Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

تمديد 78٪ استئصال الكبد في نموذج جراحي للفأر

Published: May 24, 2024 doi: 10.3791/66528
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1,2
1Division of Vascular and Endovascular Surgery and the Center for Vascular Biology Research, Department of Surgery, Beth Israel Deaconess Medical Center and Harvard Medical School, 2The Transplant Institute and the Division of Nephrology, Department of Medicine, Beth Israel Deaconess Medical Center and Harvard Medical School

Summary

تم وصف نموذج الفأر لاستئصال الكبد الجزئي 2/3 (66٪) جيدا في الأدبيات ، ولكن نادرا ما تم استخدام عمليات استئصال الكبد الممتدة التي تحاكي متلازمة الحجم الصغير بعد زراعة الكبد. وصفنا إجراء استئصال الكبد الممتد بنسبة 78٪ في نموذج فأر ينتج عنه حوالي 50٪ من الفتك بعد الجراحة في الفئران السليمة.

Abstract

يستخدم استئصال الكبد الجزئي 2/3 في الفئران في الأبحاث لدراسة قدرة الكبد على التجدد واستكشاف نتائج استئصال الكبد في عدد من نماذج المرض. في استئصال الكبد الجزئي الكلاسيكي 2/3 في الفئران ، يتم استئصال اثنين من فصوص الكبد الخمسة ، وهما الفص الأيسر والمتوسط الذي يمثل حوالي 66 ٪ من كتلة الكبد ، في كتلة مع بقاء متوقع بعد الجراحة بنسبة 100 ٪. تعتبر عمليات استئصال الكبد الجزئي الأكثر عدوانية أكثر تحديا من الناحية الفنية ، وبالتالي نادرا ما يتم استخدامها في الفئران. طورت مجموعتنا نموذجا للفأر لتقنية استئصال الكبد الممتد حيث يتم استئصال ثلاثة من فصوص الكبد الخمسة ، بما في ذلك الفصوص العلوية اليسرى والمتوسطة واليمنى ، بشكل منفصل لإزالة ما يقرب من 78٪ من إجمالي كتلة الكبد. هذا الاستئصال الممتد ، في الفئران السليمة ، يترك كبدا متبقيا لا يمكنه دائما الحفاظ على التجدد الكافي وفي الوقت المناسب. الفشل في التجديد يؤدي في نهاية المطاف إلى 50 ٪ الفتك بعد العملية الجراحية في غضون 1 أسبوع بسبب الفشل الكبدي الخاطف. يمثل هذا الإجراء لاستئصال الكبد الممتد بنسبة 78٪ في الفئران نموذجا جراحيا فريدا لدراسة متلازمة الحجم الصغير وتقييم الاستراتيجيات العلاجية لتحسين تجديد الكبد والنتائج في إعداد زراعة الكبد أو استئصال الكبد الممتد للسرطان.

Introduction

نماذج استئصال الكبد الجراحية للفأر والجرذان ، التي تم وصفها لأول مرة في عام 1931 ، هي النماذج التجريبية الأكثر شيوعا المستخدمة لدراسة الأساس الجزيئي لتجديد الكبد. يمكن أن تكون مفيدة أيضا في أبحاث العلوم الانتقالية لاختبار وتطوير استراتيجيات لتحسين النتائج بعد استئصال الكبد الممتد أو زرع ترقيع الكبد دون المستوى الأمثل1،2،3،4. يستلزم استئصال الكبد الجزئي (PH) في الفئران إزالة ما يقرب من 2/3 (66٪) من إجمالي كتلة الكبد (TLM) ، والتي عند إجراؤها على السليمة لها نتائج استثنائية5. الإجراء قصير المدة ، ويمكن استنساخه بسهولة بسبب الاختلاف الطفيف في تشريح كبد الفأر ، وعادة ما يقترب البقاء على قيد الحياة بعد الجراحة من 100٪ 1.

يسمح استئصال الكبد الجزئي 2/3 الذي يشمل استئصال الفص الأيسر (LL) والفص المتوسط (ML) بتجديد الفصوص المتبقية دون عوائق نسبيا بسبب التهاب الفص أو تقييد التدفق الكبدي وتدفقه. بدلا من ذلك ، تؤدي زيادة التدفق الوريدي البابي وبالتالي إجهاد القص على الخلايا البطانية الجيبية الكبدية بعد PH إلى زيادة مستمرة في تنظيم تعبير سينسيز أكسيد النيتريك البطاني (eNOS) وإطلاق أكسيد النيتريك اللاحق (NO) ، مما يساهم في تحضير خلايا الكبد للتكاثر وتجديد الكبد3. تشمل النتائج التي تمت دراستها بشكل شائع بعد 2/3 PH في نماذج المرض مثل مرض الكبد الدهني غير الكحولي أو في خلفيات وراثية محددة خطر الإصابة بفشل الكبد الحاد ، والمقاييس النوعية والكمية لقدرة الكبد على التجدد ، والاستجابات البيولوجية الأخرى للإجهاد أو الإصابة المؤلمة 1,3.

