هنا ، نقدم طريقة قوية للتروية الموضعية لكبد الفأر لدراسة التنظيم الحاد والمباشر لعملية التمثيل الغذائي للكبد دون الإخلال بالبنية الكبدية ولكن في حالة عدم وجود عوامل خارج الكبد.
مقالة منهجية
هنا ، نقدم طريقة قوية للتروية الموضعية لكبد الفأر لدراسة التنظيم الحاد والمباشر لعملية التمثيل الغذائي للكبد دون الإخلال بالبنية الكبدية ولكن في حالة عدم وجود عوامل خارج الكبد.
الكبد له وظائف عديدة ، بما في ذلك التمثيل الغذائي للمغذيات. على عكس النماذج الأخرى في المختبر وفي الجسم الحي لأبحاث الكبد ، يسمح الكبد المعزول بدراسة بيولوجيا الكبد والتمثيل الغذائي في الكبد كله ببنية كبدية سليمة ، مفصولة عن تأثير العوامل خارج الكبد. تم تطوير نضح الكبد في الأصل للفئران ، ولكن تم تكييف الطريقة مع الفئران أيضا. هنا نصف بروتوكول التروية في الموقع من كبد الفأر. يتم اختراق الكبد مسبقا عبر الوريد البابي باستخدام عازل بيكربونات كريبس-هنسليت المؤكسج ، ويتم جمع الإخراج من الوريد الأجوف السفلي فوق الكبدي مع تثبيت الوريد الأجوف السفلي تحت الكبدي لإغلاق الدائرة. باستخدام هذه الطريقة ، يمكن تقييم التأثيرات الكبدية المباشرة لمركب الاختبار بدقة زمنية مفصلة. وظائف الكبد وصلاحيتها مستقرة لمدة 3 ساعات على الأقل ، مما يسمح بإدراج الضوابط الداخلية في نفس التجربة. الاحتمالات التجريبية باستخدام هذا النموذج عديدة وقد تستنتج نظرة ثاقبة في فسيولوجيا الكبد وأمراض الكبد.
الكبد هو عضو أساسي في عملية التمثيل الغذائي. يلعب دورا رئيسيا في التحكم في توازن طاقة الجسم بالكامل من خلال تنظيم استقلاب الجلوكوز والدهون والأحماض الأمينية. تبرز الزيادة في أمراض الكبد في جميع أنحاء العالم كعبء صحي عالمي كبير ، وهناك حاجة إلى مزيد من المعرفة حول الفيزيولوجيا المرضية وعواقبها على وظائف الكبد.
تم تطوير نماذج مختلفة في المختبر للبحث في الكبد لاستكمال الدراسات في الجسم الحي. تستخدم على نطاق واسع خلايا الكبد الأولية المعزولة والمستزرعة من القوارض والبشر. يمكن فصل الخلايا غير المتنية عن خلايا الكبد باستخدام الطرد المركزي التفاضلي والمتدرج ، كما أن الثقافة المشتركة لأنواع الخلايا المختلفة مفيدة لدراسة الحديث المتبادل بين الخلايا1. على الرغم من أن خلايا الكبد البشرية الأولية تعتبر المعيار الذهبي لاختبار سمية الدواء ، فقد أظهرت العديد من الدراسات أن خلايا الكبد تتمايز بسرعة في زراعة الأنسجة مما يؤدي إلى فقدان وظائف الكبد2،3،4. تعمل ثقافة خلايا الكبد في نظام كروي ثلاثي الأبعاد على تحسين عدم التمايز ، وهي أكثر استقرارا ، ويبدو أنها تحاكي الكبد في الجسم الحي بدرجة أعلى من أنظمة الثقافة 2D التقليدية5. شرائح الكبد المقطوعة بدقة هي نموذج آخر راسخ في المختبر يحافظ على بنية الأنسجة سليمة ويحتوي على الخلايا غير المتنية الموجودة في الكبد6. تشمل النماذج الأكثر تقدما في المختبر الكبد على رقاقة7 وعضويات الكبد8. ومع ذلك ، مع كل هذه الأساليب ، هناك فقدان للسلامة الهيكلية وديناميكيات التدفق ، بما في ذلك تدفق الوريد البابي الكبدي المتجه ، والذي من المحتمل أن يؤثر على قابلية التعميم.
