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

Arbetet stöds av ministeriet för vetenskap och högre utbildning i Polen, Diamond bevilja nr: DI2017 009247.

Experimenten utfördes på Wistar Kyoto hanråttor enligt direktiv 2010/63 EU om skydd av djur som används för vetenskapliga ändamål och godkändes av den lokala bioetiska kommittén i Warszawa.
1. införande av linjen för naturliga Administration
Obs: Här föreslår vi intracolonic administrering av en markör med hjälp av en kateter. Det kan ändras av oral administrering eller sondmatning på olika nivåer av mag-tarmkanalen t.ex. m...

<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 beskrivna direkt, i vivo, metod för att mäta GBB permeabilitet underhåller closetophysiological villkor i magtarmkanalen (bevarar intestinal blodflödet), och praktiskt taget inte påverkas av lever-och njurfunktion.
Det kritiska steget i denna teknik är införandet av portalen katetern. Detta måste göras försiktigt och beslutsamt på samma gång. En mild, kort blödning kan uppstå från korrekt utfört punkteringen av portalen ven; men slutar det när nålen sätts in i f...

Gut-blod-barriären (GBB), även känd som tarmbarriären, är ett komplext skikts system som separerar gut lumen från blodomloppet för att begränsa passage av skadliga föreningar samtidigt absorptionen av näringsämnen1. Den består av tre huvudsakliga lager: slem lagret, epitel och lamina propria.
Många faktorer kan påverka den GBB integrity och funktion2. Det har visats att GBB störs i både mag och extraintestinal sjukdomar, inklusive kardiovaskulära och metabola sjukdomar3, vilket kan leda till en ökad passage av gut bakteriell metaboliter till blodomloppet4. En ökad penetration av gut bakteriell metaboliter kan påverka hela organismen. Till exempel visar nyligen genomförda studier en betydande inverkan av bakteriell metaboliter, till exempel indoler, H2S, kortkedjade fettsyror (kommittén) och trimetylamin N-oxid, på cirkulationssystemet funktioner5,6,7 ,8,9. Slutligen har det föreslagits att en ökad GBB permeabilitet kan fungera som en markör för kardiovaskulära och metabola sjukdomar som är förknippade med morfologiska och funktionella förändringar i tarmarna10. Därför kan spårning gut-portal blod-lever-systemiska blodet vägen av bakteriell metaboliter vara av intresse för både grundläggande och kliniska vetenskaper.
Ofta utnyttjad experimentella metoder för utvärdering av GBB permeabilitet är utförda i vitro med opererande intestinal segment, fragment av slemhinna eller konstgjorda membran11,12. Riktigheten av dessa metoder äventyras av att väl fungerande GBB kräver konstant intestinal blodflödet. Däremot, baseras de tillgängliga in-vivo -metoderna på utvärdering av urin eller perifert blodkoncentrationer av exogena markörer13. Men perifera blod och urin koncentration av exogena föreningar påverkas av njurfunktion, dvs glomerulär filtration och tubulär utsöndring, samt genom metabolism i levern, första passage dvs metabolism. Båda parametrarna kan skilja sig avsevärt mellan studie patienter oberoende av funktionen GBB.
Detta dokument beskriver en direkt mätning av GBB permeabiliteten hos råttor som använder portalen blodprovstagning. Denna in-vivo -metod bevarar intestinal blodflödet och praktiskt taget inte påverkas av lever-och njurfunktion. Den beskrivna metoden används ofta inte, möjligen på grund av vissa metodologiska svårigheter. Vi beskriver i detalj kateterisering av portalen ven och sämre hålvenen precis ovanför nedsatt ven sammanflödet. Blodprovstagning från portalen ven och sämre hålvenen möjliggör utvärdering av GBB permeabilitet och lever clearance och spårning av gut-portal blod-lever-systemisk blod väg av molekyler av intresse, såsom gut bakteriell metaboliter eller läkemedel. Vi presenterar också flera tillämpningar av metoden som testades i vårt laboratorium. Dessa inkluderar utvärdering av kolon permeabilitet till TMA, gut bakteriell metabolit, utvärdering av lever clearance av TMA och utvärdering av en gut-portal blod-lever-systemisk blod väg av kommittén.
Utvärdera gut-blod-barriären permeabilitet, följande protokoll bör följas, i ordning: 1 (infogning av linjen för naturliga förvaltningar), 3 (portvenen kateterisering), 4 (portvenen blod provtagning ), 6 (administrationen av en gut permeabilitet markör), 4.
För att utvärdera lever clearance och en gut-portal blod-lever-systemisk blod väg, följande protokoll bör följas, i ordning: 1 (infogning av linjen för naturliga förvaltningar), 2 (sämre vena cava kateterisering), 3 (portvenen kateterisering), 4 (portvenen blod sampling), 5 (sämre hålvenen blodprovstagning), 6 (administrationen av en gut permeabilitet markör), 4, 5, 7 ( beräkning av 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

