Summary
Das Mausmodell der partiellen 2/3 (66%) Hepatektomie ist in der Literatur gut beschrieben, aber ausgedehntere Hepatektomien, die das Small-for-Size-Syndrom nach Lebertransplantation nachahmen, wurden selten verwendet. Wir beschreiben eine erweiterte 78%ige Hepatektomie in einem Mausmodell, die bei gesunden Mäusen zu einer postoperativen Letalität von etwa 50% führt.
Abstract
Die partielle 2/3-Hepatektomie bei Mäusen wird in der Forschung eingesetzt, um die Regenerationsfähigkeit der Leber zu untersuchen und die Ergebnisse der Leberresektion in einer Reihe von Krankheitsmodellen zu untersuchen. Bei der klassischen partiellen 2/3-Hepatektomie bei Mäusen werden zwei der fünf Leberlappen, nämlich der linke und der Medianlappen, die etwa 66 % der Lebermasse ausmachen, en bloc reseziert, wobei ein postoperatives Überleben von 100 % erwartet wird. Aggressivere partielle Hepatektomien sind technisch anspruchsvoller und werden daher bei Mäusen nur selten eingesetzt. Unsere Gruppe hat ein Mausmodell einer erweiterten Hepatektomietechnik entwickelt, bei der drei der fünf Leberlappen, einschließlich des linken, mittleren und rechten oberen Lappens, separat reseziert werden, um etwa 78% der gesamten Lebermasse zu entfernen. Diese verlängerte Resektion bei ansonsten gesunden Mäusen hinterlässt eine Restleber, die nicht immer eine angemessene und rechtzeitige Regeneration aufrechterhalten kann. Ein Versagen der Regeneration führt letztendlich zu einer postoperativen Letalität von 50 % innerhalb von 1 Woche aufgrund eines fulminanten Leberversagens. Dieses Verfahren der erweiterten 78%-Hepatektomie bei Mäusen stellt ein einzigartiges chirurgisches Modell für die Untersuchung des Small-for-Size-Syndroms und die Bewertung therapeutischer Strategien zur Verbesserung der Leberregeneration und der Ergebnisse im Rahmen einer Lebertransplantation oder einer erweiterten Leberresektion bei Krebs dar.
Introduction
Chirurgische Leberresektionsmodelle von Mäusen und Ratten, die erstmals 1931 beschrieben wurden, sind die gebräuchlichsten experimentellen Modelle, die zur Untersuchung der molekularen Grundlagen der Leberregeneration verwendet werden. Sie könnten auch in der translationalen wissenschaftlichen Forschung nützlich sein, um Strategien zur Verbesserung der Ergebnisse nach längerer Leberresektion oder Transplantation suboptimaler Lebertransplantate zu testen und zu entwickeln 1,2,3,4. Partielle Hepektomien (PH) bei Mäusen führen zur Entfernung von etwa 2/3 (66 %) der gesamten Lebermasse (TLM), die bei gesunden Tieren zu außergewöhnlichen Ergebnissen führen5. Das Verfahren ist von kurzer Dauer, aufgrund geringer Unterschiede in der Anatomie der Mausleber leicht reproduzierbar, und das postoperative Überleben liegt in der Regel bei nahezu 100 %1.
Die partielle 2/3-Hepatektomie, die die Resektion des linken Lappens (LL) und des Medianlappens (ML) umfasst, ermöglicht eine relativ ungehinderte Regeneration der Restlappen durch eine Lappenentzündung oder eine Einschränkung des hepatischen Zu- und Abflusses. Vielmehr führen ein erhöhter portalvenöser Fluss und die anschließende Scherbelastung der sinusförmigen Endothelzellen der Leber nach PH zu einer anhaltenden Hochregulierung der Expression der endothelialen Stickstoffmonoxidsynthase (eNOS) und der anschließenden Freisetzung von Stickstoffmonoxid (NO), was zur Vorbereitung der Hepatozyten für die Proliferation und Leberregeneration beiträgt3. Zu den Ergebnissen, die häufig nach 2/3 PH in Krankheitsmodellen wie der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung oder in bestimmten genetischen Hintergründen untersucht werden, gehören das Risiko eines akuten Leberversagens, qualitative und quantitative Messungen der Regenerationsfähigkeit der Leber und andere biologische Reaktionen auf Stress oder traumatische Verletzungen 1,3.