ومع ذلك ، فإن نموذج الفأر الذي يحاكي متلازمة صغيرة الحجم الوظيفية أو التشريحية ، كما يحدث بعد استئصال الكبد الممتد للسرطان أو زرع ترقيع الكبد الهامشي (التنكس الدهني أو الوقت الإقفاري الطويل) أو الجزئي (الانقسام أو من الكبد من متبرع حي) ، لا يزال يتعين ترسيخه. لتلبية هذه الحاجة ، هناك حاجة إلى نماذج لاستئصال الكبد الأكثر شمولا والتي تتجاوز الحفاظ على الحد الأدنى (والوظيفي) من كتلة الكبد لنمذجة متلازمة الكبد الصغيرة الحجم والوفيات المرتفعة المرتبطة بهذه المتلازمة 6,7.

يظهر تشريح كبد الفأر الحد الأدنى من الاختلاف. يتكون كبد الفأر من خمسة فصوص ، يمثل كل منها النسبة المئوية التالية من إجمالي كتلة الكبد: الفص الأيسر (LL ؛ 34.4 ± 1.9٪) ، الفص المتوسط (ML ؛ 26.2 ± 1.9٪) ، الفص العلوي الأيمن (ويسمى أيضا الفص الأيمن العلوي) (RUL ؛ 16.6 ± 1.4٪) ، الفص السفلي الأيمن (ويسمى أيضا أسفل اليمين) (RLL ؛ 14.7 ± 1.4٪) ، والفص المذنب (CL ، 8.1 ± 1.0٪) 1 ، 5. يتم توفير كل فص بواسطة ثالوث بابي ، بما في ذلك فرع من الشريان الكبدي ، وفرع من الوريد البابي ، والقناة الصفراوية5. تاريخيا ، تم وصف العديد من التقنيات لأداء 2/3 PH عن طريق استئصال LL و ML. وتشمل هذه 1) التقنية الكلاسيكية التي تتكون من رباط واحد en كتلة في قاعدة كل من الفصوص المقطوعة. 2) تقنية مشبك مرقئ ، باستخدام مقاطع التيتانيوم المطبقة على قاعدة الفصوص المقطوعة ؛ 3) تقنية الحفاظ على الحمة الموجهة نحو الأوعية ، باستخدام خيوط خارقة بالقرب من المشبك ؛ و 4) تقنية جراحية مجهرية موجهة نحو الأوعية ، حيث يتم ربط الوريد البابي وفروع الشريان الكبدي قبل استئصال الفص1. في حين أن كل تقنية لها نقاط قوة وضعف نسبية ، إلا أن أيا منها لا ينتج عنه فتكأعلى 1،8،9.

في هذه الدراسة ، نقدم طريقة جديدة لتمديد 78٪ PH في الفئران. في هذا النموذج ، تتم إزالة ثلاثة من خمسة فصوص كبدية ، بما في ذلك LL و ML و RUL ، بشكل منفصل باستخدام تقنية الرباط (الشكل 1). ينتج عن هذا الإجراء استئصال حوالي 78٪ (77.2 ± 5.2٪) من إجمالي كتلة الكبد. إن اختيارنا لإزالة LL و ML بشكل منفصل ، وليس "en bloc" كما هو الحال في تقنية PH الكلاسيكية ، يقلل من المضاعفات المرتبطة باستئصال الكتلة لهذين الفصين ، مثل تضيق الوريد الأجوف فوق الكبدي وزيادة خطر نخر الفصوص المتبقية عندما يتم تطبيق الرباط الفردي بالقرب من الوريدالأجوف 1 ، 10،11،12،13،14. هذا أمر بالغ الأهمية قبل الانتقال إلى الخطوة الأخيرة من هذا الإجراء لإزالة RUL. هذا استئصال الكبد الشامل في 8-12 أسبوعا من العمر ، تسبب الفئران C57BL / 6 من النوع البري فتك بنسبة 50٪ في غضون أسبوع واحد من الجراحة بسبب فشل تجديد الكبد مما يسبب فشل الكبدالمدمر 15,16. يلخص نموذج الفأر هذا للفتك الشديد بعد استئصال الكبد الممتد بنسبة 78٪ بشكل مناسب الفيزيولوجيا المرضية لمتلازمة الحجم الصغير الحجم ويمكن من تطوير واختبار استراتيجيات جديدة لتحسين النتائج.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

تمت الموافقة على الطرق الموضحة في بروتوكول الإجراء هذا من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام (IACUC) في مركز بيث إسرائيل ديكونيس الطبي (BIDMC). تم الانتهاء من جميع التجارب وفقا والامتثال ل IACUC وإرشادات مرفق البحوث الحيوانية BIDMC.

1. إعداد الماوس قبل الجراحة

  1. حلق بطن الفأر من منتصف القص إلى المنطقة فوق العانة باستخدام كليبرز .
  2. تحفيز التخدير العام مع 1-4 ٪ إيزوفلوران في 100 ٪ الأكسجين. عند التخدير ، ضع الفأر مستلقيا في المجال الجراحي مع وسادة تدفئة تحته. قبل إجراء شق ، اضغط بإحكام على إصبع القدم للتأكد من غياب منعكس الدواسة (إذا كان موجودا ، فسوف يستجيب). اضبط مستوى التخدير حسب الحاجة لتحقيق حالة من التخدير العام.
    ملاحظة: معايرة إيزوفلوران حسب الحاجة للحفاظ على التخدير العام الكافي.
  3. يتم تطبيق 1.2 ملغ/ كغ من البوبرينورفين ممتد المفعول تحت الجلد من أجل التسكين التالي للجراحة. ضع الماوس ضعيفا مع تمديد الأطراف الأمامية والساقين الخلفيتين وتأمين الأطراف بشريط. ثم قم بإعداد حقل معقم للجراحة.
    ملاحظة: تأكد من استرخاء الأطراف الأمامية عند تأمينها حتى لا يتم إعاقة التنفس.
  4. تحضير البطن مع مسحات ملحية معقمة دافئة و betadine ، بالتناوب بين كل مسحة 3 مرات. ثنى البطن بطريقة معقمة.

