Dokuz Günlük Fare Yenidoğanlarında Ekstrahepatik Safra Kanalı ve Safra Kesesi Diseksiyonu
Summary
Murin neonatal safra kanalı bozukluklarının gözlenmesi için sağlam bir safra kanalı ve etkili bir hazırlık gereklidir. Bu nedenle, murin yenidoğanlarda tüm ekstrahepatik safra kanalı sisteminin izole edilmesi için safra kanalının bütünlüğünü korurken başarılı bir şekilde yeni bir yaklaşım geliştirilmiştir.
Abstract
Murin neonatal safra kanallarının diseksiyonu zor olarak tanımlanmıştır. Tarif edilen standart çalışma prosedürünün temel amacı, fare yenidoğanlarında ekstrahepatik safra kanalının (EBD) hazırlık sırasında safra kanalına zarar vermeden izole edilmesidir. Kolanjiyositler hücre hattına kıyasla son derece yakın preparasyonu ve tüm ekstrahepatik safra kanalı sisteminin (EBDS) toplanması nedeniyle, tarif edilen yaklaşım, biliyer atrezi gibi yenidoğan safra kanalı bozukluklarının hayvan modellerinin araştırılmasında son derece yararlıdır. Ötanaziden sonra periton boşluğuna erişildi ve safra kanalı sistemi, duodenum ve karaciğer benzersiz En-bloc-Rezeksiyon (EbR) ile ekstrakte edildi. Ekstrakte edilen numune bir köpük paspas üzerine yerleştirilir ve EBD, gerekli dokunuş olmadan atravmatik olarak kirletici hücrelerden diseke edilir. EBDS’nin tamamının diseksiyonu bu yöntemin önemli bir avantajıdır. Safra kanalı dokusunun küçük boyutu ve miktarı nedeniyle dikkatli olunmalıdır. Tarif edilen tekniği kullanarak, kolanjiyositlere zarar verilmez. Ayrıca, tekniğin saflığı tekrarlanabilir (n = 10). Bu nedenle, optimum şekilde karşılaştırılabilir numuneler toplanabilir. Ayrıca, safra kanalı dokusu zarar görmez, çünkü safra kanalı sistemi ile herhangi bir temas, hazırlık sırasında önlenebilir ve safra sıvısı safra kesesi içinde bırakılır. En önemlisi, son safra kesesi ve safra kanalı diseksiyonu yapılırken, safra kanalının sadece biraz yanalında sıkılmadan atravmatik mikroaletler kullanıldı. Bu, temiz ve sağlam bir numunenin anahtarıdır ve daha fazla histolojik araştırma veya kolanjiyositlerin izolasyonu için gereklidir. Özetlemek gerekirse, açıklanan yenilikçi diseksiyon tekniği, EBDS’yi mümkün olduğunca temiz bir şekilde izole etmek için gerekli ekipmana sahip özellikle deneyimsiz operatörlere olanak tanır.
Introduction
Biliyer atrezi, primer sklerozan kolanjit (PSK) ve primer biliyer kolanjit (PBK) gibi kolanjiyopatilerin oluşumu ve progresyonu bilinmemekte veya tamamlanmamıştır 1,2. Bu hastalıkların kökeni ve ilerlemesinin sınırlı bir şekilde anlaşılması, tedavi seçeneklerinin azlığına yol açmaktadır3. Yenidoğan safra yolu hastalıklarının incelenmesindeki en zor engel, patofizyolojinin moleküler olarak anlaşılmasını sağlamaktır. Moleküler patolojinin daha iyi anlaşılmasının temel anahtarlarından biri, etkilenen dokunun mümkün olan en iyi şekilde gözlemlenmesidir. Biliyer atrezi4’ün potansiyel viral etiyolojisini gözlemlemek gibi araştırmalar arasındaki karşılaştırılabilirliğin ve tutarsızlıkların azalmasını önlemek için, gerçekleştirilen diseksiyon tekniklerinin mümkün olan en iyi şekilde hazırlanması ve paylaşılması ihtiyacı ortaya çıkmaktadır. Hedef dokunun saf bir şekilde hazırlanması, daha sonraki mikroskobik araştırmalar veya üreme hücresi ve 3D organoid kültürleri için gereklidir. Bununla birlikte, murin yenidoğan bozukluklarında, doku örnekleri nadirdir ve çok küçük boyut nedeniyle sadece az miktarda ortaya çıkar. Safra yolu bozuklukları ile ilgili olarak, murin yenidoğanlarda safra kanallarının temiz bir şekilde hazırlanmasındaki zorluklar tanımlanmıştır5. Gelişimin yenidoğan aşaması nedeniyle, doku farklılaşması aşırı derecede gelişmiş değildir, bu da hazırlığı zorlaştırır ve yetişkin örneklerin hazırlanmasına kıyasla zorluğu arttırır. Bu nedenle, işletme çalışma grubu, EBDS’yi yenidoğan fare modelinde hazırlamak için yeni bir strateji araştırdı. Bu çalışmada, teknik her numunenin verimli bir şekilde diseksiyonuna izin vermektedir.
