小鼠部分胆管结扎：一种局部梗阻性胆汁淤积的可控模型
2018年3月28日
本文介绍了部分胆管结扎术，作为一种用于啮齿类动物肝脏损伤与再生研究的外科模型。
该手术干预的总体目标是观察局部梗阻性胆汁淤积的影响。该方法有助于解答肝病学领域中的关键问题，例如如何确定肝脏再生的机制。该技术的主要优势在于，可在同一动物体内对结扎的实验叶与未结扎的对照叶进行有意义的比较。
今天由移植外科实验室的博士后 Toshimasa Nakao 博士演示该操作。在确认麻醉后的 8 至 12 周龄 C57 黑 6 小鼠对脚趾夹捏无反应后，使用电推剪剃除腹部区域的毛发，并将动物置于手术显微镜下。将四肢固定于手术台上，使用无菌棉签依次以 0.3 至 0.5 毫升聚维酮碘和 70% 乙醇对手术区域进行消毒。
接下来，从剑突至耻骨做一正中切口，并使用微型牵开器打开腹腔。用蚊式钳将剑突向上牵拉至小鼠头部方向，并用软黏土固定蚊式钳和剑突于该位置。用1至2毫升无菌的37摄氏度PBS润湿腹腔，并用湿润的棉签轻轻将小肠推向小鼠头部方向。
切断小肠与腹膜后组织之间的韧带，以避免损伤组织，并用湿润的无纺纱布包裹小肠和大肠。将肠管组织移至腹腔尾侧，用一小块湿润的无纺纱布轻轻将整个肝脏向剑突方向牵拉，以暴露肝门和肝十二指肠韧带。定位肝门、位于门静脉腹侧的胆总管，以及汇入肝门部主要胆管汇合处的左右肝管。
使用10-0尼龙缝线及缝针的钝端，结扎左侧肝胆管叶。缝线放置完毕后，将小肠和大肠复位至解剖学位置，并确认无肠扭转或腹腔内出血。随后移除蚊式止血钳，分别用连续的4-0 Vicryl缝线缝合肌肉层和皮肤层，并将小鼠置于加热灯下持续监测，直至完全恢复。
部分胆管结扎与完全胆管结扎的、携带不溶性肝蛋白聚集转基因的小鼠血清肝生化指标比较显示，部分胆管结扎小鼠的肝损伤或胆汁淤积程度轻微，而完全胆管结扎的转基因动物则表现出严重的损伤和酶蓄积。随着部分胆管结扎小鼠随时间推移出现叶段特异性的梗阻性胆汁淤积，术后14天，结扎叶的颜色较未结扎叶略显苍白，未结扎叶则保持正常的深红褐色。与未结扎叶相比，结扎叶在应对结扎所致的局部胆汁淤积时，表现出胆管增生和纤维化的增加。
一旦掌握，该技术若操作得当，可在 10 至 12 分钟内完成。在完成该操作后，可进一步采用谱系示踪等其他方法，以回答有关干细胞归巢至肝脏损伤部位及再生过程中的更多问题。观看本视频后，您应能够充分理解如何利用部分胆管结扎建立模型，以进行有意义的比较，区分局部效应与全身效应。
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概述
本文介绍了部分胆管结扎作为一种用于研究啮齿类动物肝损伤与再生的外科模型。该方法可实现对局部梗阻性胆汁淤积及其对肝脏机制影响的观察。
关键研究组成部分
科学领域
- 肝病学
- 肝脏再生
- 手术模型
背景
- 了解肝损伤与再生在肝病学中至关重要。
- 局部阻塞性胆汁淤积可为肝脏机制提供研究线索。
- 在同一动物体内进行的比较研究可提高结果的可靠性。
- 该模型在研究肝脏恢复动态过程方面尤为有用。
研究目的
- 观察部分胆管结扎对肝损伤的影响。
- 确定参与肝再生的机制。
- 建立可靠的外科手术模型，用于未来的肝病学研究。
使用的方法
- 使用麻醉的 C57 black 6 小鼠进行该操作。
- 手术前剃除并消毒腹部区域。
- 将四肢固定于手术台上以保持稳定。
- 在手术显微镜下进行手术以确保精确性。
