הפרוטוקול מתאר שיטה פשוטה לכריתת כבד עכבר שלם למחקרים מטבוליים באמצעות זלוף ורידים פורטלי.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
הפרוטוקול מתאר שיטה פשוטה לכריתת כבד עכבר שלם למחקרים מטבוליים באמצעות זלוף ורידים פורטלי.
מחלות מטבוליות כגון סוכרת, טרום סוכרת, מחלת כבד שומני שאינה אלכוהולית (NAFLD) וסטאטוהפטיטיס לא אלכוהולית (NASH) הופכות נפוצות יותר ויותר. פרפוזיות כבד Ex vivo מאפשרות ניתוח מקיף של חילוף החומרים בכבד באמצעות תהודה מגנטית גרעינית (NMR), בתנאים תזונתיים שניתן לשלוט בהם בקפדנות. מכיוון שבסימולציות סיליקו נותרות אמצעי תיאורטי בעיקר להערכת פעולות הורמונים וההשפעות של התערבות תרופתית, הכבד החדור נותר אחת ממיטות הבדיקה החשובות ביותר להבנת חילוף החומרים בכבד. מכיוון שמחקרים אלה מנחים תובנות בסיסיות על פיזיולוגיה של הכבד, התוצאות חייבות להיות מדויקות וניתנות לשחזור. הגורם הגדול ביותר בשכפול של זלוף כבד ex vivo הוא איכות הניתוח. לכן, הצגנו שיטה מאורגנת ויעילה לביצוע זלופיות כבד של עכברי ex vivo בהקשר של ניסויי NMR באתרם . כמו כן, אנו מתארים יישום ייחודי ודנים בסוגיות נפוצות בהן נתקלנו במחקרים אלה. המטרה הכוללת היא לספק מדריך לא מסובך לטכניקה ששכללנו במשך מספר שנים שאנו רואים בה את תקן הזהב להשגת תוצאות הניתנות לשחזור בניתוחים בכבד ובעיבויים בהקשר של ניסויי NMR באתרם . המרחק למרכז השדה של המגנט, כמו גם חוסר הנגישות של הרקמה להתערבות במהלך ניסוי NMR, הופכים את השיטות שלנו לרדומות.
זלוף Ex vivo הוא חיוני בחקר חילוף החומרים בכבד, וזלוף דרך וריד הפורטל הוא הסטנדרט למחקרים אלה. על מנת לחקור את חילוף החומרים בכבד בבידוד, יש לכרות את הכבד מהגוף כדי למנוע סיבוכים הנובעים מחילוף חומרים באיברים אחרים (כלומר, חילוף חומרים בכל הגוף) ולהפעיל שליטה על זמינות ההורמונים (אינסולין, גלוקגון וכו '). גישה זו יכולה להיות חיונית להבנת ההשפעות של מחלות כגון סוכרת, NAFLD ו- NASH על חילוף החומרים בכבד, כמו גם מנגנונים של פעולה תרופתית. מאמר זה משמש כמדריך לכריתה וזליעה של הכבד. פיתחנו הליך יעיל לביצוע מחקרי כבד מטבוליים אלה בקפדנות ובשכפול מספיקים. אם הניתוח אינו מבוצע כראוי, יש שונות בולטת בנתונים המטבוליים המתקבלים. אנו מתארים שיטה מאורגנת לביצוע צנתור ורידים פורטליים וכריתת כבד בהקשר של מחקרים מטבוליים באתרם בספקטרומטר תהודה מגנטית גרעינית (NMR), כמתואר בספרות 1,2,3,4,5.
