Summary
여기, 선물이 간 부상 및 설치류에서 중생의 외과 모델로 부분 담 관 결 찰.
Abstract
설치류, 일반적인 담 관의 완전 한 담 관 결 찰 (cBDL)에서는 폐쇄성 cholestasis 및 담 즙 덕트 확산 연구 설립된 수술 방법입니다. 그러나, 장기 실험 증가 병 적 상태와 사망률 이어질 수 있습니다. 선택 마우스 기본 간 질환과 긴장, 의미 있는 비교 동물 손실 및 비용을 줄일 수 있는 간, 단일 엽의 결 찰으로도 만들 수 있습니다. 여기, 우리 왼쪽된 엽만 하지 나머지 돌출부에 담 즙 방해를 일으키는 부분 담 관 결 찰 (pBDL)는 간 담 즙 덕트 왼쪽된만 출혈은, 마우스에서 설명 합니다. 주의 microsurgical 기법, pBDL 실험 수 비용, 같은 동물에 동일한 조건을 복종 때 unligated 엽 합자 돌출부를 내부 통제 역할 때문. CBDL, 달리 별도 운영 하는 가짜 제어 그룹 필요 하지 않습니다. pBDL은 cholestasis 및 기타 유지 담 즙 구성 요소 조직의 효과 대 지역화 직접 비교에 매우 유용 합니다. pBDL 또한 메커니즘 약물 및 세포 마이그레이션에 관련 된 조사를 새로운 방법으로 repurposed 수 있습니다.
Introduction
급성 간 손상 및 수리, 부분 hepatectomy 등 일반적인 담 관 결 찰 (cBDL)의 외과 모델 간 재생 pathobiology1,2를 공부 하 고 설치류에 수십 년 동안 사용 되었습니다. CBDL에서 일반적인 담 관 (간에 서 생산 하는 모든 담 즙을 빼낸)는 출혈, 폐쇄성 cholestasis, 염증과 섬유 증 수술, 간 경 변3최종 진행 후 첫 2-3 주에 결과. 담 즙 덕트 확산, transdifferentiation, 및 주민 간 조상 세포의 유도 또한 cBDL4,5의 기능. 비록 cBDL 보통 잘 재현할 결과 야생-타입 마우스와 정상적인 간 은6,,78그 긴장 특징이 있는 폐쇄성 cholangiopathy의 특정 메커니즘에 절차는 높은 사망률 및 사망 시간이 지남에 담 즙 방해의 예상 보다 더 많은 동물을 요구 하는 간 질환의 일부 유전자 변형 마우스 모델에 기술적으로 요구 될 수 있습니다. 이 기술은 또한 유전자 변형 생쥐 기본 간 질병, 그렇지 않으면 장기간된 시간 과정 실험 cBDL 다음의 스트레스를 용납 하지 않을 수 있습니다 공부에 대 한 도움이 됩니다.
pBDL는 이러한 문제 들을 극복할 수 있도록 적당 한 대안을 제공할 수 있습니다. 초기 pBDL 로컬 행동 및 조직의 염증9의 중재자를 구별 하는 목적으로 야생-타입 쥐에 있는 학문. PBDL에서 일반적인 담 관 위에 좌우 간 담 관의 담 즙 주 합류는 hilum에서 신중 하 게 시각 이다 고만 왼쪽된 간 담 즙 덕트 지역화 된 폐쇄성 cholestasis 생성 하 출혈. pBDL은 cBDL에 여러 이점을 제공합니다. PBDL에서 unligated 오른쪽 엽 합자 왼쪽된 엽, 영양 상태 등 요소를 순환 같은 조직의 효과를 받게에 대 한 동일 하 게 일치 하는 내부 통제 역할을 합니다. 조직 프로-염증 성 중재자 존재 했지만, 오 사와 외 적은 섬유 증 및 unligated 돌출부에 괴 사를 관찰 하지만 염증 성 세포와 변형 성장 인자-β 표현의 합자 엽9증가.
