Hepatektomia zrazikowa częściowa: chirurgiczny model morfologicznej regeneracji wątroby
May 31st, 2018
Tutaj prezentujemy nową metodę częściowej resekcji lewego płata wątroby u noworodków (dzień 0) myszy. Ten nowy protokół jest odpowiedni do badania ostrego uszkodzenia wątroby i reakcji na uraz u noworodków.
Ogólnym celem tego zabiegu chirurgicznego jest wywołanie morfologicznej regeneracji wątroby poprzez częściową hepatektomię zrazikową. Metoda ta może odpowiedzieć na kluczowe pytania z zakresu biologii komórek macierzystych i medycyny regeneracyjnej dotyczące morfologicznej regeneracji wątroby i komórek macierzystych specyficznych dla wątroby. Głównymi zaletami tej techniki jest to, że jest minimalnie inwazyjna i nie wymaga chemicznych obelg ani kauteryzacji.
Przed dotknięciem zwierząt należy wetrzeć ściółkę z klatki matki w rękawiczki. Następnie przenieś wszystkie szczenięta i trochę ściółki z klatki matki do pustej klatki na poduszce grzewczej. Następnie umieść szczenię pod mikroskopem preparacyjnym.
Po stwierdzeniu odpowiedniego poziomu uspokojenia przez brak reakcji na uszczypnięcie palca, należy użyć małego gazika, aby zdezynfekować tylną ścianę brzucha zwierzęcia za pomocą betadyny. Użyj mikronożyczek preparacyjnych i kleszczy, aby wykonać lewe półcentymetrowe nacięcie śródobojczykowe bezpośrednio pod klatką piersiową. Użyj kleszczy, aby delikatnie oddzielić skórę.
Następnie wykonaj drugie, głębsze nacięcie w jamie otrzewnej i użyj tylnej krawędzi mikronożyczek preparacyjnych i kleszczy, aby delikatnie wywrzeć boczny nacisk po obu stronach brzucha, wypychając wierzchołek lewego płata z jamy otrzewnej. Gdy lewy wierzchołek lewego płata jest widoczny, amputuj odpowiednią eksperymentalną ilość tkanki z płata i umieść tkankę w 1,5-mililitrowej probówce PBS na lodzie. Za pomocą zwiniętego kawałka gazy delikatnie przywróć lewy płat do jamy otrzewnej.
Usuń gazę, gdy krwawienie ustanie i zwilż pole operacyjne i okolice gazą nasączoną PBS. Zamknij pole operacyjne za pomocą szwów i ściegu biegowego. Następnie delikatnie, ale dokładnie zwiń gazę nasączoną PBS po szczenię i miejscu rany, upewniając się, że nie pozostała krew ani betadyna.
Pozwól szczenięciu dojść do siebie w pobliżu gazików wystawionych na kał i mocz matki. Kiedy wszystkie szczenięta zostaną poddane hepatektomii, wszystkie zwierzęta i ściółka powinny zostać przeniesione do klatki matki. Po zważeniu płatów utrwal próbki tkanek w 2% paraformaldehydzie przez godzinę w temperaturze pokojowej.
Pod koniec utrwalania przenieś tkanki do indywidualnych form zamrażających zawierających pożywkę o optymalnej temperaturze cięcia do zamrażania nad suchym lodem. I pozyskaj 7-10 mikrometrycznych odcinków każdego płata za pomocą dowolnego standardowego kriostatu. Sprawdzaj szczenięta codziennie przez co najmniej 56 dni, aby upewnić się, że ich rany pozostają zamknięte i wstrzyknij środek przeciwbólowy 24 i 48 godzin po operacji.
W odpowiednim eksperymentalnym punkcie końcowym zbierz i zważ wątrobę każdego szczeniaka na bloku. Następnie ostrożnie oddziel każdy płat z osobna w jego bliższym przyczepie i porównaj masę amputowanego lewego płata z masą całej wątroby, aby określić zakres regeneracji w każdym płacie. Subtelną regenerację lewego płata można zaobserwować 7-14 dni po zabiegu, a pełną regenerację często obserwuje się po 56 dniach.
Brak istotnej różnicy w obszarach hepatocytów w zregenerowanej wątrobie ujawnionej przez analizę histologiczną. Co więcej, wstrzyknięcia EdU u noworodków u myszy wskazują na znaczny wzrost liczby proliferujących komórek w uszkodzonym regenerującym się lewym płacie w porównaniu z nieuszkodzonymi kontrolami, co sugeruje, że proliferacja komórek przyczynia się do regeneracji lewego płata u noworodków. Hepatektomia u młodocianych myszy po urodzeniu w 14. dniu powoduje jednak zmniejszoną regenerację lewego płata ze zwiększoną kompensacją ze strony nieuszkodzonych płatów.
Wskazuje to, że po 14 dniach reakcja na uraz na ostrą resekcję zmienia się z regeneracji specyficznej dla płata na globalną kompensację. Po opanowaniu tej techniki można ją wykonać w ciągu 15 minut, jeśli zostanie wykonana prawidłowo. Podczas próby wykonania tej procedury ważne jest, aby zachować jak największą ostrożność, aby nie powodować dodatkowego stresu u matki lub szczeniąt.
