Waiting
Login processing...

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

Biology

כריתת כבד מורחבת של 78% במודל כירורגי עכבר

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

מודל העכבר של כריתת כבד חלקית 2/3 (66%) מתואר היטב בספרות, אך לעתים רחוקות נעשה שימוש בכריתת כבד ממושכת יותר המחקה תסמונת קטנה לגודל לאחר השתלת כבד. אנו מתארים הליך מורחב של 78% כריתת כבד במודל עכבר שמביא לכ-50% קטלניות לאחר הניתוח בעכברים בריאים.

Abstract

כריתת כבד חלקית של 2/3 בעכברים משמשת במחקר לחקר יכולת ההתחדשות של הכבד ולחקור את התוצאות של כריתת כבד במספר מודלים של מחלות. בכריתת כבד חלקית קלאסית של 2/3 בעכברים, שתיים מתוך חמש אונות הכבד, כלומר האונות השמאלית והחציונית המייצגות כ-66% ממסת הכבד, מנותחות בגוש , עם הישרדות צפויה לאחר הניתוח של 100%. כריתת כבד חלקית אגרסיבית יותר היא מאתגרת יותר מבחינה טכנית ולכן כמעט ולא נעשה בה שימוש בעכברים. הקבוצה שלנו פיתחה מודל עכברי של טכניקת כריתת כבד מורחבת שבה שלוש מתוך חמש אונות הכבד, כולל האונות העליונות השמאלית, החציונית והימנית, נכרתות בנפרד כדי להסיר כ -78% ממסת הכבד הכוללת. כריתה ממושכת זו, בעכברים בריאים אחרת, מותירה שאריות כבד שלא תמיד יכולות לקיים התחדשות מספקת ובזמן. כישלון בהתחדשות גורם בסופו של דבר לקטלניות של 50% לאחר הניתוח תוך שבוע אחד עקב אי ספיקת כבד פולמיננטית. הליך זה של כריתת כבד מורחבת של 78% בעכברים מייצג מודל כירורגי ייחודי לחקר תסמונת קטנה בגודל והערכת אסטרטגיות טיפוליות לשיפור התחדשות הכבד והתוצאות במסגרת השתלת כבד או כריתת כבד מורחבת לסרטן.

Introduction

מודלים של כריתת כבד כירורגית של עכברים וחולדות, שתוארו לראשונה בשנת 1931, הם המודלים הניסיוניים הנפוצים ביותר המשמשים לחקר הבסיס המולקולרי של התחדשות הכבד. הם יכולים גם להיות שימושיים במחקר מדעי תרגומי כדי לבדוק ולפתח אסטרטגיות לשיפור התוצאות לאחר כריתת כבד מורחבת או השתלת שתלי כבד תת-אופטימליים 1,2,3,4. כריתת כבד חלקית (PH) בעכברים כרוכה בהסרה של כ -2/3 (66%) ממסת הכבד הכוללת (TLM), אשר כאשר מבוצעת בבעלי חיים בריאים יש תוצאות יוצאות דופן5. ההליך קצר במשכו, ניתן לשחזור בקלות עקב שונות קטנה באנטומיה של כבד העכבר, וההישרדות לאחר הניתוח מתקרבת בדרך כלל ל -100%1.

כריתת כבד חלקית של 2/3 המקיפה את כריתת האונה השמאלית (LL) והאונה החציונית (ML) מאפשרת לאונות השיוריות להתחדש יחסית ללא הפרעה על ידי דלקת לוברית או הגבלה של זרימת הכבד והחוצה. במקום זאת, זרימה ורידית פורטלית מוגברת ולאחר מכן לחץ גזירה על תאי אנדותל סינוסואידים בכבד בעקבות PH גורמים להגברת ויסות מתמשך של ביטוי תחמוצת החנקן האנדותל סינתאז (eNOS) ולאחר מכן שחרור תחמוצת החנקן (NO), אשר תורמים להכנה של הפטוציטים לשגשוג והתחדשות הכבד3. תוצאות הנחקרות בדרך כלל לאחר 2/3 PH במודלים של מחלות כגון מחלת כבד שומני לא אלכוהולי או ברקע גנטי ספציפי כוללות סיכון לאי ספיקת כבד חריפה, מדדים איכותיים וכמותיים של יכולת התחדשות הכבד, ותגובות ביולוגיות אחרות ללחץ או לפציעה טראומטית 1,3.