더 최근에, pBDL는 유지 담 즙10간 parenchymal 효과 연구 재정의 되었다. 내부 제어 (unligated "가짜") 및 실험적인 그룹 같은 동물을 사용 하 여 pBDL는 효과적으로 차례 차례로 더 비용 효율적인 실험 당 필요한 동물의 수를 반. 이상적인 시간 과정 실험 (≥2 주) 합자 엽에서 달성 될 수 있다 그래야 쥐 훨씬, pBDL의 효과 용납. 가장 중요 한 것은, pBDL의 폐쇄성 cholestasis 직접 intrahepatic 효과 구분할 수 있습니다 하 고 합자 엽, unligated 제어 엽에 비해 담 즙 구성 요소를 유지. 전반적으로, pBDL 간에서 지역화 cholestasis의 엽 특정 효과 공부 하는 매력적인 방법입니다.
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Protocol
모든 절차는 기관 동물 관리 및 사용 위원회 피츠버그 대학교의 윤리 지침에 따라 실시 했다.
1. 기본 기술 및 공통 절차
- 압력솥 사용 하기 전에 모든 microsurgical 장비.
- 마우스 마 취에 의해 살해를 방지 하려면 신중 하 게 그것의 호흡 패턴을 확인 합니다.
- 터치 기관 및 내장 기관 손상 및 출혈을 일으키는 방지 하기 위해 가능한 한 작은. 젖은 면봉 이나 거 즈 스폰지 출혈 포인트를 누릅니다.
- 젖은 면봉을 사용 하 여 장기의 부드러운 조작. 3.5 × 3.5 cm 및 6.0 × 6.0 cm. 작은 하나를 사용 하 여 전체 간 안전 거리를, 젖은, 비-짠 거 즈 스폰지 2 개 크기에서 사용 된다. 더 큰 하나를 사용 하 여 크고 작은 창 자 하.
2. presurgical 준비
- 남성 c57/b6 쥐, 부분적 담 관 결 찰에 대 한 (때 몸 무게는 약 20-35 g) 나이의 8-12 주를 사용 합니다.
- 마 취의 유도까지 쥐 물과 음식에 대 한 무료 액세스를 허용 합니다.
3. 부분 담 관 결 찰 수술
- 1.5-2.0 %isoflurane 및 1 L/min 산소의 혼합으로 유도 챔버에서 동물을 넣어 마우스를 anesthetize. 호흡 속도 관찰 하 여 동물을 신중 하 게 모니터링 합니다. 동물의 호흡 속도 초당 한 호흡, 마우스 잘 마 취입니다. 앞 다리 철수 반사는 더 빠르게 사라집니다, 이후 철수 반사의 완전 한 부재를 확인 뿐만 아니라 뒷 다리 발 핀치. 눈 각 막 궤 양을 방지 하기 위해 안과 윤 활 에이전트와 기름을 바른 다 한다. 참고 진통제의 그 첫 번째 복용량 통증 수용 체의 자극을 방지 하기 위해 수술 전 주어질 수 있다.
- 헤어 클리퍼 스로 복 벽을 면도 하 고 수술 현미경 수술 테이블에 마우스를 놓습니다. 테이프와 함께 테이블에 모든 사지를 수정 합니다. Isoflurane 흡입을 사용 하 여 전신 마 취 아래 마우스를 유지.
- Isoflurane 기화 기를 조정 하 고 유도 2.0-3.0 %isoflurane 사용 합니다.
- 복 벽을 소독 멸 균 면봉을 사용 하 여, 먼저 0.3-0.5 mL povidone-요오드 응용 몸에 붙이기, 70% 에탄올에 의해 따라. 동물 살 균 드 레이프와 함께 처리 되어야 합니다.
- 긴 중간 복 부 절 개를 고 칼에서 Adson 집게와가 위를 사용 하 여 액을 확인 합니다. 복 부 절 개 후, 줄일 isoflurane 0.8-1.0% 유지 보수에 대 한.
- 마이크로-견인을 사용 하 여 복 부 구멍을 노출 합니다. 모기 겸 자는 칼 잡고 하 고 마우스의 머리 쪽으로 철회. 모기 겸 자 부드러운 흙을 사용 하 여 장소를 수정 했다.
