Name: studying murine small bowel mechanosensing of luminal particulates
Uploaded: 2022-03-18T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Studying Murine Small Bowel Mechanosensing of Luminal Particulates at JoVE.com

ونشكر السيدة ليندسي باسبي على المساعدة الإدارية والسيد جويل بينو على الدعم الإعلامي. دعمت منح المعاهد الوطنية للصحة هذا العمل: DK123549 وAT010875 وDK052766 وDK128913 ومركز Mayo Clinic لإشارات الخلايا في أمراض الجهاز الهضمي (DK084567).

تمت الموافقة على جميع الطرق الموضحة هنا من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها (IACUC) في Mayo Clinic.
1. الإعداد
<ol><li>فئران سريعة تتراوح أعمارها بين 8 و 10 أسابيع لمدة 4 ساعات. تزويد الفئران بإمكانية الوصول إلى الماء. ملاحظة: نحن نستخدم الفئران الذكور من النوع ا...

<ol>
	<li>Stevens, C. E., Hume, I. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Comparative Physiology of the Vertebrate Digestive System. 2nd ed. , (2004).</li><li>Bayliss, W. M., Starling, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+movements+and+innervation+of+the+small+intestine.">The movements and innervation of the small intestine.</a> The Journal of Physiology. 24 (2), 99-143 (1899).</li><li>Husebye, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+patterns+of+small+bowel+motility:+physiology+and+implications+in+organic+disease+and+functional+disorders.">The patterns of small bowel motility: physiology and implications in organic disease and functional disorders.</a> Neurogastroenterology and Motility. (11), 141-161 (1999).</li><li>Bush, T. 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=Effects+of+alosetron+on+spontaneous+migrating+motor+complexes+in+murine+small+and+large+bowel+in+vitro.">Effects of alosetron on spontaneous migrating motor complexes in murine small and large bowel in vitro.</a> American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. 281 (4), 974-983 (2001).</li><li>Der-Silaphet, 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=Interstitial+cells+of+cajal+direct+normal+propulsive+contractile+activity+in+the+mouse+small+intestine.">Interstitial cells of cajal direct normal propulsive contractile activity in the mouse small intestine.</a> Gastroenterology. 114 (4), 724-736 (1998).</li><li>Szurszewski, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+migrating+electric+complex+of+the+canine+small+intestine.">A migrating electric complex of the canine small intestine.</a> American Journal of Physiology. 217 (6), 1757-1763 (1969).</li><li>Deloose, 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=The+migrating+motor+complex:+control+mechanisms+and+its+role+in+health+and+disease.">The migrating motor complex: control mechanisms and its role in health and disease.</a> Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology. 9 (5), 271-285 (2012).</li><li>Johansoon, C., Ekelund, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relation+between+body+weight+and+the+gastric+and+intestinal+handling+of+an+oral+caloric+load.">Relation between body weight and the gastric and intestinal handling of an oral caloric load.</a> Gut. 17, 456-462 (1976).</li><li>Sarna, S. 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=Spatial+and+temporal+patterns+of+human+jejunal+contractions.">Spatial and temporal patterns of human jejunal contractions.</a> American Journal of Physiology. 257 (1), 423-432 (1989).</li><li>Hall, K. E., El-Sharkawy, T. Y., Diamant, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vagal+control+ofcanine+postprandial+upper+gastrointestinal+motility.">Vagal control ofcanine postprandial upper gastrointestinal motility.</a> American Journal of Physiology. 250, 501-510 (1986).</li><li>Mayer, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gut+feelings:+the+emerging+biology+of+gut-brain+communication.">Gut feelings: the emerging biology of gut-brain communication.</a> Nature Reviews Neuroscience. 12 (8), 453-466 (2011).</li><li>Alcaino, C., 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=A+population+of+gut+epithelial+enterochromaffin+cells+is+mechanosensitive+and+requires+Piezo2+to+convert+force+into+serotonin+release.">A population of gut epithelial enterochromaffin cells is mechanosensitive and requires Piezo2 to convert force into serotonin release.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Sciences. 115 (32), 7632-7641 (2018).</li><li>Kugler, E. 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=Mechanical+stress+activates+neurites+and+somata+of+myenteric+neurons.">Mechanical stress activates neurites and somata of myenteric neurons.</a> Frontiers in Cellular Neuroscience. 9, 342 (2015).</li><li>Mazzuoli, G., Schemann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanosensitive+enteric+neurons+in+the+myenteric+plexus+of+the+mouse+intestine.">Mechanosensitive enteric neurons in the myenteric plexus of the mouse intestine.</a> PloS One. 7 (7), 39887 (2012).</li><li>Won, K. J., Sanders, K. M., Ward, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interstitial+cells+of+Cajal+mediate+mechanosensitive+responses+in+the+stomach.">Interstitial cells of Cajal mediate mechanosensitive responses in the stomach.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102 (41), 14913-14918 (2005).</li><li>Mao, Y., Wang, B., Kunze, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+myenteric+sensory+neurons+in+the+mouse+small+intestine.">Characterization of myenteric sensory neurons in the mouse small intestine.</a> Journal of Neurophysiology. 96 (3), 998-1010 (2006).</li><li>McIntyre, A., 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=Effect+of+bran,+ispaghula,+and+inert+plastic+particles+on+gastric+emptying+and+small+bowel+transit+in+humans:+the+role+of+physical+factors.">Effect of bran, ispaghula, and inert plastic particles on gastric emptying and small bowel transit in humans: the role of physical factors.