עם זאת, מודל עכברי המחקה תסמונת תפקודית או אנטומית קטנה לגודל, כפי שהיא מתרחשת לאחר כריתת כבד ממושכת לסרטן או השתלת כבד שולי (סטאטוזיס או זמן איסכמי ממושך) או חלקי (מפוצל או מכבד תורם חי), נותר מבוסס היטב. כדי לענות על צורך זה, נדרשים מודלים של כריתות כבד נרחבות יותר המשתרעות מעבר לשמירה על מסת כבד מינימלית (ותפקודית) כדי למדל תסמונת כבד בגודל קטן ואת התמותה המוגברת הקשורה לתסמונתזו 6,7.

האנטומיה של כבד העכבר מציגה שונות מינימלית. כבד העכבר מורכב מחמש אונות, שכל אחת מהן מהווה את האחוז הבא ממסת הכבד הכוללת: אונה שמאלית (LL; 34.4 ± 1.9%), אונה חציונית (ML; 26.2 ± 1.9%), אונה ימנית עליונה (נקראת גם עליונה ימנית) (RUL; 16.6 ± 1.4%), אונה ימנית תחתונה (נקראת גם תחתונה ימנית) (RLL; 14.7 ± 1.4%), ואונה קאודטית (CL, 8.1 ± 1.0%)1, 5. כל אונה מסופקת על ידי שלישיית פורטל, הכוללת ענף של עורק הכבד, ענף של וריד הפורטל, וצינור מרה5. מבחינה היסטורית, תוארו מספר טכניקות לביצוע PH של 2/3 על ידי כריתת LL ו- ML. אלה כוללים: 1) הטכניקה הקלאסית המורכבת מליגטורה אחת בבסיס כל אחת מהאונות המנותחות; 2) טכניקת קליפ המוסטטי, באמצעות קליפסים מטיטניום המיושמים בבסיס האונות המנותחות; 3) טכניקה משמרת פרנכימה מונחית כלי, תוך שימוש בתפרים חודרים פרוקסימליים למהדק; ו-4) טכניקה מיקרוכירורגית מוכוונת כלי דם, לפיה הווריד הפורטלי ועורק הכבד קשורים לפני כריתת אונה1. בעוד שלכל טכניקה יש חוזקות וחולשות יחסיות, אף אחת מהן אינה מניבה קטלניות גבוהה יותר 1,8,9.

במחקר זה אנו מציגים שיטה חדשנית ל-78% PH מורחב בעכברים. במודל הזה, שלוש מתוך חמש אונות כבד, כולל LL, ML ו-RUL, מוסרות בנפרד באמצעות טכניקת ליגטורה (איור 1). הליך זה גורם לכריתה של כ -78% (77.2 ± 5.2%) ממסת הכבד הכוללת. הבחירה שלנו להסיר את LL ו- ML בנפרד, ולא "en bloc" כמו בטכניקת PH קלאסית, ממזערת סיבוכים הקשורים לכריתה en bloc של שתי אונות אלה, כגון היצרות וריד נבוב על-הכבד וסיכון מוגבר לנמק של האונות הנותרות כאשר הליגטורה היחידה מוחלת קרוב מדי לווריד קאווה1, 10,11,12,13,14. זה חיוני לפני המעבר לשלב הסופי של הליך זה כדי להסיר את RUL. כריתת כבד נרחבת זו בעכברים בני 8-12 שבועות, מסוג פרא C57BL/6 גורמת לקטלניות של 50% תוך שבוע מהניתוח עקב התחדשות כבד כושלת הגורמת לאי ספיקת כבד15,16. מודל עכברי זה של קטלניות מוגברת לאחר כריתת כבד ממושכת של 78% משחזר כראוי את הפתופיזיולוגיה של תסמונת קטנה לגודל ומאפשר פיתוח ובדיקה של אסטרטגיות חדשניות לשיפור התוצאות.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

השיטות המתוארות בפרוטוקול נוהל זה אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) במרכז הרפואי בית ישראל דיקונס (BIDMC). כל הניסויים הושלמו בהתאם ובהתאם להנחיות IACUC ומתקן המחקר בבעלי חיים BIDMC.