Safra kanalı sistemi, karaciğerden kaynaklanan sağ üst karın bölgesine intraperitoneal olarak yerleştirilir. Safra kesesi, karaciğerin sağ lobunun viseral yüzeyinin altında bulunur. Safra kanalı, portal ven ve hepatik arter ile birlikte, hepatoduodenal ligamente gömülüdür. Karaciğer ve duodenuma doğrudan katılır ve safra sıvısını duodenum6’ya boşaltır. Anatomik olarak, safra kanalı sağ ve sol hepatik kanallara, ortak hepatik kanala, kistik kanala ve kistik kanal ile ortak hepatik kanalın7’nin birleşmesiyle oluşan Ductus choledochus’a ayrılır. Bu sonunda safra sıvısını ve tükürüğü pankreas kanalından Vater’in Ampulla’sı aracılığıyla duodenuma boşaltır.
Kolanjiyositler safra kanalını intra- ve ekstrahepatik olarak hizalar, safra üretimine ve homeostaza yardımcı oldukları karmaşık bir anatomik niş içindebulunurlar 8. Safra sıvısı bu özel epitel hücrelerini günlük olarak yüksek konsantrasyonlarda geçirir. Özellikle, HCO3- şemsiye bakımı, safra asidi toksisitesine karşı korunmak için çok önemlidir9. Kolanjiyositler, hepatobiliyer sistemde, örneğin luminal mikroorganizmalara karşı ilk savunma hattıdır10. Kolanjiyositlerin toksik saldırılara karşı savunma etkinliği genetik yatkınlık nedeniyle zayıflayabilir. Toksik bir aşırı yük hasar ve yıkıma neden olur ve bu nedenle kolanjiyopatilere yol açabilir. Ayrıca, gelişmekte olan safra kanalı tüm kendini koruyucu mekanizmalara tamamen sahip değildir ve bu da yenidoğan safra kanallarında çevresel toksinlere karşı daha yüksek bir duyarlılığa yol açar11.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu makalede, ötenazi yenidoğan farelerinin EBDS’lerinin çıkarılması için yeni bir cerrahi yaklaşımın oluşturulması ve doğrulanması bildirilmiş ve tartışılmıştır. Mikroskopik ve histolojik bulgular, yaklaşımın EBD’leri hızlı bir şekilde tespit ettiğini ve yenidoğan farelerde bile kanal kenarlarına yakın bir yerde diseke ettiğini ortaya koymaktadır. Tarif edilen protokol için sadece cerrahi aletler ve 20x büyütmeli bir mikroskop gereklidir. Ayrıca, yaklaşım tüm EBDS’nin izolasyonuna …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar Johanna Hagens, Pauline Schuppert, Clara Philippi, PD Dr. med Christian Tomuschat, Svenja Warnke, PD Dr. Diana Lindner, Prof. Dr. Dirk Westermann, Miriam Tomczak, Nicole Lüder, Nadine Kurzawa, Dr. rer nat. Laia Pagerols Raluy, Birgit Appl ve Magdalena Trochimiuk’a katkılarından dolayı teşekkür eder. Hans Christian Schmidt, Else Kröner-Fresenius-Stiftung iPRIME Bursu (2021_EKPK.10), UKE, Hamburg tarafından finansal olarak desteklenmiştir.
Materials
| 2-Propanol | CHEMSOLUTE | 11365000 | used as a dehydrating agent |
| 30 G canula | B Braun/Sterican, Melsungen Germany | 4656300 | canula for hydration of the sample |
| Air vent | C + P Möbelsysteme GmbH & Co. KG, Breidenbach, Germany | Tec-Ononmic AZ 1200 | the use of an air vent helps to avoid inhalation of formalin-containing fixatives |
| Aqua ad injectabilia Braun | B Braun, Melsungen, Germany | 2351744 | saline; Container: Mini-Plasco connect, 20 x 10 mL, sterile |
| Bigger microsurgical Forceps | DIADUST von Aesculap, Trossingen Deutschland | FD253R | straight, 180 mm (7"), platform tip, round handle, width: 0,800 mm, diamond dust coated, non-sterile, reusable optional tool for observation and every step of preparation except very final preparation; Dividing skin of the peritoneum |
| Camera “SmartCAM 5” | Basler and Vision Engineering, Send, United Kingdom | EVC131A | optional Lynx Exo camera modul: sensortype: CMOS, resolution 2560 x 1920 pixels, sensor size: 1/2"; Used for videoproduction and technical evaluation |
| Dehydration machine/Citadel 2000 Tissue Processor | Fisher Scientific GmbH, Schwerte, Germany | 12612613 | used for automatic dehydration, short program (approx. 4.8 h) |
| Dehydration sponge | Carl Roth, Karlsruhe, Germany | TT56.1 | sponge for final dissection step, other sponges/foam pads with a minimum pore size of 60 pores per inch are also suitable, the use of two foam pads per embedding cassette is recomended to cover the sample from below and above to prevent sliding through the perforation of the embedding cassettes |
| Dulbecco´s Phosphat Buffered Saline (PBS) | Gibco | 14190-144 | Doesn´t contain Calzium or Magnesium, 500 mL |
| Embedding cassettes | Engelbrecht GmbH, Edermünde, Germany | 17990 | |
| Eosin | MEDITE Medical GmbH, Burgdorf, Germany | 41-6660-00 | staining solution, ready to use |
| Fine Scissors CeramaCut | FST, Heidelberg Germany | 14959-09 | Tips: Sharp-Sharp, Alloy / Material: Ceramic Coated Stainless Steel, Serrated:, Yes; Feature: CeramaCut, Tip Shape: Straight, Cutting Edge: 22 mm, Length: 9 cm; Skin incision, incision of the peritoneal window |
| Graefe Forceps | FST, Heidelberg Germany | 11051-10 | Length: 10 cm, Tip Shape: curved, serrated, Tip width: 0.8 mm, Tip Dimensions: 0.8 x 0.7 mm, Alloy /Material: Stainless Steel |
| Hematoxylin | MEDITE Medical GmbH, Burgdorf, Germany | 41-5130-00 | staining solution, ready to use |
| Highresolotion microscope | Vision Engineering, Send United Kingdom | EVO503 | Capable of enlargement up to 60x magnification, only 6x to 20x magnification were used |
| Microscope | Olympus Optical CO, Ltd., Hamburg, Germany | BX60F5 | |
| Microscope Cover Glases | Marienfeld, Lauda-Königshofen, Germany | 101244 | 60 mm broad, made of SCHOTT D 263 glass |
| Microscope Slides | R. Langenbrinck GmbH, Emmendingen, Germany | 03-0060 | |
| Microtome | Leica, Nußloch, Germany | SM2010R | Tool for sectioning (2 µm-slices) |
| Omnifix-F 1 mL syringe | B Braun, Melsungen, Germany | 9161406V | syringe without canula |
| Paraffin | Sakura Finetec, Torrance, USA | 4511 | Tissue-Tek Paraffin Wax Tek III, without DMSO |
| Paraffin embedding machine | MEDITE Medical GmbH, Burgdorf, Germany | TES 99 | The embedding machine used in this study contained the following three individual modules: TES 99.420, TES 99.250, TES 99.600. The sample should be embedded in Paraffin directly after the dehydration, no interim storage in a fridge should be performed due to possible shrinking and moisture in the fridge |