2. استئصال الكبد

  1. قم بعمل شق البطن العمودي في خط الوسط عبر الجلد من عملية الخنجري إلى المنطقة فوق العانة باستخدام مشرط. بعد ذلك ، شق من خلال linea alba بمقص حاد لدخول التجويف البريتوني وتمديد هذا الشق إلى طول شق الجلد.
    ملاحظة: من الآمن أولا شق خط ألبا في المنطقة تحت الكيسية حيث يكون الكبد عميقا في جدار البطن لتجنب إصابة الأمعاء الكامنة.
  2. سحب جدار البطن بشكل جانبي باستخدام المبعدات المناسبة ؛ ثم ، قم بتثبيت عملية الخنجري باستخدام مرقئ واسحب القص بشكل متفوق لفضح الكبد.
  3. سحب الكبد بشكل سفلي لكشف الرباط المنجلي ثم نقل الرباط على طول الكبد باستخدام مقص حاد. اسحب الكبد بشكل متفوق نحو الصدر لكشف الرباط الكبدي المعدي وأربطة الفص داخل الكبد وعبور هذه الهياكل باستخدام مقص دقيق حاد.
    ملاحظة: يجب إجراء التراجع بلطف شديد باستخدام أدوات تطبيق رطبة ذات رؤوس قطنية لأن الكبد ، المغلف بكبسولة Glisson ، هش للغاية وسهل الكدمات والتهتك.
  4. اسحب الفص المتوسط بشكل متفوق مع الحفاظ على الفص الأيسر في موضعه التشريحي الأصلي. لف خياطة حريرية 5-0 حول الجزء العلوي الإنسي من LL. عكس LL بشكل متفوق نحو الصدر لكشف السطح السفلي للفص ، وجمع نهايات الخيط عند قاعدة الفص ، وربط الخيط في القاعدة. تأكد من أن الخيط لا يعيق تدفق الدم في الوريد الأجوف السفلي (IVC) أو الوريد البابي قبل ربط الخيط بربط LL.
    ملاحظة: من الأفضل ربط هذا الخيط بينما ينعكس LL بشكل متفوق نحو الصدر بحيث يكون ثالوث البوابة مكشوفا جيدا أثناء الربط. هذا يسهل استئصال الفص بالقرب من القاعدة دون المساس بالهياكل المجاورة.
  5. قم باستئصال LL بعيدا عن ربطة الخيط باستخدام مقص حاد وتأكد من أن صفعة صغيرة من الأنسجة (~ 2 مم) تفصل الخيط عن حافة الفص المقطوع. تأكيد الارقاء.
  6. عكس الفص المتوسط بشكل متفوق نحو الصدر ، ضع خيطا حريريا 5-0 حول قاعدة ML ، وأعد ML إلى موضعه التشريحي الأصلي. تقريب أطراف الخيط فوق قاعدة الجانب العلوي من ML وتأكد من ربطها عند قاعدة الفص. استئصال ML المربوط ، وترك صفعة صغيرة من الأنسجة المتبقية حول ربطة الخياطة. تأكيد الارقاء.
  7. قم بتعبئة الكبد من اليمين إلى اليسار لفضح الفصين العلوي والسفلي الأيمن وتعكس بعناية هذه الفصوص الإنسي والسفلي. لف خياطة 5-0 فوق الجانب الإنسي العلوي من RUL للتأكد من أن الخيط يحيط بقاعدة RUL ثم يعكس RUL باتجاه الصدر. لف الخيط تحت RUL واربط الأطراف بالقرب من قاعدته ، ثم استئصاله ، تاركا صفعة صغيرة من الأنسجة المتبقية حول ربطة الخياطة.
    ملاحظة: يمكن أن يؤدي ربط القريب جدا عند قاعدة RUL إلى الإضرار بإمدادات الدم إلى RLL ، مما قد يؤدي إلى نقص تروية RLL وموت الفأر في غضون 24 ساعة بعد الجراحة. في المقابل ، فإن الربط البعيد جدا من قاعدة RUL يقلل من كمية استئصال كتلة الكبد ، وبالتالي زيادة معدلات البقاء على قيد الحياة بعد العملية الجراحية بما يتجاوز ما هو متوقع.
  8. أعد الكبد المتبقي إلى وضعه التشريحي أثناء الراحة وتأكد من الإرقاء. إذا لزم الأمر ، اضغط بالشاش على مناطق النزيف الطفيف عند حواف الكبد المقطوعة.
  9. أغلق جدار البطن في خط الوسط (طبقات اللفافة والعضلات) باستخدام خياطة polyglactin 5-0 بطريقة غير منقطعة. أغلق شق الجلد بدبابيس أو 5-0 خيوط حيدة الشعيرات.
  10. توقف عن التخدير وراقب الفأر حتى يستعيد وعيه ويمكنه التنقل بشكل طبيعي.

