Summary

胰腺管输液:药物和病毒输送的有效和选择性方法

Published: September 30, 2021
doi:

Summary

胰腺导管输液是一种重要的技术,可用于谱系追踪、基因导入和细胞系特定靶向。这里介绍了用于药物和病毒输送到胰腺细胞的胰腺导管输液技术。

Abstract

胰腺是一种双功能器官,具有内分泌和外分泌成分。许多病理学可能折磨胰腺,包括糖尿病、胰腺炎和胰腺癌。这三种疾病都标志着活跃的研究领域,不仅是为了开发即时疗法,而且是为了更好地了解它们的病理生理学。很少有工具可以进一步研究这些领域。胰腺导管输液是一种重要的技术,可用于谱系追踪、基因导入和细胞系特定靶向。该技术需要对十二指肠和安普拉的第二部分进行复杂的解剖,然后是胆管的闭塞和胰腺导管的闭合。虽然这项技术在技术上起初具有挑战性,但应用却不尽人格。各组之间程序细节的模糊性突出了制定标准协议的必要性。本工作描述了在胰腺内的绿色荧光蛋白 (GFP) 的表达后,胰腺内的病毒载体注入病毒载体,表达 GFP 与虚假手术。输液和因此表达是特定于胰腺,没有表达存在于任何其他组织类型。

Introduction

胰腺是一种双功能器官,具有内分泌和外分泌成分。许多病理学可能折磨胰腺,包括糖尿病、胰腺炎和胰腺癌这三种疾病都标志着活跃的研究领域,不仅是为了开发即时疗法,而且是为了更好地了解它们的病理生理学。

有针对性的治疗交付方法将是有益的。我们开发了胰腺导管输液技术,这是药物和病毒输送到胰腺细胞的有效选择性方法。在这个模型中,胰腺导管有选择地被封装,普通胆管被遮盖,允许专门输送到胰腺。

该技术可以使特定细胞类型的血统追踪进一步阐明对胰腺发育和病理学重要的发育路径2,3。病毒载体中的不同促进者允许细胞系的特定靶向,并允许将基因引入这些细胞系4、5。这项工作展示了在胰腺内的绿色荧光蛋白(GFP)的表达后,胰腺内的胰腺管道注入病毒载体表达GFP与虚假手术。

Protocol

所有动物实验都得到了匹兹堡儿童医院动物研究和护理委员会和匹兹堡大学机构动物护理和使用委员会的批准。 1. 术前准备 通过鼻锥将吸入的异黄酮(1 – 3% 用于维护,最高 5% 用于感应)管理到适当的麻醉水平。用钳子用脚趾捏监测麻醉的充分性。缺乏反应被认为是足够的,并确保不要过度医疗,因为呼吸抑郁症可能发生。 将动物放在解剖显微镜台上,腹部?…

Representative Results

通过实践和细致的手术技术,这些小鼠的成活率应在95%以上。输液一周后,预期效果应在胰腺中明显。10至12周大的小鼠被用于胰腺管输液。在这里,我们使用腺相关病毒血清类型8(AAV8)与CMV促进剂来表达绿色荧光蛋白(GFP),相比之下,一个虚假的手术。小鼠胰腺在输液7天后被收获。胰腺、脾脏和十二指肠部分沾有胰岛素抗体和霍施特。 图1 显示…

Discussion

本研究详细描述了胰腺导管输注背后的方法,这是一种有效的小鼠模型,用于将基因和其他分子具体而有效地输送到胰腺。各组之间程序细节的模糊性突出了标准化协议8、9、10的必要性。

有几个关键步骤的程序,从选择年轻,健康的老鼠开始。十二指肠穿孔,无论多么小和可控,是鼠标中的创伤性事件,…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

