle metodologiske vanskeligheder. Vi beskriver i detaljer kateterisation af portalen vene og ringere vena cava lige over leverens vene sammenløbet. Udtagning af blodprøve fra portalen vene og ringere vena cava tillader evaluering af GBB permeabilitet og leveren clearance og sporing af gut-portal blod-leveren-systemiske blodet pathway af molekyler af interesse, såsom tarmen bakteriel metabolitter eller medicin. Vi præsenterer også flere anvendelser af metoden, der blev testet i vores laboratorium. Disse omfatter vurdering af kolon permeabilitet til TMA, en gut bakteriel metabolit, evaluering af leveren clearance af TMA og evaluering af en gut-portal blod-leveren-systemiske blodet pathway af SCFA.
For at evaluere gut-blod barriere permeabilitet, følgende protokol trin bør følges i rækkefølge: 1 (indsættelse af linjen for intraintestinal forvaltninger), 3 (Vena kateterisation), 4 (Vena blod prøvetagning ), 6 (administration af en gut permeabilitet markør), 4.
For at evaluere lever clearance og en gut-portal blod-leveren-systemiske blodet pathway, følgende protokol trin bør følges i rækkefølge: 1 (indsættelse af linjen for intraintestinal forvaltninger), 2 (ringere vena cava kateterisation), 3 (Vena kateterisation), 4 (Vena blod prøveudtagning), 5 (ringere vena cava blod prøveudtagning), 6 (administration af en gut permeabilitet markør), 4, 5, 7 ( beregning af leveren clearance).

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1131px;" width="1131">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:568px;">Needle OD: 9 mm</td>
			<td style="width:259px;">Becton Dickinson&#160; S.A.</td>
			<td style="width:119px;">301300</td>
			<td style="width:185px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:568px;">Polyethylene catheter ID: 0.025&#34;, OD: 0.040&#34;&#160;</td>
			<td>Scientific Commodities, Inc.</td>
			<td>#BB520-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:568px;">Polyethylene catheter ID: 0.012&#34;, OD: 0.025&#34;&#160;</td>
			<td>Scientific Commodities, Inc.</td>
			<td>#BB520-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">C-Flex Tubing,Opaque White 1/50&#34;ID x 1/12 &#34; OD&#160;&#160;</td>
			<td>Cole-Parmer Instrument Co.</td>
			<td>06424-59</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pediatric Foley catheter (size 10F or 8F)&#160;</td>
			<td>Sigmed</td>
			<td>0000 80305</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:568px;">Surgical ligatures 3/0</td>
			<td>Yavo Sp. Z o.o.&#160;</td>
			<td>P48JE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Absorbable surgical sutures - Polyglactine 910 4/0</td>
			<td>KRUUSE Polska Sp. Zo.o.</td>
			<td>152336</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:568px;">Tissue glue - Loctite 454Cyanoacrylate Adhesive</td>
			<td>Loctite&#160;</td>
			<td>1370127</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Povidone iodine</td>
			<td>EGIS Pharmaceuticals PLC</td>
			<td>4449 11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:568px;">Heparin - Heparinium WZF&#160;</td>
			<td>WZF Polfa S.A.</td>
			<td>02BK0417</td>
			<td>Dilute 10 times with physiological saline</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:568px;">Glycerin 86%</td>
			<td>Laboratorium Farmaceutyczne Avena</td>
			<td>5.90999E+12</td>
			<td>Serves as a lubricant in colon catheterization</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:568px;">Xylocaine 2%</td>
			<td>AstraZenca&#160;</td>
			<td>9941342</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:568px;">Urethane</td>
			<td>Sigma-Aldrich (Merck)&#160;</td>
			<td>U2500-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:568px;">Trimethylamine solution 45%</td>
			<td>Sigma-Aldrich (Merck)&#160;</td>
			<td>92262-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:568px;">Syringes 2 mL</td>
			<td>B.Braun Melsungen AG</td>
			<td>4606027V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:568px;">Saline 250 mL</td>
			<td>Fraesenius Kabi Polska Sp. Z o.o.</td>
			<td>15LL707WL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Surgical scissors, straight, length 115 mm, 4 1/2 &#34;blunt ends</td>
			<td>Braun</td>
			<td>NS-010-115-PKM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Artery forceps type Micro-Adson bent, length 140 mm 5 1/2 &#34;</td>
			<td>Braun</td>
			<td>KN-008-140-ZMK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Anatomic forceps, lenght 95 mm, 3 3/4&#34; sharp 0.7x0.55</td>
			<td>Braun</td>
			<td>PO-001-007-ZMK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micro Scissors type Vannas,&#160; straight, lenght 85 mm, 3 3/8 &#34; the length of the blades 6 mm</td>
			<td>Braun&#160;</td>
			<td>NO-010-085-PMK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Towel clamps type Backhouse, lenght 130 mm, 5 1/8&#34;&#160;</td>
			<td>Braun</td>
			<td>HO-128-130-PMK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Needle holders, lenght 150 mm, 6&#34; t=0.4 1/2&#160;</td>
			<td>Braun&#160;</td>
			<td colspan="2">IM-927-150-PZMK</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Delicate Scissors, lenght 110 mm , straight, 4 3/8&#8221; sharp&#160;</td>
			<td>Braun</td>
			<td>NO-052-110-PMK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Anatomic forceps, lenght 95 mm, 3 3/4&#34; sharp</td>
			<td>Braun</td>
			<td>PO-022-001-PMK</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an in vivo method for evaluating the gut-blood barrier and liver metabolism of microbiota products