Gut-blod-barriären (GBB) kontrollerar passage av näringsämnen, bakteriell metaboliter och droger från intestinala lumen till blodomloppet. GBB integritet är störd i gastrointestinala, kardiovaskulära och metabola sjukdomar, vilket kan resultera i enklare åtkomst av biologiskt aktiva föreningar, såsom gut bakteriell metaboliter, till blodomloppet. Permeabiliteten i GBB kan således vara en markör för både tarm och extraintestinal sjukdomar. Dessutom kan ökad penetration av bakteriell metaboliter påverka hela organismen.
Vanliga metoder för att studera GBB permeabiliteten är utförs ex vivo. Riktigheten av dessa metoder är begränsad, eftersom GBB funktionssätt beror på intestinal blodflödet. Däremot, används ofta i vivo metoder kan vara partisk av lever och njure prestanda, eftersom dessa metoder bygger på utvärdering av urin eller / och perifert blodkoncentrationer av exogena markörer. Här presenterar vi en direkt mätning av GBB permeabilitet hos råttor med en in-vivo -metoden baserat på portalen blod provtagning, som bevarar intestinal blodflödet och praktiskt taget inte påverkas av funktionen lever och njure.
Polyuretan katetrar sätts i portalen ven och sämre hålvenen precis ovanför nedsatt vener sammanflödet. Blod samplas vid baseline och efter administrering av en vald markör till en önskad del av mag-tarmkanalen. Här presenterar vi flera tillämpningar av metoden inklusive (1) utvärdering av kolon permeabilitet till TMA, gut bakteriell metabolit, (2) utvärdering av lever clearance av TMA och (3) utvärdering av en gut-portal blod-lever-perifera blod väg gut bakterier-derived kortkedjade fettsyror. Dessutom kan protokollet också användas för att spåra intestinal absorption och metabolism i levern av droger eller för mätningar av portalen blodtryck.

Vi har framgångsrikt mätte GBB permeabilitet och lever clearance av TMA hos råttor. Vi har visat att hypertensiva råttor har en ökad kolon genomtränglighet TMA i jämförelse med normotensiva råttor (figur 2)4. I en annan studie fann vi att höga saltintag inte påverkar GBB permeabilitet och lever clearance av TMA (figur 3)14.
<p class="jove_content" fo:keep-together.wit...

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

Näringsämnen, bakterieflora metaboliter och läkemedel till cirkulationen tillgång styrs av gut-blod-barriären (GBB). Vi beskriver en direkt metod för att mäta den GBB permeabilitet i vivo, som, till skillnad från vanliga indirekta metoder, praktiskt taget inte påverkas av lever och njure funktioner.

