चूहा लिवर प्रत्यारोपण मॉडल में हेमोडायनामिक परिवर्तनों का अनुकरण करके अंग इस्केमिया-रिफ्यूजन इंजरी
Summary
यह पत्र इस बात का विस्तृत विवरण प्रदान करता है कि लिवर प्रत्यारोपण के बाद इस्केमिया-रिफ्यूजन चोट में बुनियादी शोध की सुविधा के लिए चूहों में एनहेपेटिक चरण (लिवर इस्केमिया) का एक पशु मॉडल कैसे बनाया जाए।
Abstract
चूहों में ऑर्थोटोपिक लिवर प्रत्यारोपण (ओएलटी) एक आजमाया हुआ और सिद्ध पशु मॉडल है, जिसमें एक्सपेरिपेटिक अंगों की इस्केमिया-रिफ्यूजन इंजरी (आईआरआई) सहित प्रीऑपरेटिव, इंट्राऑपरेटिव और पश्चात अध्ययनों के लिए उपयोग किया जाता है। इस मॉडल के लिए कई प्रयोगों और उपकरणों की आवश्यकता होती है। एनहेपेटिक चरण की अवधि प्रत्यारोपण के बाद आईआरआई विकसित करने के समय से निकटता से संबंधित है। इस प्रयोग में, हमने चूहों में बाहरी अंग क्षति को प्रेरित करने और अधिकतम सहिष्णुता समय निर्धारित करने के लिए हीमोडायनामिक परिवर्तनों का उपयोग किया। जब तक सबसे गंभीर अंग चोट विभिन्न अंगों के लिए भिन्न होती है। इस विधि को आसानी से दोहराया जा सकता है और इसका उपयोग यकृत प्रत्यारोपण के बाद बाहेती अंगों के आईआरआई का अध्ययन करने के लिए भी किया जा सकता है।
Introduction
इस्केमिया-रिफ्यूजन इंजरी (आईआरआई) लिवर प्रत्यारोपण के बाद एक आम जटिलता है। हेपेटिक आईआरआई एक रोग प्रक्रिया है जिसमें इस्केमिया-मध्यस्थता कोशिका क्षति और यकृत रिप्रेरण की असामान्य गिरावट शामिल है। नैदानिक वातावरण1में अंतर के अनुसार, हेपेटिक आईआरआई और स्थानीय जन्मजात प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को गर्म और ठंडे आईआरआई में विभाजित किया जा सकता है। गर्म आईआरआई स्टेम सेल चोट से प्रेरित है, आमतौर पर जिगर प्रत्यारोपण, सदमे, और आघात2का एक परिणाम के रूप में । कोल्ड आईआरआई एंडोथेलियल कोशिकाओं और परिधीय परिसंचरण3के कारण होने वाले यकृत प्रत्यारोपण की जटिलता है । नैदानिक रिपोर्टों से पता चला है कि हेपेटिक आईआरआई प्रारंभिक अंग विफलताओं के 10% के साथ जुड़ा हुआ है और तीव्र और पुरानी अस्वीकृति की घटनाओं में वृद्धि हो सकती है4,5. इसके अलावा, हेपेटिक आईआरआई उच्च मृत्यु दर6के साथ कई अंग रोग सिंड्रोम या प्रणालीगत भड़काऊ प्रतिक्रिया सिंड्रोम को भी प्रेरित कर सकता है। बाहरी अंग भागीदारी वाले रोगी अस्पताल में लंबे समय तक रहते हैं, अधिक पैसा खर्च करते हैं, और एक बदतर पूर्वानुमान7है। जटिलताओं का विकास यकृत प्रत्यारोपण के एंहपेटिक चरण की लंबाई से निकटता से संबंधित है8.