Gut-blod barriere (GBB) styrer passage af næringsstoffer, bakteriel metabolitter og narkotika fra tarm lumen til blodbanen. GBB integritet er forstyrret i mave, kardiovaskulære og metaboliske sygdomme, som kan resultere i lettere adgang til biologisk aktive forbindelser, såsom tarmen bakteriel metabolitter, til blodbanen. Permeabilitet af GBB kan således være en markør for både tarm og extraintestinal sygdomme. Desuden kan øget penetration af bakteriel metabolitter påvirke driften af hele organismen.
Almindeligt anvendte metoder til at studere GBB permeabilitet er udført ex vivo. Nøjagtigheden af disse metoder er begrænset, fordi GBB funktion afhænger af intestinal blodgennemstrømning. På den anden side almindeligt anvendte i vivo metoder kan være forudindtaget af lever og nyre ydeevne, da disse metoder er baseret på vurdering af urin eller / og perifert blod koncentrationer af eksogene markører. Vi præsenterer her, en direkte måling af GBB permeabilitet i rotter ved hjælp af en i vivo metode baseret på portalen blodprøvetagning, som bevarer intestinal blodgennemstrømningen og stort set ikke påvirkes af funktionen lever og nyrer.
Polyurethan katetre er indsat i Vena, og ringere vena cava lige over hepatisk vener sammenløbet. Blod er stikprøven ved baseline og efter administration af et markeret datamærke i en ønsket del af mave-tarmkanalen. Vi præsenterer her, flere anvendelser af metoden herunder (1) evaluering af kolon permeabilitet til TMA, gut bakteriel metabolit, (2) evaluering af leveren clearance af TMA og (3) vurderingen af en gut-portal blod-leveren-perifere blod pathway af gut bakterier-stammer kortkædede fedtsyrer. Protokollen kan desuden også bruges til sporing af intestinale absorption og lever metabolisme af narkotika eller målinger af portalen blodtryk.

Vi har med succes målt GBB permeabilitet og leveren clearance af TMA i rotter. Vi har demonstreret, at hypertensive rotter har en øget kolon permeabilitet til TMA i forhold til normotensive rotter (figur 2)4. I en anden undersøgelse fandt vi, at høj saltindtag ikke påvirker GBB permeabilitet og leveren clearance af TMA (figur 3)14.
<p class="jove_content" fo:keep-together.w...

