Summary
このプロトコルは、門脈灌流による代謝研究のために無傷のマウス肝臓を切除する簡単な方法を記載している。
Abstract
糖尿病、前糖尿病、非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD)、および非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)などの代謝性疾患は、ますます一般的になりつつある。エクスビボ肝臓灌流は、厳密に制御できる栄養条件下で、核磁気共鳴(NMR)を使用して肝臓代謝の包括的な分析を可能にします。インシリコシミュレーションは、ホルモン作用および薬物介入の効果を評価するための主に理論的手段であり続けているように、灌流肝臓は、肝代謝を理解するための最も貴重な試験床の1つであり続けている。これらの研究は肝生理学への基本的な洞察を導くので、結果は正確で再現性がなければなりません。生体外肝灌流の再現性における最大の要因は、手術の質である。そこで、我々は、in situNMR実験の文脈でエクスビボマウス肝臓灌流を行うための組織的かつ合理化された方法を導入した。また、ユニークなアプリケーションについて説明し、これらの研究で遭遇する一般的な問題についても説明します。全体的な目的は、in situNMR実験の文脈で肝切除および灌流において再現性のある結果を得るためのゴールデンスタンダードと見なす、数年間にわたって洗練されてきた技術への単純なガイドを提供することです。磁石の磁場の中心までの距離と、NMR実験中の介入に対する組織のアクセス不能は、私たちの方法を新規なものにします。
Introduction
生体外灌流は肝代謝の研究において極めて重要であり、門脈を介した灌流はこれらの研究の標準である。単独で肝代謝を研究するためには、肝臓を体内から切除して、他の器官における代謝から生じる合併症(すなわち、全身代謝)を回避し、ホルモンの利用可能性(インスリン、グルカゴンなど)を制御する必要があります。このアプローチは、糖尿病、NAFLD、NASHなどの疾患が肝代謝に及ぼす影響や薬物作用のメカニズムを理解するために不可欠です。この記事は、肝切除と灌流のガイドとして機能します。我々は、これらの代謝肝研究を十分な厳密さと再現性で実施するための合理化された手順を開発しました。手術が正しく行われない場合、得られる代謝データに顕著な変動性がある。我々は、文献1、2、3、4、5に記載されているように、核磁気共鳴(NMR)分光計におけるその場での代謝研究の文脈で門脈カテーテル法および肝臓切除を行うための組織化された方法を説明する。
現在、NMR内のガラスカラムを用いた ex vivo 肝灌流を記載した文献はない。また、マウス肝臓で手順を実行する方法の明確な例を提供するビデオやテキストの出版物、具体的には、門脈をカテーテル法し、肝臓を切除し、肝臓を移し、ガラス柱に吊るす方法を示すものもありません。遺伝子組み換えマウスは肝臓代謝の研究に遍在的に使用されているため、これは完全な説明に値する不可欠な手順です。肝臓灌流手術は新しいものではありませんが、この記事はゴールドスタンダードな方法であり、この手順に関心のあるすべての人を支援するために、このペーパーに記載されている技術的卓越性を示すビデオが添付されています。ここで提示された方法は、疾患モデルにおける代謝産物の機能および代謝回転を検出するために、リアルタイム代謝に最もよく適用されるであろう。
この方法は、NMRチューブ内の灌流液によって封入されたカニューレの底に肝臓を吊るすことを可能にする100cmのウォータージャケット付きガラスカラムを使用する。ガラスジャケット内の加熱された水は、灌流液温度を制御するために使用されます。薄層酸素化器は、pH制御のために95%/5%O2/CO2で加圧される。3つの別々のポンプを使用することにより、灌流液カラムの高さが設定され、肝臓に一定の圧力が供給される。流量は、一定の圧力の印加を超えて制御されません(図1)。肝臓が適切に機能していることを確認するために、酸素測定が流量とともに行われます。私たちの手では、この一連の前提条件は、肝臓代謝機能の評価のための再現性の高いNMR実験につながります。
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Protocol
