Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Kirurgisk Skada på mus bukspottkörteln genom Ligering av bukspottkörtelgången som en modell för Endocrine och Exocrine omprogrammering och spridning

Published: August 7, 2015 doi: 10.3791/52765

Abstract

Utbyggnad av betacellerna i bukspottkörteln in vivo eller ex vivo, eller generering av betaceller genom differentiering från en embryonal eller adulta stamceller kan ge nya expanderbara källor till betaceller för att lindra donator bristen på mänsklig ö-transplantation som terapi för diabetes. Även om de senaste framsteg har gjorts mot detta mål, mekanismer som reglerar betacellernas expansion och differentiering av en stam / progenitorceller återstår att karakteriseras. Här beskriver vi ett protokoll för en skada modell i vuxen mus bukspottkörteln som kan fungera som ett verktyg för att studera mekanismerna för vävnadsombildning och beta-cellproliferation och differentiering. Partiell kanalligation (PDL) är ett experimentellt inducerad skada av gnagare bukspottkörteln involverar kirurgisk ligation av de viktigaste bukspottskörteln kanalen som leder till ett hinder för dränering av exokrina produkter ur svansregionen i bukspottkörteln. Den tillfogade skadan inducerar acinar atrofi, immunceller infiltranson och svår vävnadsombildning. Vi har tidigare rapporterat aktivering av neurogenin (NGN) 3 uttrycker endogena ursprungsliknande celler och en ökning av betacelltillväxt efter PDL. Därför erbjuder PDL en grund för att studera signaler som deltar i betacelldynamik och egenskaperna hos en endokrin stamfader i vuxen bukspottkörteln. Eftersom det fortfarande i hög grad oklart, vilka faktorer och vägar bidrar till betacells neogenesis och spridning i PDL, kommer ett standardiserat protokoll för PDL möjliggöra jämförelser mellan laboratorier.

Introduction

Den ökande förekomsten av diabetes, drabbar mer än 300 miljoner människor världen över 1,2 har ökat sökandet efter nya källor till insulinproducerande betacellerna, både in vitro och in vivo, för att fylla den bristfälliga betacellsmassan. 3 Identifiera nyckel mekanismer och faktorer som reglerar beta-cellproliferation och betacells neogenesis, dvs differentieringen av beta-celler från en icke-betaceller eller stamfadercell, kan tillhandahålla nya mål för utvecklingen av regenerativa terapier vid diabetes.

I utvecklings gnagare pankreas, samtliga av de typer endokrina cell skilja från en övergående population av endokrina prekursorceller, som uttrycker transkriptionsfaktor Neurogenin3 (Ngn3). 4,5 I den vuxna gnagare pankreas, under normala fysiologiska betingelser, är betacellmassan hålles vid ett optimalt antal för att möta metaboliska krav. Förändringar i betacellstorlek,apoptos och replikering utgör de viktigaste mekanismerna för betacells expansion och turn-over. 6-8 Medan potential betacellerna att föröka sig under normala fysiologiska förhållanden är homogen i hela befolkningen, är 9 deras spridning hastighet låg och åter replikering begränsas av en dynamisk inaktivitet period eller refraktär period 6,7, påverkas av ålder och glukosmetabolism. 10 Eftersom endokrina stamceller har hittills inte identifierats i normal vuxen bukspottkörteln är neogenesis tros inte bidra till normal vuxen betacelltillväxt. 8

Därför fastställandet av en frivillig endokrin progenitorcell i vuxen bukspottkörteln som är utbyggbart och kan ge nya betaceller skulle ge en ny, eventuellt obegränsad källa av betaceller.