</a> Gut. 40 (2), 223-227 (1997).</li><li>Treichel, A. 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=Specialized+mechanosensory+epithelial+cells+in+mouse+gut+intrinsic+tactile+sensitivity.">Specialized mechanosensory epithelial cells in mouse gut intrinsic tactile sensitivity.</a> Gastroenterology. 162 (2), 535-547 (2022).</li><li>Bharucha, A. E., Anderson, B., Bouchoucha, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=More+movement+with+evaluating+colonic+transit+in+humans.">More movement with evaluating colonic transit in humans.</a> Neurogastroenterology and Motility. 31 (2), 13541 (2019).</li><li>Camilleri, 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=Human+gastric+emptying+and+colonic+filling+of+solids+characterized+by+a+new+method.">Human gastric emptying and colonic filling of solids characterized by a new method.</a> American Journal of Physiology. 257 (2), 284-290 (1989).</li><li>Wang, D., 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=Trans-illumination+intestine+projection+imaging+of+intestinal+motility+in+mice.">Trans-illumination intestine projection imaging of intestinal motility in mice.</a> Nature Communications. 12 (1), 1682 (2021).</li><li>Woting, A., Blaut, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+intestinal+permeability+and+gut-transit+time+determined+with+low+and+high+molecular+weight+fluorescein+isothiocyanate-dextrans+in+C3H+mice.">Small intestinal permeability and gut-transit time determined with low and high molecular weight fluorescein isothiocyanate-dextrans in C3H mice.</a> Nutrients. 10 (6), 685 (2018).</li><li>Miller, M. S., Galligan, J. J., Burks, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accurate+measurement+of+intestinal+transit+in+the+rat.">Accurate measurement of intestinal transit in the rat.</a> The Journal of Pharmacologial and Toxicological Methods. 6 (3), 211-217 (1981).</li><li>Moore, B. A., 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=Inhaled+carbon+monoxide+suppresses+the+development+of+postoperative+ileus+in+the+murine+small+intestine.">Inhaled carbon monoxide suppresses the development of postoperative ileus in the murine small intestine.</a> Gastroenterology. 124 (2), 377-391 (2003).</li><li>Machholz, 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=Manual+restraint+and+common+compound+administration+routes+in+mice+and+rats.">Manual restraint and common compound administration routes in mice and rats.</a> Journal of Visualized Experiments. (67), e2771 (2012).</li><li>Baeyens, N., Schwartz, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanics+of+vascular+mechanosensation+and+remodeling.">Biomechanics of vascular mechanosensation and remodeling.</a> Molecular Biology of the Cell. 27 (1), 7-11 (2016).</li><li>Ye, G. J., Nesmith, A. P., Parker, K. 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+role+of+mechanotransduction+on+vascular+smooth+muscle+myocytes'+cytoskeleton+and+contractile+function.">The role of mechanotransduction on vascular smooth muscle myocytes' cytoskeleton and contractile function.</a> The Anatomical Record (Hoboken). 297 (9), 1758-1769 (2014).</li><li>Mercado-Perez, A., Beyder, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gut+feelings:+mechanosensing+in+the+gastrointestinal+tract.">Gut feelings: mechanosensing in the gastrointestinal tract.</a> Nature Reviews Gastroenterology &amp; Hepatology. , 1-14 (2022).</li><li>Brierley, S. 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=Splanchnic+and+pelvic+mechanosensory+afferents+signal+different+qualities+of+colonic+stimuli+in+mice.">Splanchnic and pelvic mechanosensory afferents signal different qualities of colonic stimuli in mice.</a> Gastroenterology. 127 (1), 166-178 (2004).</li><li>Inoue, Y., 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=Diet+and+abdominal+autofluorescence+detected+by+in+vivo+fluorescence+imaging+of+living+mice.">Diet and abdominal autofluorescence detected by in vivo fluorescence imaging of living mice.</a> Molecular Imaging. 7 (1), 21-27 (2008).</li><li>Szarka, L. A., Camilleri, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+the+assessment+of+small-bowel+and+colonic+transit.">Methods for the assessment of small-bowel and colonic transit.</a> Seminars in Nuclear Medicine. 42 (2), 113-123 (2012).</li><li>Padmanabhan, P., 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=Gastrointestinal+transit+measurements+in+mice+with+99mTc-DTPA-labeled+activated+charcoal+using+NanoSPECT-CT.">Gastrointestinal transit measurements in mice with 99mTc-DTPA-labeled activated charcoal using NanoSPECT-CT.</a> European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 3 (1), 1-8 (2013).</li><li>Jang, S. F., 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=Size+discrimination+in+rat+and+mouse+gastric+emptying.">Size discrimination in rat and mouse gastric emptying.</a> Biopharmaceutics and Drug Disposition. 34 (2), 107-124 (2013).</li><li>Zhu, Y. F., 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=Enteric+sensory+neurons+communicate+with+interstitial+cells+of+Cajal+to+affect+pacemaker+activity+in+the+small+intestine.">Enteric sensory neurons communicate with interstitial cells of Cajal to affect pacemaker activity in the small intestine.</a> Pfl&#252;gers Archiv: European Journal of Physiology. 446 (7), 1467-1475 (2014).</li><li>Treichel, A. J., Farrugia, G., Beyder, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+touchy+business+of+gastrointestinal+(GI)+mechanosensitivity.">The touchy business of gastrointestinal (GI) mechanosensitivity.</a> Brain Research. 1693, 197-200 (2018).</li></ol>