マウスを含む実験は、フロリダ大学施設動物ケアおよび使用委員会(プロトコル番号#201909320)に準拠して処理した。使用したマウス株はC57BL/6Jであった。全てのマウスは雄であった。この方法は、一般に、他の標準的なマウス系統を用いた研究にも適用可能である。この手術は、一緒に働く2人の個人によって最適に行われます。
1. 初期設定
- クレブス・ヘンゼライト電解質6(25 mM NaHCO3、112 mM NaCl、4.7 mM KCl、MgSO4、KH 2 PO4、および0.5 mM ナトリウム-EDTA、1.25 mM CaCl2)、6 mM乳酸ナトリウム、0.6 mM ピルビン酸ナトリウム、0.2 mM [U-13 C]プロピオン酸ナトリウム、10% (v/v)D2O、 0.63mM混合脂肪酸(パルミチン酸(全体の22.1%)、パルミトレイン酸(5.2%)、ステアリン酸(2.7%)、オレイン酸(27%)、リノール酸(37.7%)、γ-リノレン酸(2.4%)、デコサヘキサン酸(2.8%)、および2%(w / v)ウシ血清アルブミンを含む。HCl(および必要に応じてNaOH)を使用して、灌流液の最終pHを7.3に設定します。
2. 手術前のセットアップ
- 長さ19.05 mmの23G針で2つの1 mLシリンジを組み立てます。1つのシリンジに0.01mLの1000単位/mLヘパリンおよび0.19mLの生理食塩水(水中の0.9%(w / v)NaCl)を充填する。 表1)。
- 2番目のシリンジに0.2mLの2%リドカインおよび0.6mLの0.9%生理食塩水を入れます(表1)。27 G 38.1 mm針を備えた別の1 mLシリンジに、灌流液を充填し、37°Cに維持する。
3. 灌流カラムのセットアップ
- 500mLの灌流液を入れたガラス瓶を水浴にセットする(図1B)。ウォーターバスをオンにし、温度を〜42°Cに設定します。 水浴内のより高い温度は、灌流カラム内で37°Cを維持することを可能にする。
- 水が42°Cまで加熱されたら、2つのポンプをオンにして、ボトルからの灌流液を薄膜酸素供給器とウォータージャケット付きの100cmガラスカラム全体に循環させます(図1A-E)。
- 酸素化ガス(酸素95%、二酸化炭素5%)をオンにして、酸素化器7を加圧する(図1C)。カテーテルを取り付けた状態で8mL/minの流量を達成するために灌流液カラムの高さを調整します(流量測定についてはステップ9を参照)5,8,9。
注:流量は、灌流液が肝臓によって排出される速度を指す。
4.マウスの麻酔
- IACUCプロトコルおよびその他の適切な安全ガイドラインで要求されるPPEを着用してください。
注: 次の手順は、生後 9 ~ 13 週間のマウス用に最適化されています。 - マウスをイソフルランチャンバーに入れる。送達ガスを100%酸素、1 L/minの流量、およびイソフルランを2%10に変えます。呼吸が遅くなり、安定するまで待ちます。
注:ゆっくりと安定した呼吸数とつま先のピンチ反射の欠如によって証明されるように、マウスが安定した手術面に到達するためには、酸素流量を〜1.5 L /分〜〜3 L /分、イソフルラン濃度を1〜3%に調整することができます。キャリアガスおよびイソフルラン濃度の送達速度は、動物の年齢および体重ならびに騒音および光などの要因に依存する。 - 腹部を70%のアルコールで消毒する。腹部脂肪層に皮下深部注射でヘパリンを投与する(図2)。マウスを麻酔室に10分間戻します。
メモ:この手順は端末であるため、シェービングは必要ありません。
5. セリオトミー
- マウスを麻酔室から手術台に移し、仰臥位に置きます(図3)。
- マウスの機首をノーズコーンに入れ、足をテープで留めます。窒息につながる可能性のある首に負担をかけないように注意してください。
- 皮下注射を介して前腸骨頂部領域11 に両側にリドカインを投与する(図3)。つま先のピンチテストを実行して、すべての痛み反射がないことを確認します。
- 内臓を露出させるためにセリオトミーを行う(図4)。幅3cmの切開(マウスの腹部全体の幅)を行う。
注:幅はマウスの年齢と食事によって変わります。 - 剣状突起をクランプして牽引力を引き出す止血剤を使用して切開部を拡大します(図4)。
6. 門脈の梗塞
- 綿の先端のアプリケーターを使用して、門脈を覆っている小腸と大腸をきれいにします。肝臓近位の門脈のアーチの下に絹縫合糸を配置する(図4A)。
- 解剖学的構造に応じて、第2の絹縫合糸を下腸間膜静脈の近位または遠位に肝臓から遠位に配置する(図4A)12,13。両方の縫合糸に2-0の縫合糸を使用してください。