3. رعاية ما بعد الجراحة

  1. راقب الفأر بعد الجراحة لضمان التعافي المناسب (أي أن الفأر مستيقظ ويقظ ومتنقل داخل القفص) والسيطرة على الألم. افحص الماوس كل 2 ساعة حتى 6 ساعات بعد العملية ، ثم يوميا.
    ملاحظة: من المتوقع أن يتحرك الماوس بشكل أبطأ داخل القفص بعد الجراحة. يجب أن يتعافى الفأر في قفص معزول من الفئران الأخرى ولا يعود إلا إلى شركة الفئران الأخرى عندما يتم استرداده بالكامل.
  2. تطبيق الحقن الملحية العادية الدافئة (0.1-1.0 مل ، تحت الجلد أو داخل الصفاق) إذا أصبح الفأر ناقص حجم الدم من سائل غير محسوس أو فقدان دم مفرط من الجراحة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

من المتوقع أن يؤدي استئصال الكبد الممتد الناجح بنسبة 78٪ إلى وفيات بنسبة 50٪ في غضون أسبوع واحد في الفئران البالغة السليمة التي تتراوح أعمارها بين 8-12 أسبوعاو 16. عند إجراء ذلك بشكل صحيح ، من المتوقع الحد الأدنى من فقدان الدم. يمكن التحكم في النزيف المتبقي الذي يستمر عن طريق الضغط اليدوي. غالبا ما تحدث الوفاة المحيطة بالجراحة في غضون 24 ساعة من الجراحة بسبب أخطاء فنية. تشمل الأعطال الفنية إصابة غير مقصودة للأوعية الدموية الكبيرة مما يسبب نزيفا مستعصيا أثناء العملية. نزيف كبير بعد العملية الجراحية في كثير من الأحيان بسبب النزيف المتبقي من هوامش الكبد المقطوعة ؛ إصابة البنية المحيطة مثل الربط غير المقصود للثالوث البابي المجاور أو الوريد البابي أو IVC ؛ نقص تروية RLL الثانوي لربط RUL بالقرب من قاعدة الفص ؛ ومضاعفات التخدير العام. تشمل علامات الفشل الكبدي الخمول التدريجي ، وتكتل الشعر ، وفقدان الشهية ، ونقص السكر في الدم ، والتي غالبا ما تصبح واضحة في غضون 24 ساعة من الجراحة.

النتيجتان المتوقعتان بعد استئصال الكبد الممتد بنسبة 78٪ هما إما البقاء على قيد الحياة أو الموت. في السيناريو الأول ، يتعافى الفأر بشكل مناسب بعد الجراحة ، ويستأنف نشاطه الطبيعي في غضون 72 ساعة ، ويبقى على قيد الحياة بعد 7 أيام. بضع البطن الذي يتم إجراؤه بعد 9-10 أيام بعد الجراحة يوضح الشفاء التام لكتلة الكبد قبل الجراحة4،16،17،18. النتيجة الثانية ستكون الوفيات في غضون 2-7 أيام بعد الجراحة. قد يظهر الفأر علامات أولية للشفاء في أول 12 ساعة بعد الجراحة ولكنه يزداد سوءا بسرعة نسبيا بعد ذلك بسبب تطور فشل الكبد المداهم16. يظهر الفأر علامات الإجهاد وفقدان الوزن والخمول التدريجي حتى الموت. تشمل الأمثلة على النتائج غير المتوقعة الوفاة بسبب المضاعفات الفنية أو معدلات بقاء الفئران أعلى أو أقل بكثير من 50٪ بعد استئصال الكبد الممتد بنسبة 78٪.

كان مختبرنا رائدا في عملية استئصال الكبد الممتدة بنسبة 78٪ وأثبت فائدتها في مخطوطة سابقة توضح أن استئصال الكبد الممتد بنسبة 78٪ في الفئران السليمة BALB / c البالغة من العمر 8 أسابيع يؤدي إلى فتك بنسبة 50٪ ، والتي يمكن إلغاؤها إذا تم تصميم كبد الفأر مسبقا للتعبير عن A20 (البروتين المحرض لعامل نخر الورم 3 [TNFAIP3]) ، الذي يتم توصيله عن طريق الوريد باستخدام فيروس غدي مؤتلف16. في هذه الدراسة التي أجراها Longo et al. ، خضع فأر BALB / c السليم لاستئصال الكبد بنسبة 78٪ بعد 5 أيام من إعطاء ناقل الفيروس الغدي المؤتلف الذي يعبر عن A20 البشري (rAd.A20) أو التحكم في β-Galactosidase (rAd.βGal). كما تم تضمين مجموعة مراقبة إضافية غير معالجة. بعد استئصال الكبد بنسبة 78٪ ، لاحظ Longo et al. أن 6 من 12 (50٪) من الفئران غير المعالجة نجت من الإجراء (الشكل 2)16.