تتطلب الجهاز الهضمي ، مثل الأعضاء الأنبوبية الأخرى ، مثل الأوعية الدموية ، أجهزة استشعار ميكانيكية ومؤثرات للحفاظ على التوازن26،27،28. ومع ذلك ، فإن الجهاز الهضمي فريد من نوعه من حيث أن الخصائص الفيزيائية للمواد التي تجتازه ليست ثابتة عبر ?...

الجهاز الهضمي البشري (GI) هو نظام عضو طوله عدة أقدام ، يتم تقريبه تقريبا كأنبوب بأبعاد وخصائص فيزيائية مختلفة1. مع تحرك المحتويات عبر طولها ، تتمثل الوظيفة الأساسية للجهاز الهضمي في امتصاص المواد المهمة للحياة. الأمعاء الدقيقة مسؤولة بشكل خاص عن امتصاص المغذيات. يتم تنظيم عبور الأمعاء الدقيقة بإحكام لتتناسب مع وظائف الهضم والامتصاص ، مما يؤدي إلى أنماط حركية مختلفة. وصف بايليس وستارلينغ "قانون الأمعاء"2 في عام 1899 ، مما يدل على برنامج الدفع الانقباضي في الأمعاء المعروف اليوم باسم المنعكس التمعجي. الجزء القريب من عقود البلعة الغذائية لدفعها إلى الأمام ، والجزء البعيد يرتاح لاستلامها. من الناحية النظرية، يمكن أن يكون هذا النمط وحده كافيا لنقل المواد عن طريق الإجهاض، ولكن أكثر من قرن من الأبحاث رسمت صورة أكثر تعقيدا للنشاط الانقباضي في الجهاز الهضمي. يتم التعرف على ثلاث فترات حركية الأمعاء الدقيقة في البشر: المجمع الحركي المهاجر (MMC) ، وفترة الصيام ، وفترة ما بعد الأكل3. تم الإبلاغ عن نفس الأنماط في الفئران 4,5. MMC هو نمط محرك دوري محفوظ عبر معظم الثدييات 6,7. يحتوي MMC على نمط مميز من أربع مراحل يعمل كعلامة سريرية مفيدة في اضطرابات الجهاز الهضمي الوظيفية7. والمراحل الأربع، حسب ترتيب حدوثها، هي: (أولا) السكون، و (ثانيا) الانقباضات غير المنتظمة ذات السعة المنخفضة، و (ثالثا) الانقباضات المنتظمة ذات السعة العالية، و (رابعا) فترة الانخفاض في النشاط7. يمثل MMC النمط الحركي الرئيسي لفترة الصيام3. MMCs من فترة الصيام مسح محتويات الأمعاء الدقيقة استعدادا للوجبة التالية.
يتم تحسين الأنماط الحركية لفترة ما بعد الأكل للوظائف الهضمية والاستيعابية3. بغض النظر عن تكوين السعرات الحرارية ، يكون العبور الأولي سريعا على طول الأمعاء الدقيقة ، وتنتشر المحتويات على طول الأمعاء ، ثم يتباطأ العبور لاحقا8. يتم تحسين الامتصاص عن طريق زيادة مساحة سطح التلامس وإبطائه لزيادة وقت الإقامة. بمجرد أن تكون العناصر الغذائية داخل التجويف ، يتكون النمط السائد من تقلصات غير منسقة قريبة (<2 سم) (تقلصات مجزأة) ، مع عدد قليل من الانقباضات ذات السعة الكبيرة المتراكبة التي تمتد على طول الأمعاء الدقيقة بالكامل (الانقباضات التمعجية)9. تخلط تقلصات التجزئة المحتويات داخل اللمعان في مكانها. تدفع الانقباضات التمعجية الكبيرة العرضية المحتويات نحو القولون.
