Partielle Gallengang Ligation in der Maus: eine kontrollierte Modell der lokalisierten obstruktive Cholestase
28. März 2018
Hier präsentieren wir Ihnen teilweise Gallengang Ligatur als chirurgische Modell der Leberschädigung und Regeneration bei Nagetieren.
Das übergeordnete Ziel dieses chirurgischen Eingriffs ist es, die Auswirkungen der lokalisierten obstruktiven Cholestase zu beobachten. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen im Bereich der Hepatologie zu beantworten, wie Mechanismen der Leberregeneration identifiziert werden können. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass aussagekräftige Vergleiche zwischen dem ligierten Versuchslappen und dem unligierten Kontrolllappen innerhalb desselben Tieres angestellt werden können.
Dr. Toshimasa Nakao, ein Postdoktorand aus dem Labor für Transplantationschirurgie, wird das Verfahren heute vorführen. Nachdem bei einer anästhesierten acht bis 12 Wochen alten C57 black 6-Maus ein fehlendes Ansprechen auf das Zehenkneifen bestätigt wurde, rasieren Sie die Bauchregion mit einer Haarschneidemaschine und legen Sie das Tier unter ein Operationsmikroskop. Befestigen Sie die Gliedmaßen auf dem Tisch und desinfizieren Sie den Operationsbereich mit sterilen Tupfern nacheinander mit 0,3 bis 0,5 Millilitern Povidon-Jod und 70 % Ethanol.
Machen Sie als Nächstes einen Mittellinienschnitt vom Xiphoid zum Schambein und verwenden Sie einen Mikroretraktor, um die Bauchhöhle zu öffnen. Verwenden Sie eine Mückenzange, um das Xiphoid in Richtung des Mauskopfes zurückzuziehen, und verwenden Sie weichen Ton, um die Pinzette und das Xiphoid in dieser Position zu halten. Hydratisieren Sie die Bauchhöhle mit ein bis zwei Millilitern sterilisiertem 37 Grad Celsius PBS und bewegen Sie den Dünndarm mit feuchten Wattestäbchen sanft in Richtung des Mauskopfes.
Durchtrennen Sie die Bänder zwischen Dünndarm und Retroperitoneum, um das Gewebe nicht zu beschädigen und wickeln Sie den Dünn- und Dickdarm mit einem nassen Mullschwamm aus Vlies ein. Legen Sie das Darmgewebe auf die kaudale Seite der Bauchhöhle und ziehen Sie mit einem kleinen nassen Vlies-Mullschwamm die gesamte Leber vorsichtig in Richtung Xiphoid zurück, um das hepatische Hilum und das hepatoduodenale Band freizulegen. Lokalisieren Sie den hepatischen Hilum, den Gallengang communis auf der ventralen Seite der Pfortader und den linken und rechten hepatischen Gallengang, die in den Hauptbiliärkonfluenz am hepatischen Hilum abfließen.
Ligatisieren Sie mit einer 10-0-Nylonnaht und der stumpfen Seite einer Nahtnadel den linken Leberganglappen. Wenn die Naht gelegt wurde, bringen Sie den Dünn- und Dickdarm wieder an ihre anatomische Position zurück und bestätigen Sie, dass keine Darmtorsion oder intraabdominale Blutungen vorhanden sind. Entfernen Sie dann die Mückenzange, verschließen Sie die Muskel- und Hautschichten separat mit durchgehenden 4-0 Vicryl-Nähten und legen Sie die Maus bis zur vollständigen Genesung unter eine Wärmelampe mit Überwachung.
Der Vergleich der Serumleberbiochemie zwischen partiellen Gallengangsligierten Mäusen und vollständigen Gallengangsmäusen, die transgen für die Aggregation unlöslicher Leberproteine sind, zeigt eine minimale Leberschädigung oder Cholestase bei den partiellen Gallengangsligierten Mäusen und eine schwere Schädigung und Enzymaufbau bei den transgenen Tieren mit vollständigem Gallengang. Da Mäuse, die einer partiellen Gallengangsligatur unterzogen wurden, im Laufe der Zeit eine lappenspezifische obstruktive Cholestase entwickelten, erscheint der ligierte Lappen 14 Tage nach der Operation etwas blasser im Vergleich zu den nicht ligierten Lappen, die ihre normale dunkelrotbraune Farbe behielten. Der ligierte Lappen zeigt auch eine Zunahme der Gallengangsproliferation und Fibrose im Vergleich zu den unligierten Lappen als Reaktion auf eine ligationsinduzierte lokalisierte Cholestase.