Ein Mausmodell, das das funktionelle oder anatomische Small-for-Size-Syndrom nachahmt, wie es nach einer verlängerten Leberresektion bei Krebs oder einer Transplantation von marginalen (Steatose oder verlängerte ischämische Zeit) oder partiellen (gespaltenen oder aus der lebenden Spenderleber) Lebertransplantaten auftritt, ist jedoch noch nicht gut etabliert. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, sind Modelle umfangreicherer Leberresektionen erforderlich, die über die Aufrechterhaltung einer minimalen (und funktionellen) Lebermasse hinausgehen, um das Small-for-Size-Lebersyndrom und die mit diesem Syndrom verbundene erhöhte Mortalität zu modellieren 6,7.
Die Anatomie der Leber von Mäusen weist minimale Variationen auf. Die Leber der Maus besteht aus fünf Lappen, die jeweils den folgenden Prozentsatz der gesamten Lebermasse ausmachen: linker Lappen (LL; 34,4 ± 1,9 %), Medianlappen (ML; 26,2 ± 1,9 %), rechter oberer (auch rechter oberer Lappen genannt) (RUL; 16,6 ± 1,4 %), rechter unterer (auch rechter unterer Lappen genannt) (RLL; 14,7 ± 1,4 %) und Schwanzlappen (CL, 8,1 ± 1,0 %)1, 5. Urheberrecht Jeder Lappen wird von einer Pfortadertriade versorgt, die einen Ast der Leberarterie, einen Ast der Pfortader und einen Gallengang5 umfasst. In der Vergangenheit wurden mehrere Techniken beschrieben, um eine 2/3 PH durch Resektion des LL und des ML durchzuführen. Dazu gehören 1) die klassische Technik, die aus einer einzigen Ligatur en bloc an der Basis jedes resezierten Lappens besteht; 2) die hämostatische Clip-Technik, bei der Titanclips an der Basis der resezierten Lappen angebracht werden; 3) eine gefäßorientierte parenchymerhaltende Technik unter Verwendung von Piercingnähten proximal der Klemme; und 4) eine gefäßorientierte mikrochirurgische Technik, bei der die Pfortader- und Leberarterienäste vor der Lappenresektionligiert werden 1. Obwohl jede Technik relative Stärken und Schwächen aufweist, führt keine zu einer höheren Letalität 1,8,9.
In dieser Studie stellen wir eine neuartige Methode für eine verlängerte PH von 78% bei Mäusen vor. In diesem Modell werden drei von fünf Leberlappen, einschließlich LL, ML und RUL, separat mit einer Ligaturtechnik entfernt (Abbildung 1). Dieses Verfahren führt zur Resektion von etwa 78 % (77,2 ± 5,2 %) der gesamten Lebermasse. Unsere Entscheidung, LL und ML getrennt zu entfernen und nicht "en bloc" wie bei der klassischen PH-Technik, minimiert Komplikationen, die mit einer En-bloc-Resektion dieser beiden Lappen verbunden sind, wie z. B. eine suprahepatische Hohlvenenstenose und ein erhöhtes Risiko einer Nekrose der verbleibenden Lappen, wenn die einzelne Ligatur zu nahe an der Hohlvene angelegt wird1. 10,11,12,13,14. Dies ist entscheidend, bevor Sie zum letzten Schritt dieses Verfahrens übergehen, um die RUL zu entfernen. Diese umfangreiche Hepatektomie bei 8-12 Wochen alten Wildtyp-Mäusen mit C57BL/6 führt innerhalb von 1 Woche nach der Operation zu einer Letalität von 50 % aufgrund einer fehlgeschlagenen Leberregeneration, die zu einem fulminanten Leberversagen führt15,16. Dieses Mausmodell mit erhöhter Letalität nach erweiterter 78%-Hepatektomie rekapituliert die Pathophysiologie des Small-for-Size-Syndroms angemessen und ermöglicht die Entwicklung und Erprobung neuartiger Strategien zur Verbesserung der Ergebnisse.