يعتمد توقيت هذا الانتقال مرة أخرى إلى MMCs على حجم الطعام وتكوين السعرات الحرارية10. وبالتالي ، فإن عينات الأمعاء الدقيقة إشارات مضيئة لتنظيم وقت الانتقال بين فترات الحركة. الإشارات الميكانيكية ، مثل الخواص الفيزيائية للمحتويات المضيئة11 ، وحجم اللمعان ، وتوتر الجدار ، تشرك خلايا المستقبلات الميكانيكية في جدار GI12،13،14،15،16. في الواقع ، تؤدي زيادة المكون الصلب للوجبة إلى زيادة في عبور الأمعاء الدقيقة17. نحن نتوقع أن الخصائص الفيزيائية ، مثل الحالة السائلة أو الصلبة للمحتويات داخل اللمعان ، يجب أن تتفاعل مع مستقبلات ميكانيكية مختلفة بسبب القوى المختلفة التي تولدها على جدار GI18.
المعيار الذهبي لقياس عبور GI في الجسم الحي في البشر ، كما هو الحال في الفئران ، هو استخدام المقتفيات المشعة التي تقاس بالتصوير الومضاني عند خروجها من المعدة أو عبورها على طول القولون19,20. في الثدييات ، حلقات الأمعاء الدقيقة بطرق لا يمكن التنبؤ بها مما يجعل من الصعب تصوير الأمعاء الدقيقة في الجسم الحي بشكل موثوق ، ولكن يتم إحراز تقدم21. علاوة على ذلك ، هناك حاليا نقص في الأدوات اللازمة لتحديد كيفية تعامل الأمعاء الدقيقة مع الجسيمات ذات الخصائص والأحجام المختلفة. كانت نقطة البداية هنا تقنية قياسية ذهبية توحد دراسة عبور الأمعاء الدقيقة 22،23،24 ووظيفة الحاجز22. وهو يتألف من الفئران التي تحتوي على مادة فلورسنت ، في انتظار حركية الجهاز الهضمي لنقل المادة ، واستئصال الجهاز الهضمي ، وتقسيمه إلى عدة أقسام من المعدة إلى القولون ، والتقسيم ، وتجانس المحتويات داخل اللمعان لتحديد كمية التألق. لقد أجرينا تحسينين. أولا ، قمنا بتغيير تركيبة محتويات gavaged لتشمل الخرز المجهري الفلورسنت لتحديد كيفية توزيع الأمعاء الدقيقة للجسيمات الفيزيائية. ثانيا، قمنا بتحسين الدقة المكانية عن طريق تصوير الجهاز الهضمي بأكمله من المعدة إلى القولون خارج الجسم الحي واستخدمنا الربط متغير الحجم لتوحيد تحليلنا عبر الحيوانات. نفترض أن هذا يكشف عن رؤى جديدة في توازن الانقباضات الدافعة مقابل الانقباضات المجزأة خلال مرحلة ما بعد الأكل

