Partielle Hepatektomie bei erwachsenen Zebrafischen
Summary
Dieses Protokoll beschreibt das Verfahren zur Entfernung des Bauchlappens der Leber bei erwachsenen Zebrafischen, um die Untersuchung der Leberregeneration zu ermöglichen.
Abstract
Leberversagen ist eine der weltweit führenden Todesursachen, und die Sterblichkeit durch chronische Lebererkrankungen steigt in den Vereinigten Staaten stark an. Gesunde Lebern sind in der Lage, sich von toxischen Schäden zu regenerieren, aber bei fortgeschrittenen Lebererkrankungen ist die natürliche Regenerationsfähigkeit der Leber beeinträchtigt. Zebrafische haben sich als leistungsfähiges experimentelles System zur Untersuchung der Regeneration herausgestellt. Sie sind ein ideales Modell für die Untersuchung der Leberregeneration aus der partiellen Hepatektomie, einem Verfahren mit direkter klinischer Relevanz, bei dem ein Teil der Leber operativ entfernt wird, wobei der Rest intakt bleibt. Es gibt kein Standardprotokoll für die partielle Hepatektomie; Frühere Studien, die dieses Modell verwendeten, verwendeten leicht unterschiedliche Protokolle und berichteten über unterschiedliche Ergebnisse. Hier wird ein effizientes, reproduzierbares Protokoll zur Durchführung einer partiellen Hepatektomie bei erwachsenen Zebrafischen beschrieben. Mit dieser Technik zeigen wir, dass Zebrafische in der Lage sind, den resezierten Lappen epimorph zu regenerieren. Dieses Protokoll kann verwendet werden, um die Mechanismen, die für die Leberregeneration bei Zebrafischen erforderlich sind, weiter zu untersuchen.
Introduction
Unter den festen Organen beim Menschen ist die Leber das einzige Regenerationsorgan1. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da die Leber ein essentielles Organ ist, das für wichtige Stoffwechselfunktionen, Energiespeicherung, Blutentgiftung, Sekretion von Plasmaproteinen und Gallenproduktion verantwortlich ist2. Hepatozyten, die durch toxische oder entzündliche Schäden verloren gehen, werden in erster Linie durch Teilung der verbleibenden Hepatozyten ersetzt1. Ein klassisches experimentelles Modell zur Untersuchung der Leberregeneration ist die partielle Hepatektomie, bei der einzelne Leberlappen entfernt werden, wobei die verbleibenden Lappen intaktbleiben 3. Dieses Verfahren wurde ursprünglich bei Ratten entwickelt, bei denen etwa zwei Drittel der Lebermasse entfernt werden. Nach partieller Hepatektomie bei Säugetieren erfolgt eine kompensatorische Regeneration in den verbleibenden Lappen, bis die Leber ihre Ursprüngliche Masse wiedererlangt hat. Bemerkenswerterweise ersetzt die Säugetierleber nicht die fehlenden Lappen.
Zebrafische (Danio rerio) stellen ein handhabbares Modell zur Untersuchung der Erwachsenenorganregenerationdar 4. Die Zebrafischleber unterscheidet sich zwar strukturell von der Säugetierleber, besteht jedoch aus den gleichen Zelltypen und erfüllt die gleiche Funktion wie bei Säugetieren2. Es besteht aus drei Lappen mit zwei Rückenlappen und einem einzigen Bauchlappen, die entlang des Darms abgeflacht sind. Eine partielle Häpatektomie wurde zuvor bei Zebrafischen durchgeführt, mit widersprüchlichen Berichten über die genaue Art der Regeneration. Typischerweise wird eine ein Drittel partielle Häpatektomie durch Entfernung des gesamten Ventrallappens durchgeführt. Erste Berichte deuteten darauf hin, dass der Ventrallappen nach Entfernung innerhalb einer Woche vollständig regeneriert wurde5,6,7, was darauf hindeutet, dass die Zebrafischleber im Gegensatz zur Säugetierleber zu einer epimorphen Regeneration fähig ist. Nachfolgende Studien zeigten, dass die Entfernung des Bauchlappens zu einer kompensatorischen Regeneration in den Rückenlappen führte, anstatt zur Regeneration des fehlenden Bauchlappens und schließlich zur Wiederherstellung der Lebermasse innerhalb einer Woche8,9. Die transkriptomische Profilierung der Rückenlappen nach der Resektion des Bauchlappens ergab signifikante Veränderungen im Zusammenhang mit der kompensatorischen Regeneration10. Angesichts der Tatsache, dass die Art der Leberregeneration mit dem Ausmaß der Verletzung variieren kann8, spekulierten wir, dass die Diskrepanzen in den Ergebnissen auf technische Unterschiede im partiellen Hepatektomie-Protokoll zwischen forschungsgruppen zurückzuführen sein könnten.
Dieses Protokoll beschreibt ein Verfahren zur Durchführung einer partiellen Hepatektomie bei erwachsenen Zebrafischen durch Entfernen des Bauchlappens. Diese Technik wird für die Beurteilung der Mechanismen der Leberregeneration wertvoll sein.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die anatomischen Unterschiede zwischen Zebrafisch- und Säugetiermodellen für die Leberregeneration stellen einzigartige Herausforderungen für die Leberresektion dar. Die Leber beim Zebrafisch befindet sich in unmittelbarer Nähe zum Herzen und zum Darm; Die versehentliche Schädigung beider Organe führt zu einer erhöhten Mortalität. Die Zebrafischleber ist nicht eingekapselt, was es schwieriger macht, sich vom Darm zu trennen. Die Leber erhält nährstoffreiches Blut aus dem Darm durch Pfortadern. Bei Säugetieren …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
I.M.O. wird von der NIAAA (F32AA027135) unterstützt. W.G. wird von R01DK090311, R01DK105198, R24OD017870 und dem Claudia Adams Barr Program for Excellence in Cancer Research unterstützt. W.G. ist Pew Scholar in Biomedical Sciences.
Materials
| 16% Paraformaldehyde Aqueous Solution, EM Grade | Electron Microscopy Sciences | 15700 | |
| 50 mL Falcon Centrifuge Tubes, Polypropylene, Sterile | Corning | 352098 | |
| AS 82/220.R2 PLUS Analytical Balance | Bay State Scale & Systems, INC. | WL-104-1051 | |
| Dumont #55 Forceps | Fine Science Tools | 11295-51 | |
| EMS Kuehne Coverglass/Specimen Forceps | Electron Microscopy Sciences | 72997-07 | |
| Epifluorescence microscope | Zeiss | Discovery.V8 | |
| Mastertop Cellulose Cleaning Scrub Sponge | Amazon | B07CBSM53Z | |
| PBS10X Liquid Conc 4L | EMD Millipore | 6505-4L | |
| Super Fine Micro Scissors, 3 1/4" straight | Biomedical Research Instruments | 11-1020 | |
| Tricaine methanesulfonate | Syndel | TRIC-M-GR-0010 | |
| Tween 20, Fisher BioReagents | Fischer Scientific | BP337-500 |
Referências
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