هناك محددان للكفاءة يشملان 1) الحد من المضاعفات التقنية ، كما هو مذكور أعلاه ، وأهمها نقص تروية RLL ، مما تسبب في الوفاة المبكرة ، و 2) ضمان التعبئة الكافية ل RUL ، والتي بدونها يفشل المرء في تقدير الحجم الكامل ل RUL وبالتالي ، يفشل في استئصاله بشكل صحيح. هذا يقلل من كمية كتلة الكبد التي تم استئصالها ، وبالتالي ، يحسن معدل البقاء على قيد الحياة الإجمالي أعلى بكثير من 50٪ المتوقعة. في الفترة الأولى من تدريب المحقق / المؤلف ، نجا 10 من 15 (67٪) من الفئران البالغة السليمة من الذكور والإناث CD1 و C57BL / 6 الذين تتراوح أعمارهم بين 11-21 أسبوعا بعد أسبوع واحد بعد استئصال الكبد بنسبة 78٪ (باستثناء 3 وفيات فنية) (الجدول 1) 19،20،21. كان التدريب الإضافي في سياق الفهم التقديري لتشريح كبد الفأر لتحسين تعبئة RUL وتسهيل الاستئصال المناسب ، الذي يقاس بنسبة استئصال الكبد المقدرة ، ضروريا لتحقيق معدل البقاء المتوقع بنسبة 50٪ بعد استئصال الكبد بنسبة 78٪. بعد الشعور بأن الكفاءة التقنية قد تحققت بالكامل ، نجا 8 من 16 فأرا (50٪ ؛ 1 وفاة فنية مستبعدة) بعد أسبوع واحد من استئصال الكبد بنسبة 78٪.

Figure 1
الشكل 1: تحديد موضع استئصال الكبد في الفأر وتشريح الكبد. (يسار) تمثيل مرئي لتحديد موضع الماوس لبضع البطن واستئصال الكبد الممتد بنسبة 78٪. يصور الفأر مستلقا مع شق البطن في خط الوسط. (يمين) تشريح كبد الفأر مصور من الأسفل بخطوط ملونة تحدد مواقع الاستئصال. يتم استئصال الفص الأيسر والفص المتوسط والفص العلوي الأيمن بطريقة متسلسلة بعد ربط الخيط في قاعدتها. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: ميزة البقاء على قيد الحياة بعد استئصال الكبد الممتد (78٪) للفئران المهندسة للإفراط في التعبير عن A20. بيانات البقاء على قيد الحياة بعد 78٪ من استئصال الكبد الممتد في الفئران غير المعالجة (NI غير المصابة) و rAd.βGal و rAd.A20 المعالجة. أسفر الإفراط في التعبير عن A20 في كبد الفئران عن ميزة بقاء كبيرة مقارنة ب NI (50٪) وعناصر التحكم rAd.βGal (13٪) (n = 12 فأرا / مجموعة). هذا الرقم مأخوذ من Longo et al.16. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

نجا فان عطل فني مجموع النسبة المئوية المقدرة لاستئصال الكبد معدل البقاء على قيد الحياة
ما قبل الكفاءة 10 5 3 18 68 ± 3.9٪ 10/15 (66%)
ما بعد الكفاءة 8 8 1 17 79 ± 2.4٪ 8/16 (50%)

الجدول 1: نتائج التدريب على استئصال الكبد الممتدة بنسبة 78٪. نتائج البقاء على قيد الحياة في غضون أسبوع واحد بعد استئصال الكبد الممتد بنسبة 78٪ في الفئران CD1 و C57BL / 6 البالغين الأصحاء الذين تتراوح أعمارهم بين 11-21 أسبوعا. تم تحديد الكفاءة الفنية ذاتيا من خلال التحسينات الملحوظة في النجاح التقني والاستئصال الكافي للفص العلوي الأيمن ، كما تم حسابه من خلال النسبة المئوية المقدرة لاستئصال الكبد (متوسط ± SEM).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

لإجراء عملية استئصال الكبد الممتدة بنسبة 78٪ بنجاح مما تسبب في فتك بنسبة 50٪ في الفئران ، من الأهمية بمكان أن يتم استئصال كل فص كبد بدقة. لا يمكن تحقيق هذا المستوى من الكفاءة والدقة إلا إذا تم تنفيذ الإجراء بشكل متكرر. يختلف منحنى التدريب بين المشغلين ولكنه يتطلب عادة 3-6 أشهر من الممارسة. إن استئصال الكبد الذي يزيل أقل من 78٪ من TLM سيؤدي إلى ارتفاع معدلات البقاء على قيد الحياة ، في حين أن استئصال الكبد الذي يزيل أكثر من 78٪ من TLM سيؤدي إلى مزيد من الفتك. كل استئصال الفص يمثل تحديا ، وإن لم يكن بنفس القدر.

الفص الأيسر هو الأسهل لاستئصال موثوق. قاعدة LL ضيقة ، وعندما تنعكس بشكل متفوق ، يمكن للمشغل بسهولة تحديد قاعدة الكبد وربط الخيط في نفس الموضع بحجم استئصال الفص شبه متطابق في كل مرة. يحتوي الفص المتوسط على أوسع قاعدة عند مقارنته ب LL و RUL. لذلك ، يتطلب الأمر أن يقوم المشغل بتقدير المكان الذي يجب وضع الخيط فيه بعناية وتقريب نهايات الخيط بعناية عند قاعدة ML قبل استئصال الفص. عندما يتم ربط ML بشكل قريب جدا ، قد يضر الخيط بتصريف الكبد الوريدي أو يعيق عودة الدم من IVC إلى القلب. عندما يتم ربط ML بعيدا جدا ، يتم استئصال كتلة الكبد غير الكافية ، ويزداد خطر النزيف عند هامش الاستئصال لأن قاعدة ML أوسع. ربما يكون الفص العلوي الأيمن هو الأصعب في الاستئصال بشكل موثوق. يجعل الوضع التشريحي ل RUL الخلفي في التجويف البريتوني من الصعب لف الخيط بالكامل حول قاعدته ، مما قد يؤدي إلى استئصال غير كامل لهذا الفص. في المقابل ، إذا تم ربط الخيط بشكل قريب جدا عند قاعدة RUL ، فقد يتعرض تدفق الدم إلى الفص السفلي الأيمن للخطر ، مما يتسبب في نقص تروية RLL وزيادة احتمال الوفاة بعد الجراحة.