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Protocol
Die in diesem Verfahrensprotokoll beschriebenen Methoden wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) am Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) genehmigt. Alle Versuche wurden in Übereinstimmung mit der IACUC und den Richtlinien für Tierversuchseinrichtungen BIDMC durchgeführt.
1. Präoperative Vorbereitung der Maus
- Rasieren Sie den Bauch der Maus vom mittleren Brustbein bis zur suprapubischen Region mit einer Schermaschine.
- Induzieren Sie eine Vollnarkose mit 1-4% Isofluran in 100% Sauerstoff. Legen Sie die Maus nach der Betäubung in Rückenlage auf das Operationsfeld mit einem Heizkissen darunter. Bevor Sie einen Schnitt machen, kneifen Sie den Zeh fest ein, um sicherzustellen, dass der Pedalreflex nicht vorhanden ist (falls vorhanden, reagiert das Tier). Passen Sie die Anästhesiestärke nach Bedarf an, um einen Zustand der Vollnarkose zu erreichen.
HINWEIS: Titrieren Sie Isofluran nach Bedarf, um eine angemessene Vollnarkose aufrechtzuerhalten. - 1,2 mg/kg Buprenorphin mit verlängerter Freisetzung (ER) subkutan zur postoperativen Analgesie verabreichen. Legen Sie die Maus mit ausgestreckten Vorder- und Hinterbeinen in Rückenlage und sichern Sie die Gliedmaßen mit Klebeband. Bereiten Sie dann ein steriles Feld für die Operation vor.
HINWEIS: Stellen Sie sicher, dass die Vordergliedmaßen entspannt sind, wenn sie gesichert sind, damit die Atmung nicht behindert wird. - Bereiten Sie den Bauch mit warmen, sterilen Kochsalzlösungs- und Betadinabstrichen vor, wobei Sie jeden Tupfer 3 Mal abwechseln. Drapieren Sie den Bauch steril.
2. Hepatektomie
- Machen Sie mit einem Skalpell einen vertikalen Mittellinien-Laparotomieschnitt durch die Haut vom Xiphoidfortsatz bis zur suprapubischen Region. Als nächstes schneiden Sie mit einer scharfen Schere durch die Linea alba, um in die Bauchhöhle einzudringen, und verlängern Sie diesen Schnitt bis zur Länge des Hautschnitts.
HINWEIS: Es ist sicherer, die Linea alba zuerst in der subxiphoiden Region zu schneiden, wo die Leber tief in der Bauchdecke liegt, um eine Verletzung des darunter liegenden Darms zu vermeiden. - Ziehen Sie die Bauchdecke mit geeigneten Retraktoren seitlich zurück. Klemmen Sie dann den Xiphoid-Prozess mit einem Blutstiller und ziehen Sie das Brustbein nach oben zurück, um die Leber freizulegen.
- Ziehen Sie die Leber nach unten zurück, um das falciforme Band freizulegen, und durchtrennen Sie dann das Band mit einer scharfen Schere entlang der Leber. Ziehen Sie die Leber nach oben in Richtung Thorax zurück, um das Leberband und die intrahepatischen Lappenbänder freizulegen, und durchtrennen Sie diese Strukturen mit einer scharfen Mikroschere.