- 따뜻하게 (37 ° C)의 1-2 mL를 주입 멸 균된 인산 염 버퍼 식 염 수 (PBS) 복 부 장기 부상 방지 하려면 복 부 구멍으로. 젖은 면봉으로 소장 누른 부드럽게 마우스의 머리 쪽으로 그들을 취소 합니다. 작은 창 자, 작은 창 자 (그림 1A) 부상 피하려고 retroperitoneum 사이 인 대를 잘라.
- 랩, 비-짠 젖은 거 즈 스폰지와 크고 작은 창 자. 복 부 구멍의 꼬리 쪽에 넣어. 멸 균 거 즈에 싸서 내장 오염을 피하기 위하여 메 마른 draped 필드에 배치할 수 있습니다.
- 부드럽게 간 hilum와 성질과 십이지 장 인 대 (그림 1B)에 작은 젖은 비 짠 거 즈 스폰지를 사용 하 여 전체 간으로는 칼을 철회.
- 간장 hilum의 것인지 확인 합니다. 일반적인 담 관은 포털 정 맥의 복 부 측에 있습니다. 오른쪽 및 왼쪽된 간 담 관 간 hilum에서 주요 담 즙 합류에 드레인의 위치를 확인 합니다.
- 왼쪽된 간 담 즙 덕트는 왼쪽된 엽 빼낸 식별 하 고 10-0 나일론 봉합 봉합 바늘 (그림 2A)의 무딘 사이드를 사용 하 여 함께 그것을 둘러싸 자. 문맥, 간 동맥, 및 간 표면 부상 하지 마십시오.
- 10-0 나일론 왼쪽된 담 관 선 (그림 2B)입니다.
- 젖은 면봉을 사용 하 여 크고 작은 창 자 작업 이전에 같은 위치에 배치 합니다.
- 장 비틀림 및 내부 복 부 출혈, 확인 후 근육과 4-0 vicryl와 2 개의 층에 피부를 닫습니다. 꼰된 봉합 (Vicryl) 피부 폐쇄를 위해 사용 되었다 그러나 monofilament 감염의 가능성을 줄이기 위해 선호 된다.
참고: 액, 하 칼에서 지속적인된 봉합 하 여 근 막 닫고 액에서 칼에 계속된 봉합 하 여 피부를 닫습니다. - 절 개를 닫은 후 마 취를 중지 합니다.
4. 수술 후 치료 및 후속
- 그냥 수술 후, 마우스의 등 쪽 피부를 꼬 집 고 주사 Buprenex (0.1 mg/kg) 및 Cefazolin (100mg/kg), 피하 주입에 의해 Buprenex 모든 12 h 3 일, 그리고 Cefazolin에 대 한 모든 24 h 3 일 뒤에 각각11,12 ,13. 참고 진통제의 그 첫 번째 복용량 통증 수용 체의 자극을 방지 하기 위해 수술 전 주어질 수 있다. Cefazolin 및 다른 요정 요원 항생제만 이식 연구에 사용 된 같은 면역 억제 동물에 대 한 필요 하다.
참고: 경우에 수술을 성공적으로 수행 하 고, 마우스 일반적으로 복구 30 분 이내 쥐의 활동 거의 수술 전 상태와 동일 있을 것입니다. - 고통의 어떤 표시 든 지를 위한 매일 쥐를 확인 하십시오.
- PBDL 후 간 및 정의 된 시간 점 (즉, 7, 14, 21 일)에서 다른 조직 샘플을 조달 전신 마 취하에 자 궁 경부 전위에 의해 쥐를 희생.
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Representative Results
이 전형적인 실험에 대 한 pBDL (A1AT) 알파-1 antitrypsin 결핍에서 발견 인간의 간 질환 정리는 triplicate 피 즈 유전자 변형 생쥐에서 수행 되었다. 피 즈 마우스 overexpresses transgene 조각의 여러 genomic DNA의 돌연변이 인간 A1AT 유전자, introns 및 업스트림 및 다운스트림 영역14, 측면의 ~ 2 kilobases 발기인의 코딩 영역을 포함 하는 구성 된 15. 정상적인 A1AT 간에서 생산 분 비 혈 청 단백질 이다. A1AT의 돌연변이 형태 간 독성 스트레스를 일으키는에 자발적으로 누적 되는 불용 성 단백질 집계를 생성 합니다. 실험 3 달 오래 된 남성 피 즈 쥐, 단백질 집계 봉우리16이 질병의 가장 심각한 표현 형 표현 활용.
