マウスの部分胆管結紮: ローカライズされた閉塞性胆汁うっ滞の制御モデル
Summary
肝臓の傷害および齧歯動物の再生の手術モデルとして部分胆管結紮を紹介します。
Abstract
総胆管の完全な胆管結紮 (cBDL) は、齧歯動物、閉塞性胆汁うっ滞、肝内胆管の増殖を研究するための確立された手術方法です。ただし、長期的な実験は増加罹患率と死亡率につながることができます。選択マウス系統基礎疾患、単一動物の損失および費用を減らすことができます肝葉の結紮とも有意義な比較を可能です。ここで、説明部分胆管結紮 (pBDL) にのみ左肝内胆管を結紮は、マウスの左葉ですがない、残りの葉の胆管閉塞の原因します。同じ動物で同じ条件に服従するときに unligated の葉は、結紮葉に内部統制として役割を果たすため注意して顕微鏡手術と pBDL 実験が費用対効果をすることができます。CBDL とは異なり、別の偽手術群は必要ではありません。pBDL、胆汁うっ滞及び他の保有胆汁成分の全身影響とローカライズされた直接の比較に非常に役立ちます。pBDL は薬や細胞遊走に関連するメカニズムを調査する手法として用途に使用することができます。
Introduction
急性肝障害・肝部分切除や胆管結紮 (cBDL) などの修復手術のモデルは、肝再生と病理学1,2を研究する齧歯動物で何十年も使用されています。CBDL で (これは肝臓で生成されるすべての胆汁を排出) 胆管結紮は、肝硬変3に最終的な進行すると術後最初の 2 〜 3 週間で閉塞性胆汁うっ滞、炎症および線維化の結果します。胆管の増殖、分化転換、および居住者の肝前駆細胞の誘導 cBDL4、5の機能があります。CBDL は、再現可能な成果野生型マウスと正常な肝臓6,7,8でこれらの系統の特徴である閉塞性 cholangiopathy の特定のメカニズムを解明し、プロシージャは、肝疾患、高い罹患率と死亡率は時間の経過とともに胆道閉塞のため予想よりもより多くの動物を必要とするいくつかの遺伝子導入マウスモデルで技術的に厳しいことができます。この手法も長時間コース実験 cBDL のストレスをそれ以外の場合は許せないかもしれないトランスジェニック マウスの基になると肝疾患の勉強のために有益です。
pBDL は、いくつかのこれらの課題を克服するために合理的な選択肢を提供できます。野生型マウスの初期 pBDL 研究は、炎症9の演技のローカルおよび全身の仲介人を区別するために目指しています。PBDL、総胆管の上左右の肝胆汁管の主な胆道合流は慎重に、門で可視化し、ローカライズされた閉塞性胆汁うっ滞を生成するのみ、左肝内胆管を結紮します。pBDL では、cBDL にいくつかの利点を提供しています。PBDL、unligated の右葉は栄養状態や要因を循環など、同じ全身作用を受ける結紮の左葉の同じ牌内部統制として機能します。全身性炎症性メディエーターを調べたところ、大沢ら以下の線維化および unligated の葉の壊死が観察が、炎症細胞と変形の成長因子 β 式結紮葉9に増加します。
最近では、pBDL が保持されて胆汁10の肝実質の効果を研究する再定義されました。(Unligated「シャム」) 内部統制群と実験群の同じ動物を使用して、pBDL は効果的により費用対効果は実験ごとに必要な動物の数を半減します。マウスは、コース実験理想的な時間 (≥2 週) 結紮葉で達成することができますので、はるかに良い、pBDL の影響を容認します。最も重要なは、pBDL は閉塞性胆汁うっ滞の直接的な肝内効果を区別することができます、unligated コントロール葉に比べて、結紮葉の胆汁構成成分を保持します。全体的に、pBDL は肝臓でローカライズされた胆汁うっ滞の葉固有の効果を研究する魅力的な方法です。
Protocol
Representative Results
Discussion
CBDL は閉塞性胆汁うっ滞のため最も一般的な実験的手法が、齧歯動物の複数の課題が発生することができます。術後日のエンドポイントを達成するために必要な数、に応じて、動物は重要な罹患率と時間が進むにつれて死亡率を体験できます。肝臓病の異常肝実質とベースラインで関数を示すいくつかのトランスジェニック マウス モデルを操作するとき、組織の損傷および胆管壊死の程度が…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
カーン博士は、NIH/NICHD K12HD052892、アルファ 1 の基礎、ヒルマン財団およびピッツバーグ肝臓研究センターから助成を認めています。博士 Michalopoulos は、NIH/NIDDK P01DK096990 から助成を認めています。アン ・ オアの優秀で、寛大な技術的な支援お願い申し上げます。マイクロサージャリー移植または齧歯動物ラボへのアクセスを提供するためも博士デビッド A. ゲラーに感謝しています。
Materials
| 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
- Higgins, G. M., Anderson, R. Experimental pathology of the liver – Restoration of the liver of the white rat following partial surgical removal. Arch Pathol. 12, 186-202 (1931).