تشمل العناصر الحاسمة الأخرى لتقليل المخاطر المتعلقة بالإجراء تقليل التخدير العام (على سبيل المثال ، Isoflurane) لتقليل السمية وضمان الإرقاء الكافي بعد كل استئصال للفص للحد من نزيف ما بعد الجراحة. من المهم مراعاة أن استئصال الكبد الممتد بنسبة 78٪ يفضل إجراؤه في الفئران البالغة من العمر 8-12 أسبوعا ، حيث يمكن للفئران الأكبر سنا أن تظهر المزيد من التباين في معدلات البقاء على قيد الحياة بسبب كتلة الجسم الأكبر وانخفاض قدرة الكبد المتجددة ، بينما قد تعاني الفئران الأصغر سنا من مضاعفات تقنية أكبر بسبب صغر حجم الكبد وارتفاع معدل المضاعفات المرتبطة بالتخدير. نعتقد أن الفتك الملحوظ بنسبة 50٪ بعد استئصال الكبد بنسبة 78٪ يتوافق مع خصائص الفأر الفردي الجوهرية التي تتعلق بالاختلافات التشريحية الدقيقة في النسبة المئوية النسبية لكل كتلة فص كبد بالنسبة إلى إجمالي كتلة الكبد بين الفردية. يمثل استئصال الكبد بنسبة 78٪ في الفئران عتبة تشريحية حيث يمكن ل 50٪ فقط من التجدد والبقاء على قيد الحياة في الوقت المناسب وبنجاح بينما تفشل ال 50٪ الأخرى في القيام بذلك وتموت. نحن نعترف أيضا بأن الاختلافات الدقيقة في التلاعب بالكبد قد تترافق مع درجات مختلفة من تلف الكبد ، وبالتالي تحريف هذا التوازن الدقيق نحو الفشل في التجدد والموت22.

على الرغم من أن العامل الأكثر تقييدا يبقى إتقان الإجراء الجراحي نفسه ، والذي لا يمكن أن يأتي إلا مع الممارسة. الممارسة ضرورية لضمان نتيجة قابلة للتكرار من خلال رسم خرائط دقيقة للخيوط في قاعدة كل فص كبد. إحدى الملاحظات التحذيرية هي أن الاختلافات الفردية في تشريح الكبد بين الفئران - وهي نادرة - قد تتطلب بعض التعديل في التقنية. تشمل التدخلات الأخرى التي يجب النظر فيها على أساس كل حالة على حدة لتحسين النجاح إعطاء البلعات الملحية العادية في حالة فقدان السوائل غير المعقولة أو النزيف الكبير ، والضغط اليدوي المطول أو الكي الكهربائي على هامش الكبد في حالات النزيف المستمر.

باختصار ، يعد استئصال الكبد الممتد بنسبة 78٪ في نموذج الماوس تقنية قيمة لأبحاث العلوم الانتقالية. التدريب المكثف أمر بالغ الأهمية لتحقيق نتيجة ناجحة تقنيا مرتبطة بهذا الإجراء. الفئران ليست فقط من الأنواع الحيوانية الصغيرة المفضلة التي يسهل التعامل معها وغير مكلفة نسبيا ، ولكنها متوفرة أيضا في عدد من السلالات الفطرية المدروسة جيدا بالإضافة إلى عدد متزايد باستمرار من الخطوط المعدلة وراثيا (المعدلة وراثيا ، والضربة القاضية (KO) ، ونوع الخلية المحدد ، و KO الشرطي) ، مما يتيح إجراء دراسات ميكانيكية دقيقة3،9،23. بالإضافة إلى الفئران المعدلة وراثيا ، يمكن بسهولة إحداث العديد من الأمراض ، بما في ذلك مرض الكبد الدهني غير الكحولي وتليف الكبد والسكري المعروف بتأثيره على البقاء على قيد الحياة والنتائج بعد استئصال الكبد ، في الفئران24،25،26،27،28،29،30،31.