Po tej procedurze można zastosować inne metody, takie jak seryjne hepatekomie lub przewlekłe uszkodzenia wątroby, aby dokładniej ocenić potencjał regeneracyjny wątroby. Po jej opracowaniu technika ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się biologią komórek macierzystych do zbadania regeneracji wątroby u nowonarodzonych myszy. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak przeprowadzić kontrolowaną amputację wątroby noworodka myszy specyficznej dla płata.
Nie zapominaj, że praca z izofluranem jest niezwykle niebezpieczna i podczas wykonywania tej procedury należy zawsze zachować środki ostrożności, takie jak maska na twarz i rękawiczki.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten artykuł przedstawia nową metodę częściowej resekcji lewego płata wątroby u myszy noworodków, mającą na celu badanie ostrej choroby wątroby i reakcji na uraz w kontekście noworodkowym. Technika ta jest minimalnie inwazyjna i ułatwia badania nad regeneracją wątroby i biologią komórek macierzystych.
Kluczowe elementy badania
Obszar nauki
- Neuronauki
- Medycyna regeneracyjna
- Biologia komórek macierzystych
Tło
- Rozumienie regeneracji wątroby jest kluczowe dla rozwoju medycyny regeneracyjnej.
- Modele noworodkowe zapewniają unikalne wglądy w reakcje na uraz wątroby.
- Ta metoda unika chemicznych obrażeń, czyniąc ją bezpieczniejszą dla badanych organizmów.
- Częściowa hepatektomia płacikowa jest kluczowa w badaniu morfologii wątroby.
Cel badania
- Wywołanie morfologicznej regeneracji wątroby u myszy noworodków.
- Zbadanie roli komórek macierzystych wątroby w regeneracji.
- Opracowanie protokołu minimalizującego szkody dla badanych organizmów.
Zastosowane metody
- Technika częściowej hepatektomii płacikowatej.
- Zastosowanie mikroskopu do sekcjonowania dla precyzji.
- Przeniesienie młodych myszy do kontrolowanego środowiska na czas operacji.
- Minimalnie inwazyjne podejście chirurgiczne.
Główne wyniki
- Metoda skutecznie wywołuje regenerację wątroby.
- Umożliwia badanie reakcji na uraz wątroby u noworodków.
- Demonstruje potencjał komórek macierzystych wątroby.
- Minimalnie inwazyjna natura zmniejsza stres u zwierząt.
Wnioski
- Ta nowa metoda chirurgiczna jest skuteczna w badaniu regeneracji wątroby.
- Otwierają się nowe możliwości badań nad biologią komórek macierzystych.
- Bezpieczeństwo i skuteczność techniki sprawiają, że jest ona cennym narzędziem w medycynie regeneracyjnej.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Partial lobular hepatectomy in neonatal mice provides a robust in vivo model to interrogate mechanisms of true morphologic liver regeneration, distinct from compensatory hypertrophy seen in adults. This model enables biopharma R&D teams to evaluate regenerative capacity, age-dependent decline, and the role of hepatic progenitor cells in a physiologically relevant context. Its minimal invasiveness and avoidance of chemical injury support translational continuity and mechanistic de-risking for regenerative medicine portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of regenerative pathways and stem cell involvement in organ restoration.
- Supports biological de-risking by distinguishing true regeneration from compensatory growth.
- Facilitates functional target validation for regenerative therapeutics.
- Provides predictive confidence for advancing regenerative strategies.
Screening & Assay Development
- Establishes a reproducible in vivo platform for evaluating regenerative interventions.
- Supports quantitative assessment of liver mass restoration and histological architecture.
- Enables standardization of regenerative outcome measures across studies.
- Prepares validated biological systems for downstream molecular and cellular analyses.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant models for pediatric and developmental liver disorders.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation of regenerative candidates.
- Enables risk-adjusted advancement decisions based on age-dependent regenerative outcomes.
- Provides mechanistic de-risking for stem cell and tissue engineering approaches.
Pipeline & Workflow Integration
This model integrates into the discovery-to-preclinical continuum, enabling hypothesis testing, target validation, and translational assessment of regenerative interventions.
- Discovery Biology: Supports mechanistic studies of regeneration, stem cell activation, and pathway elucidation.
- Screening: Provides quantitative and reproducible readouts for regenerative efficacy.
- Analytics: Enables measurement of lobe mass, histological restoration, and cell proliferation indices.
- Translational Research: Bridges neonatal regenerative biology with preclinical evaluation of therapeutic candidates.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, reusable in vivo platform for regenerative medicine R&D.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in regenerative target validation and mechanistic clarity.
- Operational Value: Delivers standardized, minimally invasive, and scalable procedures for in vivo studies.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and reduces late-stage biological risk for regenerative programs.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of regenerative and stem cell-based assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in neonatal microsurgery and animal handling.
- Needs access to surgical microscopes, cryostats, and histological analysis infrastructure.
- Demands rigorous cross-team standardization of surgical and analytical protocols.
- Adaptation may be needed for different developmental stages or genetic backgrounds.
- Careful perioperative management is essential to minimize stress and ensure reproducibility.
