Waiting
Login processing...

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

Biology

Udvidet 78 % hepatektomi i en musekirurgisk model

Published: May 24, 2024 doi: 10.3791/66528

Summary

Musemodellen med partiel 2/3 (66 %) hepatektomi er velbeskrevet i litteraturen, men mere udvidede hepatektomier, der efterligner small-for-size-syndrom efter levertransplantation, er sjældent blevet brugt. Vi beskriver en udvidet 78 % hepatektomiprocedure i en musemodel, der resulterer i ca. 50 % postoperativ dødelighed hos raske mus.

Abstract

Delvis 2/3 hepatektomi hos mus bruges i forskning til at studere leverens regenerative kapacitet og udforske resultaterne af leverresektion i en række sygdomsmodeller. I den klassiske partielle 2/3 hepatektomi hos mus resekeres to af de fem leverlapper, nemlig venstre og medianlapper, der repræsenterer ca. 66 % af levermassen, en bloc med en forventet postoperativ overlevelse på 100 %. Mere aggressive partielle hepatektomier er teknisk mere udfordrende og er derfor sjældent blevet brugt til mus. Vores gruppe har udviklet en musemodel af en udvidet hepatektomi-teknik, hvor tre af de fem leverlapper, inklusive venstre, median og højre øvre lappe, resekereres separat for at fjerne ca. 78 % af den samlede levermasse. Denne udvidede resektion hos ellers sunde mus efterlader en rest af leveren, der ikke altid kan opretholde tilstrækkelig og rettidig regenerering. Manglende regenerering resulterer i sidste ende i 50 % postoperativ dødelighed inden for 1 uge på grund af fulminant leversvigt. Denne procedure med udvidet 78% hepatektomi hos mus repræsenterer en unik kirurgisk model til undersøgelse af small-for-size syndrom og evaluering af terapeutiske strategier til forbedring af leverregenerering og resultater i forbindelse med levertransplantation eller udvidet leverresektion for kræft.

Introduction

Mus og rotter kirurgiske leverresektionsmodeller, der først blev beskrevet i 1931, er de mest almindelige eksperimentelle modeller, der bruges til at studere det molekylære grundlag for leverregenerering. De kan også være nyttige i translationel videnskabelig forskning til at teste og udvikle strategier til at forbedre resultaterne efter forlænget leverresektion eller transplantation af suboptimale levertransplantater 1,2,3,4. Partielle hepatektomier (PH) hos mus medfører fjernelse af ca. 2/3 (66 %) af den samlede levermasse (TLM), som, når de udføres på raske dyr, har ekstraordinære resultater5. Proceduren er kortvarig, let reproducerbar på grund af lille variation i museleverens anatomi, og postoperativ overlevelse nærmer sig typisk 100 %1.

Delvis 2/3 hepatektomi, der omfatter resektionen af venstre lap (LL) og medianlap (ML), gør det muligt for de resterende lapper at regenerere relativt uhindret af lobarbetændelse eller begrænsning af leverind- og udstrømning. Snarere resulterer øget portal venøs strømning og efterfølgende forskydningsstress på leverens sinusformede endotelceller efter PH i vedvarende opregulering af endotelial nitrogenoxidsyntase (eNOS) ekspression og efterfølgende frigivelse af nitrogenoxid (NO), som bidrager til priming af hepatocytter til proliferation og leverregenerering3. Resultater, der almindeligvis studeres efter 2/3 PH i sygdomsmodeller såsom ikke-alkoholisk fedtleversygdom eller i specifikke genetiske baggrunde, omfatter risiko for akut leversvigt, kvalitative og kvantitative mål for leverens regenerative kapacitet og andre biologiske reaktioner på stress eller traumatisk skade 1,3.

En musemodel, der efterligner funktionelt eller anatomisk lille-for-størrelse-syndrom, som det opstår efter forlænget leverresektion for kræft eller transplantation af marginale (steatose eller forlænget iskæmisk tid) eller delvise (splittede eller fra levende donorlever) levertransplantater, er dog stadig veletableret. For at imødekomme dette behov kræves modeller af mere omfattende leverresektioner, der strækker sig ud over opretholdelsen af en minimal (og funktionel) levermasse, for at modellere leversyndrom med lille størrelse og den øgede dødelighed, der er forbundet med dette syndrom 6,7.