혈 청 간 biochemistries pBDL 및 cBDL 피 즈 쥐 (표 1)10에 비교 했다. 간 효소 알라닌 aminotransferase (ALT)와 aspartate aminotransferase (AST)는 간세포 손상의 생체 총 혈 청 빌리 루빈 (TSB)는 cholestasis의 정도 측정 한다. 전반적으로, 마우스 pBDL에 들어서는 그들의 혈 청 값 기준10유사 했다 cholestasis, 또는 심각한 간 상해의 흔적을 보여 주지 않았다. 그것은 실패 한 pBDL (기술적인 문제로 인해, 담 관 또는 혈관 상해 등)와 쥐 혈 청 값 크게 상승된 간 효소와 TSB cBDL 마우스와 비슷한 표시 됩니다 참고 해야 합니다. 임상, 실패 한 pBDL와 쥐 보다 황 달이 고 고민, 담 즙 누출, 복수, 복 막 염, 혈 종의 결과 함께 나타납니다 그리고 궁극적으로 희생 될 필요가 있을 것 이다.
이후 pBDL에 복종 하는 쥐 엽 특정 폐쇄성 cholestasis 개발, 그들은 cBDL에서 팽창 하 고, 어두운, 담 즙 가득한 쓸 개를 취득 하지 않을 않습니다. 합자 엽 unligated 돌출부의 정상, 어두운 붉은 갈색 채색 (그림 3) 유지 하는 동안 컬러로, 더 창백한 나타납니다. 증가 담 즙 덕트 확산 및 합자 엽 (그림 4) 섬유 증 간 조직학 뿐만 아니라, 주요 다름이 있다. 10
표 1: 부분 담 관 결 찰 (pBDL) 대표 혈 청 간 biochemistries 담 관 결 찰 (cBDL)을 완료 하는 데 비해 10 . 각 시간 포인트 3-4 쥐를 나타냅니다. 참고 피 즈 유전자 변형 마우스 c57/bl6 배경에. 또한 연구소 참조 범위 괄호 안에 지정 됩니다. (무게, 야생-타입; TSB, 총 혈 청 빌리 루빈; ALT, 알라닌 aminotransferase; 높은 산, 알칼리 성 인산 가수분해 효소).
그림 1:의 복 부 구멍 그리고 간담 시스템 노출. (A) 작은 창 자는 창 자 부상을 피하기 위해 부드럽게 제거 됩니다 및 연결 인 대 retroperitoneum에서 잘립니다. (B) 간 간 hilum (화살표)에서 담 즙 나무의 최대한 시각화 수 있도록 부드럽게 제거 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2 : 부분 담 관 결 찰. (A) 수술 바늘의 무뚝뚝한 끝은 신중 하 게 일반적인 담 관 (원래 확대 40 x)을 합류 위에 왼쪽된 간 담 관 주위 나일론 봉합을 둘러싸 자 하는 데 사용 됩니다. (B)는 일반적으로 왼쪽된 간 엽을 빼낸 왼쪽된 간 담 즙 덕트의 성공적인 합자. 나머지 담 즙 덕트는 unligated (원래 확대 40 X). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3: WT (c57/b6) 마우스의 외관 pBDL 후 14 일 총. 참고 unligated 돌출부의 정상, 어두운 붉은 갈색 채색을 유지 하는 동안 합자 왼쪽된 엽 (화살표), 컬러로 더 창백한 나타납니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4 : 엽 특정 하루 14 pBDL unligated 오른쪽 (R) 엽 WT (c57/b6) 쥐에 합자 왼쪽된 (L) 엽에 비교에서 대표 간 조직 섹션에서 변경. (A) 되며 고 오신 (H & E) 얼룩 보여주는 증가 담 즙 덕트 확산 (화살표) 합자 엽. (B) 시리우스 붉은 얼룩 보여주는 브리징 섬유 증 담 즙 덕트 확산 합자 엽에 동반. 조직학 마우스 이전 되었습니다 피 즈에 대 한 보고10. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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Discussion
CBDL cholestasis 폐쇄성에 대 한 가장 일반적인 실험 기술 이지만, 그것은 설치류에 여러 과제를 제시할 수 있습니다. 끝점을 달성 하는 데 필요한 수술 일 수에 따라 동물 중요 한 병 적 상태와 사망률 진행으로 경험할 수 있습니다. 조직 상해 및 담 즙 괴 사 정도 간 질병의 비정상적인 간 실질 및 기준선에서 기능을 설명 하는 몇 가지 유전자 변형 마우스 모델에서 작업할 때 더 악화 됩니다. CBDL에 비해, pBDL의 보고서는, 하지만이 기술은 부정적인 결과 및 동물 손실을 줄이기 위해 선택 실험에서 다른 방법으로 적용 될 수 있다.