HINWEIS: Die Retraktion sollte sehr vorsichtig mit feuchten Applikatoren mit Wattespitze durchgeführt werden, da die Leber, die von der Glisson-Kapsel eingekapselt ist, sehr zerbrechlich ist und leicht zu Blutergüssen und Rissen führt. - Ziehen Sie den Medianlappen nach oben zurück, während Sie den linken Lappen in seiner ursprünglichen anatomischen Position halten. Wickeln Sie eine 5-0-Seidennaht um den superior-medialen Teil des LL. Reflektieren Sie das LL nach oben in Richtung Thorax, um die Unterseite des Lappens freizulegen, führen Sie die Nahtenden an der Basis des Lappens zusammen und binden Sie die Naht an der Basis. Stellen Sie sicher, dass die Naht den Blutfluss in der unteren Hohlvene (IVC) oder der Pfortader nicht behindert, bevor Sie die Naht binden, um die LL zu ligieren.
HINWEIS: Es ist am besten, diese Naht zu binden, während die LL in Richtung Thorax reflektiert wird, so dass die Portaltriade während der Ligatur gut freigelegt ist. Dies ermöglicht die Resektion des Keulens nahe der Basis, ohne die angrenzenden Strukturen zu beeinträchtigen. - Sezieren Sie das LL mit einer scharfen Schere nur distal des Nahtbinders und stellen Sie sicher, dass eine kleine Gewebemanschette (~2 mm) die Naht vom Rand des resezierten Lappens trennt. Bestätigen Sie die Hämostase.
- Reflektieren Sie den Medianlappen nach oben in Richtung Thorax, legen Sie eine 5-0-Seidennaht um die Basis des ML und bringen Sie den ML wieder in seine ursprüngliche anatomische Position. Nähern Sie sich den Nahtenden über der Basis des oberen Aspekts des ML an und stellen Sie sicher, dass sie an der Basis des Lappens gebunden sind. Sezieren Sie das ligierte ML erneut, wobei eine kleine Manschette aus Geweberesten um den Nahtbinder herum verbleibt. Bestätigen Sie die Hämostase.
- Mobilisieren Sie die Leber von rechts nach links, um den rechten oberen und unteren Lappen freizulegen und diese Lappen vorsichtig medial und inferior zu reflektieren. Wickeln Sie eine 5-0-Naht über den superior-medialen Aspekt des RUL, um sicherzustellen, dass die Naht die RUL-Basis umgibt, und reflektieren Sie dann die RUL in Richtung Thorax. Wickeln Sie die Naht unter das RUL und binden Sie die Enden nahe an der Basis zusammen, dann resezieren Sie sie, wobei Sie eine kleine Manschette aus Geweberesten um das Nahtband herum lassen.
HINWEIS: Eine zu proximale Bindung an der Basis des RUL kann die Blutversorgung des RLL beeinträchtigen, was innerhalb von 24 Stunden postoperativ zu einer Ischämie des RLL und zum Tod der Maus führen kann. Im Gegensatz dazu verringert eine zu distale Bindung an die RUL-Basis die Menge der resezierten Lebermasse, wodurch die postoperativen Überlebensraten über das erwartete Maß hinaus erhöht werden. - Bringen Sie die verbleibende Leber wieder in ihre anatomische Ruheposition zurück und sorgen Sie für die Blutstillung. Falls erforderlich, üben Sie mit Gaze Druck auf Bereiche mit leichten Blutungen an resezierten Leberrändern aus.
- Die Bauchdecke der Mittellinie (Faszien und Muskelschichten) mit einer 5-0-Polyglactin-Naht ununterbrochen verschließen. Verschließen Sie den Hautschnitt mit Klammern oder 5-0 Monofilamentnähten.
- Brechen Sie die Anästhesie ab und überwachen Sie die Maus, bis sie wieder zu Bewusstsein kommt und normal gehen kann.
3. Nachsorge
- Beobachten Sie die Maus postoperativ, um eine angemessene Genesung (d. h. die Maus ist wach, aufmerksam und ambulant im Käfig) und eine angemessene Schmerzkontrolle zu gewährleisten. Untersuchen Sie die Maus alle 2 Stunden bis 6 Stunden nach dem Eingriff und dann täglich.