Musens leveranatomi udviser minimal variation. Museleveren består af fem lapper, der hver især tegner sig for følgende procentdel af den samlede levermasse: venstre lap (LL; 34,4 ± 1,9 %), medianlap (ML; 26,2 ± 1,9 %), højre øvre (også kaldet højre superior) lap (RUL; 16,6 ± 1,4 %), højre nedre (også kaldet højre inferior) lap (RLL; 14,7 ± 1,4 %) og halelap (CL, 8,1 ± 1,0 %)1, 5. Hver lap forsynes af en portaltriade, herunder en gren af leverarterien, en gren af portvenen og en galdegang5. Historisk set blev flere teknikker beskrevet til at udføre en 2/3 PH ved at resekere LL og ML. Disse omfatter 1) den klassiske teknik, der består af en enkelt ligatur en bloc ved bunden af hver af de resekerede lapper; 2) den hæmostatiske clips-teknik ved hjælp af titaniumclips påført i bunden af de resekerede lapper; 3) en karorienteret parenkymbevarende teknik ved hjælp af piercingsuturer proksimalt for klemmen; og 4) en karorienteret mikrokirurgisk teknik, hvorved portvenen og leverarteriegrenene ligeres før loberesektion1. Mens hver teknik har relative styrker og svagheder, giver ingen højere dødelighed 1,8,9.

I denne undersøgelse præsenterer vi en ny metode til udvidet 78% PH hos mus. I denne model fjernes tre ud af fem leverlapper, inklusive LL, ML og RUL, separat ved hjælp af en ligaturteknik (figur 1). Denne procedure resulterer i resektion af ca. 78 % (77,2 ± 5,2 %) af den samlede levermasse. Vores valg af at fjerne LL og ML separat, og ikke "en bloc" som i den klassiske PH-teknik, minimerer komplikationer, der er forbundet med en bloc-resektion af disse to lapper, såsom suprahepatisk vena cava-stenose og øget risiko for nekrose af de resterende lapper, når den enkelte ligatur påføres for tæt på vena cava1, 10,11,12,13,14. Dette er afgørende, før du går videre til det sidste trin i denne procedure for at fjerne RUL. Denne omfattende hepatektomi hos 8-12 uger gamle, vildtype C57BL/6 mus forårsager 50% dødelighed inden for 1 uge efter operationen på grund af mislykket leverregenerering, der forårsager fulminant leversvigt 15,16. Denne musemodel af øget dødelighed efter udvidet 78 % hepatektomi rekapitulerer patofysiologien af small-for-size syndrom og muliggør udvikling og test af nye strategier til at forbedre resultaterne.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Metoderne beskrevet i denne procedureprotokol er blevet godkendt af Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) ved Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC). Alle forsøg blev gennemført i overensstemmelse med og i overensstemmelse med IACUC og BIDMC's retningslinjer for dyreforsøgsfacilitet.

1. Præoperativ forberedelse af mus

  1. Barber musens mave fra midten af brystbenet til det suprapubiske område med klippemaskine.
  2. Inducer generel anæstesi med 1-4% isofluran i 100% ilt. Når den er bedøvet, skal du placere musen på ryggen på operationsområdet med en varmepude nedenunder. Før du laver et snit, skal du klemme tåen fast for at sikre, at pedalrefleksen er fraværende (hvis den er til stede, vil dyret reagere). Juster anæstesiniveauet efter behov for at opnå en tilstand af generel anæstesi.
    BEMÆRK: Isofluran titreres efter behov for at opretholde tilstrækkelig generel anæstesi.
  3. Administrer 1,2 mg/kg buprenorphin depotdepot (ER) subkutant til postoperativ analgesi. Placer musen på ryggen med forbenene og bagbenene strakt ud og fastgør lemmerne med tape; Forbered derefter et sterilt felt til operation.
    BEMÆRK VENLIGST: Sørg for, at forbenene er afslappede, når de er sikret, så åndedrættet ikke hindres.
  4. Forbered maven med varmt sterilt saltvand og betadinpodninger, skiftevis mellem hver vatpind 3 gange. Draper maven på en steril måde.