נכון לעכשיו, אין ספרות המתארת פרפוזיה של כבד ex vivo באמצעות עמוד זכוכית בתוך NMR. כמו כן, אין סרטון או פרסום טקסט המספק דוגמה ברורה כיצד לבצע את ההליך עם כבד העכבר, במיוחד, המדגים כיצד לצנתר את וריד הפורטל, לכרות כבד, להעביר ולתלות את הכבד על עמוד זכוכית. מכיוון שהעכבר המהונדס גנטית משמש בכל מקום לחקר חילוף החומרים בכבד, זהו הליך חיוני הראוי לתיאור מלא. ניתוחי זלוף בכבד אינם חדשים, אך מאמר זה הוא שיטת תקן זהב המלווה בסרטון המדגים את המצוינות הטכנית המתוארת במאמר זה כדי לסייע לכל מי שמעוניין בהליך זה. השיטה המוצגת כאן תיושם בצורה הטובה ביותר על חילוף חומרים בזמן אמת כדי לזהות את התפקוד והמחזור של מטבוליטים במודלים של מחלות.
שיטה זו משתמשת בעמוד זכוכית מצופה מים בקוטר 100 ס"מ, המאפשר לכבד להיתלות בתחתית הצינורית עטופה על ידי תפרחת בתוך צינור NMR. מים מחוממים במעיל הזכוכית משמשים לשליטה בטמפרטורה המחלחלת. מחמצן שכבה דקה בלחץ עם 95%/5% O2/CO2 לשליטה ב-pH. על ידי שימוש בשלוש משאבות נפרדות, נקבע גובה העמוד המחורץ, המספק לחץ מתמיד לכבד. קצבי הזרימה אינם נשלטים מעבר ליישום של לחץ קבוע (איור 1). כדי לוודא שהכבד מתפקד כראוי, מדידות חמצן נלקחות יחד עם קצבי זרימה. בידינו, קבוצה זו של תנאים מוקדמים מובילה לניסויי NMR הניתנים לחזרה חוזרת על עצמה להערכת התפקוד המטבולי של הכבד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ניסויים בהם היו מעורבים עכברים טופלו בהתאם לוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטת פלורידה (פרוטוקול מספר #201909320). זן העכבר שבו נעשה שימוש היה C57BL/6J; כל העכברים היו זכרים. שיטה זו ישימה בדרך כלל גם למחקרים המשתמשים בזני עכבר סטנדרטיים אחרים. ניתוח זה מבוצע בצורה אופטימלית על ידי שני אנשים העובדים יחד.
1. הגדרה ראשונית
2. הקמה לפני ניתוח
3. הגדרת עמודה מפורטת
4. הרדמה של העכבר
5. סליטומיה
6. תותח של וריד הפורטל
7. כריתה של שימורי ורידים בפורטל פוסט כבד
8. תליית הכבד מהטור
9. מדידת זרימה
10. מדידת חמצן
הערה: מדידות מד חמצן הוגדרו על פי הוראות היצרן15.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תפקודי הכבד מוערכים בעיקר על ידי צריכת חמצן וקצב זרימה. קצב זרימה של 4-8 מ"ל לדקה וצריכת חמצן של 1 מיקרומול/min.g הוא אופייני. מדדים אלה ישתנו בהתאם לתנאי הניסוי הספציפיים ולהבדלים הביולוגיים.
הכמות המדויקת של איזופלורן בשימוש תהיה תלויה בסוג מערכת ההרדמה בה נעשה שימוש, כמו גם בסביבה ובגיל/משקל של העכבר. במהלך הניתוח, האיזופלורן וגז הלידה אינם משתנים, אם כי ייתכן שיהיה צורך בשינויים מסוימים בהתאם לפרטי האזור הניתוחי (למשל, רעשי רקע)10. כאשר הפרין מוזרק עמוק תת עורית, תח...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הליך כירורגי זה הוא מאתגר ודורש תרגול נרחב כדי להשיג תוצאות הניתנות לשחזור. יש להתאים את איזופלורן וגז המוביל לפי הצורך כדי לשמור על הכדאיות של החיה במהלך כמה שיותר מההליך הכירורגי. סביבה, שעה ביום, גיל, משקל ומספר גורמים נוספים ישפיעו על ההרדמה. משקל, תזונה, זן של עכברים וגיל עשויים להשפיע על הניתוח מכיוון שהצטברות שומן עלולה להפריע להדמיה של וריד הפורטל. כאשר מקישים על כפות הרגליים כלפי מטה, יש להקפיד שלא להפעיל עומס כלשהו על הצוואר שעלול לגרום לחנק. יתר על כן, ככל שהעכבר שמן יותר, כך התפירה תצטרך להיות הדוקה יותר סביב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים על היעדר ניגוד עניינים. למממנים לא היה כל תפקיד בתכנון המחקר; באיסוף, ניתוח או פרשנות של נתונים; בכתיבת כתב היד; או בהחלטה לפרסם את התוצאות.
עבודה זו נתמכה על ידי מימון של המכונים הלאומיים לבריאות (R01-DK105346, P41-GM122698, 5U2C-DK119889). חלק מעבודה זו בוצע במכון המוח של מק'נייט במתקן ההדמיה והספקטרוסקופיה המתקדמת של תהודה מגנטית (AMRIS) של המעבדה הלאומית לשדה מגנטי גבוה, הנתמך על ידי הסכם שיתוף הפעולה מס' של הקרן הלאומית למדע. DMR-1644779 ומדינת פלורידה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1 מ"ל Luer-Lock מזרק חד פעמי סטרילי לשימוש חד פעמי | N/A N | /A | מותג לא ספציפי |
| 100 ס"מ עמוד זכוכית מעוטר במים | N/A | N/ | A בהתאמה אישית |
| 2-0 תפר משי | Braintree Scientific | N/A | |
| 22 מד Catherter 1 אינץ'. ללא בטיחות | טרומו | SRFF2225 | |
| 23 גרם 0.75 אינץ'. מחטים היפודמריות | אקסל אינטרנשיונל | 26407 | |
| 27 גרם, 1.5 אינץ'. מחטים היפודמריות | Exel International | 26426 | |
| 4x4 אינץ'. פלטפורמה כירורגית | N/A | N/A | בהתאמה אישית |
| 70% אלכוהול מגבון | N / A | / A | מותג לא ספציפי |
| אמבט מים במחזור | MS Lauda | N / A | דגם כבר לא מיוצר |
| מוליך קצה כותנה | N / A | / A | מותג לא ספציפי |
| מספריים הפעלה עדינים; ישר; חד-חד; אורך להב 30 מ"מ; 4 3/4 " | Roboz | RS-6702 | |
| Dumont #5/45 מלקחיים | כלים מדעיים עדינים | 11251-35 | |
| Dumont #7 - מלקחיים | עדינים כלים מדעיים עדינים | 11274-20 | |
| המוסטטים | כלים מדעיים עדינים | 13015-14 | |
| הזרקת נתרן הפרין 1000 יחידות/מ"ל | RX גנריות | 71288-0402-02 | |
| איזופלורן | פטרסון וטרינרי | 14043-0704-06 | |
| לידוקאין הידרוכלוריד 2% | VEDCO Inc. | 50989-0417-12 | |
| מחמצן שכבה דקה ממברנה | Radnoti | N/A | |
| מספריים מצנבאום; מעוקל; בלאנט; אורך להב 27 מ"מ; 5 אינץ' | Roboz | RS-6013 | |
| מערכת מד חמצן | Hanstech Instruments Ltd. | לא ישים תמיסת | |
| מלח 0.9% | N/A | N/ | A תמיסת מלח מיוצרת בקנה |
| מידה | מעבדה N/A | N/A | מותג לא ספציפי |
| מערכות משאבות קונסולה אנלוגיות במהירות משתנה | דגמי Cole Palmer | N / A | מותאמים אישית לכל יישום |
| שקלו סירות | N / A | N / | A מותג לא ספציפי |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.