HINWEIS: Es ist zu erwarten, dass sich die Maus postoperativ langsamer innerhalb des Käfigs bewegt. Die Maus sollte sich in einem isolierten Käfig von anderen Mäusen erholen und erst dann in die Gesellschaft anderer Mäuse zurückkehren, wenn sie vollständig genesen ist. - Verabreichen Sie erwärmte normale Kochsalzlösungsinjektionen (0,1-1,0 ml, subkutan oder intraperitoneal), wenn die Maus durch unempfindliche Flüssigkeit oder übermäßigen Blutverlust durch die Operation hypovolämisch wird.
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Representative Results
Es wird erwartet, dass eine erfolgreiche verlängerte 78%-Hepatektomie bei gesunden erwachsenen Mäusen im Alter von 8-12 Wochen innerhalb von 1 Woche eine Mortalität von 50% induziert16. Bei ordnungsgemäßer Durchführung ist ein minimaler Blutverlust zu erwarten. Anhaltende Restblutungen können durch manuellen Druck kontrolliert werden. Der perioperative Tod innerhalb von 24 Stunden nach der Operation wird oft durch technische Fehler verursacht. Zu den technischen Fehlern gehören die versehentliche Verletzung großer Blutgefäße, die zu hartnäckigen intraoperativen Blutungen führt; signifikante postoperative Blutungen, oft aufgrund von Restblutungen aus den resezierten Leberrändern; Verletzungen der umgebenden Struktur, wie z. B. versehentliche Ligatur der benachbarten Pfortader, der Pfortader oder der IVC; Ischämie des RLL infolge einer Ligatur des RUL, die zu proximal zur Lappenbasis liegt; und Komplikationen durch Vollnarkose. Zu den Anzeichen eines Leberversagens gehören fortschreitende Lethargie, Haarverklumpung, Magersucht und Hypoglykämie, die sich oft innerhalb von 24 Stunden nach der Operation bemerkbar machen.
Die beiden erwarteten Ergebnisse nach einer verlängerten 78%igen Hepatektomie sind entweder Überleben oder Tod. Im ersten Szenario erholt sich die Maus nach der Operation angemessen, nimmt ihre normale Aktivität innerhalb von 72 Stunden wieder auf und überlebt länger als 7 Tage. Die 9-10 Tage postoperativ durchgeführte Laparotomie zeigt eine vollständige Wiederherstellung der präoperativen Lebermasse 4,16,17,18. Das zweite Ergebnis wäre die Mortalität innerhalb von 2-7 Tagen nach der Operation. Die Maus kann in den ersten 12 Stunden nach der Operation erste Anzeichen einer Genesung zeigen, verschlechtert sich danach jedoch relativ schnell aufgrund der Entwicklung eines fulminanten Leberversagens16. Die Maus zeigt Anzeichen von Stress, Gewichtsverlust und fortschreitender Lethargie bis zum Tod. Beispiele für unerwartete Ergebnisse sind der Tod durch technische Komplikationen oder Überlebensraten von Mäusen von weit über oder unter 50 % nach einer verlängerten 78 %-Hepatektomie.
Unser Labor leistete Pionierarbeit bei dieser erweiterten 78%-Hepatektomie und validierte ihre Nützlichkeit in einem früheren Manuskript, das zeigte, dass eine verlängerte 78%-Hepatektomie bei 8 Wochen alten gesunden BALB/c-Mäusen zu einer Letalität von 50 % führt, die aufgehoben werden könnte, wenn die Leber der Maus so vorkonstruiert wurde, dass sie A20 (Tumornekrosefaktor-induzierbares Protein 3 [TNFAIP3]) exprimiert, das intravenös mit einem rekombinanten Adenovirus16 verabreicht wird. In dieser Studie von Longo et al. wurde eine gesunde BALB/c-Maus 5 Tage nach der Verabreichung eines rekombinanten Adenovirus-Vektors, der humanes A20 (rAd.A20) exprimierte, oder der Kontrolle β-Galactosidase (rAd.βGal) einer 78%igen Hepatektomie unterzogen. Eine zusätzliche unbehandelte Kontrollgruppe wurde ebenfalls eingeschlossen. Nach einer 78%igen Hepatektomie beobachteten Longo et al., dass 6 der 12 (50%) unbehandelten Mäuse den Eingriff überlebten (Abbildung 2)16.