Einmal gemeistert, kann diese Technik in 10 bis 12 Minuten abgeschlossen werden, wenn sie richtig ausgeführt wird. Im Anschluss an dieses Verfahren können andere Methoden wie die Rückverfolgung der Abstammung verwendet werden, um zusätzliche Fragen zum Stammzell-Homing zu Orten der Leberschädigung und -regeneration zu beantworten. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie mithilfe der partiellen Gallengangsligatur aussagekräftige Vergleiche anstellen können, um lokale und systemische Effekte zu identifizieren.
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Übersicht
Dieser Artikel stellt die partielle Gallengangs-Ligation als chirurgisches Modell zur Untersuchung von Leberschädigung und Regeneration bei Nagetieren vor. Die Methode ermöglicht die Beobachtung einer lokalisierten obstruktiven Cholestase und ihrer Auswirkungen auf Lebermechanismen.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Hepatologie
- Leberregeneration
- Chirurgische Modelle
Hintergrund
- Das Verständnis von Leberschäden und Regeneration ist in der Hepatologie von entscheidender Bedeutung.
- Lokal begrenzte obstruktive Cholestase kann Einblicke in die Mechanismen der Leberfunktion ermöglichen.
- Vergleichende Untersuchungen am selben Tier erhöhen die Zuverlässigkeit der Ergebnisse.
- Dieses Modell eignet sich besonders gut zur Untersuchung der Dynamik der Leberregeneration.
Zweck der Studie
- Die Wirkungen einer teilweisen Gallenganglegatur auf die Leberschädigung beobachten.
- Die an der Leberregeneration beteiligten Mechanismen identifizieren.
- Ein zuverlässiges chirurgisches Modell für zukünftige hepatologische Studien etablieren.
Verwendete Methoden
- Verwendung anästhesierter C57 black 6 Mäuse für das Verfahren.
- Rasieren und Desinfizieren des Bauchbereichs vor der Operation.
- Befestigen der Gliedmaßen am Operationstisch für Stabilität.
- Durchführung der Operation unter einem Operationsmikroskop für Präzision.
Hauptergebnisse
- Zeigte die Durchführbarkeit des chirurgischen Modells auf.
- Entwickelte eine Methode zum Vergleich ligierter und nicht ligierter Leberlappen.
- Gab Einblicke in die regenerativen Prozesse der Leber.
- Erleichterte weitere Forschung zu den Mechanismen der Leberschädigung.
Schlussfolgerungen
- Die partielle Gallengangsunterbindung ist ein wertvolles Modell zur Untersuchung von Leberschäden.
- Mit dieser Technik lassen sich kontrollierte Vergleiche innerhalb desselben Organismus durchführen.
- Zukünftige Studien können auf diesem Modell aufbauen, um die Leberregeneration weiter zu erforschen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die partielle Gallengangligatur (pBDL) bietet ein kontrolliertes Modell zur Untersuchung lokalisiert bedingter obstruktiver Cholestase und ermöglicht einen direkten Vergleich ligierter und nicht-ligierter Leberlappen im selben Tier. Durch dieses interne Kontroll-Design verringert sich die Variabilität, der Tierversuchsaufwand wird reduziert, und die mechanistische Entschärfung bei der Validierung von Hepatologie-Zielen wird unterstützt. Der Ansatz erhöht die Vorhersagesicherheit, indem er lappenspezifische Reaktionen auf Gallenansammlung und Fibrosewege isoliert.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Überprüfung therapeutischer Hypothesen im Zusammenhang mit lokalisierten Leberschäden und Regenerationswegen.
- Operativer Wert: Unterstützt die biologische Risikominimierung durch den Vergleich lappenspezifischer Reaktionen auf Cholestase unter identischen genetischen und umweltbedingten Rahmenbedingungen.