En In Vivo -Metod för utvärdering av Gut-blod-barriären och Metabolism i levern av bakterieflora 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-blodbarriären är ett flerskiktssystem som styr passagen av näringsämnen, bakterie metaboliter, droger och andra exogena föreningar från intestinala lumen till blodet. Som vi vet kan barriärens integritet försämras i gastrointestinala såväl som i hjärt-och kärlsjukdomar och vissa metabola sjukdomar som kan resultera i enklare tillgång av biologiskt aktiva föreningar såsom gut bakterie metaboliter till blodet och kan påverka funktionen av hela organismen. Därför permeabiliteten av gut-blod barriären kan vara en markör för både intestinala och extraintestinal sjukdomar.I den här videon presenterar vi en direkt mätning av tarm-blodbarriären permeabilitet hos råttor med hjälp av portal blodprovstagning efter administrering av ett testämne till mag-tarmkanalen. Vi beskriver i detalj kategorisering av portalen anda och sämre vena cava strax ovanför den leverventen anda sammanflödet. Blodprovstagning från portalvenen och underlägsen vena cava gör det möjligt att utvärdera inte bara permeabiliteten i tarm-blod utan också en leverrens clearance och absorptionsväg av molekyler av intresse såsom tarmbakterier metaboliter eller läkemedel.Denna metod är praktiskt taget inte påverkas av lever och njure funktion och bevarar intestinal blodflödet som är en stark fördel jämfört med vanligt förekommande in vivo och in vitro-metoder. Djur bör fasta över natten innan förfarandet. Utför alla procedurer under narkos.Djur avlivas efter experimentet. Vårt förfarande börjar med införandet av linjen för intraintestinal administration. Här föreslår vi intrakolonisk administrering av markör.Det kanske modifieras genom administrering på olika nivåer av mag-tarmkanalen. Till exempel, mage eller tolvfingertarmen. Ta dock hänsyn till peristaltikens varierhastighet och möjliga interaktioner med enzymer och magsyror samtidigt som en markör administreras in i övre delarna av mag-tarmkanalen.Använd pediatrisk Foley kateter storlek 10 F eller 8 F som en kolonkateter. Märk katetern för att ange den del som kommer att införas i tjocktarmen cirka åtta centimeter. Kontrollera analregionen och räkningen av avföringarna i ändtarmen innan du sätter in katetern i tjocktarmen.Om avföringen är närvarande, tömma rektum genom att massera rektalområdet. Sätt ett smörjmedel längs katetern. Därefter fuktar anus och dess omgivning med ett smörjmedel.För in katetern med en ledare genom den externa analsfinkteraren. Gör långsamma framåt- och bakåt- och cirkelrörelser. Håll på att kontrollera placeringen av katetern genom buk palpation medan du sätter in katetern.Nästa steg är den underlägsna vena cava kateteriseringen. Du kan hoppa över detta förfarande i gut permeabilitet studier. Försök att känna pulsen på lårbensartären och skär huden i längsled för längden av cirka två centimeter på den plats där pulsen är påtaglig.Dissekera fascia och muskler för att visualisera neurovaskulära bunt. Därefter dissekera lårbensvenen från den neurovaskulära bunten. Först nerver, sedan lårbensartären och sen venen.Var försiktig under dissekering av bunten eftersom flera små grenar av lårbensvenen lätt kan skadas. Nästa sätta två ligaturer på lårbensvenen. Bind inte knutarna ännu.Fånga ändarna av den proximala ligaturen med en nålhållare. Dra sedan försiktigt i ligaturändarna med hållaren uppåt för att stänga den proximala delen av venen. Vänta tills venen är fylld med blod och knyt den distala knuten.Därefter gör en liten snitt på venen mellan knuten och proximal ligatur med hjälp av mikrokirurgiska saxar. Sätt sedan in katetern med hjälp av pincett eller en nål med en böjd ände som vi gör i videon. Punktera venen och använd nålens böjda spets som en guide för katetern.Lossa den proximala ligaturen medan katetern sätts in. Sätt in katetern i ungefär sex till sju centimeter beroende på storleken på ett djur för att placera den proximala spetsen av katetern i den underlägsna vena cava strax ovanför den levervenska sammanflödet. Den korrekta placeringen av katetern ska bekräftas efter experimentet.Säkra katetern i lårbensvenen med två enstaka kirurgiska knutar. Tie den proximala ligaturen också. Kontrollera patency av katetern genom att försöka dra blod med en spruta.Skölj katetern med en 0,3 milliliter av den hepariniserade koksaltlösningen. Stäng operationssåret med två lager av enstaka stygn. Nu går vi vidare till portalvenkateterisering.Förbered portalkatetern. Den består av en nål, flexibel polyuretankateter, flexibel polyetenspets av katetern, plugg, och ligaturen. Första steget i förfarandet utför en mittlinjen laparotomy.Efter att ha förberett operationsfältet, skär huden längsgående från bröstbenets xiphoid till naveln. Skär musklerna i bukväggen längs den vita linjen. Därefter expanderar snittet rostrally i y formen så att xiphoidbrosket är mellan två snitt.Nästa steg är portalvenen dissektion. Först fukta svabbproverna med saltlösning. Och sedan exteriorize cecum, stigande och tvärgående kolon, och tunntarmen slinga.Sätt tarmarna på vänster sida för att exponera roten till mesenteri. Täck tarmarna med gasbinda fuktad med en fysiologisk koksaltlösning för att skydda dem från torkning. Att exponera portalvenen flytta försiktigt de leverloberna till sidorna eller uppåt mot membranet med de fuktade svabbarna.Här kan vi se portalvenen och övre mesenterien. Lokalisera den del av portalvenen som inte är täckt med mesenteriet och passera ligaturen under portalvenen. För att skydda vävnader från skador, fukta ligaturen med en fysiologisk