Zwei Determinanten der Kompetenz umfassen 1) die Begrenzung technischer Komplikationen, wie oben aufgeführt, von denen die wichtigste die RLL-Ischämie ist, die zu einem frühen Tod führt, und 2) die Sicherstellung einer ausreichenden Mobilisierung der RUL, ohne die man die volle Größe der RUL nicht einschätzen kann und sie daher nicht richtig reseziert. Dies reduziert die Menge der resezierten Lebermasse und verbessert somit die Gesamtüberlebensrate deutlich über die erwarteten 50%. In der Anfangsphase des Trainings des Prüfarztes/Autors überlebten 10 von 15 (67%) gesunden erwachsenen männlichen und weiblichen CD1- und C57BL/6-Mäusen im Alter von 11-21 Wochen 1 Woche nach 78% Hepatektomie (3 technische Todesfälle ausgeschlossen) (Tabelle 1)19,20,21. Eine weitere Schulung im Rahmen eines wertschätzenden Verständnisses der Leberanatomie der Maus zur Verbesserung der RUL-Mobilisierung und zur Ermöglichung einer adäquaten Resektion, gemessen an der geschätzten prozentualen Hepatektomie, war unerlässlich, um die erwartete Überlebensrate von 50% nach 78% Hepatektomie zu erreichen. Nachdem die technische Leistungsfähigkeit als vollständig erreicht angesehen wurde, überlebten 8 von 16 Mäusen (50 %; 1 technischer Tod ausgeschlossen) 1 Woche nach 78 % Hepatektomie.
Abbildung 1: Positionierung der Hepatektomie der Maus und Anatomie der Leber. (Links) Visuelle Darstellung der Positionierung der Maus für die Laparotomie und die erweiterte 78%-Hepatektomie. Die Maus ist in Rückenlage mit einem Laparotomieschnitt in der Mittellinie dargestellt. (Rechts) Anatomie der Leber der Maus von unten dargestellt mit farbigen Linien, die die Resektionsstellen abgrenzen. Der linke Lappen, der Medianlappen und der rechte obere Lappen werden sequentiell reseziert, nachdem die Nahtligatur an ihrer Basis durchgeführt wurde. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: Überlebensvorteil nach erweiterter (78%) Hepatektomie von Mäusen, die so verändert wurden, dass sie A20 überexprimieren. Überlebensdaten nach 78% verlängerter Hepatektomie bei unbehandelten (nicht infizierten NI), rAd.βGal- und rAd.A20-behandelten Mäusen. Die Überexpression von A20 in der Leber von Mäusen ergab einen signifikanten Überlebensvorteil im Vergleich zu NI (50%) und rAd.βGal-Kontrollen (13%) (n = 12 Mäuse/Gruppe). Diese Abbildung stammt von Longo et al.16. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
| Überlebte | Verstorben | Technisches Versagen | Gesamt | Geschätzter Prozentsatz der Hepatektomie | Überlebensrate | |
| Vorkenntnisse | 10 | 5 | 3 | 18 | 68 ± 3,9 % | 10/15 (66%) |
| Nachträgliche Qualifikation | 8 | 8 | 1 | 17 | 79 ± 2,4 % | 8/16 (50%) |
Tabelle 1: Erweiterte 78% Hepatektomie-Trainingsergebnisse. Überlebensergebnisse innerhalb von 1 Woche nach verlängerter 78%-Hepatektomie bei gesunden adulten CD1- und C57BL/6-Mäusen im Alter von 11-21 Wochen. Die technische Kompetenz wurde durch beobachtbare Verbesserungen des technischen Erfolgs und eine adäquate Resektion des rechten oberen Lappens selbstbestimmt, berechnet durch eine geschätzte prozentuale Hepatektomie (mittlere ± SEM).
