Протокол описывает простой метод резекции интактной печени мыши для метаболических исследований посредством перфузии воротных вен.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Протокол описывает простой метод резекции интактной печени мыши для метаболических исследований посредством перфузии воротных вен.
Метаболические заболевания, такие как диабет, преддиабет, неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) и неалкогольный стеатогепатит (НАСГ), становятся все более распространенными. Перфузии печени ex vivo позволяют проводить комплексный анализ метаболизма печени с использованием ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в условиях питания, которые можно строго контролировать. Поскольку в silico моделирование остается в первую очередь теоретическим средством оценки гормональных действий и эффектов фармацевтического вмешательства, перфузированная печень остается одним из самых ценных испытательных стендов для понимания печеночного метаболизма. Поскольку эти исследования направляют базовое понимание физиологии печени, результаты должны быть точными и воспроизводимыми. Наибольшим фактором воспроизводимости печеночной перфузии ex vivo является качество хирургического вмешательства. Поэтому мы ввели организованный и оптимизированный метод выполнения перфузий печени мышей ex vivo в контексте экспериментов с ЯМР in situ . Мы также описываем уникальное приложение и обсуждаем общие проблемы, возникающие в этих исследованиях. Общая цель состоит в том, чтобы предоставить несложное руководство по технике, которую мы усовершенствовали в течение нескольких лет, которую мы считаем золотым стандартом для получения воспроизводимых результатов в печеночных резекциях и перфузиях в контексте экспериментов in situ ЯМР. Расстояние до центра поля для магнита, а также недоступность ткани для вмешательства во время эксперимента ЯМР делает наши методы новыми.
Перфузии ex vivo имеют решающее значение в изучении печеночного метаболизма, и перфузия через воротную вену является стандартом для этих исследований. Чтобы изучать печеночный обмен в изоляции, печень должна быть резецирована из организма, чтобы избежать осложнений, возникающих в результате метаболизма в других органах (т. Е. Метаболизм всего тела) и осуществлять контроль над доступностью гормонов (инсулин, глюкагон и т. Д.). Этот подход может иметь важное значение для понимания влияния таких заболеваний, как диабет, НАЖБП и НАСГ, на печеночный метаболизм, а также механизмов действия лекарств. Эта статья служит руководством по печеночной резекции и перфузии. Мы разработали упрощенную процедуру для выполнения этих метаболических исследований печени с достаточной строгостью и воспроизводимостью. Если операция выполнена неправильно, наблюдается выраженная вариабельность полученных метаболических данных. Описан организованный метод выполнения портальной катетеризации вен и резекции печени в контексте метаболических исследований in situ в спектрометре ядерного магнитного резонанса (ЯМР), описанный в литературе 1,2,3,4,5.
В настоящее время нет литературы, описывающей перфузию печени ex vivo с использованием стеклянной колонки в ЯМР. Также нет видео или текстовой публикации, предоставляющей четкий пример того, как выполнять процедуру с печенью мыши, в частности, демонстрирующей, как катетеризировать воротную вену, резецировать печень, переносить и вешать печень на стеклянную колонку. Поскольку генетически модифицированная мышь повсеместно используется для изучения метаболизма печени, это важная процедура, которая заслуживает полного описания. Операции по перфузии печени не новы, но эта статья является методом золотого стандарта, сопровождаемым видео, демонстрирующим техническое совершенство, описанное в этой статье, чтобы помочь всем, кто заинтересован в этой процедуре. Метод, представленный здесь, лучше всего применять к метаболизму в режиме реального времени для обнаружения функции и оборота метаболитов в моделях заболеваний.
Этот метод использует стеклянную колонку с водяной рубашкой длиной 100 см, которая позволяет печени висеть на дне канюли, инкапсулированной перфусатом внутри ЯМР-трубки. Нагретая вода в стеклянной рубашке используется для контроля температуры перфусата. Тонкослойный оксигенатор находится под давлением с 95%/5% O2/CO2 для контроля pH. С помощью трех отдельных насосов устанавливается высота колонны перфусата, которая обеспечивает постоянное давление на печень. Расход не контролируется сверх приложения постоянного давления (рисунок 1). Чтобы подтвердить, что печень функционирует надлежащим образом, измерения кислорода проводятся вместе со скоростью потока. В наших руках этот набор предварительных условий приводит к высоковоспроизводимым экспериментам ЯМР для оценки метаболической функции печени.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эксперименты с участием мышей проводились в соответствии с Комитетом по институциональному уходу и использованию животных Университета Флориды (протокол No 201909320). Используемый штамм мыши был C57BL/6J; все мыши были самцами. Этот метод обычно применим и для исследований с использованием других стандартных штаммов мышей. Эта операция оптимально выполняется двумя людьми, работающими вместе.