Watch this Scientific Journal Video about An In Vivo Method for Evaluating the Gut-Blood Barrier and Liver Metabolism of Microbiota Products at JoVE.com

An In Vivo Method for Evaluating the Gut-Blood Barrier and Liver Metabolism of Microbiota Products

Næringsstoffer, mikrobiota metabolitter og lægemidler til cirkulation adgang styres af gut-blod barriere (GBB). Vi beskriver en direkte metode til måling af GBB permeabilitet i vivo, der i modsætning til almindeligt anvendte indirekte metoder, er stort set ikke berørt af lever og nyre funktioner.

En In Vivo metode til evaluering af Gut-blod barriere og lever metabolisme af mikrobiota produkter

The gut-blood barrier (GBB) controls the passage of nutrients, bacterial metabolites and drugs from intestinal lumen to the bloodstream. The GBB integrity ...

Gut-blod barrieren er et flerlagssystem, der styrer passage af næringsstoffer, bakterielle metabolitter, narkotika, og andre udefrakommende forbindelser fra intestinal lumen til blodet. Som vi ved, kan integriteten af barrieren være svækket i mave-tarm-såvel som i hjerte-kar-og nogle metaboliske sygdomme, som kan resultere i lettere adgang til biologisk aktive forbindelser såsom gut bakterielle metabolitter til blodbanen og kan påvirke funktionen af hele organismen. Derfor kan hjerte-kar-heden af tarm-blod barrieren være en markør for både tarm-og ekstraintestinale sygdomme.I denne video præsenterer vi en direkte måling af tarmblodbarrieren permeabilitet hos rotter ved hjælp af portalblodprøvetagning efter administration af et teststof til fordøjelseskanalen. Vi beskriver i detaljer kategoriseringen af portalvenen og ringere vena cava lige over hepatisk vene sammenløb. Blodprøvetagning fra portalvene og ringere vena cava gør det muligt at vurdere ikke kun tarm-blod barrieren permeabilitet, men også en hepatisk clearance og absorption vej af molekyler af interesse såsom tarmbakterier metabolitter eller medicin.Denne metode er næsten ikke påvirket af lever-og nyrefunktion og bevarer tarm blodgennemstrømningen, som er en stærk fordel i forhold til almindeligt anvendte in vivo og in vitro metoder. Dyrene skal fastes natten over før indgrebet. Udfør alle procedurer under generel anæstesi.Dyr aflives efter forsøget. Vores procedure starter med indsættelse af linjen for intraintestinal administration. Her foreslår vi intracolonic administration af markør.Det måske ændres ved administration på forskellige niveauer af fordøjelseskanalen. For eksempel mave eller duodenum. Men, tage hensyn til den variable hastighed af peristaltikken og mulige interaktioner med enzymer og mavesyrer, mens administration af en markør i øvre dele af mave-tarmkanalen.Brug pædiatrisk Foley kateter størrelse 10 F eller 8 F som et colon kateter. Marker kateteret for at angive den del, der vil blive indsat i tyktarmen cirka otte centimeter. Kontroller analregionen og antallet af afføring i endetarmen, før kateteret indsættes i tyktarmen.Hvis afføringen er til stede, tømme endetarmen ved at massere rektal området. Sæt et smøremiddel langs kateteret. Dernæst fugte anus og dens omgivelser med et smøremiddel.Sæt kateteret med en guideledning gennem den udvendige anal lukkemuskel. Foresk langsomt fremad, tilbagestående og cirkulære bevægelser. Hold øje med kateterets placering ved abdominal palpering, mens kateteret indsættes.Næste skridt er den ringere vena cava kateterisation. Du kan springe denne procedure over