主要结果
- 验证了该手术模型的可行性。
- 建立了一种比较结扎与未结扎肝叶的方法。
- 为肝脏再生过程提供了深入见解。
- 促进了对肝脏损伤机制的进一步研究。
结论
- 部分胆管结扎是研究肝损伤的一种重要模型。
- 该技术可在同一生物体内实现可控的比较研究。
- 未来的研究可在此模型基础上进一步探索肝再生机制。
常见问题
行业重要性概述
部分胆管结扎（pBDL）为研究局部梗阻性胆汁淤积提供了一种可控的模型，能够在同一动物体内直接比较结扎与未结扎的肝叶。这种内部对照设计可减少个体差异，降低动物使用量，并支持肝脏病学靶点验证中的机制性风险评估。该方法通过分离肝叶特异性对胆汁蓄积和纤维化通路的反应，提高了预测的可靠性。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 科学价值：可探究与局部肝损伤及肝脏再生通路相关的治疗假设。
- 操作价值：通过在相同遗传和环境背景下比较胆汁淤积对不同肝叶的特异性反应，支持生物学风险评估。
- 预测价值：通过区分药物对胆管增生和纤维化的全身性与局部性效应，有助于药物研发项目的优先筛选。
筛选与检测方法开发
- 科学价值：利用叶特异性生化检测方法，为下游检测标准化制备经过验证的、与疾病相关的系统。
- 操作价值：通过内部对照增强可重复性，减少对独立假手术组的需求，并降低个体动物间的变异性。
- 可扩展性：支持在胆汁淤积背景下研究药物作用机制和细胞迁移的临床前模型中重复使用该平台。
转化与临床前研究
- 科学价值：通过模拟人类阻塞性胆汁淤积症，并呈现叶段特异性的胆管增生和纤维化，与疾病相关系统高度契合。
- 转化连续性：在结扎术后实现细胞谱系示踪和干细胞归巢研究，从而连接发现阶段与临床前验证。
- 风险校准的进展：通过量化局部与全身对滞留胆汁成分的生物标志物反应，支持决策推进或终止研究。
流程与工作流整合
pBDL 适用于从靶点验证到临床前研究的整个发现过程，特别适用于研究肝损伤机制和再生反应的肝脏病学相关项目。
- 发现生物学：通过比较结扎与未结扎的肝叶，支持假设验证，以分离胆汁淤积的局部效应。
- 筛选：提供可直接用于检测的生物系统，输出可量化的结果，如血清肝生化指标和胆管增生的组织学变化。
- 分析：提供包括酶水平、肝叶颜色变化和纤维化评分在内的定量因变量测量，用于比较不同实验条件。
- 转化研究：通过支持术后分析（如谱系示踪）研究干细胞向损伤部位的募集，与临床前研究形成衔接。
- 企业级复用：作为可重复使用的手术平台，用于研究药物作用及局部肝病模型中的细胞机制。
运营与企业影响
- 科学价值：通过内部叶与叶之间的比较，减少机制上的不确定性，从而提高预测的可信度。
- 操作价值：通过采用同一动物内部对照的方式消除个体间差异，提升实验的标准化程度和可重复性。
- 战略价值：与完全性胆管结扎模型相比，可减少动物损耗和相关费用，提高资金使用效率。
- 项目组合影响：能够区分药物的局部毒性与全身性肝脏效应，从而实现基于风险调整的优先级排序。
实施注意事项
- 需要显微外科专业技术以及手术显微镜，以精确结扎左侧肝胆管。
- 依赖特定器械，包括10-0尼龙缝线、蚊式钳及维持无菌环境的工具。
- 需要在术后监测和血清生化采样程序方面实现跨团队标准化。
- 在将该模型扩展至其他小鼠品系或研究不同肝叶时，需考虑适应性调整。
- 仅适用于肝叶特异性阻塞足以模拟目标人类疾病状况的研究。