2. Hepatektomi

  1. Lav et lodret laparotomi-snit i midterlinjen gennem huden fra xiphoid-processen til den suprapubiske region ved hjælp af en skalpel. Skær derefter gennem linea alba med en skarp saks for at komme ind i bughulen og forlæng dette snit til længden af hudsnittet.
    BEMÆRK: Det er sikrere først at skære linea alba ved subxiphoid-regionen, hvor leveren er dybt til bugvæggen for at undgå skade på den underliggende tarm.
  2. Træk bugvæggen sideværts tilbage ved hjælp af passende retraktorer; Klem derefter xiphoid-processen med en hæmostat og træk brystbenet bedre tilbage for at blotlægge leveren.
  3. Træk leveren ringere tilbage for at blotlægge det falciforme ledbånd, og transekt derefter ledbåndet langs leverens længde ved hjælp af en skarp saks. Træk leveren bedre tilbage mod brystkassen for at blotlægge det hepatogastriske ledbånd og de intrahepatiske ligamenter og transektere disse strukturer ved hjælp af en skarp mikrosaks.
    BEMÆRK: Tilbagetrækning skal udføres meget forsigtigt med fugtige applikatorer med bomuldsspids, da leveren, indkapslet af Glissons kapsel, er meget skrøbelig og let at få blå mærker og flænge.
  4. Træk medianlappen overlegent, mens du holder venstre lap i sin oprindelige anatomiske position. Vikl en 5-0 silkesutur rundt om den overlegne-mediale del af LL. Reflekter LL overlegent mod brystkassen for at blotlægge undersiden af lappen, saml suturenderne ved bunden af lappen, og bind suturen ved bunden. Sørg for, at suturen ikke hindrer blodgennemstrømningen i den nedre vena cava (IVC) eller portvenen, før du binder suturen for at ligate LL.
    BEMÆRK VENLIGST: Det er bedst at binde denne sutur, mens LL reflekteres overlegent mod brystkassen, så portaltriaden er godt eksponeret under ligering. Dette letter resektion af lapen tæt på bunden uden at gå på kompromis med tilstødende strukturer.
  5. Sektér LL lige distalt til suturbåndet med en skarp saks, og sørg for, at en lille manchet af væv (~2 mm) adskiller suturen fra kanten af den resekerede lap. Bekræft hæmostase.
  6. Reflekter medianlappen overlegent mod brystkassen, placer en 5-0 silkesutur rundt om bunden af ML, og returner ML til sin oprindelige anatomiske position. Tilnærm suturenderne over bunden af det overlegne aspekt af ML, og sørg for at binde dem i bunden af lappen. Sekter den ligerede ML, og efterlad en lille manchet af resterende væv omkring suturbåndet. Bekræft hæmostase.
  7. Mobiliser leveren fra højre mod venstre for at blotlægge højre øvre og nedre lapper og reflektere omhyggeligt disse lapper medialt og underordnet. Vikl en 5-0 sutur over det overlegne-mediale aspekt af RUL for at sikre, at suturen omkranser RUL-basen, og reflekter derefter RUL mod brystkassen. Pak suturen ind under RUL og bind enderne tæt på bunden, og skær den derefter op, og efterlad en lille manchet af restvæv omkring suturbåndet.
    BEMÆRK VENLIGST: Binding for proksimalt ved bunden af RUL kan kompromittere blodtilførslen til RLL, hvilket kan resultere i iskæmi af RLL og musens død inden for 24 timer postoperativt. I modsætning hertil reducerer binding for distalt fra RUL-basen mængden af resekeret levermasse, hvilket øger postoperative overlevelsesrater ud over det forventede.
  8. Sæt den resterende lever tilbage til sin hvilende anatomiske position og sørg for hæmostase. Hvis det er nødvendigt, påføres tryk med gaze på områder med mindre blødning ved resekerede leverkanter.
  9. Luk midterlinjen i bugvæggen (fascia og muskellag) ved hjælp af en 5-0 polyglactinsutur på en uafbrudt måde. Luk hudsnittet med hæfteklammer eller 5-0 monofilamentsuturer.
  10. Afbryd anæstesien og overvåg musen, indtil den genvinder bevidstheden og kan ambulere normalt.