- 縫合糸が所定の位置に収まったら、22Gカテーテル14 で門脈をカニューレする(図4B)。カテーテルを挿入するときは、ベベルを上に向けたままにしてください。門脈を15°以下の角度で入力します。
- 最初の縫合糸をカテーテルタッパーの後ろに結びます。門脈をカニューレした後、門脈の枝から遠位2〜3mmのカテーテルをシルク縫合糸で固定する(図4B)。
注:アシスタントは、カテーテルから外れたり、門脈が裂けたりしないように、肩と手首を転がす必要があります。各縫合糸には2つの結び目が必要です。 - 次に、カテーテルの下部を第2の縫合糸で固定する。外科助手の助けを借りて、縫合糸で結び目を結び、カテーテルを門脈の遠位部および周囲の組織に固定する。
7.肝臓門脈後静脈カニューレの切除
- カテーテルを固定した後、長さ38.1mmの27G針を備えた1mLシリンジをカテーテルに挿入して、血液および気泡を洗い流す。
注:通常、圧力からカテーテルから血液が逆流します。 - 固定活栓付きの内径1 mm x 外径5 mmのシリコーンチューブを使用して、灌流カラム(図1A)をカテーテルに結合させ、灌流の開始をマークする肝臓へのバッファーの流れを可能にします。この時点でタイマーを開始して、灌流の開始をマークします。
- はさみを使用して下大静脈に切開することにより、増加した血管圧を緩和する。
- 肝臓を流れる灌流液の流れを、ピンク/赤から淡黄色への肝臓色の均質な変化を観察して確認します。流れが確認されたら、周囲の組織から胃、小腸、大腸、右腎臓を切除します。
- 外科助手の助けを借りて、外科医が頭頂腹膜および胸部組織を切断して肝臓を切除するように、腹腔および胸腔の周りに肝臓を操縦する
- 最後に、肝臓を上方に持ち上げ、肝臓を所定の位置に保持している残りの結合組織をはさみで切断する。見やすくするために肝臓をゆっくりと操作します。NMRチューブ内に封入する前に、灌流液で洗い流して肝臓に付着した毛皮を取り除きます。
注:この手順では、肝臓のみが除去されます。他のすべての器官は動物の体内に残っています。胆管は、実験のプロトコールに基づいて除去することができる。この実験のためには、それは所定の位置に残された。
8.カラムから肝臓を吊るす
- 外科医が肝臓とチューブをアシスタントに渡すと、アシスタントはチューブをカテーテルとカラムから切断します。
- カテーテルの上部に半月板が形成されるまで、カテーテルを灌流液で満たします。カテーテルをカラムに取り付けて、肝臓を吊り下げて灌流させます。
注:カテーテル上の灌流液のビーズは、肝臓が接続されるまで機能するのに十分な体積を提供する。肝臓に取り付けられたカテーテルは、カラムの底部にプレス嵌合される。 - 20 mm NMRチューブを100 cmガラスカラムにねじ込み、肝臓を封入します(図5)。肝臓と門脈のねじれを避けるために、NMRチューブをゆっくりとねじ込みます。ねじれが発生して流れが止まった場合は、NMRチューブのネジを外して再スクリューします。これにより、オクルージョンが修復され、フローが戻ります。
- 研究の詳細に基づいて肝臓を30〜60分間灌流する。
注:時間は灌流実験に基づいています。この実験のために、代謝代謝回転は30分以内に測定された。肝臓の灌流は、定常状態に達するまでに最大10分かかることがあります。定常状態への時間は、下大静脈が切断され、肝の流れが確立されると始まります。
9. 流量測定
- 重量ボートを上部のローディングバランスに置き、天秤をゼロにします。NMRから遠心性灌流液を引っ張ってローラーポンプからチューブを計量ボートに入れ、タイマーを開始します。
- 肝臓の流量をもたらす1分間にわたって蓄積された液体の質量を秤量する。チューブを廃棄物/回収容器に戻します。
10. 酸素測定
注:酸素メーターの測定は、製造元の指示に従って設定されました15。
- 50%KCl飽和溶液20 μLを含む電極を白金ドーム上に置き、電極の下部白金環の周りに5つの10 μL滴を置く。
- タバコの紙から接着剤を取り除きます。タバコの紙の上にポリテトラフルオロエチレン膜を敷く。
- 2つのピースを電極の上に置きます。電極の上部に小さなOリングをはめ込みます。紙をトリミングして、電極の下の白金リングに平らに置きます。
注: 多少のオーバーハングは許容されます。電極の銀を覆うことが不可欠です。 - 大きなOリングを電極上に置きます。電極を水チャンバーに結合し、ベースを締めて電極を所定の位置に保持します。ウォーターバスをオンにし、37°Cまで加熱します。
