השפעת הכריתה כבדה על צמיחת גידול intrahepatic
Summary
A high incidence of tumor recurrence after resection of liver metastases remains an unsolved problem. The illustrated mouse model may be useful to investigate the reasons for such recurrences. It combines a liver resection model with intrahepatic tumor cell injection for the first time.
Abstract
השיעור הגבוה של הישנות הגידול לאחר כריתה של נגעים בכבד גרורתי נשאר בעיה לא פתורה. פיקדונות תאים סרטניים קטנים, אשר אינם יכולים לאתר הדמיה קלינית שיגרתית, עשויים להיות מגורה על ידי גורמי התחדשות כבדים לאחר כריתה כבדה. לא ברור לחלוטין, עם זאת, אשר גורם הם קריטיים עבור ישנות גידול.
מודל העכבר הציג עשויה להיות שימושי כדי לחקור את המנגנונים לשחק תפקיד בהתפתחות של נגעים ממאירים חוזרים לאחר כריתה כבדה. המודל משלב טכניקות הקלות לבצע לשחזור של כמויות מוגדרות של הסרת כבד רקמות אינדוקצית גידול (בזריקה) בעכברים. החיות טופלו או פיום בטן יחיד, כריתה כבדה 30%, או כריתה כבדה 70%. כל בעלי החיים אחרים-כך נתנו זריקת תאים סרטניים לתוך רקמת הכבד הנותרת. אחרי שבועיים של התבוננות, הכבדים וגידולים הוערכו על גודל ומשקלנבדק על ידי אימונוהיסטוכימיה.
לאחר כריתה כבדה 70%, היקף הגידול והמשקל הוגדלו באופן משמעותי לעומת פיום בטן בלבד (p <0.05). בנוסף, אימונוהיסטוכימיה (Ki67) הראתה קצב התפשטות גידול גדל בקבוצת הכריתה (p <0.05).
ממצאים אלה מעידים על השפעת מנגנוני התחדשות כבדות על צמיחת גידול intrahepatic. בשילוב עם שיטות כמו בדיקות היסטולוגית או ניתוח RNA, במודל העכבר תאר יכול לשמש יסוד להביא לבחינה מדוקדקת של גורמים שונים מעורבים צמיחת גידול וישן מחלה גרורתית בתוך הכבד. מספר לא מבוטל של משתנה כגון אורך תצפית לאחר ניתוח, הקו הסלולרי משמש להזרקה או העיתוי של הזרקת כריתה כבדה להציע מספר זוויות כאשר בוחן שאלה ספציפית בהקשר של גרורות שלאחר כריתה. המגבלות של הליך זה הן authorization לבצע את ההליך על בעלי חיים, גישה למתקן ניסויים בבעלי חיים מתאים ורכישת ציוד מסוים.
Introduction
סרטן המעי הגס (CRC) מהווה כמעט 9% מכלל הגידולים הממאירים. זהו סוג הסרטן הנפוץ ביותר השלישי, הן בארצות הברית ובעולם. שיעורי תמותה עולמיים מטווח CRC מ 300,000 מעל 500,000 בשנת 1. עשרים אחוזים מהחולים סובלים גרורות בכבד עם גילוי הגידול הגס שלהם. גרורות Resectable מטופלים בדרך כלל על ידי 2,3 כריתה כבדה חלקית. טכניקות כירורגיות משופרות, אסטרטגיות multimodal חדשות הגדרות חדשות של גרורות resectable להפוך את הטיפול של כריתה חלקית בכבד אפשרית עבור מספר גדל והולך של חולים 4.
ישנות ממאירויות בכבד משני, לעומת זאת, הוא sequalae קליני מאתגר בכירורגיה העיכול מודרנית. חולים עם CRC שעברו כריתה של גרורות בכבד יש סיכוי של 30 עד 50% לפתח גידול חדש שריד הכבד שלהם 5. לכן, יש צורך במחקר נוסף עלהמנגנונים המעורבים הישנות גרורות בכבד.