3. Postoperativ pleje

  1. Observer musen postoperativt for at sikre passende restitution (dvs. musen er vågen, opmærksom og gående i buret) og smertekontrol. Undersøg musen hver 2. time indtil 6 timer efter proceduren og derefter dagligt.
    BEMÆRK VENLIGST: Det forventes, at musen vil bevæge sig langsommere i buret postoperativt. Musen skal komme sig i et isoleret bur fra andre mus og først vende tilbage til andre mus, når den er helt restitueret.
  2. Administrer opvarmede normale saltvandsinjektioner (0,1-1,0 ml, subkutan eller intraperitoneal), hvis musen bliver hypovolæmisk af ufølsom væske eller overdreven blodtab fra operationen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

En vellykket udvidet 78% hepatektomi forventes at inducere 50% dødelighed inden for 1 uge hos raske voksne mus i alderen 8-12 uger16. Når det udføres korrekt, forventes minimalt blodtab. Resterende blødninger, der fortsætter, kan kontrolleres ved manuelt tryk. Perioperativ død inden for 24 timer efter operationen er ofte forårsaget af tekniske fejl. Tekniske fejl omfatter utilsigtet skade på store blodkar, der forårsager uhåndterlig intraoperativ blødning; betydelig postoperativ blødning ofte på grund af resterende blødning fra de resekerede leverkanter; skade på omgivende struktur såsom utilsigtet ligering af den tilstødende portaltriade, portalvenen eller IVC; iskæmi af RLL sekundært til ligering af RUL for proksimalt til lapbasen; og komplikationer fra generel anæstesi. Tegn på leversvigt omfatter progressiv sløvhed, hårklumpning, anoreksi og hypoglykæmi, som ofte viser sig inden for 24 timer efter operationen.

De to forventede resultater efter forlænget 78 % hepatektomi er enten overlevelse eller død. I det første scenarie kommer musen sig korrekt efter operationen, genoptager normal aktivitet inden for 72 timer og overlever ud over 7 dage. Laparotomi udført 9-10 dage postoperativt viser fuld genopretning af prækirurgisk levermasse 4,16,17,18. Det andet resultat ville være dødelighed inden for 2-7 dage postoperativt. Musen kan vise indledende tegn på bedring i de første 12 timer efter operationen, men forværres relativt hurtigt derefter på grund af udviklingen af fulminant leversvigt16. Musen udviser tegn på stress, vægttab og progressiv sløvhed indtil døden. Eksempler på uventede udfald omfatter død som følge af tekniske komplikationer eller overlevelsesrater for mus langt over eller under 50 % efter udvidet 78 % hepatektomi.

Vores laboratorium var banebrydende for denne udvidede 78% hepatektomi og validerede dens anvendelighed i et tidligere manuskript, der viste, at udvidet 78% hepatektomi hos 8 uger gamle raske BALB/c-mus resulterer i 50% dødelighed, som kunne ophæves, hvis museleveren var prækonstrueret til at udtrykke A20 (Tumor Necrosis Factor Inducible Protein 3 [TNFAIP3]), leveret intravenøst ved hjælp af en rekombinant adenovirus16. I denne undersøgelse af Longo et al. gennemgik en sund BALB/c-mus en 78% procent hepatektomi 5 dage efter administration af en rekombinant adenovirusvektor, der udtrykker humant A20 (rAd.A20) eller kontrol β-Galactosidase (rAd.βGal). En yderligere ikke-behandlet kontrolgruppe blev også inkluderet. Efter 78 % hepatektomi observerede Longo et al., at 6 af de 12 (50 %) ikke-behandlede mus overlevede proceduren (figur 2)16.

To determinanter for færdigheder omfatter 1) begrænsning af tekniske komplikationer, som anført ovenfor, hvoraf den vigtigste er RLL-iskæmi, der forårsager tidlig død, og 2) sikring af tilstrækkelig mobilisering af RUL, uden hvilken man undlader at værdsætte den fulde størrelse af RUL og derfor undlader at resektere den ordentligt. Dette reducerer mængden af levermasse, der resekteres, og forbedrer derfor den samlede overlevelsesrate et godt stykke over de forventede 50 %. I den indledende træningsperiode af investigator/forfatter overlevede 10 ud af 15 (67 %) raske voksne han- og hun-CD1- og C57BL/6-mus i alderen 11-21 uger 1 uge efter 78 % hepatektomi (3 tekniske dødsfald ekskluderet) (tabel 1)19,20,21. Yderligere træning i forbindelse med en anerkendende forståelse af museleverens anatomi for at forbedre RUL-mobilisering og lette en passende resektion, målt ved estimeret procent hepatektomi, var afgørende for at opnå den forventede 50% overlevelsesrate efter 78% hepatektomi. Efter at tekniske færdigheder blev anset for at være fuldt opnået, overlevede 8 ud af 16 mus (50 %; 1 teknisk død ekskluderet) 1 uge efter 78 % hepatektomi.

