Legatura del dotto biliare parziale nel topo: un modello radiocomandato di colestasi ostruttiva localizzata
March 28th, 2018
Qui, presentiamo la legatura dei dotti biliari parziale come un modello chirurgico della lesione del fegato e la rigenerazione in roditori.
L'obiettivo generale di questo intervento chirurgico è osservare gli effetti della colestasi ostruttiva localizzata. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo dell'epatologia su come identificare i meccanismi di rigenerazione epatica. Il vantaggio principale di questa tecnica è che è possibile effettuare confronti significativi tra il lobo sperimentale legato e il lobo di controllo non legato all'interno dello stesso animale.
A dimostrare la procedura oggi sarà il dottor Toshimasa Nakao, un post-doc del laboratorio di chirurgia dei trapianti. Dopo aver confermato la mancanza di risposta al pizzicamento delle dita dei piedi in un topo nero 6 C57 anestetizzato di età compresa tra 8 e 12 settimane, radere la regione addominale con un tagliacapelli e posizionare l'animale sotto un microscopio chirurgico. Fissare gli arti al tavolo e utilizzare tamponi sterili per disinfettare in sequenza l'area chirurgica con 0,3-0,5 millilitri di iodio povidone ed etanolo al 70%.
Successivamente, praticare un'incisione sulla linea mediana dallo xifoide al pube e utilizzare un micro divaricatore per aprire la cavità addominale. Usa il forcipe per zanzare per ritrarre lo xifoide verso la testa del topo e usa dell'argilla morbida per tenere il forcipe e lo xifoide in questa posizione. Idratare la cavità addominale con uno o due millilitri di PBS sterilizzato a 37 gradi Celsius e utilizzare tamponi di cotone bagnati per spostare delicatamente l'intestino tenue verso la testa del topo.
Tagliare i legamenti tra l'intestino tenue e il retroperitoneo per evitare di danneggiare il tessuto e avvolgere l'intestino tenue e crasso con una spugna di garza non tessuta bagnata. Posizionare il tessuto intestinale sul lato caudale della cavità addominale e utilizzare una piccola spugna di garza non tessuta bagnata per ritrarre delicatamente l'intero fegato verso lo xifoide per esporre l'ilo epatico e il legamento epatoduodenale. Localizzare l'ilo epatico, il dotto biliare comune sul lato ventrale della vena porta e i dotti biliari epatici sinistro e destro che drenano nella confluenza biliare principale all'ilo epatico.
Utilizzando una sutura di nylon 10-0 e il lato smussato di un ago da sutura, legare il lobo del dotto biliare epatico sinistro. Quando la sutura è stata posizionata, riportare l'intestino tenue e crasso nella loro posizione anatomica e confermare l'assenza di torsione intestinale o sanguinamento intraaddominale. Quindi rimuovere la pinza per zanzare, chiudere separatamente gli strati muscolari e cutanei con suture Vicryl 4-0 continue e posizionare il mouse sotto una lampada riscaldante con monitoraggio fino al completo recupero.
Il confronto delle biochimiche epatiche sieriche tra topi legati al dotto biliare parziale e topi ligati al dotto biliare completo transgenici per l'aggregazione insolubile delle proteine epatiche rivela un danno epatico o una colestasi minima nei topi legati al dotto biliare parziale e un grave danno e accumulo di enzimi negli animali transgenici legati al dotto biliare completo. Poiché i topi sottoposti a legatura parziale del dotto biliare hanno sviluppato colestasi ostruttiva specifica del lobo nel tempo, il lobo legato appare di colore leggermente più chiaro 14 giorni dopo l'intervento chirurgico rispetto ai lobi non legati che hanno mantenuto il loro normale colore marrone rossastro scuro. Il lobo ligato dimostra anche un aumento della proliferazione e della fibrosi del dotto biliare rispetto ai lobi non legati in risposta alla colestasi localizzata indotta dalla legatura.
Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere completata in 10-12 minuti se eseguita correttamente. Seguendo questa procedura, altri metodi come il tracciamento del lignaggio possono essere utilizzati per rispondere a ulteriori domande sull'homing delle cellule staminali nei siti di danno epatico e rigenerazione. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come fare confronti significativi utilizzando la legatura parziale del dotto biliare per identificare gli effetti locali rispetto a quelli sistemici.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Panoramica
Questo articolo presenta la legatura parziale del dotto biliare come modello chirurgico per studiare il danno epatico e la rigenerazione nei roditori. Il metodo permette l'osservazione della colestasi ostruttiva localizzata e dei suoi effetti sui meccanismi epatici.
Componenti chiave dello studio
Area di scienza
- Epatologia
- Rigenerazone epatica
- Modelli chirurgici
Sfondo
- Comprendere il danno epatico e la rigenerazione è cruciale nell'epatologia.
- La colestasi ostruttiva localizzata può fornire informazioni sui meccanismi epatici.
- Gli studi comparativi nello stesso animale migliorano l'affidabilità dei risultati.
- Questo modello è particolarmente utile per studiare le dinamiche di recupero epatico.
Scopo dello studio
- Osservare gli effetti della legatura parziale del dotto biliare sul danno epatico.
- Identificare i meccanismi coinvolti nella rigenerazione epatica.
- Stabilire un modello chirurgico affidabile per futuri studi epatologici.
Metodi utilizzati
- Utilizzo di topi C57 black 6 anestetizzati per la procedura.
- Rasatura e disinfezione della regione addominale prima dell'intervento chirurgico.
- Fissaggio degli arti al tavolo chirurgico per stabilità.
- Condurre l'intervento chirurgico sotto un microscopio chirurgico per precisione.
Principali risultati
- Ha dimostrato la fattibilità del modello chirurgico.
- Ha stabilito un metodo per confrontare i lobi epatici legati e non legati.
- Ha fornito informazioni sui processi rigenerativi del fegato.
- Ha facilitato ulteriori ricerche sui meccanismi di danno epatico.
Conclusioni
- La legatura parziale del dotto biliare è un modello prezioso per studiare il danno epatico.
- La tecnica permette confronti controllati all'interno dello stesso organismo.
- Gli studi futuri possono basarsi su questo modello per esplorare ulteriormente la rigenerazione epatica.
Domande frequenti
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.