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>C57BL/6J mice</td>
			<td>Jackson Laboratory</td>
			<td>664</td>
			<td>other mice can be used with this protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissection tools</td>
			<td>n/a</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excel software</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>n/a</td>
			<td>used for spreadsheet analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescent Green Polyethylene Microspheres 1.00g/cc 75-90um - 10g</td>
			<td>Cospheric</td>
			<td>UVPMS-BG-1.00 75-90um - 10g</td>
			<td>&#34;smaller beads&#34; in the manuscript</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescent Green Polyethylene Microspheres 1.00g/cc 180-212um - 10g</td>
			<td>Cospheric</td>
			<td>UVPMS-BG-1.00 180-212um - 10g</td>
			<td>&#34;larger beads&#34; in the manuscript</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gavage needles</td>
			<td>Instech</td>
			<td>FTP-18-50-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ software</td>
			<td>n/a</td>
			<td>n/a</td>
			<td>used to extract fluorescence profile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laminated ruler paper (prepared in-house)</td>
			<td>n/a</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methyl cellulose (viscosity: 400 cP)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>M0262</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoshop software</td>
			<td>Adobe</td>
			<td>n/a</td>
			<td>used for image processing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rhodamine B isothiocyanate-Dextran</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>r8881-100mg</td>
			<td>&#34;liquid&#34; condition in the manuscript</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xenogen IVIS 200</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>124262</td>
			<td>In vivo imaging system</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

studying murine small bowel mechanosensing of luminal particulates

حركة الجهاز الهضمي (GI) أمر بالغ الأهمية لعملية الهضم والامتصاص الطبيعية. في الأمعاء الصغيرة ، التي تمتص العناصر الغذائية ، تعمل الحركة على تحسين الهضم والامتصاص. لهذا السبب ، تشمل بعض أنماط الحركة في الأمعاء الدقيقة التجزئة لخلط المحتويات المضيئة والتمعج لدفعها. الخصائص الفيزيائية للمحتويات المضيئة تعدل أنماط حركة الأمعاء الدقيقة. التحفيز الميكانيكي للدوائر الحسية الميكانيكية GI عن طريق عبور محتويات اللمعان وحركية الأمعاء الكامنة تبدأ وتعدل أنماط محركات GI المعقدة. ومع ذلك ، فإن الآليات الحسية الميكانيكية التي تقود هذه العملية لا تزال غير مفهومة بشكل جيد. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى نقص الأدوات اللازمة لتشريح كيفية تعامل الأمعاء الدقيقة مع المواد ذات الخصائص الفيزيائية المختلفة. لدراسة كيفية تعامل الأمعاء الدقيقة مع الجسيمات ذات الأحجام المختلفة ، قمنا بتعديل طريقة راسخة في الجسم الحي لتحديد عبور الأمعاء الدقيقة. نحن غافارد الفئران الحية مع السائل الفلورسنت أو حبات الفلورسنت الصغيرة. بعد 30 دقيقة ، نقوم بتشريح الأمعاء لتصوير توزيع محتويات الفلورسنت عبر كامل الجهاز الهضمي. بالإضافة إلى القياسات عالية الدقة للمركز الهندسي ، نستخدم التجليد متغير الحجم والتحليل الطيفي لتحديد كيفية تأثير المواد المختلفة على عبور الأمعاء الدقيقة. لقد استكشفنا كيف تؤثر آلية "لمس الأمعاء" المكتشفة مؤخرا على حركة الأمعاء الدقيقة باستخدام هذا النهج.

نعرض نتائج تمثيلية من الخطوة 3 فصاعدا. ويبين الشكل 1 الأمعاء المسحوقة السليمة، مع وضع قياسات الفلورسنت فوقها. يتم وضع المعدة (الأرجواني) على طول نفس محور الأمعاء الدقيقة (البرتقالي) ، لكننا نفضل تحريك الأعور (الأزرق) إلى الجانب لمنع التداخل مع الأمعاء الغليظة (البرتقالية). كم...

Watch this Scientific Journal Video about Studying Murine Small Bowel Mechanosensing of Luminal Particulates at JoVE.com

Studying Murine Small Bowel Mechanosensing of Luminal Particulates

لدراسة كيفية تعامل الأمعاء الدقيقة مع الجسيمات ذات الأحجام المختلفة ، قمنا بتعديل طريقة راسخة في الجسم الحي لتحديد عبور الأمعاء الدقيقة.

دراسة الاستشعار الميكانيكي للأمعاء الصغيرة الفئران للجسيمات المضيئة

Gastrointestinal (GI) motility is critical for normal digestion and absorption. In the small bowel, which absorbs nutrients, motility optimizes digestion ...