i tarmen permeabilitet undersøgelser. Prøv at føle pulsen på lårpulsåren og skære huden langs i længderetningen for længden af omkring to centimeter på det sted, hvor pulsen er håndgribelig.Dissekere fascia og muskler til at visualisere neurovaskulære bundt. Dernæst dissekere lårbensvenen fra neurovaskulær bundt. Først nerver, så lårpulsåren og derefter venen.Vær forsigtig under dissektion af bundtet, da flere små grene af lårbensvenen let kan blive beskadiget. Næste sætte to ligaturer på lårbensvenen. Bind ikke knuderne endnu.Fang enderne af den proksimale ligatur med en nåleholder. Træk derefter forsigtigt ligaturenden med holderen opad for at lukke den proksimale del af venen. Vent, indtil venen er fyldt med blod og binde den distale knude.Dernæst lave et lille snit på venen mellem knuden og proksimale ligatur ved hjælp af mikrokirurgiske saks. Sæt derefter kateteret ind med en pincet eller en nål med en buet ende, som vi gør i videoen. Punkter venen og brug den bøjede spids af nålen som en guide til kateteret.Løsn den proksimale ligatur, mens kateteret indsættes. Indsæt kateteret i ca. seks til syv centimeter afhængigt af størrelsen af et dyr for at placere kateterets proksimale spids i den ringere vena cava lige over hepatisk venesammenløb. Den korrekte placering af kateteret skal bekræftes efter forsøget.Fastgør kateteret i lårbensvenen med to enkeltkirurgiske knuder. Binde den proksimale ligatur så godt. Kontroller kateterets patency ved at forsøge at trække blod med en sprøjte.Skyl kateteret med en 0,3 milliliter af det hepariniserede saltvand. Luk det kirurgiske sår med to lag enkelt sting. Nu går vi videre til portal vene kateterisation.Gør portalkatetret klar. Den består af en nål, fleksibel polyurethan kateter, fleksibel polyethylen spidsen af kateteret, stik, og ligaturen. Første trin i proceduren udfører en midterlinje laparotomi.Efter forberedelse af operationsfeltet skæres huden i længderetningen fra brystbenets xiphoid til navlen. Skær musklerne i bugvæggen langs den hvide linje. Dernæst udvide snittet rostrally i y form, således at xiphoid brusk er mellem to snit.Næste skridt er portalen vene dissektion. Fugt først podningerne med saltvand. Og derefter eksteriisere cecum, stigende og tværgående kolon, og tyndtarmen loop.Sæt tarmene på venstre side for at afsløre roden af mesenteriet. Dæk tarmene med gaze fugtet med en fysiologisk saltvand for at beskytte dem mod tørring. At udsætte portalen vene bevæge sig forsigtigt hepatiske lapper til siderne eller opad mod mellemgulvet med fugtede svaberprøver.Her kan vi se portalen vene og øvre mesenteric vene. Lokalisere den del af portalen vene, der ikke er dækket med mesenteri og passere ligatur under portalen vene. For at beskytte væv mod skader skal ligaturen fugtes med en fysiologisk saltvandsopløsning.Klem med kævler enderne af ligatur og stram det forsigtigt for at stabilisere fartøjet. Pass den længere del af kateterets ligatur under den frie del af portalvenen og træk det, så kateteret er placeret lige ved siden af portalvenen. Sæt nålen i den øvre mesenteric vene tre millimeter under krydset af øvre mesenteric vene og portal vene.Hold nålen i en 30 graders vinkel, og efter indtastning i venen reducere vinklen og føre nålen næsten vandret parallelt med portalen vene i en længde på ca seks til syv millimeter. Påfør en eller to dråber vævslim på det sted, hvor nålen er indsat. Fjern de podninger, der dækkede