Gedeeltelijke gal Duct afbinding in de muis: een gecontroleerde Model van gelokaliseerde obstructieve cholestase
28 maart 2018
Hier presenteren we gedeeltelijke gal duct afbinding als een chirurgische model van lever schade en regeneratie van knaagdieren.
Het algemene doel van deze chirurgische ingreep is om de effecten van gelokaliseerde obstructieve cholestase te observeren. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in het gebied van de hepatologie over hoe mechanismen van leverregeneratie kunnen worden geïdentificeerd. Het grote voordeel van deze techniek is dat er zinvolle vergelijkingen kunnen worden gemaakt tussen de geligeerde experimentele lob en de niet-geligeerde controlelob binnen hetzelfde dier.
De procedure wordt vandaag gedemonstreerd door Dr. Toshimasa Nakao, een post-doc uit het laboratorium voor transplantatiechirurgie. Na het bevestigen van een gebrek aan reactie op teenprik bij een geanesthetiseerde 8 tot 12 weken oude C57 zwarte 6 muis, scheer de buikstreek met een haarclip en plaats het dier onder een chirurgische microscoop. Bevestig de ledematen aan de tafel en gebruik steriele wattenschijfjes om het operatiegebied sequentieel te desinfecteren met 0,3 tot 0,5 milliliter povidoniodine en 70% ethanol.
Maak vervolgens een middenlijnsnede van het xiphoïd naar de schaambeen en gebruik een micro retractor om de buikholte te openen. Gebruik een pincet om het xiphoïd naar de kop van de muis te trekken en gebruik zachte klei om het pincet en xiphoïd in deze positie te houden. Hydrateer de buikholte met één tot twee milliliter gesteriliseerde 37 graden Celsius PBS en gebruik natte wattenschijfjes om de dunne darm voorzichtig naar de kop van de muis te bewegen.
Snijd de ligamenten tussen de dunne darm en het retroperitoneum om schade aan het weefsel te voorkomen en wikkel de dunne en dikke darmen in een natte niet-geweven gaaskompres. Plaats het darmweefsel aan de caudale zijde van de buikholte en gebruik een kleine natte niet-geweven gaaskompres om de hele lever voorzichtig naar het xiphoïd te trekken om het leverhilum en het hepatoduodenale ligament bloot te leggen. Lokaliseer het leverhilum, de gemeenschappelijke galgang aan de ventrale zijde van de poortader en de linker en rechter levergalgangen die uitmonden in de hoofdgalverbinding bij het leverhilum.
Gebruik een 10-0 nylondraad en de stompe kant van een naald om de linker levergalganglob te binden. Wanneer de naald is geplaatst, breng de dunne en dikke darmen terug naar hun anatomische locatie en bevestig een gebrek aan darmtorsie of intra-abdominaal bloeden. Verwijder vervolgens het pincet, sluit afzonderlijk de spier- en huidlagen met continue 4-0 Vicryldraden en plaats de muis onder een verwarmingslamp met bewaking tot volledige herstel.
Vergelijking van de serumleverbiochemie tussen muizen met gedeeltelijke galgangbinding en muizen met volledige galgangbinding die transgeen zijn voor onoplosbare levereiwitaggregatie, onthult minimale leverschade of cholestase in de muizen met gedeeltelijke galgangbinding en ernstige schade en enzymophoping in de transgene dieren met volledige galgangbinding. Aangezien muizen die onderhevig waren aan gedeeltelijke galgangbinding na verloop van tijd lobspecifieke obstructieve cholestase ontwikkelden, ziet de geligeerde lob er 14 dagen na de operatie lichter uit in vergelijking met de niet-geligeerde lobben die hun normale donker roodbruine kleur behouden. De geligeerde lob vertoont ook een toename in galgangproliferatie en fibrose in vergelijking met de niet-geligeerde lobben als reactie op ligatie-geïnduceerde gelokaliseerde cholestase.
Eenmaal onder de knie, kan deze techniek in 10 tot 12 minuten worden voltooid als deze correct wordt uitgevoerd. Na deze procedure kunnen andere methoden zoals lijnage tracing worden gebruikt om aanvullende vragen te beantwoorden over stamcelhoming naar plaatsen van leverbeschadiging en -regeneratie. Na het bekijken van deze video, zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u zinvolle vergelijkingen kunt maken met behulp van gedeeltelijke galgangbinding om lokale versus systemische effecten te identificeren.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel presenteert gedeeltelijke galgangligatie als chirurgisch model voor het bestuderen van leverbeschadiging en regeneratie bij knaagdieren. De methode maakt het mogelijk om gelokaliseerde obstructieve cholestase en de effecten daarvan op levermechanismen te observeren.
Belangrijkste onderdelen van de studie
Wetenschappelijk gebied
- Hepatologie
- Leverregeneratie
- Chirurgische modellen
Achtergrond
- Het begrijpen van leverschade en regeneratie is van cruciaal belang in de hepatologie.
- Gelokaliseerde obstructieve cholestase kan inzicht bieden in levermechanismen.
- Vergelijkende studies binnen hetzelfde dier verhogen de betrouwbaarheid van de resultaten.
- Dit model is bijzonder nuttig voor het bestuderen van de dynamiek van het herstel van de lever.
Doel van de studie
- Om de effecten van partiële galwegligatie op leverschade te observeren.
- Om mechanismen te identificeren die betrokken zijn bij leverregeneratie.
- Om een betrouwbaar chirurgisch model vast te stellen voor toekomstige hepatologische studies.
Gebruikte methoden
- Gebruik van geanestheseerde C57 black 6-muizen voor de procedure.