كما ذكرنا سابقا ، يظل الرقم الهيدروجيني الكلاسيكي 2/3 ذا قيمة كبيرة ولكنه لا يلخص الفتك العالي المرتبط باستئصال الكبد الممتد للسرطان أو متلازمة صغيرة الحجم بعد زراعة الكبد عندما تكون كتلة الكبد غير كافية تشريحيا أو وظيفيا (كما هو الحال في الكبد الدهني)7،32،33،34. عند إجراء استئصال الكبد الممتد بنسبة 78٪ بشكل صحيح ، يؤدي إلى وفاة 50٪ بعد الجراحة ، وهو ما يعكس بشكل أفضل الواقع السريري مثل متابعة عمليات استئصال الكبد المكثفة للصدمة أو السرطان وفي سياق متلازمة صغيرة الحجم بعد زرع ترقيع الكبد الهامشي ، وأيضا بعد مجرد جراحة الكبد في المرضى الذين يعانون من التهاب الكبد الدهني الحاد غير الكحولي (NASH) أو تليف الكبد16 ، 32. يمثل نموذج الماوس هذا خطوة قيمة للغاية وضرورية لإثبات المفهوم لاختبار استراتيجيات علاجية جديدة لتحسين النتائج في جميع هذه الحالات. لا بد أن تؤدي أي نتائج إيجابية في الفئران إلى تقليل عدد المطلوبة لإجراء دراسات على الكبيرة قبل الترجمة قبل الترجمة السريرية للعلاجات المبتكرة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

لا يوجد تضارب في المصالح للإفصاح عنه.