تم وصف كبد الفئران المعزول لأول مرة من قبل كلود برنارد في عام 18559 ، ولا يزال يستخدم في مختلف المجالات العلمية لدراسات بيولوجيا الكبد وعلم السموم والفيزيولوجيا المرضية. تشمل مزايا الكبد المثقوب مقارنة بالنماذج المختبرية المذكورة أعلاه الحفاظ على البنية الكبدية ، وتدفق الأوعية الدموية ، وقطبية خلايا الكبد وتقسيم المناطق ، والتفاعلات بين خلايا الكبد والخلايا غير المتنية. بالمقارنة مع الدراسات في الجسم الحي ، يسمح الكبد المثقوب بدراسة استقلاب الكبد بطريقة معزولة لتجنب العوامل الكبدية الإضافية التي يحملها الدم مع التحكم الكامل في الظروف التجريبية. تم إجراء العديد من التعديلات لتحسين نموذج نضح كبد الفئران على مر السنين10،11،12،13. على الرغم من استخدام الفئران لدراسات الكبد المعزولة ، إلا أن الأدبيات المتاحة أقل. هنا ، نقدم طريقة للتروية في الموقع لكبد الفأر عن طريق قنية الوريد البابي والوريد الأجوف فوق الكبدي السفلي لدراسة الاستجابات الأيضية الحادة والمباشرة للركائز والهرمونات الأيضية كما تم قياسها في النفايات السائلة الوريدية الكبدية من كبد الفأر في الوقت الفعلي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
أجريت جميع التجارب على بإذن من مفتشية التجارب الحيوانية الدنماركية ، ووزارة البيئة والأغذية في الدنمارك (تصريح 2018-15-0201-01397) ، ولجنة الأخلاقيات المحلية وفقا لتوجيه الاتحاد الأوروبي 2010/63 / EU ، والمعاهد الوطنية للصحة (المنشور رقم 85-3) واتباع المبادئ التوجيهية للتشريعات الدنماركية التي تحكم التجارب على (1987). هذا إجراء نهائي ، وسبب الوفاة هو استنزاف وانثقاب الحجاب الحاجز تحت التخدير العميق.
1. التجارب
2. الاستعدادات قبل الجراحة
3. العملية والتروية
ملاحظة: يرد توضيح لإعداد التروية المستخدم في هذه الدراسة في الشكل 1.

الشكل 1: رسم توضيحي لإعداد التروية. ( أ) ترفع طاولة العمليات على حامل ثلاثي القوائم وتسخن إلى 37 درجة مئوية. يتم ضخ محلول التروية بالغاز (95٪ O 2 ، 5٪ CO2) ، ويتم ضخه عبر مضخة أسطوانية تمعجية ، ويتم تسخينه في المبادل الحراري باستخدام مصيدة فقاعات مدمجة. علاوة على ذلك ، يتكون النظام من مقياس ضغط ومضخة مغزل لتعديل ضغط التروية. يتم تسجيل ضغط التروية وتصوره باستمرار عبر محول طاقة على جهاز كمبيوتر ، وهو برنامج تسجيل الضغط. (ب) يلتقط الصندوق الأحمر وصلات محبس ثلاثي الاتجاهات. أول محبس ثلاثي الاتجاهات مفتوح لضخ مركب اختبار عبر مضخة حقنة ، والثاني مغلق. والثالث مفتوح لقياسات الضغط المستمر. يمكن استخدام المحبس الرابع لجمع عينات المدخلات ، على سبيل المثال ، تحليل الغاز عبر الكبد المثقوب. يمكن تعديل الموصلات حسب الحاجة لتجارب محددة تتطلب خطوط تسريب أكثر أو أقل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: صور تجويف بطن الفأر قبل التروية الكبدية وأثناءها. (أ) تشير النقطة الخضراء إلى موقع طرف قسطرة الوريد البابي. من المهم أن يتم وضع طرف القسطرة أسفل نقطة التفرع من الوريد البابي مباشرة في الأوردة البابية الكبدية اليسرى واليمنى ولكن فوق فرع البنكرياس والاثني عشر لتجنب التسرب. تشير النقطة الصفراء إلى الموقع الصحيح لمشبك الوعاء الدموي على الوريد الأجوف السفلي تحت الكبدي بين الوريد الكلوي الأيمن والكبد لتجنب ارتجاع الدم إلى الكبد المثقوب. (ب، ج) كبد فأر معطر مع قسطرين يتم إدخالهما في الوريد البابي (B) والوريد الأجوف السفلي فوق الكبدي (C) ومشبك الوعاء على الوريد الأجوف السفلي تحت الكبدي (B). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
4. التجربة
5. القياسات البيوكيميائية
6. تحليل البيانات
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
مطلوب خط أساس ثابت لتحديد ما إذا كان المثير أو الركيزة يؤدي إلى إطلاق الجزيء محل الاهتمام. يوضح الشكل 3 أ مثالا على تجربة ناجحة. يتم قياس إنتاج اليوريا في الكبد المفعم بالثقب على فترات 2 دقيقة ويظهر كمتوسط ± SEM. فترات خط الأساس التي تسبق كل من فترتي التحفيز ثابتة. يوضح الشكل 3 ب متوسط إنتاج اليوريا خلال فترتي التحفيز وخطوط الأساس السابقة لكل منهما. تم اختبار الدلالة الإحصائية بين الفترات باستخدام ANOVA أحادي الاتجاه مع قياسات مت...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعد كبد الفأر المعزول أداة بحث قوية لدراسات الديناميات والآليات الجزيئية لعملية التمثيل الغذائي الكبدي. توفر إمكانية جمع العينات من دقيقة إلى دقيقة تقييما مفصلا للتأثير المباشر لمركب الاختبار على الكبد. بالمقارنة مع الدراسات في الجسم الحي ، يسمح لنا الكبد المثقوب بدراسة استقلاب الكبد بطريقة منعزلة لتجنب العوامل الكبدية الإضافية التي يحملها الدم ومع التحكم الكامل في الظروف التجريبية. تتمثل مزايا نضح الكبد مقارنة بالدراسات المختبرية باستخدام خلايا الكبد المعزولة في الحفاظ على العمارة الكبدية والقطبية وانق...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون عدم وجود تضارب في المصالح ذات صلة بهذه المقالة.
