Częściowe podwiązanie dróg żółciowych u myszy: kontrolowany model zlokalizowanej cholestazy obturacyjnej
March 28th, 2018
Tutaj prezentujemy częściowe podwiązanie dróg żółciowych jako chirurgiczny model uszkodzenia i regeneracji wątroby u gryzoni.
Ogólnym celem tej interwencji chirurgicznej jest obserwacja skutków miejscowej obturacyjnej cholestazy. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie hepatologii dotyczące tego, jak zidentyfikować mechanizmy regeneracji wątroby. Główną zaletą tej techniki jest to, że można dokonać znaczących porównań między podwiązanym płatem doświadczalnym a niepodwiązanym płatem kontrolnym w obrębie tego samego zwierzęcia.
Dzisiejszą procedurę zademonstruje dr Toshimasa Nakao, doktor habilitowany z laboratorium chirurgii transplantacyjnej. Po potwierdzeniu braku reakcji na szczypanie palca u znieczulonej myszy C57 black 6 w wieku od 8 do 12 tygodni, ogol okolice brzucha maszynką do strzyżenia włosów i umieść zwierzę pod mikroskopem chirurgicznym. Przymocuj kończyny do stołu i za pomocą sterylnych wacików sekwencyjnie zdezynfekuj obszar operacyjny za pomocą 0,3 do 0,5 mililitra jodu powidonu i 70% etanolu.
Następnie wykonaj nacięcie w linii środkowej od mieczyka mieczykowatego do kości łonowej i użyj mikro retraktora, aby otworzyć jamę brzuszną. Użyj kleszczyków do komarów, aby cofnąć mieczyk mieczykowaty w kierunku głowy myszy i użyj miękkiej gliny, aby przytrzymać kleszcze i mieczyk w tej pozycji. Nawodnij jamę brzuszną jednym do dwóch mililitrów wysterylizowanego PBS o temperaturze 37 stopni Celsjusza i użyj mokrych wacików, aby delikatnie przesunąć jelito cienkie w kierunku głowy myszy.
Przetnij więzadła między jelitem cienkim a zaotrzewnową, aby uniknąć uszkodzenia tkanki i owiń jelito cienkie i grube mokrą gąbką z włókniny. Umieść tkankę jelita po ogonowej stronie jamy brzusznej i użyj małej mokrej gąbki z włókniny, aby delikatnie cofnąć całą wątrobę w kierunku mieczykowatej, aby odsłonić wnękę wątroby i więzadło wątrobowo-żumienne. Zlokalizuj wnękę wątroby, wspólny przewód żółciowy po brzusznej stronie żyły wrotnej oraz drogi żółciowe lewej i prawej wątroby, które spływają do głównego zbiegu dróg żółciowych we wnęce wątroby.
Za pomocą nylonowego szwu 10-0 i strony igły do szwów podwiązaj lewy płat wątrobowego przewodu żółciowego. Po założeniu szwu należy przywrócić jelito cienkie i grube do ich anatomicznego położenia i potwierdzić brak skrętu jelita lub krwawienia śródbrzusznego. Następnie zdejmij kleszczyki do komarów, oddzielnie zamknij warstwy mięśni i skóry ciągłymi szwami 4-0 Vicryl i umieść mysz pod lampą grzewczą z monitorowaniem aż do pełnego wyzdrowienia.
Porównanie biochemii wątroby w surowicy między myszami z częściowymi podwiązanymi drogami żółciowymi a myszami transgenicznymi z pełnymi podwiązanymi drogami żółciowymi w celu nierozpuszczalnej agregacji białek wątroby ujawnia minimalne uszkodzenie wątroby lub cholestazę u myszy z częściowymi podwiązanymi drogami żółciowymi oraz poważne uszkodzenie i nagromadzenie enzymów u zwierząt transgenicznych z kompletnymi podwiązanymi drogami żółciowymi. Ponieważ myszy poddane częściowemu podwiązaniu dróg żółciowych z czasem rozwinęły się specyficzna dla płata obturacyjna cholestaza, podwiązany płat wydaje się nieco jaśniejszy 14 dni po operacji w porównaniu z płatami niepodwiązanymi, które zachowały swój normalny ciemnoczerwonawo-brązowy kolor. Podwiązany płat wykazuje również wzrost proliferacji dróg żółciowych i zwłóknienia w porównaniu z płatami niepodwiązanymi w odpowiedzi na miejscową cholestazę wywołaną podwiązaniem.
Po opanowaniu tej techniki można ją wykonać w ciągu 10 do 12 minut, jeśli zostanie wykonana prawidłowo. Po tej procedurze można zastosować inne metody, takie jak śledzenie linii, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania dotyczące naprowadzania komórek macierzystych do miejsc uszkodzenia i regeneracji wątroby. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak dokonywać znaczących porównań za pomocą częściowego podwiązania dróg żółciowych w celu zidentyfikowania skutków miejscowych i ogólnoustrojowych.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten artykuł przedstawia częściowe zwężenie dróg żółciowych jako model chirurgiczny do badania uszkodzeń wątroby i regeneracji u gryzoni. Metoda ta umożliwia obserwację zlokalizowanych obturacyjnych zastoinów żółci i ich wpływu na mechanizmy działania wątroby.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Hepatologia
- Regeneracja wątroby
- Modele chirurgiczne
Tło
- Rozumienie uszkodzeń wątroby i regeneracji jest kluczowe w hepatologii.
- Zlokalizowany obturacyjny zastój żółci może dać wgląd w mechanizmy działania wątroby.
- Porównawcze badania na tym samym zwierzęciu zwiększają wiarygodność wyników.
- Ten model jest szczególnie przydatny do badania dynamiki regeneracji wątroby.
Cel badania
- Obserwacja wpływu częściowego zwężenia dróg żółciowych na uszkodzenie wątroby.
- Identyfikacja mechanizmów zaangażowanych w regenerację wątroby.
- Ustanowienie wiarygodnego modelu chirurgicznego dla przyszłych badań hepatologicznych.
Stosowane metody
- Wykorzystanie znieczulonych myszy C57 black 6 do przeprowadzenia procedury.
- Golenie i dezynfekcja okolicy brzucha przed operacją.
- Umocowanie kończyn do stołu operacyjnego dla stabilności.
- Przeprowadzenie operacji pod mikroskopem chirurgicznym dla precyzji.
Główne wyniki
- Wykazano wykonalność modelu chirurgicznego.
- Ustalono metodę porównywania przewleczonych i nieprzewleczonych płatów wątroby.
- Dostarczono wglądu w procesy regeneracyjne wątroby.
- Ułatniono dalsze badania nad mechanizmami uszkodzeń wątroby.
Wnioski
- Częściowe zwężenie dróg żółciowych jest cennym modelem do badania uszkodzeń wątroby.
- Technika ta umożliwia kontrolowane porównania w obrębie tego samego organizmu.
- Przyszłe badania mogą opierać się na tym modelu, aby dalsze badać regenerację wątroby.
Często zadawane pytania
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.