هذا بروتوكول يدرس كيفية تعامل الأمعاء الدقيقة مع المواد ذات الخصائص الفيزيائية المختلفة وكيفية توزيعها لتلك المواد في الفضاء. إنها أداة تكميلية في دراستنا للحساسية الميكانيكية للأمعاء. المزايا الرئيسية لهذا البروتوكول هي أنه يمكن استخدامه لدراسة المواد أو المخاليط ذات الخصائص الفيزيائية المختلفة وأن القرار يسمح لنا بحل العبور الإقليمي عبر أجزاء معوية قصيرة.تضيف هذه التقنية إلى فهمنا لحساسية الأمعاء الميكانيكية. يساعدنا على فهم كيفية اتخاذ الأمعاء الدقيقة قرارات العبور بناء على الإشارات الميكانيكية التي تتلقاها من المحتويات داخل اللمعان. للبدء ، قم بإعداد gavage عن طريق توصيل أنبوب تغذية بسماكة 18 مقياسا وطول 50 ملم بحقنة 1 ملليلتر ورسم 200 ميكرولتر من محلول RITC أو محلول microsphere.بعد ذلك ، قم بتقييد الحيوان الصائم يدويا باستخدام تقنية تقييد اليد الواحدة ، ثم أدخل أنبوب التغذية بلطف عبر الفم والمريء للفأر حتى يدخل المعدة. بمجرد إدخالها ، اطرد محتويات المحقنة ببطء إلى المعدة وقم بإزالة الأنبوب بعناية من الماوس. بعد gavage ، أعد الماوس إلى القفص.قبل البدء في التشريح ، قم بتشغيل أداة التصوير في الجسم الحي حتى تصل إلى درجة الحرارة المطلوبة. بعد القتل الرحيم ، ضع الفأر في وضع ضعيف على مرحلة تشريح وقم بتثبيت زوائده الأربعة على المسرح للوصول إلى البطن. بعد ذلك ، رطب سطح البطن بنسبة 70٪ من الإيثانول.بعد ذلك ، استخدم ملقط التشريح الدقيق لسحب الجلد وإجراء شق عرضي باستخدام مقص جراحي حاد 1 سم فوق فتحة الشرج. لفضح التجويف داخل الصفاق ، استمر في الشق عموديا حتى البطن حتى القفص الصدري. تعامل بلطف مع الأمعاء وقدر اتجاهها في تجويف البطن قبل التلاعب بها.قطع القريب إلى تقاطع المعدة والمريء ، وبالتالي فصل المعدة عن المريء وكشف بلطف القولون والأعور والأمعاء الدقيقة عن طريق السحب ببطء في الاتجاه المعاكس. استخدم مقص التشريح الدقيق لفصل مرفقات المساريق بالأمعاء. في وقت لاحق ، باستخدام الملقط ، انقل الأمعاء المشوهة إلى ورقة القياس.ضع المعدة عند 0 ملم ورتب الأمعاء على طول المسطرة حتى 200 ملم ، ثم اقطع الأمعاء عند 200 ملم بمقص تشريح دقيق وكرر هذا الإجراء لمحاذاة الأمعاء. بمجرد ترتيب الأنسجة على المسطرة ، رتب الأعور بالتوازي مع الأنسجة ، ولكن ليس على اتصال مباشر بها. ضع ورقة القياس مع الأنسجة المشوهة في منطقة مظلمة حتى يمكن الحفاظ على التألق حتى يحين وقت التصوير.لبدء التصوير خارج الجسم الحي، افتح برنامج التصوير. قم بتسجيل الدخول وتهيئة أداة التصوير لتكون جاهزة للحصول على الصورة. بالنسبة ل RITC gavage ، اضبط الإثارة على 535 نانومتر والانبعاثات ، 600 نانومتر.بينما بالنسبة للخرز المجهري الأخضر ، اضبط الإثارة على 465 نانومتر والانبعاثات على 520 نانومتر. الآن ، اضبط التعرض على تلقائي وحدد مجال الرؤية. بعد التأكد من أن الأمعاء لم تتحول أثناء النقل ، ضع ورقة القياس في الأداة داخل مجال الرؤية.أغلق باب الجهاز بإحكام وحدد لقطة لتصوير مجال الرؤية. احفظ الصور التي تم جمعها على محرك أقراص محمول لتحليلها. بعد ذلك ، احفظ اللقطات الفردية للصور الفلورية والصور الفوتوغرافية.يشير تراكب الصورة والتألق إلى موقع المواد الفلورية في الجهاز الهضمي. افتح ملفات الصور الفلورية والصور الفوتوغرافية في برنامج تحرير الصور للتحليل. اضبط حجم البكسل لكلتا الصورتين للحصول على الأبعاد الدقيقة وأغلق ملف الصورة.