Partiell kanalligation (PDL) är ett djur skademodell som har beskrivits inducera betacells neogenesisi vuxen bukspottkörteln. 11,12 I denna modell är den viktigaste pankreaskanalen tömma pankreas svans kirurgiskt ligeras. Den resulterande obstruktion av exokrin dränering framkallar stora vävnadsremodellering, tillsammans med inflammation och acinar atrofi distalt om ligatur. 12-14 Inom denna inflammatoriska miljö, ökar åter uttryck för endokrina stamfader markör Ngn3 induceras och betacellvolym två gånger . Denna fördubbling i betacellvolym resultat från bildandet av nya betaceller från en Ngn3 uttrycker embryonal typ endokrina stamceller och från spridning av redan befintliga och nybildade betacellerna som är benägna att åter dubblering utan "inaktivitet period". 11,15

Beta cell neogenesis och replikation i skademodeller, såsom pankreatektomi 6,7,16-19 och selektiv ablation av betaceller 20 har beskrivits utförligt. Emellertid, den regenerativa utfallet i these modeller påverkas av omfattningen av den tillfogade skadan och är förenat med en minskad första betacellsmassan 21. PDL är en kirurgisk modell där den första betacellsmassan inte påverkas och betacells neogenesis och spridning är kraftigt aktiveras. Ja, i bukspottkörteln hos möss som undergick PDL är Ngn3 uttryckande celler identifierades nära epitelbeklädnaden av kanalen. Dessa celler kan isoleras från de ligerade pankreas av Ngn3-GFP-transgena möss med användning av fluorescensaktiverad cellsortering (FACS) och har möjlighet att differentiera mot funktionella betaceller efter ympning in i och ex vivo-kultur av bukspottkörteln hos E12.5 Ngn3 - / - . möss 11 Även i Ngn3 CreERT;. R26 YFP möss i vilka celler som aktiverade den Ngn3 genen är permanent märkta efter tamoxifen injektion, är etikett-positiva Ngn3-cellerna betacellerna detekterades efter PDL 15 Dessutom nybildade betacellerna utspädd pre -existing betaceller och företrädesvis lokalisera i små öar inom vilken betaceller uppvisar hög spridningspotential. 15 Ngn3 är viktigt för betacells expansion efter PDL sedan minskade Ngn3 uttryck använder målspecifika kort hårnål RNA signifikant minskar betacellsmassan och betacelltillväxt efter PDL. 11 Noterbart är den del av Ngn3-cellerna betacellerna och betacellmassan efter PDL beror kritiskt på graden av Ngn3 induktion 15. Detta är i enlighet med observationen att höga Ngn3 uttryck är ett kritiskt steg för endokrina engagemang från multi pankreas stamceller under pankreatisk utveckling 22 Dessutom, selektiv ablation av Ngn3 uttryckande celler från difteri-toxin administration till Ngn3 CreERT;. R26 IDTR möss resulterar i minskad insulinhalten och minskad betacelltillväxt, särskilt i små öar. 15

Ngn3 uttryck i kanal celler efter PDL har bekräftats av många 11,15,16,23,24, Ngn3 uttryck i holmar celler 24,25 och avvikelser i resultatet av PDL utmanade våra första observationer av ökad betacellsmassan 26,27, utseende Ngn3 uttrycker kanal härrör endokrina stamceller 24,26,28,29 och ökad betacelltillväxt 27 efter PDL. 30

Dessa motstridiga resultat kan, åtminstone delvis, tillskrivas en kombination av faktorer, inklusive variationer i de postoperativa punkter för analys, kroppsvikt, kön och ålder av mössen, postoperativa fysiologiska och miljöförhållanden och, tid viktigast av allt, skillnader i kirurgisk teknik. 30 I våra händer, betacells spridning, innehåll insulin, betacellernas volym och antalet små öar konsekvent ökade efter PDL. OcksåNgn3 mRNA ökar ständigt, men det finns stora skillnader i Ngn3 mRNA-expression mellan PDL svans pankreas, som vi inte har någon direkt förklaring. Vi antar att nivån på Ngn3 mRNA kan korrelera med graden av betacells neogenesis från icke-betacellerna 15, men detta kräver ytterligare belägg. Även om det inte tar bort alla experimentella variationer, en standardiserad metod för att utföra PDL kirurgi ger bättre enhetlighet i resultat och öppnar nya vägar för att studera betacelltillväxt och neogenesis.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla manipulationer följa de riktlinjer som utfärdats av den europeiska konventionen om skydd av ryggradsdjur som används för försöks- och annat vetenskapligt ändamål (ETS 123 och och 2010/63 / EU).