- Cameron, G. R., Oakley, C. L. Ligation of the common bile duct. The Journal of Pathology and Bacteriology. 35 (5), 769-798 (1932).
- Kountouras, J., Billing, B. H., Scheuer, P. J. Prolonged bile duct obstruction: a new experimental model for cirrhosis in the rat. Br J Exp Pathol. 65 (3), 305-311 (1984).
- Michalopoulos, G. K., Barua, L., Bowen, W. C. Transdifferentiation of rat hepatocytes into biliary cells after bile duct ligation and toxic biliary injury. Hepatology. 41 (3), 535-544 (2005).
- Dipaola, F., et al. Identification of intramural epithelial networks linked to peribiliary glands that express progenitor cell markers and proliferate after injury in mice. Hepatology. 58 (4), 1486-1496 (2013).
- Guyot, C., Combe, C., Desmouliere, A. The common bile duct ligation in rat: A relevant in vivo model to study the role of mechanical stress on cell and matrix behaviour. Histochem Cell Biol. 126 (4), 517-523 (2006).
- Zhang, Y., et al. Effect of bile duct ligation on bile acid composition in mouse serum and liver. Liver Int. 32 (1), 58-69 (2012).
- Tag, C. G., et al. Bile duct ligation in mice: induction of inflammatory liver injury and fibrosis by obstructive cholestasis. J Vis Exp. (96), e52438 (2015).
- Osawa, Y., et al. Systemic mediators induce fibrogenic effects in normal liver after partial bile duct ligation. Liver Int. 26 (9), 1138-1147 (2006).
- Khan, Z., et al. Bile Duct Ligation Induces ATZ Globule Clearance in a Mouse Model of alpha-1 Antitrypsin Deficiency. Gene Expr. 17 (2), 115-127 (2017).
- Birkhead, H. A., Briggs, G. B., Saunders, L. Z. Toxicology of cefazolin in animals. J Infect Dis. 128, 378 (1973).
- Kunst, M. W., Mattie, H., van Furth, R. Antibacterial efficacy of cefazolin and cephradine in neutropenic mice. Infection. 7 (1), 30-34 (1979).
- Traul, K. A., et al. Safety studies of post-surgical buprenorphine therapy for mice. Lab Anim. 49 (2), 100-110 (2015).
- Carlson, J. A., et al. Accumulation of PiZ alpha 1-antitrypsin causes liver damage in transgenic mice. J Clin Invest. 83 (4), 1183-1190 (1989).
- Sifers, R. N., Finegold, M. J., Woo, S. L. Alpha-1-antitrypsin deficiency: accumulation or degradation of mutant variants within the hepatic endoplasmic reticulum. Am J Respir Cell Mol Biol. 1 (5), 341-345 (1989).
- Rudnick, D. A., Shikapwashya, O., Blomenkamp, K., Teckman, J. H. Indomethacin increases liver damage in a murine model of liver injury from alpha-1-antitrypsin deficiency. Hepatology. 44 (4), 976-982 (2006).
- Heinrich, S., et al. Partial bile duct ligation in mice: a novel model of acute cholestasis. Surgery. 149 (3), 445-451 (2011).
- Glaser, S. S., Alpini, G. Activation of the cholehepatic shunt as a potential therapy for primary sclerosing cholangitis. Hepatology. 49 (6), 1795-1797 (2009).
- Gurpinar, E., et al. A novel sulindac derivative inhibits lung adenocarcinoma cell growth through suppression of Akt/mTOR signaling and induction of autophagy. Mol Cancer Ther. 12 (5), 663-674 (2013).
- Alpini, G. G., Francis, H., Marzioni, M., Venter, J., Phinizy, J., LeSage, G. . Madame Curie Bioscience Database. , (2013).
- Kirkland, J. G., et al. Reversible surgical model of biliary inflammation and obstructive jaundice in mice. J Surg Res. 164 (2), 221-227 (2010).
- Delhove, J. M., et al. Longitudinal in vivo bioimaging of hepatocyte transcription factor activity following cholestatic liver injury in mice. Sci Rep. 7, 41874 (2017).
- Li, C., et al. Homing of bone marrow mesenchymal stem cells mediated by sphingosine 1-phosphate contributes to liver fibrosis. J Hepatol. 50 (6), 1174-1183 (2009).
- Xu, J., et al. Factors released from cholestatic rat livers possibly involved in inducing bone marrow hepatic stem cell priming. Stem Cells Dev. 17 (1), 143-155 (2008).
- Sharma, S., et al. Propitious role of bone marrow-derived mononuclear cells in an experimental bile duct ligation model: potential clinical implications in obstructive cholangiopathy. Pediatr Surg Int. 29 (6), 623-632 (2013).