- Prädiktiver Wert: Erleichtert die Portfolio-Priorisierung, indem systemische von lokalisierten Arzneimittelwirkungen auf die Proliferation der Gallengänge und Fibrosen unterschieden werden.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Bereitet validierte, krankheitsrelevante Systeme für die Standardisierung nachgeschalteter Assays unter Verwendung lobienspezifischer biochemischer Endpunkte vor.
- Operationaler Wert: Verbessert die Reproduzierbarkeit durch interne Kontrollen, reduziert den Bedarf an separaten Scheingruppen und minimiert die Variabilität zwischen Tieren.
- Skalierbarkeit: Ermöglicht die Wiederverwendung der Plattform in präklinischen Modellen zur Untersuchung von Wirkmechanismen von Medikamenten und der Zellmigration in cholestatischen Kontexten.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Modellierung menschlicher obstruktiver Cholestase mit lobenspezifischer Gallengangproliferation und Fibrose und ist damit auf krankheitsrelevante Systeme ausgerichtet.
- Translationale Kontinuität: Schließt die Lücke zwischen Entdeckung und präklinischer Validierung, indem sie Linienverfolgung und Untersuchungen zur Homing von Stammzellen nach Ligatur ermöglicht.
- Risikoadjustierte Weiterentwicklung: Unterstützt Go/No-Go-Entscheidungen durch Quantifizierung lokalisierter versus systemischer Biomarkerantworten auf zurückgehaltene Gallenbestandteile.
Pipeline- und Workflow-Integration
pBDL fügt sich in den Entdeckungsprozess von der Target-Validierung bis zur präklinischen Forschung ein, insbesondere für hepatologisch ausgerichtete Programme, die Mechanismen der Leberschädigung und regenerative Reaktionen untersuchen.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung, indem sie den Vergleich ligierter und nicht ligierter Lappen ermöglicht, um lokale Effekte der Cholestase zu isolieren.
- Screening: Stellt gebrauchsfertige biologische Systeme bereit, die quantifizierbare Ergebnisse liefern, wie Leberbiochemie im Serum und histologische Veränderungen bei der Proliferation der Gallengänge.
- Analytik: Bietet quantitative Messungen abhängiger Variablen, einschließlich Enzymspiegel, Lappenfärbung und Fibrosescores, um experimentelle Bedingungen zu vergleichen.
- Translationale Forschung: Schafft Anschluss an die präklinische Kontinuität, indem sie postoperative Analysen wie Linientracing zur Untersuchung der Rekrutierung von Stammzellen an Verletzungsstellen unterstützt.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Dient als wiederverwendbare chirurgische Plattform zur Untersuchung von Arzneimittelwirkungen und zellulären Mechanismen in Modellen lokal begrenzter Lebererkrankungen.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit, indem mechanistische Uneindeutigkeiten durch interne Vergleiche zwischen Lappen reduziert werden.
- Operationaler Wert: Verbessert Standardisierung und Reproduzierbarkeit, indem tierübergreifende Variabilität durch Kontrollen am selben Tier eliminiert wird.
- Strategischer Wert: Steigert die Kapitaleffizienz, indem Tierverluste und Kosten im Vergleich zu Modellen mit vollständiger Gallengangsunterbindung verringert werden.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht eine risikoadjustierte Priorisierung, indem lokalisierte Arzneimitteltoxizität von systemischen Leberwirkungen unterschieden wird.
Durchführungsaspekte
- Benötigt mikrochirurgische Fachkenntnisse und Zugang zu Operationsmikroskopen zur präzisen Ligatur des linken hepatischen Gallengangs.
- Setzt Instrumente voraus, darunter 10-0-Nylon-Nähte, Moskito-Debakeys und Werkzeuge zur Aufrechterhaltung eines sterilen Feldes.
- Erfordert eine standardisierte Vorgehensweise zwischen verschiedenen Forschungsteams bei der postoperativen Überwachung und der Durchführung von Serum-Biochemie-Analysen.
- Beinhaltet Anpassungsüberlegungen, wenn das Modell auf andere Mausstämme ausgeweitet oder verschiedene Leberlappen untersucht werden.
- Wird auf Studien beschränkt, bei denen eine lappen-spezifische Obstruktion ausreicht, um die relevante humane Erkrankung nachzubilden.