चूहों में ऑर्थोटोपिक लिवर प्रत्यारोपण (ओएलटी) की रिपोर्ट सबसे पहले अमेरिकी प्रोफेसर ली ने १९७३ में दी थी । प्रायोगिक ऑपरेशन ने सीवन विधि का उपयोग करके नैदानिक यकृत प्रत्यारोपण और रक्त वाहिकाओं के एनास्टोमोसिस और आम पित्त वाहिनी (सीबीडी) के चरणों का अनुकरण किया। प्रक्रिया मुश्किल है और सफलता की कम दर के साथ समय लेने वाली9। 1 9 7 9 में, कामडा एट अल ने 26 मिनट10के भीतर anhepatic चरण को नियंत्रित करने के लिए पोर्टल नस के एनास्टोमोसिस के लिए ‘दो-कफ विधि’ का रचनात्मक उपयोग करके चूहों में ओएलटी में एक महत्वपूर्ण सुधार किया। उसी साल जिमरमैन ने ‘ सिंगल बिलियरी स्टेंट मेथड ‘ का प्रस्ताव रखा । ली के काम के आधार पर, ज़िमरमैन ने पॉलीथीन ट्यूबों का उपयोग सीधे दाता और प्राप्तकर्ता के सीबीडी को अनास्टोमोस करने के लिए किया, सीबीडी के पुनर्निर्माण को सरल बनाया, और स्फिंकर के कार्य को संरक्षित किया, और यह विधि ओएलटी मॉडल11के पित्त पुनर्निर्माण के लिए मानक बन गई। 1 9 80 में, मियाटा एट अल ने ‘थ्री-कफ विधि’ का प्रस्ताव किया जहां पोर्टल नस (पीवी), सुपरहेपेटिक वेना कावा (एसवीसी), और इंट्राहेपेटिक वेना कावा (आईवीसी) कफ विधि द्वारा अनस्टोमोस किए गए थे। हालांकि, इस विधि के साथ कैनुला के विरूपण का खतरा है, जो अवर वेना कावा भाटा12की बाधा का कारण बन सकता है। 1 9 83 में, पीवी और आईवीसी के एनास्टोमोसिस के लिए कफ विधि का उपयोग करके ‘दो-कफ विधि’ का प्रस्ताव किया गया था, लेकिन एसवीसी13के लिए सीवन विधि को अपनाना। ओएलटी मॉडल स्थापित करने के लिए विश्व स्तर पर विद्वानों द्वारा इस विधि को अपनाया गया था। तब से, कफ एनास्टोमोसिस चरणों में सुधार किया गया है ताकि anhepatic चरण को छोटा किया जा सके और चूहों के जीवित रहने की दर में सुधारकियाजा सके । इसी प्रकार, नैदानिक अभ्यास में बेहतर तरीकों का उपयोग15चरण को छोटा करने के लिए किया जाता है। हालांकि, जिगर प्रत्यारोपण के बाद IRI में बुनियादी अनुसंधान से पता चला है कि जीवित रहने की दर उलटा बाहरी अंगों को चोट की डिग्री से संबंधित है । इसलिए, आगे अनुसंधान की आवश्यकता है, और जिगर प्रत्यारोपण के बाद आईआरआई अनुकरण करने के लिए एक सरल और प्रजनन योग्य पशु मॉडल की आवश्यकता है।
anhepatic चरण की परिभाषा के आधार पर, हमने यकृत प्रत्यारोपण में हीमोडायनामिक परिवर्तनों का अनुकरण किया जिसके परिणामस्वरूप चूहों में बाहरी अंगों का आईआरआई होता है। इसके साथ ही, हम यकृत प्रत्यारोपण के बाद आईआरआई में बुनियादी शोध की सुविधा के लिए चूहों में एंहेपेटिक चरण (यकृत इस्केमिया) के एक पशु मॉडल का निर्माण करने का विस्तृत विवरण प्रदान करते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
चूहों में OLT जिगर प्रत्यारोपण, आईआरआई, प्रत्यारोपण अस्वीकृति, प्रतिरक्षा सहिष्णुता, प्रत्यारोपण पैथोलॉजी और फार्माकोलॉजी, होमोट्रांजेशन, और xenotransplantation में अंग संरक्षण का अध्ययन करने के लिए एक आदर्श मॉडल…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम ग्वांग्शी मेडिकल यूनिवर्सिटी के दूसरे संबद्ध अस्पताल के डॉ वेन-ताओ ली और डॉ जी-हुआ वू द्वारा दिए गए उपयोगी सुझावों को स्वीकार करना चाहेंगे । लेखक उपयोगी टिप्पणियों और चर्चाओं के लिए हमारी टीम के साथियों का शुक्रिया अदा करना चाहेंगे । लेखक भी गुमनाम समीक्षकों और JoVE के संपादकों को उनकी टिप्पणी के लिए शुक्रिया अदा करना चाहते हैं । विशेष धन्यवाद उनके निरंतर समर्थन और प्रोत्साहन के लिए डॉ युआन के माता पिता के पास जाना चाहिए । इस काम को निंगबो नेचुरल साइंस फाउंडेशन (2014A610248) द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| 4% paraformaldehyde solution | Shanghai Macklin Biochemical Co.,Ltd | P804536 | |