بالنسبة للصورة الفلورية ، استخدم أداة ممحاة لإزالة الخلفية وجعلها شفافة. إنشاء طبقة جديدة. اختر تعبئة سوداء للطبقة واسحب الطبقة لتقع أسفل الطبقة مع صورة الفلورسنت وقم بعمل خلفية سوداء بالكامل.احفظ صورة الفلورسنت الجديدة التي تحتوي فقط على إشارة الفلورسنت على خلفية سوداء كملف TIF جديد. افتح صور الفلورسنت والصور الفوتوغرافية الجديدة في ImageJ. حول كل صورة إلى صورة 30 بت عن طريق اختيار صورة، متبوعة بالنوع و30 بت.قم بإنشاء صورة مدمجة لكليهما عن طريق اختيار صورة، متبوعة بقنوات اللون والدمج. في مربع الحوار الذي يفتح، حدد ملف الصورة الفوتوغرافية للقناة الرمادية وملف الفلورسنت ضمن أي قنوات ملونة. قم بإيقاف تشغيل مقياس الصورة المدمجة عن طريق تحديد تحليل، متبوعا بتعيين مقياس وانقر لإزالة المقياس.حدد أداة المستطيل في ImageJ. ارسم مستطيلا حول جزء من الأمعاء الدقيقة مع إيلاء اهتمام وثيق لعرض هذه المنطقة ذات الاهتمام ، حيث يجب أن تظل ثابتة بين جميع المناطق ذات الاهتمام. قم بتكرار المنطقة ذات الأهمية عن طريق تحديد صورة، متبوعة ب Duplicate وحدد القناة المقابلة للقناة الملونة فقط.مرة أخرى ، استخدم أداة المستطيل لرسم منطقة ذات أهمية على الصورة الجديدة بالكامل واسترداد ملف تعريف التألق عن طريق تحديد تحليل ، متبوعا بملف تعريف Plot. افتح قائمة القيم وانسخها إلى برنامج جداول البيانات. كرر الخطوات من رسم المنطقة ذات الأهمية إلى استرداد ملف تعريف التألق لكل قسم من الأمعاء الدقيقة كما هو موضح سابقا على صف مسطرة مختلف.في برنامج جداول البيانات، اضرب كل متوسط قيمة كثافة في العرض الثابت لمستطيل المنطقة محل الاهتمام الذي تم إنشاؤه في الخطوة السابقة. هذا سوف يؤدي إلى قيمة الكثافة الحقيقية على طول الأمعاء الدقيقة في كل نقطة. يظهر هنا متوسط آثار التألق على طول الأمعاء الصغيرة.يختلف توزيع المواد الفلورية وفقا لخصائص المواد للمحتويات داخل اللمعان. تكشف زيادة عدد الصناديق المستخدمة لفرز نفس مجموعات البيانات الخام عن ميزات تتبع دقيقة غير قابلة للحل مع عدد أقل من المهملات. تقلل الصناديق الأصغر حجما من عدم اليقين في القياس ، وتزيد من الدقة المكانية ، وتعكس بشكل أفضل المكون التوزيعي لحركية الأمعاء الدقيقة.يفشل المركز الهندسي في توصيف التوزيع المكاني للمحتويات داخل اللمعان بشكل كامل. هذا القيد في قياس المركز الهندسي واضح في المقارنة بين السوائل والخرز الأكبر. إن أثر الفلورسنت للحبات الأكبر حجما أكثر توزيعا ، لكنه يصل في المتوسط إلى نقطة مماثلة لتلك الموجودة في السائل ، بغض النظر عن دقة التجليد ، مما يسلط الضوء على قيود التركيز فقط على المركز الهندسي.ولتفسير الطبيعة التوزيعية لانقباضات الأمعاء الدقيقة، أدرج تحليل طيفي للطاقة في هذه الدراسة. يوضح رسم طيف الطاقة أنه مع تقلص أحجام الصناديق ، يمكننا ملاحظة الترددات المهيمنة بشكل كبير في طيف الخرز الأكبر ، ولكن ليس في طيف الخرز الصغير. بعض ، وليس كل ، من تلك الترددات المهيمنة الإضافية موجودة في الطيف السائل.الخطوات الأكثر حساسية في هذا البروتوكول هي gavage والتشريح. يجب أن يتم توحيدها من قبل المجربين قبل تنفيذ هذه التقنية لأغراض تجريبية. هذه تجربة نهائية ، حيث يحتاج الحيوان إلى التضحية به.عندما يكون ذلك ممكنا ، قم بتعظيم استخدام النموذج الحيواني الخاص بك عن طريق إجراء تجارب أخرى غير طرفية قبل هذا النموذج. استخدمت مجموعتنا مؤخرا هذه التقنية لدعم اكتشافنا لمجموعات لمس الأمعاء حيث تستخدم الأمعاء مستقبلات ميكانيكية ظهارية لاستشعار الخصائص الفيزيائية الدقيقة ، تماما كما تفعل أصابعنا.

