Индуцирование Острая травма печени у крыс через углеродный тетрахлорид (CCl4) Воздействие через орогастрическую трубку
Summary
Этот протокол описывает общий и осуществимый метод индуцирования острой травмы печени (ALI) через CCl4 воздействия через орогастрическую трубку. Воздействие CCl4 вызывает АЛИ путем формирования реактивных видов кислорода во время его биотрансформации в печени. Этот метод используется для анализа патофизиологии АЛИ и изучения различных стратегий гепатопротектор.
Abstract
Острая травма печени (ALI) играет решающую роль в развитии печеночной недостаточности, которая характеризуется тяжелой дисфункцией печени, включая осложнения, такие как печеночная энцефалопатия и нарушение синтеза белка. Соответствующие модели животных имеют жизненно важное значение для проверки механизма и патофизиологии АЛИ и исследовать различные стратегии гепатозащиты. Благодаря своей способности выполнять химические преобразования, тетрахлорид углерода (CCl4) широко используется в печени, чтобы вызвать АЛИ путем формирования реактивных видов кислорода. Воздействие CCl4 может быть выполнено внутрипереперитонеально, путем вдыхания, или через назогастрическую или орогастрическую трубку. Здесь мы описываем модель грызунов, в которой ALI индуцируется воздействием CCl4 через огазовачную трубку. Этот метод является недорогим, легко выполняется, и имеет минимальный риск опасности. Модель высоко воспроизводима и может быть широко использована для определения эффективности потенциальных стратегий гепатопротекторирования и оценки маркеров повреждения печени.
Introduction
Растет частота токсичных оскорблений в печени, особенно из-за злоупотребления алкоголем и наркотиками. Острая травма печени (ALI) связана с высоким и сбольшим уровнем смертности и вызвала клинические проблемы1,,2. Токсические травмы приводит к смерти сигнализации пути в печени, в результате чего гепатоцита апоптоза, некроз, или пироптоз. ALI играет решающую роль в развитии печеночной недостаточности, которая характеризуется тяжелой дисфункцией печени, включая осложнения, такие как печеночная энцефалопатия и нарушение синтеза белка3,4. Хотя последние исследования расширили наши знания о физиологических и патологических изменениях, сопровождающих печеночную недостаточность, он не полностью объяснил патомолекулярные особенности, которые влияют на механизмы гибели клеток. Кроме того, в настоящее время нет лекарств, чтобы обратить вспять прогрессирующее ухудшение у пациентов ALI. В настоящее время единственным значительно эффективным методом лечения является трансплантация печени5,,6.
Для того, чтобы исследовать механизм и патофизиологии АЛИ и проверить различные стратегии гепатозащиты, различные модели животных используются для индуцирования АЛИ. Предпочтительная модель животных АЛИ должна имитировать патологический процесс заболевания с помощью надежного, проверенного, недорогого и простого в применении метода. Примеры экспериментальных моделей включают гепатотоксические агенты, хирургические процедуры, такие как полная или частичная гепатэктомия, полная или преходящая деваскуляризация, а также инфекционные процедуры7,,8,9. Известные гепатотоксические вещества включают галактозамин, ацетаминофен, тиоацетамид, азоксиметан и CCl4. Из них, CCl4 широко используется, хотя он еще не был хорошо характеризуется10,11,12,13.
CCl4 является органическим бесцветным жидким соединением со сладким запахом и почти без воспламеняемости при более низких температурах. Воздействие высоких концентраций CCl4 может привести к повреждению центральной нервной системы, в том числе ухудшение печени и почек. CCl4 индуцирует ALI через его биотрансформацию в печени, которая образует реактивные виды кислорода. Это происходит через P450 цитохромный фермент 2E1, образуя активный метаболит и в результате повреждения клеток при связывании макромолекулы, повышение перекисного окисления липидов и нарушение внутриклеточного гомеостаза кальция14. Кроме того, модель CCl4 может быть использована для стимуляции астроцитов на уровне синтеза РНК15. Этот гепатотоксин был введен интраперитонеальных, интрапортальных, устных и интрагастральных маршрутов16.
В этом протоколе мы подробно4описываем CCl 4-индуцированных ALI у крыс через огазовачную трубку. Этот метод индуцирует надежный и воспроизводимый АЛИ, который может быть использован для исследования патогенеза АЛИ. Определение тяжести заболевания печени контролируется путем измерения сывороточного глутамата-пирувате трансаминазы (GPT), глутамичных ферментов оксалоацетической трансаминазы (GOT) и общего билирубина (ТБ), а также окончательного гистологического диагноза гематоксилином и эозином (H и E) окрашенных тканей печени. Воздействие CCl4 через внутрижелудочный доступ позволяет практичный, недорогой, минимально инвазивный метод с минимальным риском опасности.
Protocol
Representative Results
Discussion
В этом протоколе, CCl4 используется в качестве токсина печени, чтобы вызвать АЛИ у крыс. АЛИ характеризуется потерей печеночной паранхимы и последующей дисрегуляцией метаболических и синтетических функций печени. Наркотики, вирусы, токсины, аутоиммунные заболевания, метаболическ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы с благодарностью признают Берта Дельгадо, кафедру патологии, медицинский центр Сорока, факультет медицинских наук, Университет Бен-Гуриона в Негеве, за ее помощь в лаборатории, а также в гистологическом анализе.
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).
