Summary
आंशिक 2/3 (66%) हेपेटेक्टॉमी के माउस मॉडल को साहित्य में अच्छी तरह से वर्णित किया गया है, लेकिन यकृत प्रत्यारोपण के बाद छोटे-से-आकार के सिंड्रोम की नकल करने वाले अधिक विस्तारित हेपेटेक्टोमी का उपयोग शायद ही कभी किया गया हो। हम एक माउस मॉडल में एक विस्तारित 78% हेपेटेक्टॉमी प्रक्रिया का वर्णन करते हैं जिसके परिणामस्वरूप स्वस्थ चूहों में लगभग 50% पश्चात घातकता होती है।
Abstract
चूहों में आंशिक 2/3 हेपेटेक्टॉमी का उपयोग यकृत की पुनर्योजी क्षमता का अध्ययन करने और कई रोग मॉडल में यकृत लकीर के परिणामों का पता लगाने के लिए अनुसंधान में किया जाता है। चूहों में शास्त्रीय आंशिक 2/3 हेपेटेक्टॉमी में, पांच यकृत पालियों में से दो, अर्थात् बाएं और मध्य लोब यकृत द्रव्यमान के लगभग 66% का प्रतिनिधित्व करते हैं, 100% के अपेक्षित पश्चात अस्तित्व के साथ एन ब्लॉक को उच्छेदित किया जाता है। अधिक आक्रामक आंशिक हेपेटेक्टोमी तकनीकी रूप से अधिक चुनौतीपूर्ण हैं और इसलिए, चूहों में शायद ही कभी उपयोग किया गया है। हमारे समूह ने एक विस्तारित हेपेटेक्टॉमी तकनीक का एक माउस मॉडल विकसित किया है जिसमें बाएं, मध्य और दाएं ऊपरी लोब सहित पांच यकृत पालियों में से तीन को कुल यकृत द्रव्यमान का लगभग 78% हटाने के लिए अलग से अलग किया जाता है। यह विस्तारित लकीर, अन्यथा स्वस्थ चूहों में, एक अवशेष यकृत छोड़ देता है जो हमेशा पर्याप्त और समय पर पुनर्जनन को बनाए नहीं रख सकता है। पुन: उत्पन्न करने में विफलता अंततः फुलमिनेंट यकृत विफलता के कारण 1 सप्ताह के भीतर 50% पोस्टऑपरेटिव घातकता का परिणाम है। चूहों में विस्तारित 78% हेपेटेक्टॉमी की यह प्रक्रिया छोटे-से-आकार के सिंड्रोम के अध्ययन के लिए एक अद्वितीय शल्य चिकित्सा मॉडल का प्रतिनिधित्व करती है और यकृत पुनर्जनन में सुधार के लिए चिकित्सीय रणनीतियों का मूल्यांकन करती है और यकृत प्रत्यारोपण या विस्तारित यकृत लकीर की स्थापना में परिणाम कैंसर के लिए।
Introduction
माउस और चूहे सर्जिकल यकृत लकीर मॉडल, पहली बार 1931 में वर्णित, यकृत पुनर्जनन के आणविक आधार का अध्ययन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सबसे आम प्रयोगात्मक मॉडल हैं। वे भी परीक्षण और विस्तारित जिगर लकीर या suboptimal जिगरgrafts 1,2,3,4 के प्रत्यारोपण के बाद परिणामों में सुधार करने के लिए रणनीतियों को विकसित करने के लिए अनुवाद विज्ञान अनुसंधान में उपयोगी हो सकता है. चूहों में आंशिक हेपेटेक्टोमी (पीएच) कुल यकृत द्रव्यमान (टीएलएम) के लगभग 2/3 (66%) को हटाने में प्रवेश करता है, जो स्वस्थ जानवरों में प्रदर्शन करने पर असाधारण परिणामहोते हैं 5. प्रक्रिया अवधि में कम है, माउस यकृत शरीर रचना विज्ञान में थोड़ी भिन्नता के कारण आसानी से प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य है, और पश्चात अस्तित्व आमतौर पर 100% 1 के करीब है।