1. עכבר הכנה לפני הניתוח

  1. לגלח את בטן העכבר מאמצע עצם החזה לאזור suprapubic עם קוצץ.
  2. יש להשרות הרדמה כללית עם איזופלורן 1-4% ב-100% חמצן. לאחר הרדמה, הניחו את העכבר בשכיבה על שדה הניתוח עם כרית חימום מתחת. לפני ביצוע חתך, צבטו היטב את הבוהן כדי לוודא שרפלקס הדוושה נעדר (אם קיים, בעל החיים יגיב). התאימו את רמת ההרדמה לפי הצורך כדי להגיע למצב של הרדמה כללית.
    הערה: טיטרט איזופלורן לפי הצורך כדי לשמור על הרדמה כללית נאותה.
  3. מתן 1.2 מ"ג / ק"ג buprenorphine שחרור מורחב (ER) תת עורית עבור שיכוך כאבים לאחר הניתוח. מניחים את העכבר שכיבה עם הגפיים הקדמיות והרגליים האחוריות מורחבות ולאבטח את הגפיים עם קלטת; לאחר מכן, הכינו שדה סטרילי לניתוח.
    הערה: ודא שהגפיים הקדמיות רפויות כאשר הן מאובטחות כדי שהנשימה לא תיפגע.
  4. הכן את הבטן עם מלוחים סטריליים חמים ומקלוני בטאדין, לסירוגין בין כל מטוש 3 פעמים. עטפו את הבטן בצורה סטרילית.

2. כריתת כבד

  1. בצע חתך לפרוטומי אנכי בקו האמצע דרך העור מתהליך xiphoid לאזור suprapubic באמצעות אזמל. לאחר מכן, לחתוך דרך linea alba עם מספריים חדים להיכנס חלל הצפק ולהרחיב חתך זה לאורך חתך העור.
    הערה: בטוח יותר לחתוך תחילה את linea alba באזור subxiphoid שבו הכבד עמוק לדופן הבטן כדי למנוע פגיעה במעי הבסיסי.
  2. למשוך את דופן הבטן לרוחב באמצעות retractors מתאים; לאחר מכן, מהדקים את תהליך הקסיפואיד עם hemostat ומושכים את עצם החזה בצורה מעולה כדי לחשוף את הכבד.
  3. משוך את הכבד בצורה נחותה כדי לחשוף את הרצועה המזויפת ולאחר מכן, חוצה את הרצועה לאורך הכבד באמצעות מספריים חדים. משכו את הכבד לכיוון בית החזה כדי לחשוף את הרצועה ההפטוגסטרית ואת רצועות האונה התוך כבדית ועברו מבנים אלה באמצעות מספריים זעירים חדים.
    הערה: יש לבצע את הפסילה בעדינות רבה עם אפליקטורים לחים עם קצוות כותנה מכיוון שהכבד, העטוף בכמוסת גליסון, שביר מאוד וקל לחבול ולשרוך.
  4. משכו את האונה החציונית בצורה מעולה תוך שמירה על האונה השמאלית במקומה האנטומי המקורי. לעטוף תפר משי 5-0 סביב החלק העליון-מדיאלי של LL. לשקף את LL בצורה עליונה לכיוון בית החזה כדי לחשוף את פני השטח של האונה, לאחד את קצוות התפר בבסיס האונה, ולקשור את התפר בבסיס. יש לוודא כי התפר אינו חוסם את זרימת הדם בווריד הנבוב התחתון (IVC) או בווריד הפורטלי לפני קשירת התפר לקשירת הווריד הפורטלי.
    הערה: עדיף לקשור תפר זה בזמן שה- LL משתקף בצורה עליונה לכיוון בית החזה, כך שהשילוש הפורטלי חשוף היטב במהלך הקשירה. זה מאפשר כריתה של האונה קרוב לבסיס מבלי לפגוע במבנים סמוכים.
  5. החזירו את LL רק דיסטלי לעניבת התפר באמצעות מספריים חדים וודאו ששרוול קטן של רקמה (~ 2 מ"מ) מפריד בין התפר לקצה האונה המנותחת. אשר hemostasis.
  6. שיקפו את האונה החציונית בצורה מעולה לכיוון בית החזה, הניחו תפר משי 5-0 סביב בסיס ה-ML, והחזירו את ה-ML למקומו האנטומי המקורי. קירוב קצוות התפר מעל בסיס האספקט העליון של ML וודא לקשור אותם בבסיס האונה. כורתים את ה-ML הקשור, ומשאירים שרוול קטן של רקמת שאריות סביב עניבת התפר. אשר hemostasis.
  7. גייסו את הכבד מימין לשמאל כדי לחשוף את האונות העליונות והתחתונות הימניות ולשקף בזהירות את האונות הללו בצורה מדיאלית ונחותה. עטפו תפר 5-0 מעל האספקט העליון-מדיאלי של ה-RUL כדי להבטיח שהתפר מקיף את בסיס ה-RUL ולאחר מכן, החזירו את ה-RUL לכיוון בית החזה. עוטפים את התפר מתחת ל-RUL וקושרים את הקצוות קרוב לבסיסו, ואז כורתים אותו, ומשאירים שרוול קטן של רקמת שאריות סביב עניבת התפר.
    הערה: קשירה פרוקסימלית מדי בבסיס ה-RUL עלולה לסכן את אספקת הדם ל-RLL, מה שעלול לגרום לאיסכמיה של ה-RLL ולמוות של העכבר תוך 24 שעות לאחר הניתוח. לעומת זאת, קשירה רחוקה מדי מבסיס RUL מפחיתה את כמות כריתת מסת הכבד, ובכך מגדילה את שיעורי ההישרדות לאחר הניתוח מעבר למצופה.
  8. להחזיר את הכבד הנותר למצב אנטומי מנוחה ולהבטיח hemostasis. במידת הצורך, יש להפעיל לחץ עם גזה על אזורים של דימום קל בשולי הכבד המנותחים.
  9. סגרו את דופן קו האמצע של הבטן (שכבות הפאשיה והשרירים) באמצעות תפר פוליגלקטין 5-0 בצורה רציפה. סגור את חתך העור עם סיכות או 5-0 תפרי מונופילמנט.
  10. יש להפסיק את ההרדמה ולעקוב אחר העכבר עד שהוא חוזר להכרה ויכול לבצע אמבולציה תקינה.