PBDL 방법에 있는 변이 또한 보고 되었다. 하인리히 외의 방법에는 외부 곡선된 바늘 합자 일반적인 담 관 및 바늘17주위 다음 일반적인 담 관에 인접 한 배치 됩니다. 바늘은 다음 복 부 벽 폐쇄, 담 관17의 좁게 루멘 (즉, 부분합 방해)을 통해 제한 된 담 즙 흐름의 결과로 이전 제거 됩니다. 이 절차 동안, 담 즙 방광도17담 낭 염 방지 하기 위해 제거 됩니다. 저자가이 방법은 급성 cholestasis 만성 변화17보다는 공부에 더 도움이 되었다 결론을 내렸다. 반면, 우리는 여기에 설명 된 pBDL 메서드는 긴밀 하 게 제어, 같은 동물, 합자와 unligated ("사기") 돌출부 적은 동물 실험 당 요구 되므로. 심각한 내부 간 질환과 심지어 유전자 변형 쥐 긴 끝 포인트 (2-3 주)에 대 한 지속 수 있습니다. 완전히 노출 혈관 구조와 부상을 방지 하기 위해 담 즙 덕트의 제한 된 조작으로 서 기술을 사용 하 여 담 즙 나무를 식별 하는 데 주의 해야 합니다.
담 즙 분 비 기능과 전송기의 직접적인 비교는 조직학 및 분자 기술을 사용 하 여 만들 수 있습니다 그래서 이상적인 실험에서 합자 (왼쪽)와 unligated (오른쪽) 돌출부에서 조직, 동시에 수확 됩니다. 혈 청 간 biochemistries 팬 들은 심한 cholestasis의 정보를 반영 하지 것입니다, 비록 합자 엽 폐쇄성 cholestasis10과 관련 된 더 변화를 보여줄 것입니다. 이 모델은 유용 간 내 유지 담 즙 구성 요소 (예:담 즙 산, 지질, 콜레스테롤)의 직접 microenvironmental 효과 공부 합니다. 미래 연구로 서 pBDL cholehepatic 전철, 어디 특정 담 즙 산 및 약물은 재흡수 cholangiocytes에서 직접 hepatocytes18,19조사를 고려할 수 있습니다. Hepatocytes에 의해 효율적으로 활용 하는 내 인 성 담 즙 산 수 동적으로 cholehepatic 또한 전철, 증가 중 탄산염 분 비20hypercholeresis 및 담 즙의 alkanlinization에 지도 받아야 담 즙 상피에 의해 흡수 된다. PBDL 기술에의 응용 프로그램 간 질환에 대 한 조사를 받고 새로운 담 즙 산 치료제에 대 한 약리학 적인 메커니즘을 식별 하 여 약물 발견을 용이 하 게 수 있습니다.