Acknowledgments

تم دعم هذا العمل من خلال منح NIH R01 DK063275 و HL086741 إلى CF. PB و TA حاصلان على زمالة NRSA من منحة التدريب NHLBI T32 HL007734.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2 x 2 Gauze Covidien 2146 Surgery: dissection
5-O Nylon Monofilament Suture Oasis 50-118-0631 Surgery: Skin closure
5-O Silk Suture Fine Science Tools 18020-50 Surgery: liver lobe ligation
5-O Vicryl Suture Ethicon NC9335902 Surgery: Abdominal wall closure
Addson Forceps Braintree Scientific FC028 Surgery: dissection
Alcohol Swabs (2) BD 326895 Disinfectant
Buprenorphine Extended Release Formulation  Zoopharm N/A Analgesia
Cordless Trimmer Braintree Scientific CLP-9868-14 Shaving
Curved Forceps Braintree Scientific FC0038 Surgery: dissection
Hemostat Braintree Scientific FC79-1 Surgery: dissection
Isoflurane Inhalant Anesthetic  Patterson Veterinary RXISO-250 General Anesthesia
Magnet Fixator (2-slot) (2) Braintree Scientific ACD-001 Surgery: to hold small retractors
Magnet Fixator (4-slot)  Braintree Scientific ACD-002 Surgery: to hold small retractors
Microscissors Braintree Scientific SC-MI 151 Surgery: dissection
Operating tray Braintree Scientific ACD-0014 Surgery: for establishment of surgical field 
Povidone Iodine 10% Swabstick (2) Medline MDS093901ZZ Disinfectant
Scalpel (15-blade) Aspen Surgical Products 371615 Surgery: dissection
Sharp Scissors (Curved) Braintree Scientific SC-T-406 Surgery: dissection
Sharp Scissors (Straight) Braintree Scientific SC-T-405 Surgery: dissection
Small Cotton-Tipped Applicators Fisher Scientific 23-400-118 Surgery: dissection
Tissue Forceps (Straight x2) Braintree Scientific FC1001 Surgery: dissection
Warming Pad (18" x 26") Stryker TP 700 Warming
Warming Pad Pump Stryker TP 700 Warming
Wire Handle Retractor (2)  Braintree Scientific ACD-005 Surgery: to facilitate exposure of peritoneal cavity
Xenotec Isoflurane Small Animal Anesthesia System Braintree Scientific EZ-108SA General Anesthesia: Contains Isoflurane vaborizer & console, Induction chamber, Regulator/Hose, Facemask (M)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Martins, P. N., Theruvath, T. P., Neuhaus, P. Rodent models of partial hepatectomies. Liver Int. 28 (1), 3-11 (2008).
  2. Higgins, G., Anderson, R. Experimental pathology of the liver I. Restoration of the liver of the white rat following partial surgical removal. Arch Pathol. 12, 186-202 (1931).
  3. Koniaris, L. G., McKillop, I. H., Schwartz, S. I., Zimmers, T. A. Liver regeneration. J Am Coll Surg. 197 (4), 634-659 (2003).
  4. Fausto, N., Campbell, J. S., Riehle, K. J. Liver regeneration. Hepatology. 43 (2), S45-S53 (2006).
  5. Inderbitzin, D., et al. Magnetic resonance imaging provides accurate and precise volume determination of the regenerating mouse liver. J Gastrointest Surg. 8 (7), 806-811 (2004).
  6. Clavien, P. A., et al. What is critical for liver surgery and partial liver transplantation: size or quality. Hepatology. 52 (2), 715-729 (2010).
  7. Dahm, F., Georgiev, P., Clavien, P. A. Small-for-size syndrome after partial liver transplantation: definition, mechanisms of disease and clinical implications. Am J Transplant. 5 (11), 2605-2610 (2005).
  8. Hori, T., et al. Simple and reproducible hepatectomy in the mouse using the clip technique. World J Gastroenterol. 18 (22), 2767-2774 (2012).
  9. Kamali, C., et al. Extended liver resection in mice: state of the art and pitfalls-a systematic review. Eur J Med Res. 26 (1), 6 (2021).
  10. Mitchell, C., Willenbring, H. A reproducible and well-tolerated method for 2/3 partial hepatectomy in mice. Nat Protoc. 3 (7), 1167-1170 (2008).
  11. Borowiak, M., et al. Met provides essential signals for liver regeneration. Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (29), 10608-10613 (2004).
  12. Boyce, S., Harrison, D. A detailed methodology of partial hepatectomy in the mouse. Lab Anim (NY). 37 (11), 529-532 (2008).
  13. Greene, A. K., Puder, M. Partial hepatectomy in the mouse: technique and perioperative management. J Invest Surg. 16 (2), 99-102 (2003).
  14. Mitchell, C., Willenbring, H. Erratum: A reproducible and well-tolerated method for 2/3 partial hepatectomy in mice. Nat Protoc. 9 (6), 1532 (2014).
  15. Studer, P., et al. Significant lethality following liver resection in A20 heterozygous knockout mice uncovers a key role for A20 in liver regeneration. Cell Death Differ. 22 (12), 2068-2077 (2015).
  16. Longo, C. R., et al. A20 protects mice from lethal radical hepatectomy by promoting hepatocyte proliferation via a p21waf1-dependent mechanism. Hepatology. 42 (1), 156-164 (2005).
  17. Michalopoulos, G. K., DeFrances, M. C. Liver regeneration. Science. 276 (5309), 60-66 (1997).
  18. Diehl, A. M., Rai, R. M. Liver regeneration. 3. Regulation of signal transduction during liver regeneration. FASEB J. 10 (2), 215-227 (1996).
  19. Diehl, L., Morse, M. A comparison of selected organ weights and clinical pathology parameters in male and female CD-1 and CByB6F1 hybrid mice 12-14 weeks in age. , Available from: https://www.criver.com/sites/default/files/resources/doc_a/AComparisonofSelectedOrganWeightsandClinicalPathologyParametersinMaleandFemaleCD-1andCByB6F1HybridMice12-14WeeksinAge.pdf (2023).
  20. CD-1® IGS mouse. Charles River Laboratories. , Available from: https://www.criver.com/products-services/find-model/cd-1r-igs-mouse?region=3611 (2023).
  21. C57BL/6J mouse organ weight. The Jackson Laboratory. , Available from: https://www.jax.org/de/-/media/jaxweb/files/jax-mice-and-services/b6j-data-summary.xlsx (2023).
  22. Inderbitzin, D., et al. Regenerative capacity of individual liver lobes in the microsurgical mouse model. Microsurgery. 26 (6), 465-469 (2006).
  23. Zhou, X., et al. L-carnitine promotes liver regeneration after hepatectomy by enhancing lipid metabolism. J Transl Med. 21 (1), 487 (2023).
  24. Linecker, M., et al. Omega-3 fatty acids protect fatty and lean mouse livers after major hepatectomy. Ann Surg. 266 (2), 324-332 (2017).
  25. Haber, B. A., et al. High levels of glucose-6-phosphatase gene and protein expression reflect an adaptive response in proliferating liver and diabetes. J Clin Invest. 95 (2), 832-841 (1995).
  26. Rickenbacher, A., et al. Arguments against toxic effects of chemotherapy on liver injury and regeneration in an experimental model of partial hepatectomy. Liver Int. 31 (3), 313-321 (2011).
  27. Aravinthan, A. D., et al. The impact of preexisting and post-transplant diabetes mellitus on outcomes following liver transplantation. Transplantation. 103 (12), 2523-2530 (2019).
  28. Gonzalez, H. D., Liu, Z. W., Cashman, S., Fusai, G. K. Small for size syndrome following living donor and split liver transplantation. World J Gastrointest Surg. 2 (12), 389-394 (2010).
  29. Mahmud, N., et al. Risk prediction models for post-operative mortality in patients with cirrhosis. Hepatology. 73 (1), 204-218 (2021).
  30. Kooby, D. A., et al. Impact of steatosis on perioperative outcome following hepatic resection. J Gastrointest Surg. 7 (8), 1034-1044 (2003).
  31. Ma, K., et al. A mesenchymal-epithelial transition factor-agonistic antibody accelerates cirrhotic liver regeneration and improves mouse survival following partial hepatectomy. Liver Transpl. 28 (5), 782-793 (2022).
  32. Hori, T., et al. Simple and sure methodology for massive hepatectomy in the mouse. Ann Gastroenterol. 24 (4), 307-318 (2011).
  33. Ramsey, H. E., et al. A20 protects mice from lethal liver ischemia/reperfusion injury by increasing peroxisome proliferator-activated receptor-alpha expression. Liver Transpl. 15 (11), 1613-1621 (2009).
  34. Arvelo, M. B., et al. A20 protects mice from D-galactosamine/lipopolysaccharide acute toxic lethal hepatitis. Hepatology. 35 (3), 535-543 (2002).

Tags

الكلمات المفتاحية: استئصال الكبد الممتد ، استئصال الكبد الجزئي ، تجديد الكبد ، استئصال الكبد ، النموذج الجراحي للفأر ، متلازمة الحجم الصغير ، زرع الكبد ، السرطان
تمديد 78٪ استئصال الكبد في نموذج جراحي للفأر
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Brennan, P., Patel, N., Aridi, T.,… More

Brennan, P., Patel, N., Aridi, T., Zhan, M., Angolano, C., Ferran, C. Extended 78% Hepatectomy in a Mouse Surgical Model. J. Vis. Exp. (207), e66528, doi:10.3791/66528 (2024).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter