Successful Orthotopic Liver Transplantation in Mice Utilizing Microcomputed Tomography Angiography

Qiang Zeng; Doug A. Gouchoe; Mahboubeh Nabavinia; Yong Gyu Lee; Xi Wang; Terri A. Shaffer; Mitchel R. Stacy; Blake R. Peterson; Bryan A. Whitson; Christopher Breuer; Sylvester M. Black

doi:10.3791/65537

Trapianto ortotopico di fegato di successo nei topi che utilizzano l'angiografia con tomografia m...

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Successful Orthotopic Liver Transplantation in Mice Utilizing Microcomputed Tomography Angiography

Trapianto ortotopico di fegato di successo nei topi che utilizzano l'angiografia con tomografia microcomputerizzata

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09:23 min

September 22, 2023

DOI: 10.3791/65537-v

Qiang Zeng¹, Doug A. Gouchoe^2,3, Mahboubeh Nabavinia⁴, Yong Gyu Lee², Xi Wang², Terri A. Shaffer⁵, Mitchel R. Stacy^4,5,6, Blake R. Peterson^7,8, Bryan A. Whitson^2,9, Christopher Breuer^1,4, Sylvester M. Black^1,10

¹Department of Surgery,Nationwide Children’s Hospital, ²COPPER Laboratory,The Ohio State University, ³88th Surgical Operation Operations Squadron,WPAFB, ⁴Center for Regenerative Medicine,The Research Institute at Nationwide Children’s Hospital, ⁵Division of Vascular Diseases and Surgery,The Ohio State University College of Medicine, ⁶Interdisciplinary Biophysics Graduate Program,The Ohio State University, ⁷Division of Medicinal Chemistry and Pharmacognosy,The Ohio State University College of Pharmacy, ⁸The Ohio State University Comprehensive Cancer Center, ⁹Division of Cardiac Surgery, Department of Surgery,The Ohio State Wexner Medical Center, ¹⁰Division of Transplantation, Department of Surgery,The Ohio State Wexner Medical Center

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This protocol outlines a model for successful orthotopic liver transplantation (OLT) in mice, focusing on the use of microcomputed tomography (microCT) scans to analyze allograft patency post-transplantation.

Key Study Components

Area of Science

Transplantation Biology
Small Animal Models
Microcomputed Tomography Imaging

Background

Transplantation is a critical therapy for end-stage organ disease.
Mouse models are essential for studying the mechanisms of allograft injury.
MicroCT offers high-resolution imaging for assessing vascular anastomosis.
Technical challenges exist in performing liver transplantation in mice.

Purpose of Study

To develop a reliable model for OLT in mice.
To utilize microCT for evaluating allograft patency.
To address challenges in imaging and surgical techniques.

Methods Used

Orthotopic liver transplantation in mice.
MicroCT imaging for vascular assessment.
Cardiac gating and iso fluorine adjustments for clearer imaging.
Detailed surgical protocol for liver procurement and transplantation.

Main Results

Successful implementation of OLT in a mouse model.
MicroCT provided clear images of vascular structures.
Refined techniques improved imaging quality and allograft assessment.
Identified key steps in surgical procedures to enhance success rates.

Conclusions

The model established is effective for studying liver transplantation.
MicroCT is a valuable tool for monitoring allograft patency.
Continued refinement of techniques will enhance future studies.

Frequently Asked Questions

What is orthotopic liver transplantation?

Orthotopic liver transplantation involves transplanting a donor liver into the same anatomical location as the original liver.

Why use mice for transplantation studies?

Mice allow for genetic manipulation and provide a controlled environment to study transplantation mechanisms.

What are the advantages of microCT in this study?

MicroCT offers high-resolution imaging, allowing for detailed assessment of vascular structures and allograft patency.

What challenges are faced in mouse liver transplantation?

Challenges include small vascular anastomosis size and the risk of thrombosis leading to allograft failure.

How can imaging quality be improved during the procedure?

Using cardiac gating and adjusting anesthetic concentrations can enhance imaging clarity.

What is the significance of this research?

This research provides insights into liver transplantation mechanisms and improves techniques for future studies.

In questo protocollo, discutiamo l'implementazione di un modello di trapianto ortotopico di fegato (OLT) di successo nei topi. Inoltre, vengono discussi anche gli adiuvanti per analizzare ulteriormente la pervietà dell'allotrapianto dopo il successo dell'OLT in un topo, in particolare utilizzando scansioni di tomografia microcomputerizzata (microCT).

Il trapianto è spesso l'unica terapia efficace per la malattia d'organo allo stadio terminale. Per comprendere i complessi meccanismi inerenti al danno del trapianto nel fegato, sono stati sviluppati robusti modelli di trapianto di piccoli animali per ricapitolare la fisiologia e la fisiopatologia del danno da allotrapianto. Dovranno essere sviluppate strategie innovative per indagare in profondità i percorsi meccanicistici coinvolti nel danno tissutale osservato nel trapianto e per espandere il pool di donatori.

L'uso dei topi per studiare il trapianto è fondamentale in quanto consente l'uso di linee di topi geneticamente modificati e transgenici per studiare il ruolo di specifici percorsi molecolari sulla fisiopatologia del danno da allotrapianto. Ci sono una serie di sfide tecniche con il trapianto di fegato di topo, tra cui il piccolo diametro dell'anastomosi vascolare e il conseguente rischio di trombosi che porta al fallimento dell'allotrapianto. Sebbene siano state impiegate molte tecnologie come l'angiografia a ultrasuoni, la tomografia microcomputerizzata presenta vantaggi tra cui la capacità di ottenere immagini ad alta risoluzione dell'anastomosi vascolare in tutto l'addome.

Questi studi possono essere eseguiti longitudinalmente per valutare la pervietà vascolare e la profusione del fegato nel tempo. Ci sono molte sfide nell'eseguire studi di microangiografia TC accurati e chiari nei roditori. Abbiamo scoperto che l'uso del gating cardiaco e la regolazione delle concentrazioni di isoflurano per ridurre la frequenza respiratoria producono le immagini più chiare.

Abbiamo anche scoperto che l'utilizzo di tempi di contrasto specifici per roditori per fasi specifiche ha anche migliorato la visualizzazione.