Gedeeltelijke gal Duct afbinding in de muis: een gecontroleerde Model van gelokaliseerde obstructieve cholestase
March 28th, 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.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Dit artikel presenteert partiële ligatie van de galwegen als een chirurgisch model voor het bestuderen van leverbeschadiging en regeneratie bij knaagdieren. De methode maakt het mogelijk om gelokaliseerde obstructieve cholestase en de effecten ervan op levermechanismen waar te nemen.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Hepatologie
- Leverregeneratie
- Chirurgische modellen
Achtergrond
- Begrip van leverbeschadiging en regeneratie is cruciaal in de hepatologie.
- Gelocaliseerde obstructieve cholestase kan inzichten verschaffen in levermechanismen.
- Vergelijkende studies binnen hetzelfde dier verhogen de betrouwbaarheid van de resultaten.
- Dit model is bijzonder nuttig voor het bestuderen van de dynamica van leverherstel.
Doel van de studie
- Om de effecten van partiële ligatie van de galwegen op leverbeschadiging te observeren.
- Om mechanismen die betrokken zijn bij leverregeneratie te identificeren.
- Om een betrouwbaar chirurgisch model voor toekomstige hepatologische studies te vestigen.
Gebruikte methoden
- Gebruik van geanesthetiseerde C57 zwarte 6 muizen voor de procedure.
- Scherven en desinfecteren van de buikstreek vóór de operatie.
- Lijmen van ledematen aan de operatietafel voor stabiliteit.
- Uitvoeren van de operatie onder een chirurgisch microscoop voor precisie.
Belangrijkste resultaten
- Toonde de haalbaarheid van het chirurgische model.
- Vestigde een methode voor het vergelijken van geligeerde en ongeligeerde leverlobben.
- Verschafte inzichten in de regeneratieve processen van de lever.
- Maakte verder onderzoek naar leverbeschadigingsmechanismen mogelijk.
Conclusies
- Partiële ligatie van de galwegen is een waardevol model voor het bestuderen van leverbeschadiging.
- De techniek maakt gecontroleerde vergelijkingen binnen hetzelfde organisme mogelijk.
- Toekomstige studies kunnen voortbouwen op dit model om leverregeneratie verder te onderzoeken.
Veelgestelde vragen
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.
