肝のパーティションを関連付けると段階的な肝切除 (ALPPS) プロシージャの門脈結紮ラットモデル
2017年8月14日
段階的肝切除のため肝臓パーティションの関連付けと門脈結紮を使用して急速な肝肥大を誘発する境界線切除可能肝腫瘍の切除のため (ALPPS) が提案されています。このモデルは、急激な肥大に関与するメカニズムの解明が、再生の高速化、促進または薬剤のテストを可能に。
この外科的介入の全体的な目標は、門脈の結紮と実質の切断により、ラット肝臓の急速な肥大を達成することです。このモデルにより、肝臓の急速な再生の詳細な生理学的および分子的評価が可能になります。肝臓は門脈結紮後に再生します。
私たちは、その再生を促進するために、実質を門脈結紮に加えて横断する方法を見つけました。この方法は、肝臓の再生を加速するためのモデルを提供します。これは、境界切除可能な肝腫瘍の患者に対する人間の手術で使用される方法です。
動物が完全に麻酔され、手術の準備ができたら、小動物のバリカンを使用して剣状突起から性器までの正中線に沿って腹部を剃ります。正中線から2センチ以内の毛を徹底的に取り除きます。皮膚を消毒した後、腹壁を切開します。
次に、両方の壁と剣状突起を3-0シルクステー縫合糸で引っ込めます。次に、自作の小さなワイヤーリトラクターを使用して、胃、結腸、小腸を肝十二指腸靭帯から引き込みます。したがって、ポータル静脈にアクセスします。
次に、ポータル静脈を単刀直入に解剖します。マイクロ鉗子で腹膜を持ち上げ、ゆっくりと内側に剥がします。次の順序で門脈の枝を解剖します。
まず、右後枝。次に、左の横方向と左の中央の分岐が一緒になります。そして第三に、尾状枝。
次に、小さな動脈枝が真下に走る肝葉に裂けないように、小さな動きで腹膜を慎重に剥がします。メインポータル静脈が露出したら、ゆっくりと前進して広げる動きで枝を取り囲みます。動脈や静脈の引き裂きを防ぐために、抵抗に逆らって押すことは避けてください。
これは手順の重要な部分です。抵抗に逆らって押し込むことは避けなければなりません。しかし、通常、腹膜表面を取り外すと、顕微手術の直角は門脈の枝の周りを非常に簡単にスライドします。
出血した場合は、滅菌綿棒で少なくとも1分間圧力をかけ、その後再評価します。必要に応じて、この操作を数回繰り返します。出血が止まらない場合は、動物を犠牲にしてください。
次に、右後葉枝を解剖します。まず、葉の枝を直接横切る動脈を慎重に動かします。次に、湾曲したマイクロ鉗子を使用して、動脈を腹膜と一緒に頭蓋状に引っ張り、右側の門脈枝を露出させます。
次に、6-0シルクを使用して右後葉枝を結紮します。右後葉を観察します。結紮後は青白くなります。
次に、LLLと私の人生の枝を愛します。彼らは共通のトランクを共有します。これらの枝につながる腹膜層内を走る動脈を傷つけないでください。
腹膜を慎重に剥がして、動脈を無傷に保ちます。次に、やや分離した尾状葉の枝を解剖します。それにつながる門脈は、主門脈から遠位および内側に右葉枝に離陸します。
これは、枝が厳密に劣っている大型の動物とは異なります。胆管のある肝十二指腸靭帯と動脈を主門脈から持ち上げて、尾状葉枝を解剖して取り囲みます。湾曲したマイクロ鉗子を使用し、ローブに横向きにアプローチします。
次に、6-0シルクを使用して結紮します。この葉は、結紮後にも青白くなります。次に、右と左の中央ローブの間に明確な境界が見られることを確認します。
これは、RMLのみの排他的な門脈の豊富さが原因で形成されます。門脈結紮モデルでは、ここで手術を止めることができます。切断を続行するには、非常に細かい脳神経外科の先端を備えた非粘着性のバイポーラ銀鉗子を使用します。
まず、境界線に沿って短い焼灼ストリップを作成して、組織を事前に焼灼します。次に、はさみを使用して、事前に焼灼した組織を慎重に切断します。肝内を流れる大静脈にできるだけ近づくように十分に深く切ります。
大静脈を傷つけると、通常、動物が犠牲になるので、特に注意してください。実質を横断するためにさまざまな技術が使用されてきました。細い先端を持つ銀色の鉗子を使用し、肝臓組織を事前に焼灼し、その後ハサミで切断することが、失血を最小限に抑えるために最も効果的であることがわかりました。
離死後、腹部を軽くたたいて乾かし、出血がないことを確認します。動物を閉じる前に、小腸が正しく再配置されていることを確認してください。次に、SH-1針を使用して3-0シルク縫合糸を配置して腹膜と腹壁を閉じます。
最後に、5-0 Maxonを使用して皮膚を縫合します。手術後、離断を伴わないPVLと離断を伴うPVLに関連する成長動態は明確に異なります(これはALPPSとしても知られています)。肝臓の毎日の体積測定では、PVL後の体積は3日目までに100%しか増加しませんが、ALPPS後の体積は200%増加しています。
このビデオを見た後、実質への門脈流入の75%の結紮と離断を行う方法について、かなり良いアイデアが得られるはずです。マスターすれば、この手順は45分以上かかることはありません。この手順を試みる際には、揮発性麻酔の経験を持つ麻酔科医と外科医の両方を立ち会わせることが重要です。
この手順の一般的なラインに沿って、他のタイプの切断技術を試すことができます。たとえば、部分的な離反、結紮、または高周波オブレーションを使用して、離断の量または種類が急速な肥大を誘発するためにどれほど重要であるかを把握します。げっ歯類の手術後、げっ歯類の痛みを評価し、十分な鎮痛剤を提供することが重要であることを忘れないでください。
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概要
この研究は、門脈結紮と実質切断を組み合わせた外科モデルを通じて、ラットで迅速な肝肥大を誘発することに焦点を当てています。このアプローチは、肝再生メカニズムの理解を深め、潜在的な治療薬を評価することを目的としています。
研究の主要構成要素
科学分野
- 神経科学
- 再生医療
- 外科技術
背景
- 肝肥大は外科的介入に対する重要な反応です。
- 門脈結紮は肝再生を刺激することが知られています。
- これを実質切断と組み合わせることで、再生プロセスを加速する可能性があります。
- このモデルは、境界線上にある切除可能な肝腫瘍の患者に関連しています。
研究目的
- 迅速な肝再生を研究するためのモデルを作成する。
- 肝肥大の生理学的および分子的側面を探求する。
- 肝再生に影響を与える可能性のある薬物をテストする。
使用された方法
- 門脈結紮と実質切断の組み合わせ。
- 肝機能の生理学的評価。
- 再生メカニズムを理解するための分子的評価。
- 潜在的な治療薬の評価。
主要な結果
- 組み合わせた外科的アプローチは効果的に迅速な肝肥大を誘発しました。
- 生理学的評価は肝再生の向上を確認しました。
- 分子解析は再生プロセスへの洞察を提供しました。
- このモデルは将来の治療テストに有望です。
結論
- この研究は加速された肝再生の方法を成功裏に実証しました。
- このモデルは肝肥大のさらなる研究に利用できます。
- 将来の研究では、様々な薬物が肝再生に与える影響を探ることができます。
よくある質問
Executive Industry Relevance