1. Beredning av arbetsområdet

  1. Ge en särskild beredning område, en operationsområdet och en återställningsområdet.
  2. Genomför hela kirurgiskt ingrepp ett laminärt flöde skåp för att minimera miljöföroreningar.
  3. Montera leveranser (enligt förteckningen i Material och Metoder) behövs om förberedelserna, kirurgisk och återställningsområdet, med hjälp av rätt aseptisk teknik.
  4. Se till att kirurgiska verktyg autoklaveras före operation.
  5. Tillhandahålla en återcirkulerande vattnet värmedyna vid en temperatur av 38 ° C i temperaturstabilisering under operation. Täck värmedynan med en steril vattentät pad.
  6. Åstadkomma ett operationsmikroskop med en förstoring av åtminstone 6.3X.
  7. Använd ett instrument Sterilizer, såsom en varm pärla autoklav, för att sterilisera instrument mellan kirurgiska förfaranden.
  8. Förbered en återhämtning område som består av en stor bur, kantad av platt papper sängkläder

2. Förbered djuren för kirurgi

  1. För PDL och skenkirurgi, använder 8 veckor gamla hanmöss, inrymt i standardburar och underhålls på ett 12 timmars ljus / mörkercykel 12 timmar och matas en vanlig gnagardiet efter behag.
    Obs: Här använder vi BALB / cJrJ möss men vi har också framgångsrikt använts andra stammar och olika transgena stammar.
  2. Använd Buprenophine såsom förebyggande analgesi (0,05 till 0,1 mg / kg) 30 minuter före operation.
  3. Söva möss genom intraperitoneal injektion av 100 mg / kg av ketamin och 5 - 10 mg / kg av xylazin.
  4. Bedöm korrekt anesthetization genom att observera en gradvis förlust av frivilliga rörelser och muskelavslappning. Testa förlust av reflexer från tå nypa.
  5. Applicera oftalmisk salva för att prevent torrhet i ögon medan under narkos.

3. Kirurgisk Site Preparation

  1. Desinficera bröstkorgen och buken med antiseptisk klorhexidin lösning.
  2. Raka en yta av 2,5 cm x 1,5 cm i buken.
  3. Desinficera rakade området med hjälp av gasväv indränkt med klorhexidin lösning, då alkohollösning och en slutlig tillämpning av klorhexidin lösning.
  4. Placera djuret i operationsområdet så, att den behandlade operationsstället är uppåtvända kirurgen.
  5. Häng musen med hjälp av en vattentät operationsduk med en öppning som lämnar desinficerade bukhålan exponeras medan täcker resten av kroppen för att skapa en steril arbetsfält. Övervaka musen innan förfarandet för djup anestesi.

4. pancreatic duct Ligering

  1. Laparotomi
    1. Gör en övre mittlinjen snitt i huden som sträcker sig från xiphoid processen till naveln med användning av en sterilkirurgiskt blad. Separera den underliggande linea alba och bukhinnan med sterila sax för att exponera den övre delen av buken kvadranten.
    2. Förhindra uttorkning av de inre organen genom regelbunden bevattning med steril 0,9% natriumklorid.
    3. Använda sterila pincett eller kompress, dra magen mycket fint, utsätta mjälten och mjälten lob (svansregionen) i bukspottkörteln.
    4. Dra försiktigt tolvfingertarmen och en del av den övre jejunum till höger övre delen av buken kvadranten att exponera huvud, hals och kroppsregion i bukspottkörteln som omfattas av den viscerala bukhinnan.
  2. Ligering
    1. Lokalisera den anatomiska positionen hos pankreashuvudkanalen i nackregionen i bukspottkörteln.
    2. Incise visceral bukhinnan och gastrokolisk ligament, bevilja tillgång till retroperitoneum, utsätta kroppen och svansregionen i bukspottkörteln. För att exponera halsregionen, utföra en Kocher manöver. Lyft tolvfingertarmen och chef förbukspottkörteln off retroperitoneum upplyft dem från den nedre hålvenen och aorta nedan.
    3. Placera försiktigt spateln under halsregionen. Ligate bukspottkörtelgången med 6-0 Prolene tråden på vänster sida av portalen ven som separerar gastro-duodenal och mjälten lober.
    4. Utföra en andra ligering i nära anslutning till den första ligeringen för att säkerställa att loberna är tillräckligt separerade.
    5. Ligera mycket noggrant för att inte skada de underliggande blodkärlen, nämligen överlägsna pancreaticoduodenal artär, inferior pancreaticoduodenal artären och den pankreatiska delen av mjälten artären.
    6. Placera organen tillbaka in i bukhålan.
    7. Stäng snittet med användning av 4-0 polyglykol filamentös tråd i en kontinuerlig sutur mönster för muskeln / peritoneala skiktet och i ett diskontinuerligt sutur mönster för huden.