saltlösning.Kläm fast med tång ändarna av ligatur och dra åt den försiktigt för att stabilisera kärlet. Passera den längre delen av kateterns ligatur under den fria delen av portalvenen och dra den så att katetern ligger strax intill portalvenen. Sätt in nålen i den övre mesenteriära venen tre millimeter nedanför korsningen av övre mesenteria ven och portal ven.Håll nålen i 30 graders vinkel och efter att ha gått in i venen minska vinkeln och för fram nålen nästan horisontellt parallellt med portalvenen för en längd av cirka sex till sju millimeter. Applicera en eller två droppar vävnadslim på den plats där nålen sätts in. Ta bort de svabbprover som täckte levern.Efteråt sätta tarmarna tillbaka till bukhålan. Fukta tarmarna med en uppvärmd saltlösning och täck den med en fuktad steril gasväv. Kontrollera kateterns patency och skölj katetern med hepariniserad koksaltlösning.Venöst blod återflöde spontant i katetern. Efter fem minuter kontrollera färgen på tarmarna och peristaltiska rörelser för att se till att rätt mesenteriala blodflödet upprätthålls. I slutändan, stäng bukhålan med tre lager av stygn exteriorizing den distala delen av katetern runt naveln.För att samla blod från portalvenen, öppna portalkateterpluggen och låt blodet flöda fritt. Använd en spruta och en trubbig nål och samla inte mer än 0,7 milliliter blod. Skölj katetern med hepariniserad koksaltlösning och stäng kateterns plugg.Här presenterar vi exemplariskt portal blod provtagning protokoll för gut permeabilitet bedömning. Blodprov från den underlägsna vena cava är nödvändiga för lever clearance och absorption studier. Att samla blod från sämre vena cava fortsätta exakt som när du tar blod från portalen ven.Här presenterar vi ett exemplariskt blod provtagning protokoll för levern clearance mätning och för spårning av gut-portalen blod-lever-systemisk blod väg av utvalda föreningar. I våra studier använde vi en bakteriemetabolit, trimetylamin som en markör för permeabilitet. Men många andra ämnen inklusive klass permeabilitet markörer kan användas också.Olika bakterier och metaboliter och skrifter kan också användas för att idet absorptionsvägen eller hepatisk clearance. Ta bort ledaren och blåsa upp ballongen med hjälp av tillräcklig volym av sterilt vatten vanligtvis en milliliter men kontrollera faktiskt ballongstorlek före insättning. Ballongdiametern bör inte överstiga en centimeter.Placera råttan huvudet nedåt för att minimera risken för utflödet av den administrerade lösningen från tjocktarmen. Administrera långsamt det testade ämnet med hjälp av dräneringsport och kolonkateter. Vi använde trimetylamin i en dos av 100 milligram per kilo kroppsvikt upplöst i 0,7 milliliter saltlösning.Efter tio minuter tömma kateter ballongen. Hepatisk clearance förstås som en leverutsug kan uttryckas av skillnaden mellan portal blodkoncentration och sämre vena cava blodkoncentration eller av förhållandet av sämre vena cava och portal blodkoncentration. Vi har framgångsrikt mätt gut-blod barriären permeabilitet och levern clearance av trimetylamin hos råttor.Här är de representativa resultat som visar att hypertensiva råttor har ökat kolon permeabilitet till TMA i jämförelse med normotensive råttor. I en annan forskning studerade vi om högt saltintag påverkar tarm-blod barriärpermeabilitet och lever clearance av trimetylamin. Intrakolonisk administrering av trimetylamin producerade en betydande ökning av portalen blod TMA koncentration.Storleken på ökningen och hepatic clearance var liknande mellan grupperna. Vi spårade också absorptionsvägen för kortkedjiga fettsyror. Vi mätte koncentrationen i avföring, portalblod och perifert blod.I denna video vi beskrivs ett omfattande protokoll som omfattar direkt mätning av gut-blod barriären permeabilitet in vivo som, i motsats till vanligt förekommande metoder, inte påverkas av lever och njure funktioner, lever clearance mätning och tredje, utvärdering av absorptionen väg exogena föreningar. Den presenterade tekniken kan anpassas till andra experimentella ändamål. Till exempel portal blodtrycksmätning eller läkemedelsadministration direkt till portalvenen.

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 för Subnormothermic<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Leverperfusion för lagring, Bedömning och Reparation av begränsade lever Grafts

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

Utvärdera effektiviteten i Cancer Drug Sensibilisering<em&gt; In Vitro</em&gt; Och<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 förbättrad metod för Rapid Intubation av luftstrupen hos möss

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 modell för utvärdering Blood Retinal Barrier överträdelse och potentiella läkemedel för 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-magnetisk resonansspektroskopi: ett verktyg för att mäta<em&gt; In Vivo</em&gt; Mitochondrial oxidativ fosforylering Kapacitet i human skelettmuskel

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

Optimerad Analys av<em&gt; In Vivo</em&gt; och<em&gt; In Vitro</em&gt; Leversteatos

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 anestesi, kirurgi och skördmetod för utvärdering av transpedikulära skruvar med användning av en<em&gt; In vivo</em&gt; Porcin 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

Förbättrad metod för inrättandet av ett In Vitro blod - hjärnbarriären modell baserat på svin hjärnan endotelceller

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 råtta delvis lever Transplantation med i vivo fartyget-orienterade 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. ...