This rat model of ALPPS provides a mechanistic platform to study accelerated liver regeneration, a critical factor in enabling resection of borderline resectable liver tumors. By replicating the surgical stimulus that drives rapid hepatocyte proliferation, the model supports target validation and pathway interrogation in regenerative medicine. It offers a preclinical system to de-risk therapeutic strategies aimed at enhancing liver recovery post-resection.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of molecular drivers of portal vein ligation- and transection-induced liver hypertrophy.
- Operational Value: Provides a reproducible surgical model to validate targets involved in rapid regenerative responses.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantifiable liver volume metrics (e.g., 100% increase at day 3 post-PVL vs 200% post-ALPPS) for assay benchmarking.
- Operational Value: Supports development of standardized readouts for compound screening in liver regeneration.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Mirrors clinical ALPPS procedure to study mechanisms of accelerated regeneration relevant to human surgical oncology.
- Operational Value: Facilitates preclinical testing of pharmacologic modulators of liver hypertrophy.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions by linking molecular pathways to functional liver regrowth.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the discovery continuum from target validation through preclinical efficacy testing, particularly for biologics or small molecules modulating liver regeneration pathways.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of signaling pathways triggered by portal flow alteration and parenchymal injury.
- Screening: Enables assay development using volumetric and molecular readouts to assess regenerative capacity.
- Analytics: Provides quantitative outcomes (liver weight/volume, histology, molecular markers) to compare regenerative kinetics.
- Translational Research: Connects mechanistic findings to clinical ALPPS outcomes in patients with borderline resectable tumors.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable surgical platform for iterative target validation across regenerative medicine programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Mechanistic de-risking of liver regeneration targets through physiological and molecular profiling.
- Operational Value: Standardized surgical procedure with defined endpoints (e.g., liver volume increase by day 3).
- Strategic Value: Improves predictive confidence in preclinical models of tissue recovery.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of regenerative therapeutics based on functional liver recovery.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent microsurgery and vascular dissection.
- Dependence on precision instrumentation (micro forceps, bipolar cauterization, fine sutures).
- Necessitates postoperative monitoring for pain, analgesia, and survival endpoints.
- Adaptation considerations for modeling partial vs complete transection or vascular ligation variants.
- Limited by species-specific differences in regenerative capacity between rats and humans.