5. Sham Kirurgi

  1. Utför alla steg som debeskrivs i steg 1 till 4.1.4. Medan bukspottkörteln exponeras, inte utför ligering av den pankreatiska gången.
  2. Vid slutet av steg 4.1.4, placera inre organ tillbaka in i bukhålan.
  3. Stäng snittet såsom beskrivits i 4.2.7.

6. Post-operativ vård och övervakning

  1. Efter det kirurgiska ingreppet är klar, placera musen i återställningsområdet. Denna består av en bur placeras på en värmedyna och fodrad med platt papper strö för att upprätthålla normal kroppstemperatur.
  2. Ge näringstillskott för att undvika postoperativa hypoglykemi med fuktad livsmedel som släppts ut på burbottnen. För detta ändamål använder standard gnagardiet pelletar blötlagda i vatten tills de mjuknar.
  3. Åstadkomma fluid stöd av den fuktade mat och ger vatten ad libitum.
  4. Använd Buprenophine såsom analgesi (0,05-0,1 mg / kg) två gånger dagligen under två dagar efter kirurgi. Under hela försöks, uppföljning, Observe mössen för förekomsten av eventuella tecken på infektion, inklusive utsöndring av vätska eller pus från såret, eller för förslumning kännetecknas av minskning av grooming beteende och aktivitetsnivå, lägre aptit och kroppsvikt förlust.

7. Utvärdering av framgångsrik PDL och Skörd av PDL Tail och Sham Tail bukspottkörtel

  1. Euthanize möss genom cervikal dislokation.
  2. Åter raka bukhålan för att undvika överföring av päls.
  3. Öppna bukhuden och muskelskiktet och ta bort ett stort område av hud och muskler för att uppnå god tillgång till bukspottkörteln.
  4. Använda sterila pincett eller kompress, är magen tillbaka mycket fint, utsätta mjälten och mjälten lob (svansregionen) i bukspottkörteln.
  5. Dra försiktigt ut i tolvfingertarmen och en del av den övre jejunum att exponera gastro-duodenal lob (huvudområde) i bukspottkörteln.
    Obs: Det ligerade delen av PDL bukspottkörteln har nu minskat i storlek och har blivit nästangenomskinlig så att holmar är synliga som små vita prickar. Den huvuddelen av bukspottkörteln är ogenomskinlig rosa och distinkt exokrina lobuli kan observeras.
  6. Med hjälp av steril sax, separera den ligerade svansen delen av bukspottkörteln från mjälten, genom att skära längs mjälten. Skär loss bindväv ansluter svansregionen i bukspottkörteln till de inre organen.
  7. Skär PDL svansregionen precis framför ligeringen, exklusive ligaturen och vävnaden omedelbart intill den från den skördade vävnaden.
  8. För att isolera bluff svans vävnad, följ steg 7.1 till 7.5. Använda steril sax separera svansregionen av sken bukspottkörteln från mjälten genom att skära längs mjälten. Isolera svansregionen genom att skära in i halsområdet i bukspottkörteln och skära loss bindväv som förbinder svansen bukspottkörteln att de inre organen
    Notera: Både svansen och huvudet regionen sken bukspottkörteln är ogenomskinlig rosa, för att isolera båda delarna separat,klippa bukspottkörteln i halsregionen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