3. טיפול לאחר הניתוח

  1. התבונן בעכבר לאחר הניתוח כדי להבטיח התאוששות מתאימה (כלומר, העכבר ער, ערני ואמבולטורי בתוך הכלוב) ושליטה בכאב. בדוק את העכבר כל 2 שעות עד 6 שעות לאחר ההליך, ולאחר מכן מדי יום.
    הערה: צפוי שהעכבר ינוע לאט יותר בתוך הכלוב לאחר הניתוח. העכבר אמור להתאושש בכלוב מבודד מעכברים אחרים ולחזור לחברתם של עכברים אחרים רק כאשר הוא מחלים לחלוטין.
  2. מתן זריקות מלח רגילות מחוממות (0.1-1.0 מ"ל, תת עורית או intraperitoneal) אם העכבר הופך hypovolemic מנוזל בלתי נתפס או איבוד דם מוגזם מניתוח.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

כריתת כבד מורחבת מוצלחת של 78% צפויה לגרום לתמותה של 50% תוך שבוע אחד בעכברים בוגרים בריאים בגילאי 8-12 שבועות16. כאשר מבוצע כראוי, איבוד דם מינימלי צפוי. דימום שיורי שנמשך יכול להיות נשלט על ידי לחץ ידני. מוות לפני הניתוח בתוך 24 שעות של ניתוח נגרם לעתים קרובות על ידי טעויות טכניות. כשלים טכניים כוללים פגיעה בשוגג בכלי דם גדולים הגורמים לדימום תוך ניתוחי בלתי נסבל; דימום משמעותי לאחר הניתוח לעתים קרובות עקב דימום שיורי משולי הכבד שנותחו; פגיעה במבנה הסובב כגון קשירה בשוגג של השילוש הפורטלי הסמוך, וריד הפורטל או ה- IVC; איסכמיה של RLL משנית לקשירה של RUL קרוב מדי לבסיס האונה; וסיבוכים מהרדמה כללית. סימנים של אי ספיקת כבד כוללים עייפות מתקדמת, גושי שיער, אנורקסיה והיפוגליקמיה, אשר לעתים קרובות מתגלים תוך 24 שעות מהניתוח.