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Discussion
Um eine erweiterte 78%ige Hepatektomie mit einer Letalität von 50% bei Mäusen erfolgreich durchzuführen, ist es entscheidend, dass jeder Leberlappen präzise reseziert wird. Dieses Maß an Kompetenz und Präzision kann nur erreicht werden, wenn der Eingriff wiederholt durchgeführt wird. Die Schulungskurve variiert je nach Bediener, erfordert aber in der Regel 3-6 Monate Übung. Eine Leberresektion, bei der weniger als 78 % des TLM entfernt werden, würde zu höheren Überlebensraten führen, während eine Leberresektion, bei der mehr als 78 % des TLM entfernt werden, zu einer höheren Letalität führen würde. Jede Lappenresektion ist eine Herausforderung, wenn auch nicht im gleichen Ausmaß.
Der linke Lappen ist am einfachsten und zuverlässigsten zu resezieren. Die LL-Basis ist schmal, und wenn sie überlegen reflektiert wird, kann der Bediener die Leberbasis leicht identifizieren und die Naht jedes Mal mit nahezu identischem Lappenresektionsvolumen in der gleichen Position binden. Der Medianlappen hat im Vergleich zu LL und RUL die breiteste Basis. Daher ist es erforderlich, dass der Bediener sorgfältig abschätzt, wo die Naht platziert werden muss, und die Nahtenden an der Basis des ML sorgfältig annähert, bevor er den Lappen resect. Wenn das ML zu proximal gebunden wird, kann die Naht die venöse Leberdrainage beeinträchtigen oder den Blutrückfluss von der IVC zum Herzen behindern. Wenn das ML zu distal gebunden wird, wird nicht genügend Lebermasse reseziert, und das Risiko einer Blutung am Resektionsrand steigt, da die ML-Basis breiter ist. Der rechte Oberlappen ist vielleicht am schwierigsten zuverlässig zu resezieren. Die anatomische Lage des RUL posterior in der Peritonealhöhle erschwert es, die Naht vollständig um seine Basis zu wickeln, was zu einer unvollständigen Resektion dieses Lappens führen könnte. Im Gegensatz dazu kann die Blutversorgung des rechten Unterlappens gefährdet sein, wenn die Naht zu proximal an der RUL-Basis gebunden wird, was zu einer Ischämie dieser RLL führt und die Wahrscheinlichkeit einer postoperativen Mortalität erhöht.
Zu den weiteren kritischen Elementen zur Minimierung verfahrensbedingter Risiken gehören die Minimierung der Vollnarkose (z. B. Isofluran), um die Toxizität zu reduzieren, und die Sicherstellung einer angemessenen Blutstillung nach jeder Lungenresektion, um postoperative Blutungen zu begrenzen. Es ist wichtig zu bedenken, dass die erweiterte 78%-Hepatektomie vorzugsweise bei erwachsenen 8-12 Wochen alten Mäusen durchgeführt wird, da ältere Mäuse aufgrund ihrer größeren Körpermasse und reduzierten regenerativen Leberkapazität eine größere Variabilität der Überlebensraten aufweisen können, während jüngere Mäuse aufgrund der geringeren Größe ihrer Leber und einer höheren Rate an anästhesiebedingten Komplikationen größere technische Komplikationen erleiden können. Wir vermuten, dass die beobachtete Letalität von 50% nach 78% Hepatektomie mit intrinsischen Merkmalen einer einzelnen Maus übereinstimmt, die sich auf subtile anatomische Variationen im relativen Prozentsatz der Leberlappenmasse im Verhältnis zur Gesamtlebermasse zwischen einzelnen Tieren beziehen. Die Hepatektomie von 78 % bei Mäusen stellt eine anatomische Schwelle dar, ab der sich nur 50 % der Tiere rechtzeitig und erfolgreich regenerieren und überleben können, während die anderen 50 % dies nicht tun und sterben. Wir erkennen auch an, dass subtile Unterschiede in der Lebermanipulation mit unterschiedlichen Graden von Leberschäden verbunden sein können und daher dieses feine Gleichgewicht in Richtung Regenerationsversagen und Tod verzerren22.