PBDL에 대 한 추가 응용 프로그램 담 즙 트리를 넘어 확장할 수 있습니다. CBDL와 관련 된 효과의 반전 기능을 설명 하 고이 내부 통제21에 직접 비교와 pBDL에 적용할 수도 있습니다. 마찬가지로, 마우스 간 형광 기자 표현의 bioimaging 경도 vivo에서 cBDL22, pBDL 실험에 대 한 강력한 영향으로 후 공부 되었습니다 했다. 또한, 설치류 실험 pBDL를 사용 하는 가능성이 혈통 추적 또는 "귀환" 순환 세포, 골 수 유래 중간 엽 세포, 추적 vivo에서 더 많은 간 상해의 사이트에 등의 통합 정밀23,,2425.
명확 하 게, 간 손상 및 수리, 담 즙 생리학 및 약물 대사와 함께 공부 하는 내부적으로 통제 하 고 재현할 수 기법으로 혼자 pBDL에 대 한 광범위 한 응용 프로그램 있다. 실험 진행 및 만성 cholestasis의 조직의 효과 평가 하는 것을 목표로, cBDL는 여전히 가장 선호 되는 방법; 그러나, pBDL 같은 결과 지원 하기 위해 상호 보완적인 데이터 추가할 것 이다.
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Disclosures
저자 아무 공개 있다.
Acknowledgments
박사 칸 NIH/NICHD K12HD052892, 알파-1 재단, 힐만 재단, 그리고 피츠버그 간 연구 센터에서 보조금 지원을 인정 한다. 박사 Michalopoulos는 NIH/NIDDK P01DK096990에서 보조금 지원을 인정합니다. 앤 오 어의 우수 하 고 관대 한 기술 지원 부탁 드립니다. 우리는 또한 이식/설치류 미세 실험실에 대 한 액세스를 제공 하기 위한 박사 데이비드 A. 겔러에 감사입니다.
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Microscope-Leica Wild M650, 6–40× magnification | Leica Microsystems | n/a | |
Tec 3 isoflurane funnel fill vaporizer | General Anesthetic Services | n/a | |
Stevens Tenotomy Scissors | Accurate Surgical & Scientific Instruments Corporation | ASSI.9193 | |
Adson Forceps | Fine science tools | 11006-12 | |
Mosquito classic delicate hemostatic forceps | Codman | 30-4472 | |
Micro-retractor | Murdock; Roboz Surgical Instrument | RS-6550 | |
Nonwoven gauze sponges | Fisherband | 870-PC-DBL | |
Puritan 6” Small Cotton Swab w/Wooden Handle | Puritan Medical Products Company | 868-WCS | |
Dumont SS Forceps - Standard Tips/Straight/Inox/13.5cm | Fine science tools | 11203-23 | |
Dumont SS Forceps - Standard Tips/Angled 45°/Inox/13.5cm | Fine science tools | 11203-25 | |
Vannas Spring Scissors - 3mm Cutting Edge | Fine science tools | 15000-00 | |
Microneedle holder | Aesculap Surgical Instruments | FD231R | |
Micro AROSuture, sterile 10-0 nylon suture, 70 µm, TAP points | AROSurgical Instruments Corporation | T4A10N07 | |
4-0 Vicryl | Ethicon | J662H | |
5-ml Syringe | BD | 309646 | |
Falcon tissue culture dish, 60 × 15 mm | Corning | 353002 | |
Isoflurane, United States Pharmacopeia (USP) liquid for inhalation, 250 ml | Piramal Healthcare | NDC 66794-017-25 | |
Buprenex injectable (buprenorphine hydrochloride) | Reckitt Benckiser Pharmaceuticals | NDC 12496-0757-1 | |
Cefazolin for injection , USP | APP Pharmaceuticals | NDC 63323-238-61 | |
PVP scrub solution (povidone–iodine 7.5%) | Medline | NDC 12496-0757-1 | |
70% Ethanol | Decon Labs | 2716 | |
Phosphate Buffered Saline Without Calcium or Magnesium | LONZA | 17-516F | |
Sirius Red | Sigma | 365548 | |
Hematolxylin | Fisher (Richard-Allan Scientific) | 22-050-111 (7211) | |
Eosin | Anatech (Fisher) | 832 (NC9686037) | |
Formalin | Fisher | SF100-20 |
References
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