- 酸素メーターソフトウェアを開きます。 [空気飽和水>校正]をクリックします。攪拌機の速度を75に設定し、温度を37°Cに設定します。
- 50mLのバイアルを半分に水で満たし、2分間激しく振る。これは空気飽和水で、100%標準として使用してください。酸素計チャンバーを約2mLの水で満たし、2ピースストッパーを置きます。
- 画面上の [OK ]をクリックし、信号がプラトーになるのを許します。信号がプラトーに達したら、[ OK] をクリックします。チャンバー内の液体を処分し、ティッシュペーパーで乾燥させる。
- 手順10.6~10.7を200mM亜硫酸ナトリウム(0%標準)で繰り返します。[ キャリブレーションの保存]をクリックします。
注:0%規格では激しい揺れは必要ありません。 - 灌流中は、5mLシリンジを2本使用してください。1つのシリンジは灌流液(酸素中)を循環させるため、2つはNMRチューブからの遠心性灌流液(酸素排出)用である。
- インとアウトの両方の測定のために灌流液を採取するときは、毎回3〜4mLを描画します。
注:このカラムには、NMRチューブにアクセスして肝臓を流れた灌流液を回収するためのガラスチューブがあります。 - 循環する灌流液を測定し、まずステップ10.6で水と同じようにし、ステップ10.7で処分する。遠心性灌流液についても同じ手順を繰り返します。
- 酸素測定は10分ごとに行います。
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Representative Results
肝機能は、主に酸素消費量と流量によって評価されます。4 ~ 8 mL/分の流量と 1 μmol/min.g の酸素消費量が典型的です。これらの尺度は、特定の実験条件および生物学的差異によって異なるであろう。
使用されるイソフルランの正確な量は、使用されている麻酔システムの種類、ならびにマウスの環境および年齢/体重に依存する。手術中、イソフルランおよび送達ガスは変化しないが、手術領域の詳細(例えば、バックグラウンドノイズ)に応じていくつかの変化が必要な場合がある10。ヘパリンを皮下深く注射すると、作用の開始は最大20〜40分遅れる可能性がある。ヘパリン投与後の10分間の待機期間は、行動の開始を保証する16。リドカインは、作用11の2分間の発症を有する。
カテーテルを挿入するときは、ベベルを上向きに保ち、門脈から15°以下の角度で入ります。両方の縫合糸には2つの結び目があります。最初の縫合糸は、カテーテルタッパーを過ぎて結ばなければならない。門脈のカニューレが成功すると、肝臓は紅潮から漂白する。外科医が肝臓を切除しているとき、助手は綿の先端のアプリケーターで切除された内容物を片付けます。肝臓の汚染を防ぎ、葉への切り傷を防ぐために、胃を切らないでください。門脈の脱落や引き裂きを防ぐために、カテーテルを保持するときは門脈や肝臓に過度の緊張をかけないでください。
灌流ハードウェアのセットアップには、細部まで細心の注意を払わなければなりません(図1)。ヘパリン注射(図2)は実験に不可欠です。血液が凝固すると、門脈に挿入されたカテーテルが閉塞し、流れが妨げられます。リドカイン注射(図3)は、疼痛緩和のために領域を脱感作するのを助けるものである。 表1 は、生理食塩水を含むヘパリンおよびリドカインについての簡単な投与チャートを提供する。セリオトミーと縫合(図4)は、門脈カテーテル法、肝切除、および灌流リグへの移送を成功させるために不可欠です。流量と酸素消費量の測定は、肝臓の健康と機能を監視するために不可欠です (図6)。摂食肝臓と絶食肝臓の間にはO2 消費量にわずかな違いがあることが多く、これは絶食した肝臓の糖新生によって課せられるエネルギー需要の増加に起因しています。