PDL inducerar acinar atrofi och inflammation, men påverkar inte kroppsvikt och glykemi

I 8 veckor gamla BALB / c-möss, är kanalen tömmer exokrina enzymer från svansen i bukspottkörteln ligeras medan orgeln huvud, som ligger i anslutning till magsäcken och tolvfingertarmen, förblir opåverkad. Ålder, kön och vikt matchade BALB / c-möss genomgå skenkirurgi rekapitulera alla steg i partiell kanal ligering kirurgi, utom ligeringen av bukspottkörtelgången. Pankreas vävnad skördades 3, 7, 14, 30 dagar efter kirurgi.

När PDL utförs korrekt, möss verkar friska och inte visar en signifikant skillnad i kroppsvikt (Figur 1A) eller glykemi (Figur 1B) jämfört med skenopererade möss. Exokrina körtelvävnad förloras gradvis efter PDL kirurgi (Figur 2A-E), vilket resulterade i en minskning i storlek och vikt av det ligerade delen av P DL pankreas (Figur 3), från härefter kallat PDL svans. Tre dagar efter PDL, blir acinar vävnadsmorfologi störs och acinarceller genomgår apoptos (Figur 4) och sannolikt uppslukas genom att infiltrera CD45 + immunceller (Figur 5). Vid dag 7 efter PDL är många acinära lobulus ersatts av fibrotisk (fig 6) och fettvävnad (Figur 2C-E), medan återstående acinarceller undergår acinär-till-duktala metaplasi. Vid dag 14 efter PDL, nästan alla acinar lobuli saknar körtelceller (Figur 2A-E) gör PDL svans bukspottkörteln verkar genomskinlig så att holmar blir synliga för blotta ögat (Figur 3). I samband med inledandet av acinar apoptos, är en ökning av cellcykelaktivitet av duktal epitel observeras (Figur 7).

PDL inducerar en ökning av insulin + betacellvolym

INNEHÅLL "> Två veckor efter PDL den totala betacellvolymen i PDL svans har fördubblats jämfört med icke-ligerade Sham svans. Beta cellvolym kvantifieras genom att mäta INS + området 4 pm sektioner, 36 um isär spänner över hela vävnaden står för 10% av den totala bukspottkörteln volymen. PDL inducerar en ökning av insulinhalten två veckor efter operationen jämfört med icke-ligerade bukspottkörteln som kan visas genom automatiserad hela -tissue optisk tomografi (OPT). 15 Eftersom betacellstorlek inte ändrats efter PDL ökningen i betacellvolym är ett resultat av en ökning av beta-cellantal.

PDL inducerar en ökning av betacelltillväxt och aktivering av Ngn3 uttryck

Betacellsproliferation analyserades genom immunohistokemisk (IHC) infärgning i pankreata skördade 7 dagar och 14 dagar efter Sham eller PDL kirurgi. Andelen av betaceller positiva för proliferation markör Ki-67 kvantifieras genom iinspektion av enskilda celler i ett icke-automatiserat sätt. Vid 7 och 14 dagar efter PDL kirurgi, är beta-cellproliferation i PDL svans signifikant ökad jämfört med icke-ligerade bukspottkörteln.

Inom 3 dagar efter PDL uttrycket av embryonala holmen stamfader markör Ngn3 ökar signifikant i PDL svans jämfört med icke-ligerade bukspottkörteln. Maximala nivåer av Ngn3 transkript uppnåddes inom 1 vecka och minskade därefter långsamt. Vi mäter rutinmässigt Ngn3 genaktivering genom att uttrycka nivån på Ngn3-kodande mRNA i PDL bukspottkörteln i förhållande till den stabila Ngn3 nivå tolvfingertarmen. Vi föreslog nyligen att omfattningen av neogenesis i PDL kan bero på nivån av Ngn3 genaktivering. 15,30

Figur 1
Figur 1. PDL påverkar inte kroppsvikt eller glykemi. Kroppsvikt (g) (A) och glykemi (mg/ Dl) (B) från skenopererade (vita staplar) och PDL möss (svarta staplar) mättes vid olika tidpunkter (dag 0, 7, 14 och 30) efter operation och inte visar någon signifikant skillnad mellan bluff och PDL drivs möss vid någon tidpunkt. Figur publicerades ursprungligen av Xu et al., 2008. 11. klicka gärna här för att se en större version av denna siffra.