Research

JoVE Journal

Medicine

Protocol for Long Duration Whole Body Hyperthermia in Mice

بروتوكول لونغ ارتفاع الحرارة المدة الجسم الجامع في الفئران

Hyperthermia is a general term used to define the increase in core body temperature above normal. It is often used to describe the increased core body ...

Orthotopic Small Bowel Transplantation in Rats

زرع مثلي الأمعاء الصغيرة في الفئران

Small  bowel transplantation has become an accepted clinical option for patients with  short gut syndrome and failure of parenteral nutrition ...

DNBS/TNBS Colitis Models: Providing Insights Into Inflammatory Bowel Disease and Effects of Dietary Fat

DNBS / TNBS التهاب القولون نماذج: توفير نظرة ثاقبة مرض التهاب الأمعاء وآثار الدهون الغذائية

Inflammatory Bowel Diseases (IBD), including Crohn&#39;s Disease and Ulcerative Colitis, have long been associated with a genetic basis, and more recently ...

Murine Ileocolic Bowel Resection with Primary Anastomosis

الفئران اللفائفي القولوني استئصال الأمعاء مع التحام الابتدائي

Intestinal resections are frequently required for treatment of diseases involving the gastrointestinal tract, with Crohn&#8217;s disease and colon cancer ...

Studying the Role of Alveolar Macrophages in Breast Cancer Metastasis

دراسة دور السنخية الضامة في سرطان الثدي ورم خبيث

This paper describes the application of the syngeneic model of breast cancer (4T1) to the studies on a role of pulmonary alveolar macrophages in cancer ...

Ultrasound-guided Intracardiac Injection of Human Mesenchymal Stem Cells to Increase Homing to the Intestine for Use in Murine Models of Experimental Inflammatory Bowel Diseases

حقن إينتراكاردياك الموجهة بالموجات فوق الصوتية البشرية الخلايا الجذعية الوسيطة لزيادة صاروخ موجه للاستخدام في نماذج مورين من أمراض التهاب الأمعاء التجريبية للامعاء

Crohn&#39;s disease (CD) is a common chronic inflammatory disease of the small and large intestines. Murine and human mesenchymal stem cells (MSCs) have ...

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

In Vivo Evaluation of Fracture Callus Development During Bone Healing in Mice Using an MRI-compatible Osteosynthesis Device for the Mouse Femur

في فيفو تقييم التنمية دشبذ الكسر أثناء التئام العظام في الفئران باستخدام جهاز الصدمة المتوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي لعظم الفخذ الماوس

Endochondral fracture healing is a complex process involving the development of fibrous, cartilaginous, and osseous tissue in the fracture callus. The ...

A Small Animal Model of Ex Vivo Normothermic Liver Perfusion

A Small Animal Model of Ex Vivo Normothermic Liver Perfusion

نموذج حيوانات صغيرة من نضح الكبد نورموثيرميك السابقين فيفو

There is a significant shortage of liver allografts available for transplantation, and in response the donor criteria have been expanded. As a result, ...

An Efficient Sieving Method to Isolate Intact Glomeruli from Adult Rat Kidney

طريقة سيفينج فعالة لعزل Glomeruli سليمة من الفئران الكبار الكلي

Preservation of glomerular structure and function is pivotal in the prevention of glomerulonephritis, a category of kidney disease characterized by ...

Continuous Blood Sampling in Small Animal Positron Emission Tomography/Computed Tomography Enables the Measurement of the Arterial Input Function

أخذ عينات الدم المستمر في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني الحيواني الصغير/التصوير المقطعي المحوسب يمكّن من قياس وظيفة الإدخال الشرياني

For quantitative analysis and bio-kinetic modeling of positron emission tomography/computed tomography (PET/CT) data, the determination of the temporal ...