Der limitierendste Faktor bleibt jedoch die Beherrschung des chirurgischen Eingriffs selbst, die nur mit Übung erreicht werden kann. Übung ist unerlässlich, um ein reproduzierbares Ergebnis durch eine präzise Kartierung der Nähte an der Basis jedes Leberlappens zu gewährleisten. Ein warnender Hinweis ist, dass individuelle Variationen in der Leberanatomie bei Mäusen - die selten sind - eine gewisse Modifikation der Technik erfordern können. Andere Interventionen, die von Fall zu Fall in Betracht gezogen werden sollten, um den Erfolg zu verbessern, umfassen die Verabreichung normaler Kochsalzlösungsboli bei hohen unempfindlichen Flüssigkeitsverlusten oder signifikanten Blutungen und längerer manueller Druck oder Elektrokauter am Leberrand bei anhaltender Blutung.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die erweiterte 78%-Hepatektomie in einem Mausmodell eine wertvolle Technik für die translationale wissenschaftliche Forschung ist. Eine umfangreiche Schulung ist entscheidend, um ein technisch erfolgreiches Ergebnis im Zusammenhang mit diesem Verfahren zu erzielen. Mäuse sind nicht nur eine bevorzugte Kleintierart, die einfach zu handhaben und relativ kostengünstig ist, sondern auch in einer Reihe gut untersuchter Inzuchtstämme sowie in einer ständig wachsenden Anzahl genetisch veränderter Linien (transgen, knockout (KO), zelltypspezifisch und bedingt KO) verfügbar sind, was feinmechanistische Studien ermöglicht 3,9,23. Zusätzlich zu genetisch veränderten Mäusen können verschiedene Pathologien, einschließlich nichtalkoholischer Fettlebererkrankung, Zirrhose und Diabetes, von denen bekannt ist, dass sie das Überleben und die Ergebnisse nach einer Leberresektion beeinflussen, bei Mäusen leicht induziert werden 24,25,26,27,28,29,30,31.
Wie bereits erwähnt, bleibt der klassische 2/3-PH-Wert äußerst wertvoll, rekapituliert aber nicht die hohe Letalität, die mit einer verlängerten Leberresektion bei Krebs oder dem Small-for-Size-Syndrom nach einer Lebertransplantation verbunden ist, wenn die Lebermasse anatomisch oder funktionell unzureichend ist (z. B. bei Fettlebern)7,32,33,34 . Bei richtiger Durchführung führt diese verlängerte 78%ige Hepatektomie zu einem postoperativen Tod von 50%, was die klinische Realität besser widerspiegelt, wie z. B. nach umfangreichen Leberresektionen bei Traumata oder Krebs und im Rahmen des Small-for-Size-Syndroms nach Transplantation marginaler Lebertransplantate und auch nach einer bloßen Leberoperation bei Patienten mit schwerer nichtalkoholischer Steatohepatitis (NASH) oder Zirrhose16. 32. Urheberrecht Dieses Mausmodell stellt einen äußerst wertvollen und notwendigen Proof-of-Concept-Schritt dar, um neuartige therapeutische Strategien zur Verbesserung der Ergebnisse bei all diesen Erkrankungen zu testen. Positive Ergebnisse bei Mäusen werden die Anzahl der Tiere, die für die Durchführung prätranslationaler Großtierstudien vor der klinischen Umsetzung innovativer Therapien erforderlich sind, erheblich verringern.
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Disclosures
Es gibt keine Interessenkonflikte, die offengelegt werden müssen.
Acknowledgments
Diese Arbeit wurde durch NIH R01-Zuschüsse DK063275 und HL086741 an CF unterstützt. PB und TA sind Empfänger eines NRSA-Stipendiums aus dem NHLBI T32 Training Grant 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) |
References
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