Figure 1
Figur 1: Musehepatektomi-positionering og leveranatomi. (Venstre) Visuel repræsentation af musepositionering for laparotomi og udvidet 78 % hepatektomi. Musen er afbildet liggende med et laparotomi-snit i midterlinjen. (Højre) Museleveranatomi afbildet nedefra med farvede linjer, der afgrænser resektionssteder. Den venstre lap, medianlap og højre øvre lapper resekeres sekventielt efter suturligering ved deres base. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 2
Figur 2: Overlevelsesfordel efter udvidet (78 %) hepatektomi hos mus, der er konstrueret til at overudtrykke A20. Overlevelsesdata efter 78 % udvidet hepatektomi i ubehandlede (ikke-inficerede NI), rAd.βGal og rAd.A20-behandlede mus. Overekspression af A20 i muselever gav en signifikant overlevelsesfordel sammenlignet med NI (50 %) og rAd.βGal-kontroller (13 %) (n = 12 mus/gruppe). Denne figur er fra Longo et al.16. Klik her for at se en større version af denne figur.

Overlevede Afdød Teknisk fejl Total Anslået % Hepatektomi Overlevelsesraten
Præ-færdighed 10 5 3 18 68 ± 3,9 % 10/15 (66%)
Efter-færdighed 8 8 1 17 79 ± 2,4 % 8/16 (50%)

Tabel 1: Forbedrede 78 % hepatektomi-træningsresultater. Overlevelsesresultater inden for 1 uge efter udvidet 78 % hepatektomi hos raske voksne CD1- og C57BL/6-mus i alderen 11-21 uger. Teknisk færdighed var selvbestemt via observerbare forbedringer i teknisk succes og tilstrækkelig resektion af højre overlap, beregnet ved estimeret procent hepatektomi (gennemsnit ± SEM).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

For at kunne udføre en udvidet 78% hepatektomi, der forårsager 50% dødelighed hos mus, er det afgørende, at hver leverlap resekeres præcist. Dette kompetence- og præcisionsniveau kan kun opnås, hvis proceduren udføres gentagne gange. Træningskurven varierer mellem operatører, men kræver typisk 3-6 måneders øvelse. En leverresektion, der fjerner mindre end 78 % af TLM, ville resultere i højere overlevelsesrater, mens en leverresektion, der fjerner mere end 78 % af TLM, ville resultere i større dødelighed. Hver lapresektion er udfordrende, omend ikke i samme grad.

Den venstre lap er den nemmeste at pålideligt resekere. LL-basen er smal, og når den reflekteres overlegent, kan operatøren nemt identificere leverbasen og binde suturen i samme position med næsten identisk lapresektionsvolumen hver gang. Medianlappen har den bredeste base sammenlignet med LL og RUL. Derfor kræver det, at operatøren omhyggeligt vurderer, hvor suturen skal placeres, og omhyggeligt tilnærmer suturenderne ved bunden af ML, før lappen skæres op. Når ML er bundet for proksimalt, kan suturen kompromittere venøs leverdræning eller hindre blodtilbagevenden fra IVC til hjertet. Når ML er bundet for distalt, resekeres utilstrækkelig levermasse, og risikoen for blødning ved resektionskanten øges, da ML-basen er bredere. Den højre øvre lap er måske den sværeste at fjerne pålideligt. Den anatomiske position af RUL bagud i bughulen gør det vanskeligt at vikle suturen helt rundt om basen, hvilket kan resultere i en ufuldstændig resektion af denne lap. I modsætning hertil, hvis suturen er bundet for proksimalt ved RUL-basen, kan blodtilførslen til højre nedre lap blive bragt i fare, hvilket forårsager iskæmi af denne RLL og øger sandsynligheden for postoperativ dødelighed.