- Het scheren en desinfecteren van de abdominale regio vóór de operatie.
- Het vastzetten van de ledematen aan de operatietafel voor stabiliteit.
- Het uitvoeren van de operatie onder een operatieve microscoop voor precisie.
Belangrijkste resultaten
- De haalbaarheid van het chirurgische model is aangetoond.
- Er is een methode vastgesteld voor het vergelijken van geligeerde en niet-geligeerde leverkwabben.
- Er is inzicht verschaft in de regeneratieve processen van de lever.
- Verder onderzoek naar mechanismen van leverbeschadiging is gefaciliteerd.
Conclusies
- Partiële galgangligatie is een waardevol model voor het bestuderen van leverschade.
- De techniek maakt gecontroleerde vergelijkingen binnen hetzelfde organisme mogelijk.
- Toekomstige studies kunnen voortbouwen op dit model om leverregeneratie verder te onderzoeken.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor leidinggevenden
Partiële galgangligatie (pBDL) biedt een gecontroleerd model voor het bestuderen van gelokaliseerde obstructieve cholestase, waardoor een directe vergelijking mogelijk is tussen geligueerde en niet-geligueerde leverlobben binnen hetzelfde dier. Dit ontwerp met interne controle vermindert variabiliteit, verlaagt het aantal benodigde dieren en ondersteunt mechanische risicobeperking bij de validatie van hepatologische targets. Deze benadering vergroot het voorspellende vertrouwen door lobspecifieke reacties op galaccumulatie en fibrosepaden te isoleren.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het mogelijk om therapeutische hypothesen te onderzoeken die verband houden met gelokaliseerde leverschade en regeneratiepaden.
- Operationele waarde: Ondersteunt biologische risicoreductie door lobus-specifieke reacties op cholestase te vergelijken binnen identieke genetische en omgevingsfactoren.
- Voorspellende waarde: Faciliteert portfolio-triage door onderscheid te maken tussen systemische versus gelokaliseerde drugseffecten op galgangproliferatie en fibrose.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Bereidt gevalideerde ziekterelateerde systemen voor op stroomafwaartse assay-standaardisatie met behulp van lobspecifieke biochemische read-outs.
- Operationele waarde: Verbetert de reproduceerbaarheid via interne controles, waardoor de behoefte aan afzonderlijke sham-groepen wordt verminderd en inter-individuele variabiliteit tussen dieren wordt geminimaliseerd.
- Schaalbaarheid: Ondersteunt hergebruik van het platform in preklinische modellen die medicatiemechanismen en celmigratie in cholestatische contexten onderzoeken.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Sluit aan bij ziekterelevante systemen door menselijke obstructieve cholestase te modelleren met lobspecifieke galgangproliferatie en fibrose.
- Translationele continuïteit: Slaat een brug van ontdekking naar preklinische validatie door lineage tracing en stamcelhoming-studies na ligatie mogelijk te maken.
- Risico-gecorrigeerde vooruitgang: Ondersteunt go/no-go-beslissingen door gelokaliseerde versus systemische biomarkerresponsen op retentie van galcomponenten te kwantificeren.
Integratie van Pipeline & Workflow
pBDL past binnen het ontdekkingscontinuüm van targetvalidatie tot preklinisch onderzoek, in het bijzonder voor hepatologie-gerichte programma's die mechanismen van leverschade en regeneratieve responsen onderzoeken.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing door vergelijking van geligeerde en niet-geligeerde lobben mogelijk te maken om lokale effecten van cholestase te isoleren.
- Screening: Levert assay-klare biologische systemen met kwantificeerbare outputs, zoals serumleverbiochemie en histologische veranderingen in galgangproliferatie.
- Analytics: Biedt kwantitatieve metingen van afhankelijke variabelen, waaronder enzymniveaus, lobkleuring en fibrosescores om experimentele condities te vergelijken.
- Translationeel onderzoek: Sluit aan bij preklinische continuïteit door postoperatieve analyses te ondersteunen, zoals lineage tracing om de rekrutering van stamcellen naar beschadigde locaties te bestuderen.
- Enterprise Reuse: Fungeert als een herbruikbaar chirurgisch platform voor het bestuderen van medicatie-effecten en cellulaire mechanismen in gelokaliseerde leverziektemodellen.
Operationele impact & impact op de organisatie
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen door mechanische ambiguïteit te verminderen via interne lob-tot-lobvergelijkingen.
- Operationele waarde: Verbetert de standaardisatie en reproduceerbaarheid door inter-dierlijke variabiliteit te elimineren via controls binnen hetzelfde dier.
- Strategische waarde: Verbetert de kapitaalefficiëntie door het aantal verloren dieren en de kosten te verminderen in vergelijking met volledige galgangligatuurmodellen.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering mogelijk door lokale drugstoxiciteit te onderscheiden van systemische levereffecten.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist microsurgische expertise en toegang tot chirurgische microscopen voor de precieze ligatie van de linker hepatische galgang.
- Is afhankelijk van instrumentarium, waaronder 10-0 nylon hechtdraden, mosquito-klemmen en instrumenten voor het handhaven van een steriel veld.
- Maakt cross-team standaardisatie van de postoperatieve monitoring en de procedures voor serum biochemische bemonstering noodzakelijk.
- Houdt rekening met aanpassingen bij het uitbreiden van het model naar andere muizenstammen of bij het onderzoeken van verschillende lobben.
- Beperkt tot studies waarbij lob-specifieke obstructie voldoende is om de menselijke aandoening van belang te modelleren.