Figur 2
Figur 2. PDL leder till en gradvis förlust av körtelceller. Morfologisk förändring av PDL tail bukspottkörteln avslöjas av hematoxylin-eosin färgning vid dag 3 (B), 7 (C), 14 (D) och 30 (E) efter kirurgi, jämfört med skenopererade svans bukspottkörteln (A). Vid 3 dagar efter ligering kan endast en subtil störning av acinär vävnad vara observed (B). Vid 7 dagar efter ligation är acinär vävnad allvarligt störd och duktala komplex har bildats (C). Vid 14 dagar efter ligation, några acinarceller kvar och acinär lobuli ersätts med duktala strukturer, ett fibernätverk och adipocyter (anges med en asterisk (*) i fält C och E). Klicka här för att se en större version av denna siffra .

Figur 3
Figur 3. PDL svans vid skörd. Sham svans (A) och PDL svans (B) skördade vid dag 14 efter operationen. PDL svans dramatiskt minskat i storlek jämfört med Sham svans. Bild (C) visar PDL svans på dag 14 efter operation in situ. På grund av förlust av acinarceller, PDL svansverkar genomskinligt, huvudpankreaskanalen syns tydligt (anges med svart pil) och holmar är synliga som små vita prickar (anges med vit pil). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 4
Figur 4. PDL inducerar acinar apoptos. Immunofärgning för klyvs-Caspas 3 i PDL svans vid 3, 7 och 14 dagar efter operation visar apoptotiska kroppar i acinar utrymmet på dag 3 och dag 7 efter operation, medan acinarceller är nästan frånvarande från PDL svans på dag 14. Förstoring barer är 25 pm. Figur publicerades ursprungligen av Xu et al., 2008. 11. klicka gärna här för att se en större version av denna siffra.

= "Bild 5" src = "/ filer / ftp_upload / 52.765 / 52765fig5.jpg" />
Figur 5. PDL inducerar immuncellinfiltration. Immunofärgning för leukocyter markören CD45, som visar förekomsten av ett stort antal immunceller i PDL svans 7 dagar efter operationen jämfört med sken bukspottkörteln. Förstorings barer är 50 pm. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 6
Figur 6. PDL inducerar fibros. Immunfärgning för alfa glattmuskelaktin visar närvaron av ett fibröst nätverk i PDL svans 14 dagar efter operationen jämfört med sken pankreas. Förstorings barer är 50 pm. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

</ Html"Figur 7" src = "/ filer / ftp_upload / 52.765 / 52765fig7.jpg" />
Figur 7. PDL inducerar en ökning av kanalcellproliferation. Dubbel immunofärgning för kanalcellmarkör Cytokeratin 19 (CK19) och för proliferationsmarkör BrdU visar en ökning i cellcykelaktivitet av gångceller. Förstorings barer är 25 pm. Figur publicerades ursprungligen av Xu et al., 2008. 11. klicka gärna här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Supplies for preparation area 
Hibiscrub  Regent Medical 5601IE5F11 Chlorhexidin diglucon
Ketamin Ceva BE-V202526 anesthesia
Rompun(2%) (Xylazin) Bayer BE-V041815 anesthesia
Duratears Alcon 34335-8 ointment for eyes
Razor
Supplies for surgical area 
Leica Operating microscope Leica 10446320
Hot bead sterilizer Fine Science Tools (FST) 18000-45
autoclaved surgical instruments Fine Science Tools (FST)
Recirclulating water heating pad Gaymar Industries, Inc. TP702
Adhesive OP-towel BARRIER 706500-07
OP-tape BARRIER 381035-00
Stella 3/5 Compresse de gaze (Sterile) Lohmann&Rauscher International 35968
Mini Plasco 0.9% NaCl solution B.BRAUN 3521680
6-0 prolene suture Ethicon 8706H
4-0 polyglycol suture Ethicon SL-607
Supplies for recovery area
Paper bedding (paper towel)
Vetergesic ecuPhar BE-V342955
Materials for analysis
Taqman Ngn3 primer Integrated DNA technologies Mm.PT.56a.33574796.gs
Taqman CycloA primer Integrated DNA technologies Mm.PT.39a.2.gs
anti-Rabbit Cleaved Caspase 3 antibody (D175) Cell Signaling 5A1E
anti-mouse/rat Ki-67 antibody eBioscience 14-5698-82
monoclonal anti-actin alpha-Smooth muscle-Cy3 (mouse) Sigma 085K4889
anti-rat Cytokeratin 19  DSHB
monoclonal Mouse anti-BrdU Dako M0744
Hoechst Sigma 33342