作者没有承认。浙江省卫生与计划生育委员会基金会(20146242赠款)和温州市科技局基金会(赠款Y20140248)提供了资助。

Materials

Mice (25-30g, 8-12 weeks old) Jackson Laboratory
Ketofen Henry Schein Inc. 5487
Ethanol (70%) Sigma-Aldrich 34923
Sterile Saline Solution Baxter Healthcare Corp. 2B-13-00
Protective Equipment
Hair Removal Product Nair or trimmer
Gauze Pads 2in x 2in Fisher Healthcare 22-362-178
Needles (30.5G and 25G) Becton Dicksinson and Co. 305106 and 305122
Syringe for Ketofen and Saline Becton Dicksinson and Co. 309657
Syringe for Pump Henke Sass Wolf 4010.200V0
Infusion Pump Pump Systems Inc. NE-1000
Infusion Catheter World Precision Instruments CMF31G
Curved Bulldog Clamps (2) Roboz RS-7439
Arruga Forceps Roboz RS-5163
Adson Forcep Roboz RS-5234
Needle Holder Roboz RS-7882
Scissor Roboz RS-5982
Cotton Tip Applicators Physician Sales and Services 22-9988
Dissecting Microscope
Suture Owens and Minor SXMD1B402

References

  1. Gittes, G. K. Developmental biology of the pancreas: a comprehensive review. Dev Biol. 326 (1), 4-35 (2009).
  2. Gu, G., Dubauskaite, J., Melton, D. A. Direct evidence for the pancreatic lineage: NGN3+ cells are islet progenitors and are distinct from duct progenitors. Development. 129 (10), 2447-2457 (2002).
  3. Weinberg, N., Ouziel-Yahalom, L., Knoller, S., Efrat, S., Dor, Y. Lineage tracing evidence for in vitro dedifferentiation but rare proliferation of mouse pancreatic beta-cells. Diabetes. 56 (5), 1299-1304 (2007).
  4. Raper, S. E., DeMatteo, R. P. Adenovirus-mediated in vivo gene transfer and expression in normal rat pancreas. Pancreas. 12 (4), 401-410 (1996).
  5. Xiao, X., et al. Pancreatic cell tracing, lineage tagging and targeted genetic manipulations in multiple cell types using pancreatic ductal infusion of adeno-associated viral vectors and/or cell-tagging dyes. Nat Protoc. 9 (12), 2719-2724 (2014).
  6. Song, Z., et al. EGFR signaling regulates beta cell proliferation in adult mice. J Biol Chem. 291 (43), (2016).
  7. Xiao, X., et al. M2 macrophages promote beta-cell proliferation by up-regulation of SMAD7. Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (13), E1211-E1220 (2014).
  8. Laukkarinen, J. M., Van Acker, G. J., Weiss, E. R., Steer, M. L., Perides, G. A mouse model of acute biliary pancreatitis induced by retrograde pancreatic duct infusion of Na-taurocholate. Gut. 56 (11), 1590-1598 (2007).
  9. Lichtenstein, A., et al. Acute lung injury in two experimental models of acute pancreatitis: infusion of saline or sodium taurocholate into the pancreatic duct. Crit Care Med. 28 (5), 1497-1502 (2000).
  10. Perides, G., van Acker, G. J., Laukkarinen, J. M., Steer, M. L. Experimental acute biliary pancreatitis induced by retrograde infusion of bile acids into the mouse pancreatic duct. Nat Protoc. 5 (2), 335-341 (2010).
  11. Guo, P., et al. Specific transduction and labeling of pancreatic ducts by targeted recombinant viral infusion into mouse pancreatic ducts. Lab Invest. 93 (11), 1241-1253 (2013).
  12. Xiao, X., et al. Neurogenin3 activation is not sufficient to direct duct-to-beta cell transdifferentiation in the adult pancreas. J Biol Chem. 288 (35), 25297-25308 (2013).
check_url/55332?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Fusco, J. C., Congde, C., Xiao, X., Prasadan, K., Ricks, D., Gittes, G. K. Pancreatic Duct Infusion: An Effective and Selective Method of Drug and Viral Delivery. J. Vis. Exp. (175), e55332, doi:10.3791/55332 (2021).

View Video