マウスの部分胆管結紮: ローカライズされた閉塞性胆汁うっ滞の制御モデル
2018年3月28日
肝臓の傷害および齧歯動物の再生の手術モデルとして部分胆管結紮を紹介します。
この外科的介入の全体的な目標は、限局性閉塞性胆汁うっ滞の影響を観察することです。この方法は、肝臓再生のメカニズムをどのように特定するかについて、肝臓学分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、同じ動物内でライゲーションされた実験ローブとライゲーションされていないコントロールローブとの間に意味のある比較を行うことができることです。
本日は、移植外科研究室のポスドクである中尾俊正先生に施術していただきます。麻酔をかけた8週齢から12週齢のC57 black 6マウスでつま先の挟み込みに対する反応がないことを確認した後、バリカンで腹部を剃り、動物を手術用顕微鏡下に置きます。手足をテーブルに固定し、滅菌綿棒を使用して、0.3〜0.5ミリリットルのポビドンヨードと70%エタノールで手術部位を順次消毒します。
次に、剣状突起から恥骨への正中線切開を行い、マイクロリトラクターを使用して腹腔を開きます。蚊の鉗子を使用して剣状突起をマウスの頭に向かって引っ込め、柔らかい粘土を使用して鉗子と剣状突起をこの位置に保持します。1〜2ミリリットルの滅菌済み37°CPBSで腹腔を水分補給し、濡れた綿棒を使用して小腸をマウスの頭に向かって穏やかに動かします。
組織を傷つけないように小腸と後腹膜の間の靭帯を切断し、濡れた不織布ガーゼスポンジで小腸と大腸を包みます。腸組織を腹腔の尾側に置き、小さな濡れた不織布ガーゼスポンジを使用して、肝臓全体を剣状突起に向かって穏やかに引っ込め、肝門と肝十二指腸靭帯を露出させます。肝ハイラム、門脈の腹側にある総胆管、および肝ハイラムで主胆道合流点に排出される左右の肝胆管を見つけます。
10-0ナイロン縫合糸と縫合針の鈍い面を使用して、左肝胆管葉を結紮します。縫合糸が埋入されたら、小腸と大腸を解剖学的位置に戻し、腸のねじれや腹腔内出血がないことを確認します。次に、蚊の鉗子を取り外し、連続した4-0 Vicryl縫合糸で筋肉と皮膚の層を別々に閉じ、マウスを完全に回復するまで監視しながらマウスをヒートランプの下に置きます。
不溶性肝タンパク質凝集のための部分胆管結紮マウスと完全胆管結紮マウスとの間の血清肝生化学の比較は、部分胆管結紮マウスにおける最小限の肝障害または胆汁うっ滞、および完全胆管結紮トランスジェニック動物における重篤な損傷および酵素蓄積を明らかにする。部分胆管結紮術を受けたマウスは、時間の経過とともに葉特異的閉塞性胆汁うっ滞を発症したため、手術後14日で結紮された葉は、正常な暗赤褐色を維持していた結紮されていない葉と比較してわずかに色が薄く見えます。結紮された葉はまた、結紮によって誘発される限局性胆汁うっ血に応答して、結紮されていない葉と比較して胆管の増殖と線維化の増加を示します。
このテクニックを習得すると、適切に実行すれば10〜12分で完了できます。この手順に続いて、系統追跡などの他の方法を使用して、肝障害と再生部位への幹細胞のホーミングに関する追加の質問に答えることができます。このビデオを見れば、部分胆管結紮術を使用して意味のある比較を行い、局所的な影響と全身的な影響を特定する方法についてよく理解できるはずです。
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概要
本記事では、げっ歯類における肝損傷および肝再生を研究するための外科的モデルとして、部分胆管結紮法を紹介します。この手法により、局所的な閉塞性黄疸の観察と、それが肝臓のメカニズムに及ぼす影響を調べることが可能です。
研究の主要構成要素
科学分野
- 肝臓学
- 肝再生
- 外科的モデル
背景
- 肝損傷と肝再生を理解することは、肝臓学において極めて重要です。
- 局所的な閉塞性胆汁停滞は、肝臓のメカニズムに関する知見を提供します。
- 同一個体内での比較研究は、結果の信頼性を高めます。
- このモデルは、特に肝回復のダイナミクスを研究する際に有用です。
研究目的
- 部分胆管結紮が肝損傷に及ぼす影響を観察すること。
- 肝再生に関与するメカニズムを特定すること。
- 今後の肝臓研究に向けた信頼性の高い外科的モデルを確立すること。
使用方法
- 本処置には麻酔をかけたC57 black 6マウスを使用する。
- 手術前に腹部を剃毛し、消毒する。
- 安定性を確保するため、肢を手術台に固定する。
- 精度を高めるため、手術顕微鏡下で手術を行う。
主な結果
- 外科モデルの実現可能性を実証した。