図1.灌流カラムとポンプ。 ある。肝臓が底にぶら下がっている100cmのウォータージャケット付きガラス柱。B.ウォーターポンプは、ガラス柱を通して水を循環させ、灌流液を加熱する。ガラス薄層酸素化装置は、灌流液を酸素化する95%/5%O2/CO2 で加圧される。D.ボールベアリングポンプは、水浴から薄層酸素化器およびガラスカラムに灌流液を循環させる。E.ボールベアリングポンプは、送達ポンプからカラムに送達される灌流液を循環させ、灌流液を酸素化し、8mL/分の流れを維持する。ボールベアリングポンプは、NMRチューブから遠心性灌流液を除去します。秤量スケールはNMRチューブから灌流液を秤量し、肝臓の流速を求めた。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図2.ヘパリン注射。 ヘパリンの深部皮下注射は、マウスの下腹部脂肪層に与えられる。マウスを拾うときは、針が皮膚に容易に浸透できるように皮膚をきつく引っ張ることが重要です。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図3.リドカイン注射。 マウスは、手術プラットフォーム上の仰臥位に配置され、その足はテープで留められ、鼻は鼻円錐形に置かれる。リドカインは腸骨頂部の皮下投与される。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図4.セリオトミーと縫合糸。 子宮摘出術は内臓を露出させ、止血剤は剣状突起を通して牽引力を引き出し、切開をさらに開くのを助けます。門脈の周りに2本の縫合糸を配置し、カテーテルを挿入し、縫合糸を結び付ける。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図5.NMRチューブ。 肝臓は、ガラスカラムに取り付けられたシリコンチューブに取り付けられたカテーテルとともに身体から除去された。肝臓をカラムから吊り下げ、NMRチューブによって封入する。次に、20 mm NMR チューブを肝臓を封入するカラムに慎重にねじ込みます。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図6.酸素消費量と流量。摂食肝臓と絶食肝臓の間の肝酸素消費量と流量測定値を比較することからの代表的なデータ。N=3とエラーバーは標準偏差である。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
ヘパリン 1000 単位/mL | 生理食塩水 0.9% | トータル |
0.01キロリットル | 0.19キロリットル | 0.2キロリットル |
リドカイン 2% | 生理食塩水 0.9% | トータル |
0.2キロリットル | 0.6キロリットル | 0.8キロリットル |
表 1.ヘパリンおよびリドカインを生理食塩水と共に投与する。 表には、ヘパリンおよびリドカインの濃度および生理食塩水を含む各医薬の用量が表示される。
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Discussion
この外科的処置は困難であり、再現性のある結果を達成するために広範な練習を必要とする。イソフルランおよびキャリアガスは、できるだけ多くの外科的処置を通して動物の生存率を維持するために、必要に応じて調整されるべきである。環境、時刻、年齢、体重、およびその他のいくつかの要因が麻酔に影響を与えます。体重、食事、マウスの系統、年齢は、脂肪の蓄積が門脈の視覚化を妨げる可能性があるため、手術に影響を与える可能性があります。足をテープで留めるときは、窒息の原因となる可能性のある首に負担をかけないように注意する必要があります。さらに、マウスが太れば太るほど縫合糸は、脂質によって誘発されるカテーテルと静脈との間の摩擦係数の低下を打ち消すために、カテーテルの周りにある必要がある。ヘパリンの作用時間の発症は、イソフルランへの過剰な曝露が器官17に人工物を生じるので必須である。ヘパリンおよびリドカイン注射の投与は、長さ19.05mmの23G針を必要とし、注射中に内臓に外傷がないことを確実にする。縫合ループは、カテーテルのテーパーの上になければならない、またはそれは締め付けたときに静脈を閉塞します。カテーテルが挿入されると、通常、圧力からカテーテルから血液が逆流し、これは正しい配置の肯定的な兆候である。カテーテル先端が第1の縫合糸を十分に超えていることを視覚的に確認するために、カテーテルを上に引っ張ることができる。手首と肩を転がすことで、アシスタントが縫合糸を結ぶときに縫合糸が先細りの先端から滑り落ちないようにします。肝臓をシリコーン灌流チューブからカラムに移すと、灌流液のビーズがカテーテルの上に残される。灌流ビーズは、気泡がカテーテルに入って肝臓に入るのを防ぎます。カテーテルの上にある灌流液の半月板は、肝臓が接続されるまで機能するための十分な体積を提供する。肝臓と門脈のねじれを避けるために、NMRチューブをゆっくりとねじ込みます。さらに、この実験で使用した灌流システムは、圧力弁を必要としない。ポンプの流速は、ガラス灌流カラムが〜12cmの高さで灌流液を含むように維持される。肝臓は重力によってクレブスバッファを占有し、肝臓の流量に影響を与えずに2つのポンプ間の圧力差を否定する。肝臓は重力によって灌流されるので、肝臓が取り込む灌流液の量は肝臓の自然な生物学的活性によって決まる。門脈圧がこの系では測定できないため灌流圧に関するデータは収集されなかった。
精液切開術の最初の切開は開口部を作るために浅く、その後の切開は肝臓の葉を切らないようにより深くなります。精液切開のための切開の全長は、この年齢およびサイズのマウスでは3cmであるが、系統、年齢および体重に基づいて変化する。記載された研究は9〜13週齢のマウスを使用するが、ラットと同様に年配の、または若いマウスも研究することができる。NMRチューブおよび門脈カテーテルのサイズは、懸念の研究のために肝臓および門脈の解剖学的サイズに基づいて変更する必要があるであろう。門脈がまっすぐでない場合、綿先のアプリケーターは、カテーテルを挿入するときに静脈を操作するのに役立ちます。胆管は除去されないが、その不在に対する実験的必要性がある場合、ダクトは細かいピンセットで除去することができる。縫合糸を配置する際の門脈の過度の操作は、狭窄を引き起こし、カテーテルの配置をより困難にする。肝臓に付着した毛皮は、カテーテルをカラムに圧入してNMRチューブ内に封入する前に、灌流液で洗い流されます。灌流のための30分の時間枠は20分から60分に変更することができますが、すべての信頼できるデータは灌流の最初の10分後に収集されます。
成功した肝組織切除のマーカーは、灌流後、肝臓に変形または他の完全性の問題がないことである。それは全体に均質に淡い黄色です。組織がニックネームなどの手術中に負傷した場合、その周囲に濃い黄色の斑点があります。また、肝臓が灌流によって損傷を受けた場合、それは灌流されないであろう。組織がクレブス緩衝液の貧弱な灌流を経験した場合、組織死につながる飢餓の結果として器官全体に濃い黄色の縞があるであろう。肝臓の健康状態を監視する別の方法は、肝臓の酸素消費量です(図6)。マウスの肝臓は脂質とグリコーゲンの量が多いが、総タンパク質量は類似していることが示されているため、肝臓の酸素消費量を肝臓の質量に正規化したときの肝臓の酸素消費量は同様の値を持つと予想されていました。第3の方法は、代謝代謝回転のリアルタイムデータのNMRデータである。
この方法の主な制限は、末期手術自体である。マウス、機器、時間、および人員にはかなりのコストがかかります。したがって、これらの手順を実行し、データを収集する際には、細心の注意を払わなければなりません。マウスモデル内の生物学的変異は、手術に困難を生じさせる可能性がある。さらに、光学的強化を避けることが不可欠です。すべての解剖学は肉眼で見えるので、光学的強化は必要ありません。光学的強化は、外科医および助手の視野が限られているため、エラーが発生する可能性を高め、肝臓のねじれや門脈の意図しない張力をもたらし、カテーテルが引き抜かれた場合に障害を引き起こす。これらの方法を適切に実施すると、C57BL/6Jマウスで95%>手術成功率が得られます。考慮すべきもう1つの制限は、肝臓が定常状態に達するのに必要な10分間の期間である。ここで説明する研究や他の多くの研究の制限ではありませんが、最初の10分間のデータを保証する実験では、この方法では不十分です。全身代謝に関連する複雑なホルモンシグネチャーの欠如も制限として役立つが、グルカゴン、インスリンなど、およびそれらの任意の組み合わせを、灌流液に戻すことができる。
この技術には、いくつかの潜在的な将来のアプリケーションがあります。NASHの治療のためにより多くの医薬品が開発されるにつれて、肝臓エネルギー代謝を評価するための標準的な方法は、幅広い用途を見出すことができる。NASHは肝臓がんと強く関連しているため、これらのがんのモデルも研究対象となります。
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Disclosures
著者らは利益相反がないと宣言しています。資金提供者は研究の設計において何の役割も持たなかった。データの収集、分析、または解釈において。原稿の執筆において。または結果を公開する決定で。
Acknowledgments
この研究は、国立衛生研究所(R01-DK105346、P41-GM122698、5U2C-DK119889)からの資金提供によって支援された。この研究の一部は、国立科学財団協力協定No.の支援を受けている国立高磁場研究所の先端磁気共鳴イメージングおよび分光法(AMRIS)施設のMcKnight Brain Instituteで行われました。DMR-1644779とフロリダ州。
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 mL Luer-Lock Single Use Sterile Disposable Syringe | N/A | N/A | Non-specific Brand |
100 cm Water Jacketed Glass Column | N/A | N/A | Custom Made |
2-0 Silk Suture | Braintree Scientific | N/A | |
22 Gauge Catherter 1 in. Without Safety | Terumo | SRFF2225 | |
23 G 0.75 in. Hypodemeric Needles | Exel International | 26407 | |
27 G 1.5 in. Hypodemeric Needles | Exel International | 26426 | |
4x4 in. Surgical Platform | N/A | N/A | Custom Made |
70% Alcohol Wipe | N/A | N/A | Non-specific Brand |
Circulating Water Bath | MS Lauda | N/A | Model no longer manufactured |
Cotton Tip Applicator | N/A | N/A | Non-specific Brand |
Delicate Operating Scissors; Straight; Sharp-Sharp; 30mm Blade Length; 4 3/4 " | Roboz | RS-6702 | |
Dumont #5/45 Forceps | Fine Scientific Tools | 11251-35 | |
Dumont #7 - Fine Forceps | Fine Scientific Tools | 11274-20 | |
Hemostats | Fine Scientific Tools | 13015-14 | |
Heparin Sodium Injectable 1000 units/mL | RX Generics | 71288-0402-02 | |
Isoflurane | Patterson Veterinary | 14043-0704-06 | |
Lidocaine HCl 2% | VEDCO Inc. | 50989-0417-12 | |
Membrane-Thin-Layer Oxygenator | Radnoti | N/A | |
Metzenbaum Scissors; Curved; Blunt; 27 mm Blade Length; 5 " | Roboz | RS-6013 | |
Oxygen Meter System | Hanstech Instruments Ltd. | N/A | |
Saline 0.9% Solution | N/A | N/A | Saline is made in lab |
Scale | N/A | N/A | Non-specific Brand |
Variable Speed Analog Console Pump Systems | Cole Palmer | N/A | Models are custom per application |
Weigh boats | N/A | N/A | Non-specific Brand |
References
- Ragavan, M., McLeod, M. A., Giacalone, A. G., Merritt, M. E. Hyperpolarized Dihydroxyacetone Is a Sensitive Probe of Hepatic Gluconeogenic State. Metabolites. 11 (7), 441 (2021).
- Lumata, L. Hyperpolarized (13)C Magnetic Resonance and Its Use in Metabolic Assessment of Cultured Cells and Perfused Organs. Methods in Enzymology. 561, 561-573 (2015).
- Moreno, K. X., et al. Real-time detection of hepatic gluconeogenic and glycogenolytic states using hyperpolarized [2-13C] dihydroxyacetone. The Journal of Biological Chemistry. 289 (52), 35859-35867 (2014).
- Moreno, K. X., et al. Hyperpolarized δ-[1-13C] gluconolactone as a probe of the pentose phosphate pathway. NMR in Biomedicine. 30 (6), (2017).
- Merritt, M. E., Harrison, C., Sherry, A. D., Malloy, C. R., Burgess, S. C. Flux through hepatic pyruvate carboxylase and phosphoenolpyruvate carboxykinase detected by hyperpolarized 13C magnetic resonance. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (47), 19084-19089 (2011).
- Bailey, L. E., Ong, S. D. Krebs-Henseleit solution as a physiological buffer in perfused and superfused preparations. Journal of Pharmacological Methods. 1 (2), 171-175 (1978).
- Kolwicz, S. C. Jr, Tian, R. Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (42), e2069 (2010).
- Hwang, G. H., et al. Protective effect of butylated hydroxylanisole against hydrogen peroxide-induced apoptosis in primary cultured mouse hepatocytes. Journal of Veterinary Science. 16 (1), 17-23 (2015).
- Bessems, M., et al. The isolated perfused rat liver: standardization of a time-honoured model. Laboratory Animals. 40 (3), 236-246 (2006).
- Beal, E. W., et al. A Small Animal Model of Ex Vivo Normothermic Liver Perfusion. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (136), e57541 (2018).
- Collins, J. B., Song, J., Mahabir, R. C. Onset and duration of intradermal mixtures of bupivacaine and lidocaine with epinephrine. The Canadian Journal of Plastic Surgery. 21 (1), 51-53 (2013).
- Medical Dictionary. , Merriam-Webster. Available from: https://www.merriam-webster.com/medical (2022).
- Thorpe, D. R. A Dissection in Color: The Rat (and the Sheep's Brain). , National Press Books. Palo Alto, CA. (1968).
- Cabral, F., et al. Purification of Hepatocytes and Sinusoidal Endothelial Cells from Mouse Liver Perfusion. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (132), e56993 (2018).
- Operations Manual Setup, Installation and Maintenance. , Hansatech Instruments. Available from: https://www.chem.ucla.edu/dept/Faculty/merchant/pdf/electrode_prep_maintenance.pdf (2006).
- Heparin. , DrugBank Online. Available from: https://go.drugbank.com/drugs/DB01109 (2022).
- Overmyer, K. A., Thonusin, C., Qi, N. R., Burant, C. F., Evans, C. R. Impact of anesthesia and euthanasia on metabolomics of mammalian tissues: studies in a C57BL/6J mouse model. PloS One. 10 (2), 0117232 (2015).