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Shaw, J. E., Sicree, R. A. Global estimates of the prevalence of diabetes for. Diabetes Res Clin Pract. 87, 4-14 (2010).
  2. Danaei, G., et al. National, regional, and global trends in fasting plasma glucose and diabetes prevalence since 1980: systematic analysis of health examination surveys and epidemiological studies with 370 country-years and 2·7 million participants. Lancet. 378, 31-40 (2011).
  3. Borowiak, M., Melton, D. A. How to make beta cells. Current opinion in Cell Biology. 21, 727-732 (2009).
  4. Gradwohl, G., Dierich, A., LeMeur, M., Guillemot, F. neurogenin3 is required for the development of the four endocrine cell lineages of the pancreas. Proc Natl Acad Sci U S A. 97, 1607-1611 (2000).
  5. Gu, G., Dubauskaite, J., Melton, D. A. Direct evidence for the pancreatic lineage: NGN3+ cells are islet progenitors and are distinct from duct progenitors. Development. 129, 2447-2457 (2002).
  6. Dor, Y., Brown, J., Martinez, O. I., Melton, D. A. Adult pancreatic beta-cells are formed by self-duplication rather than stem-cell differentiation. Nature. 429, 41-46 (2004).
  7. Teta, M., Rankin, M. M., Long, S. Y., Stein, G. M., Kushner, J. A. Growth and regeneration of adult beta cells does not involve specialized progenitors. Dev Cell. 12, 817-826 (2007).
  8. Bonner-Weir, S. Perspective: Postnatal pancreatic beta cell growth. Endocrinology. 141, 1926-1929 (2000).
  9. Brennand, K., Huangfu, D., Melton, D. All beta cells contribute equally to islet growth and maintenance. PLoS Biol. 5, e163 (2007).
  10. Salpeter, S. J., Klein, A. M., Huangfu, D., Grimsby, J., Dor, Y. Glucose and aging control the quiescence period that follows pancreatic beta cell replication. Development. 137, 3205-3213 (2010).
  11. Xu, X., et al. Beta cells can be generated from endogenous progenitors in injured adult mouse pancreas. Cell. 132, 197-207 (2008).
  12. Wang, R. N., Kloppel, G., Bouwens, L. Duct- to islet-cell differentiation and islet growth in the pancreas of duct-ligated adult rats. Diabetologia. 38, 1405-1411 (1995).
  13. Yasuda, H., et al. Cytokine expression and induction of acinar cell apoptosis after pancreatic duct ligation in mice. Journal of interferon, & cytokine research : the official journal of the International Society for Interferon and Cytokine Research. 19, 637-644 (1999).
  14. Van Gassen, N., et al. Macrophage dynamics are regulated by local macrophage proliferation and monocyte recruitment in injured pancreas. European journal of immunology. , (2015).
  15. Van de Casteele, M., et al. Neurogenin 3+ cells contribute to beta-cell neogenesis and proliferation in injured adult mouse pancreas. Cell Death Dis. 4, e523 (2013).
  16. Xiao, X., et al. No evidence for beta cell neogenesis in murine adult pancreas. The Journal of clinical investigation. 123, 2207-2217 (2013).
  17. Ackermann Misfeldt, A., Costa, R. H., Gannon, M. Beta-cell proliferation, but not neogenesis, following 60% partial pancreatectomy is impaired in the absence of FoxM1. Diabetes. 57, 3069-3077 (2008).
  18. Lee, C. S., De Leon, D. D., Kaestner, K. H., Stoffers, D. A. Regeneration of pancreatic islets after partial pancreatectomy in mice does not involve the reactivation of neurogenin-3. Diabetes. 55, 269-272 (2006).