leveren.Bagefter sætte tarmene tilbage til bughulen. Fugt tarmene med en opvarmet saltvandsopløsning og dæk den med en fugtet steril gaze. Kontroller kateterets patency og skyl kateteret med hepariniseret saltvand.Venøst blod kommer spontant tilbage i kateteret. Efter fem minutter kontrollere farven på tarmene og peristaltiske bevægelser for at sikre, at den rette mesenteric blodgennemstrømning opretholdes. I sidste ende lukke bughulen med tre lag af masker eksteriisere den distale del af kateteret omkring navlen.For at indsamle blod fra portalvenen skal du åbne portalkateteretstikket og lade blodet flyde frit. Brug en sprøjte og en stump nål og opsaml ikke mere end 0,7 milliliter blod. Skyl kateteret med hepariniseret saltvand og luk kateterproppen.Her præsenterer vi eksemplarisk portal blod prøvetagning protokoller for gut permeabilitet vurdering. Blodprøver fra ringere vena cava er nødvendige for lever clearance og absorption undersøgelser. At indsamle blod fra den ringere vena cava fortsætte præcis som når du tager blod fra portalen vene.Her præsenterer vi en eksemplarisk blodprøvetagning protokol for lever clearance måling og til sporing af gut-portal blod-lever-systemisk blod vej af udvalgte forbindelser. I vores undersøgelser brugte vi en bakteriel metabolit, trimethylamin som en markør for permeabilitet. Men mange andre stoffer, herunder klasse permeabilitet markører kan anvendes så godt.Forskellige bakterier og metabolitter og skrifter kan også bruges til tarmkanalen absorption vej eller lever clearance. Fjern guidewiren og puste ballonen op med tilstrækkelig mængde sterilt vand normalt en milliliter, men tjek faktisk ballonstørrelse før indsættelse. Ballondiameteren må ikke overstige en centimeter.Placer rottehovedet ned for at minimere risikoen for udstrømning af den administrerede opløsning fra tyktarmen. Anbring langsomt det testede stof ved hjælp af afløbsport og colon kateter. Vi brugte trimethylamin i en dosis på 100 mg/ kg kropsvægt opløst i 0,7 milliliter saltvand.Efter ti minutter deflatere kateteret ballon. Lever clearance forstås som en leverekstraktion kan udtrykkes ved forskellen mellem portalen blodkoncentration og ringere vena cava blodkoncentration eller ved forholdet mellem ringere vena cava og portal blodkoncentration. Vi har med succes målt tarm-blod barriere permeabilitet og lever clearance af trimethylamin hos rotter.Her er de repræsentative resultater, der viser, at hypertensive rotter har øget kolon permeabilitet til TMA i forhold til normotensive rotter. I en anden forskning undersøgte vi, om højt saltindtag påvirker tarmblodbarrieren permeabilitet og lever clearance af trimethylamin. Intracolonic administration af trimethylamin medførte en betydelig stigning i portalens TMA-koncentration.Størrelsen af stigningen og lever clearance var ens mellem grupperne. Vi sporede også absorptionsvejen for korte kædefedtsyrer. Vi målte koncentrationen i afføring, portalblod og perifert blod.I denne video beskrev vi en omfattende protokol, der omfatter direkte måling af tarm-blod barrieren permeabilitet in vivo, som i modsætning til almindeligt anvendte metoder, ikke påvirkes af lever-og nyrefunktioner, lever clearance måling, og tredje, evaluering af absorptionsvej af udefrakommende forbindelser. Den præsenterede teknik kan tilpasses andre forsøgsformål. For eksempel, portal blodtryk måling eller lægemiddeladministration direkte til portalen vene.