1. Первоначальная настройка
2. Предоперационная настройка
3. Установка перфузатной колонны
4. Обезболивание мыши
5. Целиотомия
6. Каннуляция воротной вены
7. Резекция печени после портальной канюляции вен
8. Подвешивание печени к колонке
9. Измерение расхода
10. Измерение кислорода
ПРИМЕЧАНИЕ: Измерения кислородного измерителя были установлены в соответствии с инструкциями завода-изготовителя15.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Функция печени в первую очередь оценивается по потреблению кислорода и скорости потока. Типичны скорость потока 4-8 мл/мин и потребление кислорода 1 мкмоль/мин.г. Эти меры будут варьироваться в зависимости от конкретных экспериментальных условий и биологических различий.
Точное количество используемого изофлурана будет зависеть от типа используемой анестезиологической системы, а также от окружающей среды и возраста / веса мыши. Во время операции изофлуран и газ доставки не изменяются, хотя нек...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эта хирургическая процедура является сложной и требует обширной практики для достижения воспроизводимых результатов. Изофлуран и газ-носитель должны быть отрегулированы по мере необходимости, чтобы поддерживать жизнеспособность животного на протяжении большей части хирургической процедуры. Окружающая среда, время суток, возраст, вес и ряд других факторов будут влиять на анестезию. Вес, диета, штамм мышей и возраст могут повлиять на операцию, поскольку накопление жира может помешать визуализации воротной вены. При заклеив...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Спонсоры не играли никакой роли в разработке исследования; в сборе, анализе или интерпретации данных; при написании рукописи; или в решении опубликовать результаты.
Эта работа была поддержана финансированием Национальных институтов здравоохранения (R01-DK105346, P41-GM122698, 5U2C-DK119889). Часть этой работы была выполнена в Институте мозга Макнайта в Центре передовой магнитно-резонансной томографии и спектроскопии (AMRIS) Национальной лаборатории магнитного поля, который поддерживается Соглашением о сотрудничестве Национального научного фонда No. DMR-1644779 и штат Флорида.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 1 мл люер-лок одноразовый стерильный одноразовый шприц | н/д | /д | неспецифическая марка |
| 100 см водяная рубашка стеклянная колонна | н | /д н/д | изготовленный на заказ |
| 2-0 шелковый шовный материал | braintree scientific | н/д | |
| 22 калибр катертер 1 дюйм. Без предохранителя | Terumo | SRFF2225 | |
| 23 G 0,75 дюйма Гиподемериальные иглы | Exel International | 26407 | |
| 27 G 1,5 дюйма Иглы гиподемериальные Exel | International | 26426 | |
| 4x4 in. Хирургическая платформа | Н/Д | Изготовленная на заказ | |
| 70% спиртовая салфетка | Н/Д | Н/Д | Неспецифическая марка |
| Циркуляционная водяная баня | MS Lauda | Н/А | Модель больше не производится |
| Аппликатор с ватным наконечником | Н/Д | Н/Д | Неспецифическая марка |
| Деликатные операционные ножницы; Прямой; Шарп-Шарп; длина лезвия 30 мм; 4 3/4 " | Roboz | RS-6702 | |
| Dumont #5/45 Щипцы | Fine Scientific Tools | 11251-35 | |
| Dumont #7 - Тонкие щипцы | Fine Scientific Tools | 11274-20 | |
| Гемостатики | Fine Scientific Tools | 13015-14 | |
| Гепарин натрия инъекционный 1000 единиц/мл | RX Generics | 71288-0402-02 | |
| Изофлуран | Паттерсон Ветеринар | 14043-0704-06 | |
| Лидокаин HCl 2% | VEDCO Inc. | 50989-0417-12 | |
| Мембранный тонкослойный оксигенатор | Радноти | н/д | |
| ножницы Метценбаума; Изогнутый; Тупой; Длина лезвия 27 мм; 5 " | Кислородная | RS-6013 | |
| Hanstech Instruments Ltd. | Н/Д | ||
| Солевой раствор 0,9% Н | /Д | /Д | Солевой раствор изготовлен в лабораторных |
| весах | Н/Д Н | /Д | Неспецифическая торговая |
| марка Аналоговые консольные насосные системы с регулируемой скоростью | Cole Palmer | Н/Д | Модели изготавливаются по индивидуальному заказу для каждого применения |
| Весовые лодки | Н/Д Н | /Д | Неопределенный бренд |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.