- 結紮した肝葉と結紮していない肝葉を比較する方法を確立した。
- 肝臓の再生プロセスに関する知見を提供した。
- 肝損傷メカニズムのさらなる研究を促進した。
結論
- 胆管の部分結紮は、肝損傷を研究するための有用なモデルです。
- この手法により、同一個体内での対照比較が可能になります。
- 今後の研究では、このモデルを基に肝再生についてさらに深く探求することができます。
よくある質問
産業界における重要性
部分胆管結紮（pBDL）は、局所的な閉塞性胆汁うっ滞を研究するための制御されたモデルであり、同一動物内での結紮した肝葉と結紮していない肝葉の直接比較を可能にします。この内部対照デザインにより、個体差が抑えられ、使用動物数が削減され、肝臓病学のターゲット検証におけるメカニズムのデリスク（リスク低減）が促進されます。このアプローチは、胆汁蓄積および線維化経路に対する葉特異的な反応を分離することで、予測の信頼性を向上させます。
バイオ医薬品R&Dにおける戦略的応用
初期発見およびターゲット検証
- 科学的価値：局所的な肝損傷および再生経路に関連する治療仮説の検証を可能にします。
- 運用的価値：同一の遺伝的および環境的背景において、胆汁鬱滞に対する葉特異的な反応を比較することで、生物学的なリスク低減を支援します。
- 予測的価値：胆管増殖および線維化に対する全身的影響と局所的影響を区別することにより、ポートフォリオの優先順位付けを容易にします。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- 科学的価値： 葉特異的な生化学的読み取りを用いて、ダウンストリームアッセイの標準化に適した、検証済みの疾患関連システムを構築する。
- 運用の価値： 内部コントロールを通じて再現性を向上させ、独立したシャム群の必要性を減らし、個体間のばらつきを最小限に抑える。
- 拡張性： 薬剤の作用機序や胆汁鬱滞下における細胞遊走を調査する前臨床モデルにおいて、プラットフォームの再利用を可能にする。
翻訳・前臨床研究
- 科学的価値： 葉特異的な胆管増殖および線維化を伴うヒト閉塞性胆汁停滞をモデル化することで、疾患関連システムとの整合性を図っています。
- トランスレーショナルな連続性： 結紮後の系譜追跡および幹細胞ホーミング研究を可能にすることで、基礎研究から前臨床検証への橋渡しを行います。
- リスク調整後の進展： 停滞した胆汁成分に対する局所的および全身的なバイオマーカー反応を定量化することで、go/no-go判断を支援します。
パイプラインおよびワークフローの統合
pBDLは、ターゲットのバリデーションから前臨床研究に至る創薬の連続的なプロセスに適合し、特に肝障害のメカニズムや再生反応を調査する肝臓学に重点を置いたプログラムに有用です。
- 探索生物学：結紮した葉と結紮していない葉を比較することで、胆汁停滞による局所的な影響を分離し、仮説検証を支援する。
- スクリーニング：血清肝生化学検査や胆管増殖の組織学的変化など、定量可能なアウトプットを備えた、アッセイ準備済みの生物学的システムを提供する。
- 分析：酵素レベル、葉の呈色、線維化スコアなどの定量的な従属変数測定を提供し、実験条件を比較する。
- トランスレーショナルリサーチ：傷害部位への幹細胞動員を研究するためのリネージトレーシングなどの術後解析を支援し、前臨床的な連続性を確保する。
- エンタープライズ再利用：局所的な肝疾患モデルにおける薬剤の効果や細胞メカニズムを研究するための、再利用可能な外科的プラットフォームとして機能する。
運用および企業への影響
- 科学的価値： 内部の葉間比較を通じてメカニズムの曖昧さを軽減し、予測の信頼性を向上させる。
- 運用の価値： 個体内対照により個体間のばらつきを排除し、標準化と再現性を改善する。
- 戦略的価値： 完全胆管結紮モデルと比較して、動物の損失と費用を削減し、資本効率を高める。
- ポートフォリオへの影響： 局所的な薬物毒性と全身性の肝影響を区別することで、リスク調整後の優先順位付けを可能にする。
実施上の検討事項
- 左肝管を正確に結紮するためには、顕微鏡下手術の専門技術と手術用顕微鏡へのアクセスが必要です。
- 10-0ナイロン縫合糸、蚊鉗子、および滅菌野維持ツールを含む器具類に依存します。
- 術後のモニタリングおよび血清生化学サンプリング手順について、チームをまたいだ標準化が必要です。
- 本モデルを他のマウス系統に拡張する場合や、異なる葉を調査する場合は、適応に関する検討が必要です。
- 葉特異的な閉塞が、目的とするヒトの病態をモデル化するのに十分な研究に限定されます。