| Paraformaldehyde (PFA) | Morphisto | 1176201000 | Prepare 1 mL Aliquots in 2 mL Eppendorf conical Tubes for liver samples and 0.5 mL Aliquots in 1 mL Eppendorf conical Tubes for extrahepatic bile duct samples, 4% in PBS ph 7.4 |
| Small Microsurgical Forceps | EPM (Erich Pfitzer Medizintechnik), Bütthard, Bayern, Germany | (00)165 | Round handle, straight, 0.3 mm tip, tool for observation and every step of preparation, especially useful in final preparation |
| Stainless Steel Ruler | Agntho's AB, Lidingö, Sweden | 30085-15 | 150mm With Metric & Inch Graduations |
| Surgical Scissors – Sharp-blunt for decapitation | FST, Heidelberg Germany | 14001-14 | Device for decapitation |
| Warming cabinet | Haraeus, Hanau, Germany | T 6060 | the sliced samples should be kept in the warming cabinet to ensure the attachement of the sample on the microscope slides |
References
- Liwinski, T., Schramm, C. Primär sklerosierende Cholangitis. Der Internist. 59 (6), 551-559 (2018).
- Kobayashi, H., Stringer, M. D. Biliary atresia. Seminars in Neonatology. 8 (5), 383-391 (2003).
- Patman, G. Biliary tract: Newly identified biliatresone causes biliary atresia. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 12 (7), 369 (2015).
- Mack, C. L., Sokol, R. J. Unraveling the pathogenesis and etiology of biliary atresia. Pediatric Research. 57 (5), 87-94 (2005).
- Karjoo, S., Wells, R. G. Isolation of neonatal extrahepatic cholangiocytes. Journal of Visualized Experiments. (88), e51621 (2014).
- Strazzabosco, M., Fabris, L. Functional anatomy of normal bile ducts. The Anatomical Record: Advances in Integrative Anatomy and Evolutionary Biology. 291 (6), 653-660 (2008).
- Nakanuma, Y., Hoso, M., Sanzen, T., Sasaki, M. Microstructure and development of the normal and pathologic biliary tract in humans, including blood supply. Microscopy Research and Technique. 38 (6), 552-570 (1997).
- Banales, J. M., et al. Cholangiocyte pathobiology. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 16 (5), 269-281 (2019).
- de Buy Wenniger, L. J., et al. The cholangiocyte glycocalyx stabilizes the ‘biliary HCO3- umbrella’: an integrated line of defense against toxic bile acids. Digestive Diseases. 33 (3), 397-407 (2015).
- Pinto, C., Giordano, D. M., Maroni, L., Marzioni, M. Role of inflammation and proinflammatory cytokines in cholangiocyte pathophysiology. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Basis of Disease. 1864 (4), 1270-1278 (2018).
- Khandekar, G., et al. Coordinated development of the mouse extrahepatic bile duct: Implications for neonatal susceptibility to biliary injury. Journal of Hepatology. 72 (1), 135-145 (2020).
- Grundmann, D., Klotz, M., Rabe, H., Glanemann, M., Schäfer, K. -. H. Isolation of high-purity myenteric plexus from adult human and mouse gastrointestinal tract. Scientific Reports. 5 (1), 9226 (2015).
- Ishii, M., Vroman, B., LaRusso, N. F. Isolation and morphologic characterization of bile duct epithelial cells from normal rat liver. Gastroenterology. 97 (5), 1236-1247 (1989).
- Kumar, U., Jordan, T. W. Isolation and culture of biliary epithelial cells from the biliary tract fraction of normal rats. Liver. 6 (6), 369-378 (1986).
- Vroman, B., LaRusso, N. F. Development and characterization of polarized primary cultures of rat intrahepatic bile duct epithelial cells. Laboratory Investigation. 74 (1), 303-313 (1996).
- Paradis, K., Sharp, H. L. In vitro duct-like structure formation after isolation of bile ductular cells from a murine model. Journal of Laboratory and Clinical Medicine. 113 (6), 689-694 (1989).