שתי התוצאות הצפויות לאחר כריתת כבד ממושכת של 78% הן הישרדות או מוות. בתרחיש הראשון, העכבר מתאושש כראוי לאחר הניתוח, חוזר לפעילות רגילה תוך 72 שעות, ושורד מעבר ל -7 ימים. לפרוטומיה המבוצעת 9-10 ימים לאחר הניתוח מדגימה התאוששות מלאה של מסת כבד לפני הניתוח 4,16,17,18. התוצאה השנייה תהיה תמותה תוך 2-7 ימים לאחר הניתוח. העכבר עשוי להראות סימני התאוששות ראשוניים ב -12 השעות הראשונות לאחר הניתוח, אך מחמיר במהירות יחסית לאחר מכן עקב התפתחות של אי ספיקת כבד פולמיננטית16. העכבר מראה סימנים של מתח, ירידה במשקל, ועייפות מתקדמת עד המוות. דוגמאות לתוצאות בלתי צפויות כוללות מוות מסיבוכים טכניים או שיעורי הישרדות עכברים הרבה מעל או מתחת ל-50% לאחר כריתת כבד ממושכת של 78%.

המעבדה שלנו הייתה חלוצה בכריתת כבד מורחבת זו של 78% ואישרה את יעילותה בכתב יד מוקדם יותר שהראה כי כריתת כבד מורחבת של 78% בעכברי BALB/c בריאים בני 8 שבועות גורמת לקטלניות של 50%, שניתן לבטל אם כבד העכבר הונדס מראש לבטא A20 (Tumor Necrosis Factor Inducible Protein 3 [TNFAIP3]), המועבר תוך ורידי באמצעות אדנו-וירוסרקומביננטי 16. במחקר זה שנערך על ידי Longo et al., עכבר BALB/c בריא עבר כריתת כבד של 78% 5 ימים לאחר מתן וקטור אדנו-וירוס רקומביננטי המבטא A20 אנושי (rAd.A20) או הביקורת β-Galactosidase (rAd.βGal). כמו כן נכללה קבוצת ביקורת נוספת שלא טופלה. לאחר 78% כריתת כבד, לונגו ועמיתיו הבחינו כי 6 מתוך 12 (50%) עכברים שלא טופלו שרדו את ההליך (איור 2)16.

שני גורמים למיומנות כוללים 1) הגבלת סיבוכים טכניים, כמפורט לעיל, ובראשם איסכמיה של RLL, הגורמת למוות מוקדם, ו-2) הבטחת גיוס מספיק של ה-RUL, שבלעדיו אדם אינו מעריך את גודלו המלא של ה-RUL ולכן אינו מצליח לנתח אותו כראוי. זה מפחית את כמות מסת הכבד שנכרתה ולכן, משפר את שיעור ההישרדות הכולל הרבה מעל 50% הצפוי. בתקופת ההכשרה הראשונית של החוקר/המחבר, 10 מתוך 15 (67%) עכברים בוגרים בריאים CD1 ו-C57BL/6 בגילאי 11-21 שבועות שרדו שבוע אחד לאחר 78% כריתת כבד (לא כולל 3 מקרי מוות טכניים) (טבלה 1)19,20,21. הכשרה נוספת בהקשר של הבנה מעריכה של אנטומיה של כבד עכבר כדי לשפר את גיוס RUL ולהקל על כריתה נאותה, שנמדדה על ידי אחוז משוער hepatectomy, היה חיוני כדי להשיג את שיעור ההישרדות הצפוי 50% לאחר 78% hepatectomy. לאחר שהמיומנות הטכנית הושגה במלואה, 8 מתוך 16 עכברים (50%; לא כולל מוות טכני אחד) שרדו שבוע לאחר 78% כריתת כבד.

Figure 1
איור 1: מיקום הפטקטומיה של עכבר ואנטומיה של הכבד. (משמאל) ייצוג חזותי של מיקום עכבר עבור laparotomy ו 78% מורחב hepatectomy. העכבר מתואר בשכיבה עם חתך לפרוטומי בקו האמצע. (ימין) אנטומיה של כבד עכבר המתוארת מלמטה עם קווים צבעוניים התוחמים אתרי כריתה. האונה השמאלית, האונה החציונית והאונות העליונות הימניות נכרתות באופן רציף לאחר קשירת התפרים בבסיסן. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2: יתרון הישרדותי לאחר כריתת כבד ממושכת (78%) של עכברים שהונדסו לבטא יתר על המידה A20. נתוני הישרדות לאחר 78% כריתת כבד ממושכת בבקרה ללא טיפול (NI לא נגוע), rAd.βGal ועכברים שטופלו ב- rAd.A20. ביטוי יתר של A20 בכבדי עכברים הניב יתרון הישרדות משמעותי בהשוואה לקבוצת ביקורת NI (50%) וקבוצת ביקורת rAd.βGal (13%) (n = 12 עכברים לקבוצה). נתון זה לקוח מתוך Longo et al.16. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