  19. Bonner-Weir, S., Sharma, A. Pancreatic stem cells. The Journal of pathology. 197, 519-526 (2002).
  20. Nir, T., Melton, D. A., Dor, Y. Recovery from diabetes in mice by beta cell regeneration. The Journal of clinical investigation. 117, 2553-2561 (2007).
  21. Bouwens, L., Rooman, I. Regulation of pancreatic beta-cell mass. Physiol Rev. 85, 1255-1270 (2005).
  22. Wang, S., et al. Neurog3 gene dosage regulates allocation of endocrine and exocrine cell fates in the developing mouse pancreas. Developmental biology. 339, 26-37 (2010).
  23. Pan, F. C., et al. Spatiotemporal patterns of multipotentiality in Ptf1a-expressing cells during pancreas organogenesis and injury-induced facultative restoration. Development. 140, 751-764 (2013).
  24. Kopp, J. L., et al. Sox9+ ductal cells are multipotent progenitors throughout development but do not produce new endocrine cells in the normal or injured adult pancreas. Development. 138, 653-665 (2011).
  25. Wang, S., et al. Sustained Neurog3 expression in hormone-expressing islet cells is required for endocrine maturation and function. Proc Natl Acad Sci U S A. 106, 9715-9720 (2009).
  26. Kopinke, D., et al. Lineage tracing reveals the dynamic contribution of Hes1+ cells to the developing and adult pancreas. Development. 138, 431-441 (2011).
  27. Rankin, M. M., et al. beta-Cells are not generated in pancreatic duct ligation-induced injury in adult mice. Diabetes. 62, 1634-1645 (2013).
  28. Solar, M., et al. Pancreatic exocrine duct cells give rise to insulin-producing beta cells during embryogenesis but not after birth. Dev Cell. 17, 849-860 (2009).
  29. Furuyama, K., et al. Continuous cell supply from a Sox9-expressing progenitor zone in adult liver, exocrine pancreas and intestine. Nat Genet. 43, 34-41 (2011).
  30. Van de Casteele, M., et al. Partial duct ligation: beta-cell proliferation and beyond. Diabetes. 63, 2567-2577 (2014).
  31. Zhang, J., Rouse, R. L. Histopathology and pathogenesis of caerulein-, duct ligation-, and arginine-induced acute pancreatitis in Sprague-Dawley rats and C57BL6 mice. Histology and histopathology. 29, 1135-1152 (2014).
  32. Martinez-Romero, C., et al. The epigenetic regulators Bmi1 and Ring1B are differentially regulated in pancreatitis and pancreatic ductal adenocarcinoma. The Journal of pathology. 219, 205-213 (2009).
  33. Prevot, P. P., et al. Role of the ductal transcription factors HNF6 and Sox9 in pancreatic acinar-to-ductal metaplasia. Gut. 61, 1723-1732 (2012).

Tags

Medicin bukspottkörtel Delvis kanalligation (PDL) skada kirurgi musmodell celldifferentiering neurogenin (NGN) 3 cell omprogrammering celltillväxt.
Kirurgisk Skada på mus bukspottkörteln genom Ligering av bukspottkörtelgången som en modell för Endocrine och Exocrine omprogrammering och spridning
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

De Groef, S., Leuckx, G., VanMore

De Groef, S., Leuckx, G., Van Gassen, N., Staels, W., Cai, Y., Yuchi, Y., Coppens, V., De Leu, N., Heremans, Y., Baeyens, L., Van de Casteele, M., Heimberg, H. Surgical Injury to the Mouse Pancreas through Ligation of the Pancreatic Duct as a Model for Endocrine and Exocrine Reprogramming and Proliferation. J. Vis. Exp. (102), e52765, doi:10.3791/52765 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter