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

Het werk wordt ondersteund door het ministerie van Wetenschappen en hogeronderwijs Republiek Polen, Diamond verlenen neen: DI2017 009247.

De experimenten werden uitgevoerd op mannelijke Wistar Kyoto ratten volgens richtlijn 2010/63 EU betreffende de bescherming van dieren die voor wetenschappelijke doeleinden worden gebruikt en goedgekeurd door de I lokale bio-ethisch comité in Warschau.
1. opneming van de lijn voor Intraintestinal administratie
Opmerking: Hier stellen wij voor het beheer van de intracolonic van een markering met behulp van een katheter. Het kan worden gewijzigd door o...

<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>

De beschreven direct, in vivo, methode voor het meten van de permeabiliteit van de GBB onderhoudt closetophysiological voorwaarden in de gastro-intestinale systeem (behoudt de intestinale doorbloeding), en wordt vrijwel niet beïnvloed door de leverfunctie en nierfunctie.
De kritische stap van deze techniek is het inbrengen van de katheter in de portal. Dit moet gebeuren zachtjes en besluitvaardig op hetzelfde moment. Een milde en korte bloeden kan optreden van de correct uitgevoerde ...

De gut-bloed barrière (GBB), ook bekend als de intestinale barrière, is een complex gelaagde systeem dat het lumen van de darm uit de bloedbaan scheidt om de passage van schadelijke stoffen beperken terwijl het toestaan van de absorptie van voedingsstoffen1. Het bestaat uit de drie lagen: de slijm laag epitheel en lamina propria.
Talrijke factoren kunnen van invloed zijn op de GBB integriteit en functie2. Het is aangetoond dat de GBB in zowel de extraintestinal als de gastro-intestinale ziekten, met inbegrip van de cardiovasculaire en metabole ziekten3, hetgeen tot een verhoogde passage van bacteriële metabolieten van de darm naar de bloedbaan4 leiden kanwordt verstoord. Een toegenomen penetratie van gut bacteriële metabolieten kan gevolgen hebben voor de werking van het hele organisme. Bijvoorbeeld, tonen recente studies een significant effect van bacteriële metabolieten, zoals indolen, H2S, korte-keten vetzuren (SCFA) en trimethylamine N-oxide, op de bloedsomloop functies5,6,7 ,8,9. Er is ten slotte voorgesteld dat een verhoogde permeabiliteit van de GBB kan dienen als een marker van cardiovasculaire en metabole ziekten die verband houden met de morfologische en functionele wijzigingen in de darmen10. Het bijhouden van het traject van de darm-portaal bloed-lever-systemische bloed van bacteriële metabolieten kan dus van belang voor zowel fundamentele en klinische wetenschappen.
Algemeen gebruikte experimentele methoden voor de evaluatie van GBB permeabiliteit zijn uitgevoerd in vitro met behulp van gereseceerd intestinale segmenten, fragmenten van mucosa of kunstmatige membranen11,12. De nauwkeurigheid van deze methoden is aangetast door het feit dat de goede werking van de GBB constante intestinale bloedstroom vereist. Aan de andere kant, is het beschikbaar in vivo -methoden zijn gebaseerd op de evaluatie van urine of perifeer bloed concentraties van exogene markeringen13. Echter, perifere bloed en urine concentratie van exogene stoffen wordt beïnvloed door de nierfunctie, dat wil zeggen, glomerulaire filtratie snelheid en tubulaire uitscheiding, alsmede door lever metabolisme, dat wil zeggen, first-pass metabolisme. Beide parameters kunnen studie onderwerpen onafhankelijk van de GBB functie sterk uiteen.
Dit witboek beschrijft een rechtstreekse meting van de permeabiliteit van de GBB in ratten met behulp van de portal bloedmonsters. Deze methode in vivo behoudt de intestinale doorbloeding en wordt vrijwel niet beïnvloed door de leverfunctie en nierfunctie. De beschreven aanpak wordt niet vaak gebruikt, mogelijk vanwege bepaalde methodologische problemen. We beschrijven in detail de catheterisatie van de ader van de portal en de vena cava inferior net boven de samenvloeiing van de hepatische ader. Bloedmonsters van de ader van de portal en de vena cava inferior kunt evaluatie van de GBB permeabiliteit en lever goedkeuring en opvolging van gut-portaal bloed-lever-systemische bloed traject van moleculen van belang, zoals de darm bacteriële metabolieten of medicijnen. Ook presenteren we verschillende toepassingen van de methode die werden getest in ons laboratorium. Het gaat hierbij om de evaluatie van de permeabiliteit van de dikke darm TMA, een gut bacteriële metaboliet, evaluatie van lever Goedkeuringvande TMA en evaluatie van een gut-portaal bloed-lever-systemische bloed weg van SCFA.
Om te beoordelen gut-bloed barrière permeabiliteit, volgt protocol moeten worden gevolgd, in volgorde: 1 (invoeging van de lijn voor intraintestinal overheden), 3 (portal vein catheterisatie), 4 (portal veneuze bloedmonsters ), 6 (administratie van een gut permeabiliteit marker), 4.
Om te beoordelen lever goedkeuring en een darm-portaal bloed-lever-systemische bloed weg, volgt protocol moeten worden gevolgd, in volgorde: 1 (invoeging van de lijn voor intraintestinal overheden), 2 (vena cava inferior catheterisatie), 3 (portal vein catheterisatie), 4 (portal veneuze bloedmonsters), 5 (vena cava inferior bloedmonsters), 6 (administratie van een gut permeabiliteit marker), 4, 5, 7 () berekening van de lever 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

De gut-bloed-barrière (GBB) regelt de overgang van voedingsstoffen, bacteriële metabolieten en drugs van intestinale lumen naar de bloedbaan. De GBB integriteit wordt verstoord in de gastro-intestinale, cardiovasculaire en metabole ziekten, wat leiden gemakkelijkere toegang van biologisch actieve stoffen, zoals darm bacteriële metabolieten, naar de bloedbaan tot kunnen. Dus, de doorlaatbaarheid van de GBB mogelijk een marker van zowel de extraintestinal als de intestinale ziekten. Bovendien, de toegenomen penetratie van bacteriële metabolieten invloed kan zijn op de werking van het hele organisme.
Veelgebruikte methoden voor het bestuderen van de permeabiliteit van de GBB zijn uitgevoerde ex vivo. De nauwkeurigheid van deze methoden is beperkt, omdat de werking van de GBB afhangt van intestinale bloedstroom. Aan de andere kant, gebruikte in vivo methoden kunnen worden beïnvloed door lever en nier prestaties, omdat deze methoden gebaseerd zijn op de evaluatie van urine of / en perifeer bloed concentraties van exogene markers. Hier presenteren we een directe meting van de permeabiliteit van de GBB in ratten met behulp van een in vivo methode gebaseerd op portal bloed bemonstering, die intestinale bloedstroom behoudt en wordt vrijwel niet beïnvloed door de lever en de nier functie.
Polyurethaan katheters worden ingevoegd in de ader van de portal en vena cava inferior net boven de hepatische veins samenvloeiing. Bloed is bemonsterd op basislijn en na toediening van een geselecteerde markering in een gewenste gedeelte van het maag-darmkanaal. Hier presenteren we enkele toepassingen van de methode met inbegrip van (1) evaluatie van de permeabiliteit van de dikke darm TMA, gut bacteriële metaboliet, (2) evaluatie van lever Goedkeuringvande TMA, en (3) evaluatie van een gut-portaal bloed-lever-perifere bloed weg voor gut bacteriën-afgeleide korte keten vetzuren. Bovendien kan het protocol ook worden gebruikt voor het bijhouden van de intestinale absorptie en lever metabolisme van geneesmiddelen of voor metingen van portal bloeddruk.

We hebben met succes de GBB permeabiliteit en lever Goedkeuringvande TMA bij ratten gemeten. We hebben aangetoond dat hypertensieve ratten een verhoogde dubbelpunt doorlatend zijn voor TMA in vergelijking met normotensive ratten (Figuur 2)4 hebben. In een andere studie vonden we dat hoog zout inname heeft geen invloed op de GBB permeabiliteit en lever Goedkeuringvande TMA (Figuur 3),14</s...

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

De toegang van voedingsstoffen, microbiota metabolieten en medicijnen voor het verkeer wordt geregeld door de darm-bloed-barrière (GBB). Beschrijven we een directe methode voor het meten van de GBB permeabiliteit in vivo, die, in tegenstelling tot veelgebruikte indirecte methoden, wordt vrijwel niet beïnvloed door de functies van lever en nieren.

Een In Vivo -methode voor het uitrekenen van de Gut-bloed barrière en lever metabolisme van Microbiota producten

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

De darm-bloedbarrière is een meerlaags systeem dat de passage van voedingsstoffen, bacteriële metabolieten, drugs, en andere exogene verbindingen van darmlumen naar de bloedstroom regelt. Zoals we weten, kan de integriteit van de barrière worden aangetast in het maagdarmstelsel en in cardiovasculaire en sommige stofwisselingsziekten die kunnen leiden tot gemakkelijkere toegang tot biologisch actieve verbindingen zoals darmbacteriële metabolieten tot de bloedstroom en kan de werking van het hele organisme beïnvloeden. Daarom kan de doorlaatbaarheid van de darm-bloedbarrière een marker van zowel darm- als extraintestinale ziekten zijn.In deze video presenteren we een directe meting van de darm-bloedbarrière doorlaatbaarheid bij ratten met behulp van portal bloedafname na toediening van een teststof aan het spijsverteringskanaal. We beschrijven in detail de categorisering van de poortader en inferieure vena cava net boven de leverader samenvloeiing. Bloedafname van portaal ader en inferieure vena cava maakt het mogelijk om niet alleen de darm-bloedbarrière doorlaatbaarheid te evalueren, maar ook een levervrijheid en absorptie route van moleculen van belang, zoals darmbacteriën metabolieten of geneesmiddelen.Deze methode wordt vrijwel niet beïnvloed door de lever- en nierfunctie en behoudt de darmbloedstroom, wat een sterk voordeel is ten opzichte van veelgebruikte in vivo en in vitro methoden. Dieren moeten 's nachts vóór de procedure worden vastgemaakt. Voer alle procedures uit tijdens algemene anesthesie.Dieren worden geëuthanaseerd na het experiment. Onze procedure begint met het inbrengen van de lijn voor intra-intestinale toediening. Hier stellen we intrakoloniale administratie van marker voor.Het misschien worden gewijzigd door toediening op verschillende niveaus van het spijsverteringskanaal. Bijvoorbeeld maag of twaalfvingerige darm. Houd echter rekening met de variabele snelheid van peristaltiek en mogelijke interacties met enzymen en maagzuren bij het toedienen van een marker in de bovenste delen van het maag-darmkanaal.Gebruik pediatrische Foley katheter maat 10 F of 8 F als een colonische katheter. Markeer de katheter om het deel aan te geven dat ongeveer acht centimeter in de dikke darm wordt ingebracht. Controleer het anale gebied en het aantal ontlasting in het rectum voordat u de katheter in de dikke darm plaatst.Als de ontlasting aanwezig is, leegt u het rectum door het rectale gebied te masseren. Leg een smeermiddel langs de katheter. Bevochtig vervolgens de anus en zijn omgeving met een smeermiddel.Plaats de katheter met een geleidedraad door de externe anale sluitspier. Maak langzame voorwaartse, achterwaartse en cirkelvormige bewegingen. Blijf de locatie van de katheter controleren door buikpalpatie tijdens het inbrengen van de katheter.De volgende stap is de inferieure vena cava katheterisatie. U deze procedure overslaan in darmpermeabiliteitsstudies. Probeer de pols slag op de dijbeenslagader te voelen en snijd de huid in de lengte voor de lengte van ongeveer twee centimeter op de plaats waar de pols voelbaar is.Ontleden de fascia en spieren om de neurovasculaire bundel te visualiseren. Ontleden vervolgens de dijbeenader uit de neurovasculaire bundel. Eerst zenuwen, dan de dijbeenslagader en dan de ader.Wees voorzichtig tijdens de dissectie van de bundel, omdat verschillende kleine takken van de dijbeenader gemakkelijk kunnen worden beschadigd. Vervolgens twee ligaturen op de dijbeenader. Knoop de knopen nog niet.Vang de uiteinden van de proximale ligatuur met een naaldhouder. Trek vervolgens voorzichtig de ligatuureinden met de houder naar boven om het proximale deel van de ader te sluiten. Wacht tot de ader is gevuld met bloed en bind de distale knoop.Maak vervolgens een kleine incisie op de ader tussen de knoop en proximale ligatuur met behulp van microchirurgische schaar. Steek vervolgens de katheter met behulp van een pincet of een naald met een gebogen uiteinde zoals we doen in de video. Prik de ader en gebruik de gebogen punt van de naald als een gids voor de katheter.Maak de proximale ligatuur los tijdens het inbrengen van de katheter. Plaats de katheter ongeveer zes tot zeven centimeter, afhankelijk van de grootte van een dier om de proximale punt van de katheter in de inferieure vena cava net boven de leverader samenvloeiing te plaatsen. De juiste plaatsing van de katheter moet na het experiment worden bevestigd.Bevestig de katheter in de dijbeenader met twee enkele chirurgische knopen. Bind de proximale ligatuur ook. Controleer de patency van de katheter door te proberen om bloed te trekken met een spuit.Spoel de katheter af met een 0,3 milliliter van de gehepariniseerde zoutoplossing. Sluit de chirurgische wond met twee lagen enkele hechtingen. Nu gaan we verder met portaaladerkatheterisatie.Bereid de portaalkatheter voor. Het bestaat uit een naald, flexibele polyurethaankatheter, flexibele polyethyleenpunt van de katheter, stekker en de ligatuur. De eerste stap van de procedure is het uitvoeren van een midline laparotomie.Na het voorbereiden van het werkveld, snijd de huid in de lengterichting van de xiphoid van het borstbeen naar de navel. Snijd de spieren van de buikwand langs de witte lijn. Vouw vervolgens de snede rostrally in de y vorm, zodat de xiphoid kraakbeen is tussen twee delen.De volgende stap is de poortaderdissectie. Bevochtig eerst de wattenstaafjes met zout. En dan de cecum, oplopende en dwarse dikke darm en dunne darmlus.Zet de darmen aan de linkerkant om de wortel van het mesenterie bloot te leggen. Bedek de darmen met gaas bevochtigd met een fysiologische zoutoplossing om ze te beschermen tegen drogen. Om de poortader bloot te leggen, bewegen de leverlobben voorzichtig naar de zijkanten of naar boven naar het middenrif met de bevochtigde wattenstaafjes.Hier zien we de poortader en de bovenste mesenterische ader. Lokaliseer het deel van de portaalader dat niet bedekt is met de mesenterie en passeer de ligatuur onder de poortader. Om weefsels te beschermen tegen beschadiging, bevochtigt u de ligatuur met een fysiologische zoutoplossing.Klem met tangen de uiteinden van ligatuur en draai het voorzichtig aan om het vat te stabiliseren. Geef het langere deel van de striemen van de katheter onder het vrije deel van de poortader door en trek deze zo dat de katheter zich net naast de poortader bevindt. Steek de naald in de bovenste mesenterische ader drie millimeter onder de kruising van de bovenste mesenterische ader en portaalader.Houd de naald in een hoek van 30 graden en na het aangaan van de ader verminderen de hoek en vooraf de naald bijna horizontaal parallel aan de poortader voor een lengte van ongeveer zes tot zeven millimeter. Breng een of twee druppels weefsellijm aan op de plaats waar de naald wordt ingebracht. Verwijder de wattenstaafjes die de lever bedekten.Daarna zet de darmen terug naar de buikholte. Bevochtig de darmen met een opgewarmde zoutoplossing en bedek het met een bevochtigd steriel gaas. Controleer de patency van de katheter en spoel de katheter met gehepariniseerde zoutoplossing.Veneuze bloed stroomt spontaan terug in de katheter. Controleer na vijf minuten de kleur van de darmen en peristaltische bewegingen om ervoor te zorgen dat de juiste mesenterische bloedstroom wordt gehandhaafd. Sluit uiteindelijk de buikholte met drie lagen steken die het distale deel van de katheter rond de navel uitdeinen.Om bloed te verzamelen uit de poortader, open de portaalkatheter plug en laat het bloed vrij stromen. Gebruik een spuit en een stompe naald en verzamel niet meer dan 0,7 milliliter bloed. Spoel de katheter af met gehepariniseerde zoutoplossing en sluit de katheterplug.Hier presenteren we voorbeeldige portal bloedafname protocollen voor darmdoorlaatbaarheid beoordeling. Bloedmonsters van de inferieure vena cava zijn noodzakelijk voor levervrijheid en absorptiestudies. Om bloed te verzamelen van de inferieure vena cava gaan precies zoals bij het nemen van bloed uit de poort ader.Hier presenteren we een voorbeeldig bloedafnameprotocol voor levervrijheidsmeting en voor het volgen van de gut-portal bloed-lever-systemische bloedroute van geselecteerde verbindingen. In onze studies gebruikten we een bacteriële metaboliet, trimethylamine als een marker van doorlaatbaarheid. Maar veel andere stoffen, waaronder klasse doorlaatbaarheid markers kunnen ook worden gebruikt.Verschillende bacteriën en metabolieten en traktaten kunnen ook worden gebruikt om de absorptieroute of levervrijheid te raken. Verwijder de geleidedraad en blaas de ballon met behulp van voldoende volume steriel water meestal een milliliter, maar controleer eigenlijk ballon grootte voor het inbrengen. De ballondiameter mag niet meer dan één centimeter bedragen.Plaats de rat hoofd naar beneden om het risico van de uitstroom van de toegediende oplossing uit de dikke darm te minimaliseren. De geteste stof langzaam toedienen met behulp van drainagepoort en dikkekatheter. We gebruikten trimethylamine in een dosis van 100 milligram per kilogram lichaamsgewicht opgelost in 0,7 milliliter zout.Na tien minuten laat de katheterballon leeglopen. Levervrijheid die als een leverintractie wordt opgevat, kan worden uitgedrukt door het verschil tussen de bloedconcentratie van het portaal en de inferieure vena cava-bloedconcentratie of door de verhouding van inferieure vena cava en de bloedconcentratie van portalen. We hebben met succes gemeten de darm-bloedbarrière doorlaatbaarheid en lever klaring van trimethylamine bij ratten.Hier zijn de representatieve resultaten die aantonen dat hypertensieve ratten hebben verhoogd colon doorlaatbaarheid aan TMA in vergelijking met normotensive ratten. In een ander onderzoek onderzochten we of een hoge zoutinname de darm-bloedbarrière doorlaatbaarheid en leverklaring van trimethylamine beïnvloedt. Intracolonische toediening van trimethylamine veroorzaakte een aanzienlijke toename van de tma-concentratie van portalbloed.De grootte van de verhoging en de levervrijheid waren gelijkaardig tussen de groepen. We hebben ook de absorptieroute van korte ketenvetzuren gevolgd. We hebben de concentratie gemeten in ontlasting, portaalbloed en perifeer bloed.In deze video beschreven we een uitgebreid protocol dat directe meting van de darm-bloedbarrière doorlaatbaarheid in vivo die, in tegenstelling tot veelgebruikte methoden, niet wordt beïnvloed door lever-en nierfuncties, lever-klaring meting, en ten derde, evaluatie van de absorptieroute van exogene verbindingen. De gepresenteerde techniek kan worden aangepast aan andere experimentele doeleinden. Bijvoorbeeld, portal bloeddrukmeting of drug toediening rechtstreeks naar de poort ader.

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

Techniek van Subnormothermic<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Leverperfusie voor de opslag, Assessment, en reparatie van Marginal Lever Enten

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

Het evalueren van de effectiviteit van Cancer Drug Overgevoeligheid<em&gt; In Vitro</em&gt; En<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

Een verbeterde werkwijze voor snelle intubatie van de trachea in muizen

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

Een acute retinale model voor het evalueren van Blood Retina Barrier Breach en potentiële geneesmiddelen voor de behandeling

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 magnetische resonantie spectroscopie: een instrument voor het meten<em&gt; In Vivo</em&gt; Mitochondrial Oxydatieve Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle

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

Geoptimaliseerd Analyse van<em&gt; In Vivo</em&gt; en<em&gt; In Vitro</em&gt; Leversteatose

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

Een verdovings-, chirurgie- en oogstmethode voor de evaluatie van transpediculaire schroeven met behulp van een<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

Verbeterde methode voor de vaststelling van een In Vitro bloed - hersenbarrière Model gebaseerd op varkens Endothelial hersencellen

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

Opnieuw Arterialized Rat gedeeltelijke lever transplantatie met een in vivo vaartuig georiënteerde 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. ...