שרד מנוח כשל טכני סך אחוז משוער כריתת כבד שיעור הישרדות
מיומנות מוקדמת 10 5 3 18 68 ± 3.9% 10/15 (66%)
פוסט-מיומנות; 8 8 1 17 79 ± 2.4% 8/16 (50%)

טבלה 1: תוצאות מורחבות של 78% באימוני כריתת כבד. תוצאות הישרדות תוך שבוע לאחר כריתת כבד מורחבת של 78% בעכברים מבוגרים בריאים CD1 ו- C57BL/6 בגילאי 11-21 שבועות. מיומנות טכנית נקבעה באופן עצמאי באמצעות שיפורים נצפים בהצלחה טכנית וכריתה נאותה של האונה העליונה הימנית, כפי שחושב על ידי אחוז משוער hepatectomy (ממוצע ± SEM).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

כדי לבצע בהצלחה כריתת כבד מורחבת של 78% הגורמת לקטלניות של 50% בעכברים, חיוני שכל אונת כבד תועבר כריתה מדויקת. רמה זו של מיומנות ודיוק יכולה להיות מושגת רק אם ההליך מבוצע שוב ושוב. עקומת האימון משתנה בין המפעילים אך בדרך כלל דורשת 3-6 חודשי תרגול. כריתת כבד שמסירה פחות מ-78% מה-TLM תגרום לשיעורי הישרדות גבוהים יותר, בעוד שכריתת כבד שמסירה יותר מ-78% מה-TLM תגרום לקטלניות גדולה יותר. כל כריתת אונה היא מאתגרת, אם כי לא באותה מידה.

האונה השמאלית היא הקלה ביותר לכריתה אמינה. בסיס LL צר, וכאשר משתקף בצורה מעולה, המפעיל יכול לזהות בקלות את בסיס הכבד ולקשור את התפר באותו מיקום עם נפח כריתת אונה כמעט זהה בכל פעם. לאונה החציונית יש את הבסיס הרחב ביותר בהשוואה ל- LL ו- RUL. לכן, נדרש מהמפעיל להעריך היטב היכן יש למקם את התפר ולקרב בזהירות את קצוות התפר בבסיס ה-ML לפני כריתת האונה. כאשר ML קשור קרוב מדי, התפר עלול לפגוע בניקוז הכבד הוורידי או לעכב את החזרת הדם מהעירוי ללב. כאשר ML קשורה באופן דיסטלי מדי, מסת כבד לא מספקת מנותחת, והסיכון לדימום בשולי הכריתה עולה מכיוון שבסיס ML רחב יותר. האונה העליונה הימנית היא אולי הקשה ביותר לכריתה אמינה. המיקום האנטומי של RUL אחורית בחלל הצפק מקשה על עטיפת התפר לחלוטין סביב בסיסו, מה שעלול לגרום לכריתה לא שלמה של אונה זו. לעומת זאת, אם התפר קשור קרוב מדי בבסיס RUL, אספקת הדם לאונה התחתונה הימנית עלולה להיות בסכנה, מה שיגרום לאיסכמיה של RLL זה ויגדיל את הסבירות לתמותה לאחר הניתוח.

אלמנטים קריטיים אחרים כדי למזער סיכונים הקשורים להליך כוללים מזעור של הרדמה כללית (למשל, Isoflurane) כדי להפחית רעילות והבטחת hemostasis נאות לאחר כל כריתה האונה כדי להגביל דימום לאחר הניתוח. חשוב לקחת בחשבון כי כריתת כבד מורחבת של 78% מבוצעת בעכברים בוגרים בני 8-12 שבועות, שכן עכברים מבוגרים יכולים להציג שונות רבה יותר בשיעורי ההישרדות בשל מסת גופם הגדולה יותר וקיבולת כבד רגנרטיבית מופחתת, בעוד עכברים צעירים עלולים לסבול מסיבוכים טכניים גדולים יותר בשל גודלו הקטן יותר של הכבד שלהם ושיעור גבוה יותר של סיבוכים הקשורים להרדמה. אנו משערים כי 50% קטלניות שנצפתה לאחר 78% כריתת כבד תואמת למאפיינים פנימיים של עכבר יחיד הקשורים לשינויים אנטומיים עדינים באחוז היחסי של כל מסת אונת כבד ביחס למסת הכבד הכוללת בין בעלי חיים בודדים. כריתת כבד של 78% בעכברים מייצגת סף אנטומי שבו רק 50% מבעלי החיים יכולים להתחדש ולשרוד בזמן ובהצלחה בעוד 50% הנותרים נכשלים בכך ומתים. אנו גם מכירים בכך שהבדלים עדינים במניפולציה של הכבד עשויים להיות קשורים לדרגות שונות של נזק לכבד, ולכן מטים את האיזון העדין הזה לכיוון כישלון בהתחדשות ומוות22 .

אמנם, הגורם המגביל ביותר נשאר השליטה של ההליך הכירורגי עצמו, אשר יכול לבוא רק עם תרגול. תרגול חיוני כדי להבטיח תוצאה ניתנת לשחזור באמצעות מיפוי מדויק של התפרים בבסיס כל אונת כבד. הערת אזהרה אחת היא שווריאציות אינדיבידואליות באנטומיה של הכבד בקרב עכברים - שהן נדירות - עשויות לדרוש שינוי מסוים בטכניקה. התערבויות אחרות שיש לשקול על בסיס כל מקרה לגופו כדי לשפר את ההצלחה כוללות מתן של בולוסים מלוחים נורמליים במקרה של אובדן נוזלים בלתי מורגש גבוה או דימום משמעותי, ולחץ ידני ממושך או electrocautery בשולי הכבד במקרים של דימום מתמשך.

לסיכום, כריתת כבד מורחבת של 78% במודל עכבר היא טכניקה רבת ערך למחקר מדעי תרגומי. הכשרה מקיפה היא קריטית להשגת תוצאה מוצלחת מבחינה טכנית הקשורה להליך זה. עכברים הם לא רק מין מועדף של בעלי חיים קטנים שקל לטפל בהם וזול יחסית, אלא גם זמינים במספר זנים גזעיים שנחקרו היטב, בנוסף למספר הולך וגדל של קווים מהונדסים גנטית (טרנסגניים, נוקאאוט (KO), ספציפיים לסוג התא ו-KO מותנה), המאפשרים מחקרים מכניסטיים עדינים 3,9,23. בנוסף לעכברים מהונדסים גנטית, פתולוגיות שונות, כולל מחלת כבד שומני לא אלכוהולי, שחמת הכבד וסוכרת הידועות כמשפיעות על הישרדות ותוצאות לאחר כריתת כבד, יכולות להיגרם בקלות בעכברים 24,25,26,27,28,29,30,31.

כפי שהוזכר קודם לכן, 2/3 PH קלאסי נשאר בעל ערך רב אך אינו משחזר את הקטלניות הגבוהה הקשורה לכריתת כבד ממושכת לסרטן או תסמונת קטנה לגודל לאחר השתלת כבד כאשר מסת הכבד אינה מספקת אנטומית או תפקודית (כמו בכבדים שומניים)7,32,33,34 . כאשר היא מבוצעת כראוי, כריתת כבד מורחבת זו של 78% מביאה ל-50% מוות לאחר הניתוח, מה שמשקף טוב יותר את המציאות הקלינית כגון בעקבות כריתות כבד נרחבות עקב טראומה או סרטן ובהקשר של תסמונת קטנה לגודל לאחר השתלת שתלי כבד שוליים, וגם לאחר ניתוח כבד בלבד בחולים עם סטיאטוהפטיטיס לא אלכוהולית חמורה (NASH) או שחמתהכבד 16, 32. מודל עכבר זה מייצג צעד הוכחת היתכנות בעל ערך רב והכרחי לבחינת אסטרטגיות טיפוליות חדשניות לשיפור התוצאות בכל התנאים הללו. כל תוצאה חיובית בעכברים תפחית באופן משמעותי את מספר בעלי החיים הנדרשים לביצוע מחקרים טרום תרגומיים בבעלי חיים גדולים לפני תרגום קליני של טיפולים חדשניים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

אין ניגודי עניינים לחשוף.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה על ידי מענקי R01 של NIH DK063275 HL086741 ל- CF. PB ו- TA הם מקבלי מלגת NRSA מ- NHLBI T32 מענק הכשרה 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

מילות מפתח: כריתת כבד מורחבת כריתת כבד חלקית התחדשות כבד כריתת כבד מודל כירורגי עכבר תסמונת קטנה לגודל השתלת כבד סרטן
כריתת כבד מורחבת של 78% במודל כירורגי עכבר
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