| air drying oven | Shanghai Binglin Electronic Technology Co., Ltd. | BPG | |
| Alanine aminotransferase (ALT)Kit | Elabscience Biotechnology Co.,Ltd | E-BC-K235-S | |
| ammonia | Sinopharm Chemical Reagents Co. Ltd | 10002118 | |
| amylase Kit | Elabscience Biotechnology Co.,Ltd | E-BC-K005-M | |
| anhydrous ethanol | Sinopharm Chemical Reagents Co. Ltd | 100092183 | |
| Animal anesthesia machine | Shenzhen Ruiwode Life Technology Co. Ltd | R640 | |
| aspartate aminotransferase (AST)kit | Rayto Life and Analytical Sciences Co., Ltd. | S03040 | |
| automatic biochemical analyzer. | SIEMENS AG FWB:SIE, NYSE:SI Co., Ltd. | 2400 | |
| Biosystems (when nessary) | Chengdu Taimeng Electronics Co., Ltd. | BL-420F | |
| Centrifuge | Baiyang Medical Instrument Co., Ltd. | BY-600A | |
| cover glass | Jiangsu Shitai Experimental Equipment Co. Ltd | 10212432C | |
| creatinine Kit | Rayto Life and Analytical Sciences Co., Ltd. | S03076 | |
| dewatering machine | Hungary 3DHISTECH Co.,Ltd | Donatello Series 2 | |
| embedding machine | Hubei Xiaogan Kuohai Medical Technology Co., Ltd. | KH-BL1 | |
| frozen machine | Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd | JB-L5 | |
| hematoxylin-eosin dye solution | Wuhan Saiwell Biotechnology Co., Ltd | G1005 | |
| high-efficiency paraffin wax | Shanghai huayong paraffin wax co., Ltd | Q/YSQN40-91 | |
| hydrochloric acid | Sinopharm Chemical Reagents Co. Ltd | 10011018 | |
| intraocular lens (IOL)forceps | Guangzhou Guangmei Medical Equipment Co., Ltd. | JTZRN | |
| Isoflurane | Shenzhen Ruiwode Life Technology Co. Ltd | — | |
| micro Scissors(when nessary) | Shanghai Surgical Instrument Factory | WA1010 | |
| needle holders | Shanghai Surgical Instrument Factory | J32010 | |
| neutral gum | Shanghai Huashen Healing Equipment Co.,Ltd. | — | |
| normal optical microscope | Nikon Instrument Shanghai Co., Ltd | Nikon Eclipse CI | |
| ophthalmic forceps | Shanghai Surgical Instrument Factory | J3CO30 | straight |
| ophthalmic forceps | Shanghai Surgical Instrument Factory | JD1060 | bending |
| ophthalmic Scissors | Shanghai Surgical Instrument Factory | J1E0 | |
| pathological slicer | Shanghai Leica Instrument Co., Ltd | RM2016 | |
| pipettes | Dragon Laboratory Instruments Co., Ltd. | 7010101008 | |
| retractors | Beijing Jinuotai Technology Development Co.,Ltd. | JNT-KXQ | |
| scanner | Hungary 3DHISTECH Co.,Ltd | Pannoramic 250 | |
| slide | Wuhan Saiwell Biotechnology Co., Ltd | G6004 | |
| xylene | Sinopharm Chemical Reagents Co. Ltd | 1330-20-7 |
References
- Dar, W. A., Sullivan, E., Byon, J. S., Eltzschig, H., Ju, C. Ischaemia reperfusion injury in liver transplantation: Cellular and molecular mechanisms. Liver International. 39 (5), 788-801 (2019).
- Qiao, P. F., Yao, L., Zhang, X. C., Li, G. D., Wu, D. Q. Heat shock pretreatment improves stem cell repair following ischemia-reperfusion injury via autophagy. World Journal of Gastroenterology. 21 (45), 12822-12834 (2015).
- Liu, Y., et al. Activation of YAP attenuates hepatic damage and fibrosis in liver ischemia-reperfusion injury. Journal of Hepatology. 71 (4), 719-730 (2019).