Research

JoVE Journal

Medicine

An In Vivo Method for Evaluating the Gut-Blood Barrier and Liver Metabolism of Microbiota Products

Steps for the Autologous Ex vivo Perfused Porcine Liver-kidney Experiment

Steps for the Autologous Ex vivo Perfused Porcine Liver-kidney Experiment

The use of ex vivo perfused models can mimic the physiological conditions of the liver for short periods, but to maintain normal homeostasis for an ...

Technique of Subnormothermic Ex Vivo Liver Perfusion for the Storage, Assessment, and Repair of Marginal Liver Grafts

Technique of Subnormothermic Ex Vivo Liver Perfusion for the Storage, Assessment, and Repair of Marginal Liver Grafts

Teknik Subnormothermic<em&gt; Ex vivo</em&gt; Lever Perfusionen til opbevaring, vurdering og reparation af marginale Liver transplantater

The success of liver transplantation has resulted in a dramatic organ shortage. In most transplant regions 20-30% of patients on the waiting list for ...

Evaluating the Effectiveness of Cancer Drug Sensitization In Vitro and In Vivo

Evaluating the Effectiveness of Cancer Drug Sensitization In Vitro and In Vivo

Evaluere effektiviteten af ​​Cancer Drug Sensibilisering<em&gt; In vitro</em&gt; Og<em&gt; In Vivo</em

Due to the high level of heterogeneity and mutations inherent in human cancers, single agent therapies, or combination regimens which target the same ...

An Improved Method for Rapid Intubation of the Trachea in Mice

En forbedret fremgangsmåde til hurtig intubation af trachea i mus

Despite some anatomical and physiological differences, mouse models continue to be an essential tool for studying human lung disease. Bleomycin toxicity ...

An Acute Retinal Model for Evaluating Blood Retinal Barrier Breach and Potential Drugs for Treatment

En akut Retinal Model for Evaluering Blood Retinal Barrier tilsidesættelse og potentielle lægemidler til behandling

A low-cost, easy-to-use and powerful model system is established to evaluate potential treatments that could ameliorate blood retinal barrier breach. An ...

Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

Fosfor-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: et redskab til måling<em&gt; In vivo</em&gt; Mitokondrie Oxidativ phosphorylering Kapacitet i human skeletmuskulatur

Skeletal muscle mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) capacity, which is critically important in health and disease, can be measured in vivo ...

Optimized Analysis of In Vivo and In Vitro Hepatic Steatosis

Optimized Analysis of In Vivo and In Vitro Hepatic Steatosis

Optimeret Analyse af<em&gt; In vivo</em&gt; og<em&gt; In vitro</em&gt; Nedsat Steatose

Establishing a system of procedures to qualitatively and quantitatively characterize in vivo and in vitro hepatic steatosis is important for metabolic ...

An Anesthesia, Surgery, and Harvest Method for the Evaluation of Transpedicular Screws Using an In Vivo Porcine Lumbar Spine Model

An Anesthesia, Surgery, and Harvest Method for the Evaluation of Transpedicular Screws Using an In Vivo Porcine Lumbar Spine Model

En bedøvelses-, kirurgisk og høstmetode til evaluering af transpedikulære skruer ved anvendelse af en<em&gt; In vivo</em&gt; Porcine Lumbar Spine Model

Pedicle screw fixation is the gold standard for the treatment of spinal diseases. However, many studies have reported the issue of loosening pedicle ...

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

Improved Method for the Establishment of an In Vitro Blood-Brain Barrier Model Based on Porcine Brain Endothelial Cells

Forbedret metode til etablering af et In Vitro blod - hjerne barrieren Model baseret på svin hjernen Endothelial Cells

The aim of this protocol presents an optimized procedure for the purification and cultivation of pBECs and to establish in vitro blood-brain barrier (BBB) ...

Re-Arterialized Rat Partial Liver Transplantation with an in vivo Vessel-Oriented 70% Hepatectomy

Re-Arterialized Rat Partial Liver Transplantation with an in vivo Vessel-Oriented 70% Hepatectomy

Re Arterialized rotte delvis lever Transplantation med en i vivo fartøj-orienterede 70% Hepatectomy

Split liver transplantation and living liver donor liver transplantation were developed in the clinic to utilize liver organs in a more efficient manner. ...