Andre kritiske elementer for at minimere procedurerelaterede risici omfatter minimering af generel anæstesi (f.eks. Isofluran) for at reducere toksicitet og sikre tilstrækkelig hæmostase efter hver lapresektion for at begrænse postoperativ blødning. Det er vigtigt at overveje, at den udvidede 78 % hepatektomi fortrinsvis udføres hos voksne 8-12 uger gamle mus, da ældre mus kan udvise mere variation i overlevelsesrater på grund af deres større kropsmasse og reducerede regenerative leverkapacitet, mens yngre mus kan lide større tekniske komplikationer på grund af den mindre størrelse af deres lever og en højere forekomst af anæstesirelaterede komplikationer. Vi formoder, at den observerede dødelighed på 50 % efter 78 % hepatektomi svarer til iboende enkeltmusekarakteristika, som relaterer til subtile anatomiske variationer i den relative procentdel af hver leverlapsmasse i forhold til den samlede levermasse mellem individuelle dyr. Hepatektomien på 78 % hos mus repræsenterer en anatomisk tærskel, hvor kun 50 % af dyrene kan regenerere og overleve rettidigt og med succes, mens de andre 50 % ikke gør det og dør. Vi anerkender også, at subtile forskelle i levermanipulation kan være forbundet med forskellige grader af leverskade, og dermed skævvride denne fine balance mod manglende regenerering og død22.

Omend den mest begrænsende faktor er beherskelsen af selve den kirurgiske procedure, som kun kan komme med praksis. Øvelse er afgørende for at sikre et reproducerbart resultat gennem præcis kortlægning af suturerne ved bunden af hver leverlap. En advarsel er, at individuelle variationer i leveranatomien blandt mus - som er sjældne - kan kræve en vis ændring i teknikken. Andre indgreb, der bør overvejes fra sag til sag for at forbedre succesen, omfatter administration af normale saltvandsboluser i tilfælde af høje ufølsomme væsketab eller betydelig blødning og langvarig manuelt tryk eller elektrokauteri ved leverkanten i tilfælde af vedvarende blødning.

Sammenfattende er den udvidede 78% hepatektomi i en musemodel en værdifuld teknik til translationel videnskabelig forskning. Omfattende træning er afgørende for at opnå et teknisk vellykket resultat forbundet med denne procedure. Mus er ikke kun en foretrukken lille dyreart, der er let at håndtere og relativt billige, men også tilgængelige i en række velundersøgte indavlede stammer ud over et stadigt voksende antal genetisk modificerede linjer (transgene, knockout (KO), celletypespecifikke og betingede KO), hvilket muliggør fine mekanistiske undersøgelser 3,9,23. Ud over genetisk modificerede mus kan forskellige patologier, herunder ikke-alkoholisk fedtleversygdom, skrumpelever og diabetes, der er kendt for at påvirke overlevelse og resultater efter leverresektion, let induceres hos mus 24,25,26,27,28,29,30,31.

Som tidligere nævnt er den klassiske 2/3 PH stadig ekstremt værdifuld, men rekapitulerer ikke den høje dødelighed, der er forbundet med forlænget leverresektion for kræft eller small-for-size syndrom efter levertransplantation, når levermassen er anatomisk eller funktionelt utilstrækkelig (såsom i fedtlever)7,32,33,34 . Når den udføres korrekt, resulterer denne udvidede 78% hepatektomi i 50% postoperativ død, hvilket bedre afspejler den kliniske virkelighed såsom efter omfattende leverresektioner for traumer eller kræft og i forbindelse med small-for-size syndrom efter transplantation af marginale levertransplantater, og også efter simpel leverkirurgi hos patienter med svær ikke-alkoholisk steatohepatitis (NASH) eller skrumpelever16, 32. Kapitel 32. Denne musemodel repræsenterer et meget værdifuldt og nødvendigt proof-of-concept-trin til at teste nye terapeutiske strategier for at forbedre resultaterne under alle disse tilstande. Eventuelle positive resultater i mus vil uundgåeligt reducere antallet af dyr, der kræves for at udføre præ-translationelle stordyreforsøg før klinisk oversættelse af innovative terapier.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Der er ingen interessekonflikter at oplyse.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af NIH R01-bevillinger DK063275 og HL086741 til CF. PB og TA er modtagere af et NRSA-stipendium fra NHLBI T32-uddannelsesstipendiet 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

Nøgleord: Udvidet hepatektomi delvis hepatektomi leverregenerering leverresektion musekirurgisk model small-for-size syndrom levertransplantation kræft
Udvidet 78 % hepatektomi i en musekirurgisk model
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