- Hirao, H., Dery, K. J., Kageyama, S., Nakamura, K., Kupiec-Weglinski, J. W. Heme Oxygenase-1 in liver transplant ischemia-reperfusion injury: From bench-to-bedside. Free Radical Biology and Medicine. 157, 75-82 (2020).
- Motiño, O., et al. Protective role of hepatocyte cyclooxygenase-2 expression against liver ischemia-reperfusion injury in mice. Hepatology. 70 (2), 650-665 (2019).
- Guo, W. A. The search for a magic bullet to fight multiple organ failure secondary to ischemia/reperfusion injury and abdominal compartment syndrome. Journal of Surgical Research. 184 (2), 792-793 (2013).
- Elham, M., Mahmoudi, M., Nassiri-Toosi, M., Baghfalaki, T., Zeraati, H. Post liver transplantation survival and related prognostic factors among adult recipients in tehran liver transplant center; 2002-2019. Archives of Iranian Medicine. 1 (23), 326-334 (2020).
- Kim, E. H., Ko, J. S., Gwak, M. S., Lee, S. K., Kim, G. S. Incidence and clinical significance of hyperfibrinolysis during living donor liver transplantation. Blood Coagulation and Fibrinolysis. 29 (3), 322-326 (2018).
- Czigány, Z. Improving research practice in rat orthotopic and partial orthotopic liver transplantation: a review, recommendation, and publication guide. European Surgical Research. 55 (1-2), 119-138 (2015).
- Kamada, N., Calne, R. Y. Orthotopic liver transplantation in the rat. Technique using cuff for portal vein anastomosis and biliary drainage. Transplantation. 28 (1), 47-50 (1979).
- Zimmermann, F. A., et al. Techniques for orthotopic liver transplantation in the rat and some studies of the immunologic responses to fully allogeneic liver grafts. Transplantation Proceedings. 11 (1), 571-577 (1979).
- Miyata, M., Fischer, J. H., Fuhs, M., Isselhard, W., Kasai, Y. A simple method for orthotopic liver transplantation in the rat. Cuff technique for three vascular anastomoses. Transplantation. 30 (5), 335-338 (1980).
- Kamada, N. A., Calne, R. Y. Surgical experience with five hundred thirty liver transplants in the rat. Surgery. 93 (1), 64-69 (1983).
- Yang, L. F., et al. A rat model of orthotopic liver transplantation using a novel magnetic anastomosis technique for suprahepatic vena cava reconstruction. Journal of Visualized Experiments. 19 (133), e56933 (2018).
- Liu, L. X., He, C., Huang, T., Gu, J. Development of a new technique for reconstruction of hepatic artery during liver transplantation in sprague-dawley rat. PLoS One. 10 (12), 0145662 (2015).
- Paller, M. S., Hoidal, J. R., Ferris, T. F. Oxygen free radicals in ischemic acute renal failure In the rat. Journal of Clinical Investigation. 74 (4), 1156-1164 (1984).
- Schmidt, J., Lewandrowsi, K., Warshaw, A. L., Compton, C. C., Rattner, D. W. Morphometric characteristics and homogeneity of a new model of acute pancreatitis in the rat. International Journal of Pancreatology. 12 (1), 41-51 (1992).
- Chui, C. J., McArdle, A. H., Brown, R., Scott, H. J., Gurd, F. N. Intestinal mucosal lesion in low-flow states. I. A morphological, hemodynamic, and metabolic reappraisal. Archives of Surgery. 101 (4), 478-483 (1970).
- Kozian, A., et al. One-lung ventilation induces hyperfusion and alveolar damage in the ventilated lung:an experimental study. British Journal of Anaesthesia. 100 (4), 549-559 (2008).
- Shimada, S., et al. Heavy water (D2O) containing preservation solution reduces hepatic cold preservation and reperfusion injury in an isolated perfused rat liver (IPRL) model. Journal of Clinical Medicine. 8 (11), 1818 (2019).
- Nakamura, K. Sirtuin 1 attenuates inflammation and hepatocellular damage in liver transplant ischemia/reperfusion: from mouse to human. Liver Transplantation. 23 (10), 1282-1293 (2017).
- Blaire, A., et al. Surgical Considerations of Hilar Cholangiocarcinoma. Surgical Oncology Clinics of North America. 28 (4), 601-617 (2019).
