Partielle Gallengang Ligation in der Maus: eine kontrollierte Modell der lokalisierten obstruktive Cholestase
March 28th, 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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Überblick
Dieser Artikel stellt die partielle Gallengangsligatur als chirurgisches Modell zur Untersuchung von Leberverletzungen und -regeneration bei Nagetieren vor. Die Methode ermöglicht die Beobachtung einer lokalisierten obstruktiven Cholestase und ihrer Auswirkungen auf die Lebermechanismen.
Wichtige Studienkomponenten
Wissenschaftsbereich
- Hepatologie
- Leberregeneration
- Chirurgische Modelle
Hintergrund
- Das Verständnis von Leberverletzungen und -regeneration ist in der Hepatologie entscheidend.
- Lokalisierte obstruktive Cholestase kann Einblicke in die Lebermechanismen liefern.
- Vergleichsstudien innerhalb desselben Tieres erhöhen die Zuverlässigkeit der Ergebnisse.
- Dieses Modell ist besonders nützlich für die Untersuchung der Dynamik der Leberregeneration.
Zweck der Studie
- Um die Auswirkungen der partiellen Gallengangsligatur auf Leberverletzungen zu beobachten.
- Um Mechanismen zu identifizieren, die an der Leberregeneration beteiligt sind.
- Um ein zuverlässiges chirurgisches Modell für zukünftige hepatologische Studien zu etablieren.
Verwendete Methoden
- Verwendung von anästhesierten C57 Black 6 Mäusen für den Eingriff.
- Rasieren und Desinfizieren der Bauchregion vor der Operation.
- Sicherung der Gliedmaßen am Operationstisch zur Stabilisierung.
- Durchführung der Operation unter einem Operationsmikroskop für Präzision.
Hauptergebnisse
- Demonstrierte die Machbarkeit des chirurgischen Modells.
- Etabliert eine Methode zum Vergleich von ligierten und nicht-ligierten Leberlappen.
- Bot Einblicke in die regenerativen Prozesse der Leber.
- Ermöglichte weitere Forschung zu Leberverletzungsmechanismen.
Schlussfolgerungen
- Die partielle Gallengangsligatur ist ein wertvolles Modell zur Untersuchung von Leberverletzungen.
- Die Technik ermöglicht kontrollierte Vergleiche innerhalb desselben Organismus.
- Zukünftige Studien können auf diesem Modell aufbauen, um die Leberregeneration weiter zu erforschen.
Häufig gestellte Fragen
Executive Industry Relevance
Partial bile duct ligation (pBDL) provides a controlled model for studying localized obstructive cholestasis, enabling direct comparison of ligated and unligated liver lobes within the same animal. This internal control design reduces variability, lowers animal use, and supports mechanistic de-risking in hepatology target validation. The approach enhances predictive confidence by isolating lobe-specific responses to bile accumulation and fibrosis pathways.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to localized liver injury and regeneration pathways.
- Operational Value: Supports biological de-risking by comparing lobe-specific responses to cholestasis within identical genetic and environmental backgrounds.
- Predictive Value: Facilitates portfolio triage by distinguishing systemic versus localized drug effects on bile duct proliferation and fibrosis.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated disease-relevant systems for downstream assay standardization using lobe-specific biochemical readouts.
- Operational Value: Enhances reproducibility through internal controls, reducing need for separate sham groups and minimizing inter-animal variability.
- Scalability: Supports platform reuse in preclinical models investigating medication mechanisms and cell migration in cholestatic contexts.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Aligns with disease-relevant systems by modeling human obstructive cholestasis with lobe-specific bile duct proliferation and fibrosis.
- Translational Continuity: Bridges discovery to preclinical validation by enabling lineage tracing and stem cell homing studies post-ligation.
- Risk-Adjusted Advancement: Supports go/no-go decisions by quantifying localized versus systemic biomarker responses to retained bile components.
Pipeline & Workflow Integration
pBDL fits within the discovery continuum from target validation through preclinical research, particularly for hepatology-focused programs investigating liver injury mechanisms and regenerative responses.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing by enabling comparison of ligated and unligated lobes to isolate local effects of cholestasis.
- Screening: Delivers assay-ready biological systems with quantifiable outputs such as serum liver biochemistries and histological changes in bile duct proliferation.
- Analytics: Provides quantitative dependent variable measurements including enzyme levels, lobe coloration, and fibrosis scores to compare experimental conditions.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by supporting post-surgical analyses like lineage tracing to study stem cell recruitment to injury sites.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable surgical platform for studying medication effects and cellular mechanisms in localized liver disease models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing mechanistic ambiguity through internal lobe-to-lobe comparisons.
- Operational Value: Improves standardization and reproducibility by eliminating inter-animal variability via within-animal controls.
- Strategic Value: Enhances capital efficiency by reducing animal losses and expenses compared to complete bile duct ligation models.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization by distinguishing localized drug toxicity from systemic liver effects.
Implementation Considerations
- Requires microsurgical expertise and access to surgical microscopes for precise ligation of the left hepatic bile duct.
- Depends on instrumentation including 10-0 nylon sutures, mosquito forceps, and sterile field maintenance tools.
- Necessitates cross-team standardization of postoperative monitoring and serum biochemistry sampling procedures.
- Involves adaptation considerations when extending the model to other mouse strains or investigating different lobes.
- Limited to studies where lobe-specific obstruction is sufficient to model the human condition of interest.