تم دعم الدراسات ونيكولاي ج. وير ألبريشتسن من قبل منحة الباحث الناشئ المتميز لمؤسسة نوفو نورديسك - الغدد الصماء والتمثيل الغذائي (الطلب رقم. NNF19OC0055001) ، جائزة المؤسسة الأوروبية لدراسة مرض السكري في المستقبل (NNF21SA0072746) وصندوق البحوث المستقل الدنمارك ، Sapere Aude (1052-00003B). يتم دعم مركز مؤسسة نوفو نورديسك لأبحاث البروتين ماليا من قبل مؤسسة نوفو نورديسك (اتفاقية المنحة NNF14CC0001). تم إنشاء الشكل 1B باستخدام biorender.com. نشكر الدكتور رون إي كوهري (نوفو نورديسك إيه / إس) على المناقشات المثمرة حول كبد الفأر المثقوب.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 3-طريقة محبس | BD | 394601 | |
| Altromin تربية النظام الغذائي | Altromin Spezialfutter | 1319 | |
| ثنائي هيدرات كلوريد الكالسيوم (CaCl2< / sub>&# 183; 2H2O)القسطرة | Sigma | C8106 | |
| (0.7 مم) | BD | 381812 | |
| ورق الترشيح (حجم المسام 2.0 & # 181; م) | Millipore | AP2029325 | |
| مجموعة الجلوكوز | QuantiChromTM | DIGL-100 | بروتوكول تركيز منخفض |
| الكيتامين | MSD صحة | 511485 | 90 مجم / كجم |
| رباط (حرير أسود معقم) | Agnthos | 14739 | |
| كبريتات المغنيسيوم (MgSO4< / sub>) | Sigma | 230391 | |
| دهني غير مستري طقم الأحماض | Fujifilm Wako Chemicals | NEFA-HR (2) | |
| طاولة عمليات ، مسخن على حامل ثلاثي القوائم ، من النوع 873 | Harvard Bioscience، Inc. | 733776 | |
| كلوريد البوتاسيوم (KCl) | Sigma | P9541 | |
| فوسفات ثنائي هيدروجين البوتاسيوم (KH2< / sub>PO4< / sub>) مضخة | Merck | 1.04877 | |
| ، مع أربع قنوات | Harvard Bioscience، Inc. | 730100 | |
| شريط أنيق | Mediq danmark | 4001910 | |
| بيكربونات الصوديوم (NaHCO3< / sub>) | Sigma | S5761 | |
| كلوريد الصوديوم (NaCl) | Sigma | S1679 | |
| جهاز الدوران الحراري | Harvard Bioscience، Inc. | 730125 | حجم الحمام 3 لتر ، 230 فولت / 50 هرتز |
| أنابيب | Tygon | E3603 | القطر الداخلي 1.59 مم ، القطر الخارجي 3.18 مم |
| نظام التروية العالمي | Harvard Bioscience، Inc. | 732316 | وحدة أساسية uniper UP-100 ، نوع 834 |
| Vamin | Fresenius Kabi | B05ABA01 | الأحماض الأمينية المختلطة |
| محول مشبك الوعاء | Deutsche Biomedical | DBC1002 | |
| Vessel مشابك السفينة | Deutsche Biomedical | DBC1005 | |
| Windkessel | Harvard Bioscience، Inc. | 732068 | |
| زيلازين | رومبون بيطري | 530701 | 10 مجم / كجم |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن