גרימת פגיעה חמורה בכבד חולדות באמצעות פחמן טטרכללוריד (CCl4) חשיפה באמצעות צינורית אורוקיבה
Summary
פרוטוקול זה מתאר שיטה נפוצה ומקובלת לגרימת פגיעה בכבד חריפה (ALI) באמצעות החשיפה של CCl4 דרך צינור הקיבה. החשיפה CCl4 גורמת ALI דרך היווצרות של מינים חמצן תגובתי במהלך ביומרה בכבד. שיטה זו משמשת כדי לנתח את הפתופסולוגיה של עלי ולבחון אסטרטגיות hepatop, שונים.
Abstract
פגיעה חריפה בכבד (ALI) ממלאת תפקיד מכריע בהתפתחות כשל הכבד, אשר מאופיין בתפקוד כבד של בעיות כגון סיבוכים כגון אנצפלופתיה הכבד סינתזה חלבון לקויי. מודלים בעלי חיים מתאימים חיוניים לבדיקת המנגנון והפתופסולוגיה של עלי ולחקור אסטרטגיות שונות של hepatopquo. בשל יכולתה לבצע טרנספורמציות כימיות, פחמן טטרכלוריד (CCl4) נמצא בשימוש נרחב בכבד כדי לגרום ALI דרך היווצרות של מינים חמצן תגובתי. חשיפה CCl4 ניתן לבצע intraperitoneally, על ידי שאיפת, או דרך שפופרת או באמצעות צינור הקיבה. כאן, אנו מתארים מודל מכרסם, שבו עלי נגרמת על ידי חשיפה CCl4 דרך צינור הקיבה. שיטה זו זולה, מבוצעת בקלות והיא מסכנת סיכון מינימלי. המודל הוא מאוד ניתן לשימוש והוא יכול לשמש רבות כדי לקבוע את היעילות של אסטרטגיות hepatopquo פוטנציאלי ולהעריך סמנים של פציעה בכבד.
Introduction
תדירות העלבונות הרעילים לכבד, בעיקר בשל אלכוהול ושימוש בסמים, גוברת. פגיעה חריפה בכבד (עלי) קשורה לשיעורי תמותה גבוהים וגרמה לחששות קליניים1,2. פציעה רעילה מובילה למוות איתות מסלולים בכבד, וכתוצאה מכך ההיפטציט אפופטוזיס, נמק, או פירופסיס. עלי משחק תפקיד מכריע בהתפתחות כשל הכבד, אשר מאופיין בתפקוד כבד בעיות כולל סיבוכים כגון אנצפלופתיה הכבד סינתזה חלבון לקויי3,4. למרות שמחקרים אחרונים הגדילו את הידע שלנו על השינויים הפיזיולוגיים והפתולוגיים הנלווים לכישלון הכבד, הוא לא הסביר לחלוטין את התכונות הפתומקולריות המשפיעות על מנגנוני מוות התאים. יתר על כן, תרופות אינן זמינות כעת כדי להפוך את ההתדרדרות הפרוגרסיבית בחולים ALI. כיום, הטיפול האפקטיבי היחיד באופן משמעותי הוא השתלת כבד5,6.
על מנת לחקור את המנגנון ואת פתופסיולוגיה של עלי ולבדוק אסטרטגיות hepatopquo שונים, מודלים בעלי חיים שונים משמשים כדי לגרום ALI. מודל בעל חיים מועדפת של עלי לחקות את התהליך הפתולוגי של המחלה באמצעות שיטה אמינה, מאומתת, זולה וקלה להחלה. דוגמאות של מודלים ניסיוניים כוללים סוכני hepatotoxic, הליכים כירורגיים כגון סה כ כריתת העין הכוללת, מלאה או ארעי הליכים, ו-בהליכים מסוימים7,8,9. חומרים מוכרים כוללים את החומר הרעיל של גלטוסמיטין, פרצטמול, תיודרחאמיד, אזובמיתאן ו-CCl4. מאלה, ccl4 נמצא בשימוש נרחב למרות שזה עדיין לא מאופיין היטב10,11,12,13.
CCl4 הוא תרכובת נוזלית אורגנית עם ריח מתוק וכמעט ללא צבע בטמפרטורות נמוכות. חשיפה לריכוזים גבוהים של CCl4 יכול לגרום נזק למערכת העצבים המרכזית, כולל הידרדרות של הכבד והכליות. CCl4 גורם עלי באמצעות טרנספורמציה ביולוגית בכבד, אשר מהווה מיני חמצן תגובתי. זה מתרחש באמצעות האנזים P450 ציטוכרום 2E1, ויוצרים פעילות מטבוליט פעילה וכתוצאה מכך נזק לתא על ידי מקרומולקולה binding, שיפור peroxidation שומנים והפרעה של סידן תאיים הומאוסטזיס14. בנוסף, מודל CCl4 יכול לשמש כדי לעורר את האסטרוציטים ברמה של סינתזה RNA15. הפאטאוטוקסין הזה מנוהל על ידי הצפק, הפנים, דרך הפה, ודרכי העיכול16.
בפרוטוקול זה, אנו מתארים בפירוט CCl4המושרה עלי בחולדות באמצעות צינור הקיבה. שיטה זו מעוררת עלי החזקה והניתנת לקריאה, שניתן להשתמש בה כדי לחקור את הפתוגנזה של עלי. קביעת חומרת מחלת הכבד היא בפיקוח על ידי מדידה של הנסיוב גלוטמט-פירואמיאז (GPT), גלוטמית אוקסלואצטט טרנסאמיאז (יש) אנזימים הכולל בילירובין (TB), כמו גם אבחנה היסטולוגית סופית על ידי המטאוקסילין ואאוזין (H & E) רקמות הכבד ויטראז ‘. חשיפה ל-CCl4 דרך גישה התוך הקיבה מאפשר שיטה מעשית, זולה, פולשנית עם סיכון סכנה מינימלי.
Protocol
Representative Results
Discussion
בפרוטוקול זה, CCl4 משמש רעלן הכבד כדי לגרום ALI בחולדות. עלי מאופיין על ידי אובדן של הכבד בתוך כימומה ולאחר הדיסתקנה של פונקציות מטבולית וסינתטי של ההכבד. תרופות, וירוסים, רעלים, מחלות אוטואימוניות, מחלות מטבוליות, ובעיות בכלי הדם כל לגרום מוות hepatocyte, ואת התגובה הדלקתית הבאה תורמת הפתוגנ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מכירים בהכרת תודה את ברטה דלגדו, המחלקה לפתולוגיה, המרכז הרפואי סורוקה, הפקולטה למדעי הבריאות, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב, לעזרתה במעבדה ובניתוח היסטולוגיה.
Materials
| 22 G catheter BD Neoflon TM | Becton Dickinson Infusion Therapy AB | ||
| 4% buffered formaldehyde solution | Sigma – Aldrich lab materials technologies | ||
| BD Microtainer SST TM Tubes | Becton Dickinson and Company | ||
| Carbone tetrachloride | Sigma – Aldrich lab materials technologies | CAS 56-23-5 | |
| Isofluran, USP 100% | Piramamal Critical Care, Inc | ||
| Olympus AU2700 Chemistry-Immuno Analyzer | Olympus (MN, USA) | Analysis of blood samples was done by the fluorescence method | |
| Olympus BX 40 microscope | Olympus | ||
| RAT Feeding Needles | ORCHID SCIENTIFICS | ||
| SYRINGE SET 1 and 2 ml MEDI -PLUS | Shandong Zibo Shanchuan Medical Instruments Co., Ltd |
References
- Hoofnagle, J. H., Carithers, R. L., Shapiro, C., Ascher, N. Fulminant hepatic failure: Summary of a workshop. Hepatology. 21 (1), 240-252 (1995).
- Rakela, J., Lange, S. M., Ludwig, J., Baldus, W. P. Fulminant hepatitis: Mayo clinic experience with 34 cases. Mayo Clinic Proceedings. 60 (5), 289-292 (1985).
- Riordan, S. M., Williams, R. Treatment of hepatic encephalopathy. New England Journal of Medicine. 337, 473-479 (1997).
- Bernuau, J., Rueff, B., Benhamou, J. Fulminant and subfulminant liver failure: Definitions and causes. Seminars in Liver Disease. 6 (2), 97-106 (1986).
- Lidofsky, S. D. Liver transplantation for fulminant hepatic failure. Gastroenterology Clinics of North America. 22 (2), 257-269 (1993).
- Auzinger, G., Wendon, J. Intensive care management of acute liver failure. Current opinion in critical care. 14 (2), 179-188 (2008).
- Wu, Q., et al. Protection of regenerating liver after partial hepatectomy from carbon tetrachloride hepatotoxicity in rats: Roles of mitochondrial uncoupling protein 2 and ATP stores. Digestive Diseases and Sciences. 54 (9), 1918-1925 (2009).
- Tuñón, M. J., Alvarez, M., Culebras, J. M., González-Gallego, J. An overview of animal models for investigating the pathogenesis and therapeutic strategies in acute hepatic failure. World Journal of Gastroenterologyl. 15 (25), 3086-3098 (2009).
- van de Kerkhove, M. P., Hoekstra, R., van Gulik, T. M., Chamuleau, R. A. Large animal models of fulminant hepatic failure in artificial and bioartificial liver support research. Biomaterials. 25 (9), 1613-1625 (2004).
- Butterworth, R. F., et al. Experimental models of hepatic encephalopathy: ISHEN guidelines. Liver International. 29 (6), 783-788 (2009).
- Zhang, B., Gong, D., Mei, M. Protection of regenerating liver after partial hepatectomy from carbon tetrachloride hepatotoxicity in rats: Role of hepatic stimulator substance. Journal of Gastroenterology and Hepatology. 14 (10), 1010-1017 (1999).
- Ugazio, G., Danni, O., Milillo, P., Burdino, E., Congiu, A. M. Mechanism of protection against carbon tetrachloride toxicity. I. prevention of lethal effects by partial surgical hepatectomy. Drug and Chemical Toxicology. 5 (2), 115-124 (1982).
- Taniguchi, M., Takeuchi, T., Nakatsuka, R., Watanabe, T., Sato, K. Molecular process in acute liver injury and regeneration induced by carbon tetrachloride. Life Science. 75 (13), 1539-1549 (2004).
- Gordis, E. Lipid metabolites of carbon tetrachloride. Journal of Clinical Investigation. 48 (1), 203-209 (1969).
- Albrecht, J. Cerebral RNA synthesis in experimental hepatogenic encephalopathy. Journal of Neuroscience Research. 6 (4), 553-558 (1981).
- Terblanche, J., Hickman, R. Animal models of fulminant hepatic failure. Digestive Diseases and Sciences. 36 (6), 770-774 (1991).
- Gruenbaum, B. F., et al. Cell-free DNA as a potential marker to predict carbon tetrachloride-induced acute liver injury in rats. Hepatology International. 7 (2), 721-727 (2013).
- Juricek, J., et al. Analytical evaluation of the clinical chemistry analyzer Olympus AU2700 plus. Biochemia Medica. 20 (3), 334-340 (2010).
- Feldman, A. T., Wolfe, D. Tissue processing and hematoxylin and eosin staining. Methods in Molecular Biology. 1180, 31-43 (2014).
- Wang, T., et al. Protective effects of dehydrocavidine on carbon tetrachloride-induced acute hepatotoxicity in rats. Journal of Ethnopharmacology. 117 (2), 300-308 (2008).
- Ye, X., et al. Hepatoprotective effects of coptidis rhizoma aqueous extract on carbon tetrachloride-induced acute liver hepatotoxicity in rats. Journal of Ethnopharmacology. 124 (1), 130-136 (2009).
- Wills, P. J., Asha, V. V. Protective effect of lygodium flexuosum (L.) sw. extract against carbon tetrachloride-induced acute liver injury in rats. Journal of Ethnopharmacology. 108 (3), 320-326 (2006).
- Senior, J. R. Monitoring for hepatotoxicity: What is the predictive value of liver “function” tests. Clinical Pharmacology & Therapeutics. 85 (3), 331-334 (2009).
- Karmen, A. A note on the spectrometric assay of glutamic-oxalacetic transaminase in human blood serum. Journal of Clinical Investigation. 34 (1), 131-133 (1955).
- Hubner, G. Ultrastructural liver damage caused by direct action of carbon tetrachloride in vivo and in vitro. Virchows Archiv fur Pathologische Anatomie und Physiologie und fur Klinische Medizin. 339 (3), 187-197 (1965).
- Newsome, P. N., Plevris, J. N., Nelson, L. J., Hayes, P. C. Animal models of fulminant hepatic failure: A critical evaluation. Liver Transplantation. 6 (1), 21-31 (2000).