כריתה כבדה של כ -70% מפוצית בדרך כלל תוך מספר שבועות על ידי רקמת כבד הנותרת. התחדשות זו כרוכה מספר מנגנונים, כולל ציטוקינים כמו אינטרלאוקין 6 (IL-6), אלפא tumor necrosis factor (TNF-α), גורם הגדילה hepatocyte (HGF) והפכו בטא גורם הגדילה (TGF-β), גורם (vascular endothelial growth VEGF metalloproteases מטריקס,) (MMP-2 ו MMP-9) ו CXC-כמוקינים 6-11. חומרים אלה תומכים התחדשות כבדה ויכולים גם להיות אחראי על שיעורי הישנויות הגבוהים של ממאירויות כבדה ראשונית ומשנית ידי גרימת הצמיחה של פיקדונות תאים סרטניים קטנים בכבדה הנותרים אשר אינם מזוהות על ידי הדמיה קלינית שיגרתית. סיבתיות זה לא הוכחה עד כה.
ההשערה הבאה הוקמה. לאחר כריתה חלקית בכבד, גורמי ההתפשטות שאחראים חיוהיפרטרופיה r עלולה גם לגרום לצמיחת תאים סרטניים וטרם ראו בכבד. במודל של עכברי תוכנן אשר בשילוב הטכניקות של כריתה כבדה אינדוקצית גידול. שלושים עכברים athymic בעירום-foxn1nu / נו חולקו לשלוש קבוצות של עשר חיות כל. כל אחד מהם טופל או פיום בטן לבד (קבוצת א '), כריתה כבדה 30% (הקבוצה B) או כריתה כבדה 70% (קבוצת ג'). בעלי חיים בכל הקבוצות לאחר מכן קבלו זריקת תאים סרטניים לתוך חלק נותר מוגדר של הכבד, כדי לדמות תאים סרטניים רדומים. בעלי חיים שבו נצפו במשך שבועות ומוערכים אז לצמיחת גידול היפרטרופיה כבד.
המטרה הייתה ליצור מודל שיכול לשמש כדי לחפש את הגורמים המולקולריים pathogenetic שעשוי לשחק תפקיד היווצרות גידול שלאחר כריתה. שיטה זו עשויה להיות מועילה בהערכה: מקורם של גורמי האנדוקרינית מעורבים התחדשות כבדה; המנגנונים האחראים Tum intrahepaticאו צמיחה לאחר כריתה כבדה; ואת נפח כבד הכריתה הכרחי לזירוז צמיחת גידול intrahepatic. השיטה הבאה שבוצעה רק על בעלי חיים משום שהם מבטיחים לתרום להבנת עקרונות ביולוגיים בסיסיים להתפתחות ידע שניתן צפוי להניב הטבות לבני אדם על ידי אפשרויות טיפול טובות. בשל המנגנונים המעורבים בעניינים אלה, זה היה צריך להיבדק in vivo, כמו שיטות במבחנה לא יכולות לספק ייצוג ריאליסטי של הפתולוגיה האנושית.
חקירות אלה עשויות להוביל לגילוי של יעדים רלבנטיים עבור אפשרויות טיפול מניעתי להפחתת ישנות גידול.
Protocol
Representative Results
Discussion
ניסויים קודמים לביצוע ניתוחים במכרסמים הצליחו לזהות משתנים מסוימים שיכול לשמש כמקורות משוא פנים. על מנת לקבל תוצאות מהימנות ותקפות, לשקול את אמצעי הזהירות הבאה.
צום טרום אופ שיגרתי יכול להוביל כבד steatosis 12, אשר עשוי לעכב התח?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
תודות מיוחדות ללכת לד"ר בנימין Motsch עזרתו שאלות טכניות. המחברים גם רוצים להכיר ד"ר מרקוס פרשנר ו בירק מולר עבור תמיכה במולטימדיה שלהם, אריקה Magelky עבור המומחיות שלה העריכה וליסה הורנונג, ד"ר רולנד Jurgons ופרופ סטפן פון Hörsten (כל מן פרנץ-Penzoldt-מרכז, אוניברסיטת Erlangen) על המקצועיות שלהם טיפול לטיפול בבעלי חיים. אנו מודים פרופ 'מיכאל Neumaier במכון לכימיה קלינית, מנהיים הפקולטה לרפואה של אוניברסיטת היידלברג, גרמניה למתן תאים סרטניים MC38.
העבודה הנוכחית בוצעה מילוי הדרישות לקבלת תואר "דוקטור לרפואה". על פרידריך אלכסנדר-אוניברסיטת ארלנגן-נירנברג (FAU).
Materials
| Equipment | |||
| Operation Microscope | Zeiss | OPMI-1 FC S21 | |
| Induction Cage (Plexiglas Box) | UNO BV, Netherlands | 180000132 | |
| Flowmeter + Connection Kit | UNO BV, Netherlands | 180000008 | |
| UNO Vaporizer Sigma Delta | UNO BV, Netherlands | 180000002 | |
| Key Filler for Anesthetic | UNO BV, Netherlands | 180000010 | |
| Activated Charcoal Filter Adsorber | UNO BV, Netherlands | 180000140 | |
| Gas Exhaust Unit | UNO BV, Netherlands | 180000118 | |
| Face Mask for mouse | UNO BV, Netherlands | 180000065 | |
| Vaporizer Stand | UNO BV, Netherlands | 180000006 | |
| Heat lamp | Physitemp Instruments | HL-1 | |
| Styrofoam Pad | RAYHER | 30074000 | |
| Third Hand Tool | TOOLCRAFT | ZD-10F | |
| Precision Scales | Kern | EW 220-3NM | |
| Scales | Kern | EMB 500-1 | |
| Sliding Caliper | MIB | MIB 82026100 | |
| Microdissection forceps | Braun/Aesculap | BD195R | |
| Microdissection scissors | Braun/Aesculap | FD100R | |
| Microdissection needle holder | Braun/Aesculap | BM563R | |
| Retractor | Fine Science Tools (F.S.T.) | No. 17001-0 | Type: Bowmann |
| Clamp | Braun/Aesculap | BJ002R | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Expendable Items | |||
| (NOTE: Quantities are per animal and procedure) | |||
| Foliodrape sterile cover (45x75cm) | Hartmann | 2775001 | |
| Sterile Cotton Swabs (2x) | Hartmann | 4700151 | Peha |
| Sterile fluid (0,9%NaCl) | Braun | 3570310 | PZN=04454809 |
| Disinfectant (Softasept – 250ml) | Braun | 3887138 | PZN=0762008808505018 |
| 2 x 1ml syringe (Injekt-F ) | Braun | 9166017V | |
| 26G canula (Sterican) – for Carprofen injection | Braun | 4665457 | |
| 30G canula (Sterican) – for Tumor injection | Braun | 4656300 | |
| Caprofen (=Rimadyl) | Pfizer | QM01AE91 | |
| Metamizole (=Novaminsulfon) | Ratiopharm | 16543.00.00 | |
| 4-0 Vicryl suture | Ethicon | J835G | |
| 5-0 Prolene suture | Ethicon | 8618G | |
| SafeLock Flex-Tube 1.5mL | Eppendorf | 22363778 | |
| 4×4 Gauze Sponge | Kendall/Covidien | UPC: 728795135355 | ASIN: B005BFQTWM |
| Large paperclip | ACCO | A7072510G | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Animals | |||
| Female athymic nude-foxn1nu/nu | Harlan Laboratories B.V. | Code 069 | |
Riferimenti
- Haggar, F. A., Boushey, R. P. Colorectal cancer epidemiology: incidence, mortality, survival, and risk factors. Clin. Colon Rectal Surg. 22, 191-197 (2009).
- Fong, Y., et al. Liver resection for colorectal metastases. J. Clin. Oncol. 15, 938-946 (1997).
- Kato, T., et al. Therapeutic results for hepatic metastasis of colorectal cancer with special reference to effectiveness of hepatectomy: analysis of prognostic factors for 763 cases recorded at 18 institutions. Dis. Colon Rectum. 46, S22-S31 (2003).
- Poston, G. J., et al. OncoSurge: a strategy for improving resectability with curative intent in metastatic colorectal cancer. J. Clin. Oncol. 23, 7125-7134 (2005).
- Neumann, U. P., Seehofer, D., Neuhaus, P. The surgical treatment of hepatic metastases in colorectal carcinoma. Dtsch Arztebl Int. 107, 335-342 (2010).
- Alwayn, I. P., et al. A critical role for matrix metalloproteinases in liver regeneration. J. Surg. Res. 145, 192-198 (2008).
- Fausto, N., Campbell, J. S., Riehle, K. J. Liver regeneration. Hepatology. 43, S45-S53 (2006).
- Fujiyoshi, M., Ozaki, M. Molecular mechanisms of liver regeneration and protection for treatment of liver dysfunction and diseases. J. Hepatobiliary. Pancreat. Surg. 18, 13-22 (2011).
- Jin, X., et al. Paradoxical effects of short- and long-term interleukin-6 exposure on liver injury and repair. Hepatology. 43, 474-484 (2006).
- Nakamura, T., Sakai, K., Nakamura, T., Matsumoto, K. Hepatocyte growth factor twenty years on: Much more than a growth factor. J. Gastroenterol. Hepatol. 26, 188-202 (2011).
- Van Sweringen, H. L., et al. CXC chemokine signaling in the liver: impact on repair and regeneration. Hepatology. 54, 1445-1453 (2011).
- Heijboer, A. C., et al. Sixteen hours of fasting differentially affects hepatic and muscle insulin sensitivity in mice. J. Lipid Res. 46, 582-588 (2005).
- Yang, S. Q., Lin, H. Z., Mandal, A. K., Huang, J., Diehl, A. M. Disrupted signaling and inhibited regeneration in obese mice with fatty livers: implications for nonalcoholic fatty liver disease pathophysiology. Hepatology. 34, 694-706 (2001).
- Selzner, M., Clavien, P. A. Failure of regeneration of the steatotic rat liver: disruption at two different levels in the regeneration pathway. Hepatology. 31, 35-42 (2000).
- Matsuo, T., et al. Control mechanism of the circadian clock for timing of cell division in vivo. Science. 302, 255-259 (2003).
- Iakova, P., Awad, S. S., Timchenko, N. A. Aging reduces proliferative capacities of liver by switching pathways of C/EBPalpha growth arrest. Cell. 113, 495-506 (2003).
- Pritchett-Corning, K. R., Luo, Y., Mulder, G. B., White, W. J. Principles of rodent surgery for the new surgeon. J Vis Exp. , (2011).
- Skoulis, N. P., James, R. C., Harbison, R. D., Roberts, S. M. Depression of hepatic glutathione by opioid analgesic drugs in mice. Toxicol. Appl. Pharmacol. 99, 139-147 (1989).
- Berson, A., et al. Mechanisms for experimental buprenorphine hepatotoxicity: major role of mitochondrial dysfunction versus metabolic activation. J. Hepatol. 34, 261-269 (2001).
- Baker, D. G. Natural pathogens of laboratory mice, rats, and rabbits and their effects on research. Clin. Microbiol. Rev. 11, 231-266 (1998).
- FELASA working group on revision of guidelines for health monitoring of rodents and rabbits. FELASA recommendations for the health monitoring of mouse, rat, hamster, guinea pig and rabbit colonies in breeding and experimental units. Lab. Anim. 48, 178-192 (2014).
- Nikfarjam, M., Malcontenti-Wilson, C., Fanartzis, M., Daruwalla, J., Christophi, C. A model of partial hepatectomy in mice. J. Invest. Surg. 17, 291-294 (2004).
- Hori, T., et al. Simple and reproducible hepatectomy in the mouse using the clip technique. World J. Gastroenterol. 18, 2767-2774 (2012).
- Mitchell, C., Willenbring, H. A reproducible and well-tolerated method for 2/3 partial hepatectomy in mice. Nat. Protoc. 3, 1167-1170 (2008).
- Sowa, J. P., et al. Extent of liver resection modulates the activation of transcription factors and the production of cytokines involved in liver regeneration. World J. Gastroenterol. 14, 7093-7100 (2008).
- Bonninghoff, R., et al. Effect of different liver resection methods on liver damage and regeneration factors VEGF and FGF-2 in mice. Can. J. Surg. 55, 389-393 (2012).