आंशिक 2/3 हेपेटेक्टॉमी बाएं लोब (एलएल) और मंझला लोब (एमएल) के लकीर को शामिल करते हुए अवशिष्ट लोब को लोबार सूजन या यकृत प्रवाह और बहिर्वाह के प्रतिबंध से अपेक्षाकृत अबाधित पुन: उत्पन्न करने की अनुमति देता है। बल्कि, पोर्टल शिरापरक प्रवाह में वृद्धि हुई और बाद में पीएच के बाद यकृत साइनसोइडल एंडोथेलियल कोशिकाओं पर कतरनी तनाव के परिणामस्वरूप एंडोथेलियल नाइट्रिक ऑक्साइड सिंथेज़ (ईएनओएस) अभिव्यक्ति और बाद में नाइट्रिक ऑक्साइड (एनओ) रिलीज के निरंतर अपरेगुलेशन में परिणाम होता है, जो प्रसार और यकृत पुनर्जननके लिए हेपेटोसाइट्स के भड़काना में योगदान देता है 3. परिणाम आमतौर पर इस तरह के गैर मादक वसायुक्त जिगर रोग के रूप में या विशिष्ट आनुवंशिक पृष्ठभूमि में रोग मॉडल में 2/3 पीएच के बाद अध्ययन तीव्र जिगर विफलता, जिगर पुनर्योजी क्षमता के गुणात्मक और मात्रात्मक उपायों, और तनाव या दर्दनाक चोट 1,3 के लिए अन्य जैविक प्रतिक्रियाओं का जोखिम शामिल हैं.
हालांकि, एक माउस मॉडल कार्यात्मक या शारीरिक छोटे के लिए आकार सिंड्रोम की नकल करता है, क्योंकि यह कैंसर के लिए विस्तारित यकृत लकीर या सीमांत (स्टीटोसिस या लंबे समय तक इस्केमिक समय) या आंशिक (विभाजित या जीवित दाता यकृत से) यकृत ग्राफ्ट के प्रत्यारोपण के बाद होता है, अच्छी तरह से स्थापित होना बाकी है। इस जरूरत को पूरा करने के लिए, अधिक व्यापक जिगर लकीरों है कि एक न्यूनतम के रखरखाव से परे विस्तार के मॉडल (और कार्यात्मक) जिगर द्रव्यमान छोटे के लिए आकार जिगर सिंड्रोम और बढ़ मृत्यु दर है कि इस सिंड्रोम 6,7 के साथ जुड़ा हुआ है मॉडल करने के लिए आवश्यक हैं.
माउस यकृत शरीर रचना विज्ञान न्यूनतम भिन्नता प्रदर्शित करता है। माउस जिगर पांच पालियों से मिलकर बनता है, प्रत्येक कुल जिगर द्रव्यमान के निम्नलिखित प्रतिशत के लिए लेखांकन: बाएं पालि (एलएल; 34.4 ± 1.9%), मंझला पालि (एमएल; 26.2 ± 1.9%), सही ऊपरी (भी सही श्रेष्ठ कहा जाता है) पालि (RUL; 16.6 ± 1.4%), सही कम (भी सही अवर कहा जाता है) पालि (आरएलएल; 14.7 ± 1.4%), और caudate पालि (सीएल, 8.1 ± 1.0%)1, 5. प्रत्येक पालि एक पोर्टल त्रय द्वारा आपूर्ति की जाती है, जिसमें यकृत धमनी की एक शाखा, पोर्टल शिरा की एक शाखा और एक पित्त नली5 शामिल है। ऐतिहासिक रूप से, एलएल और एमएल को काटकर 2/3 पीएच प्रदर्शन करने के लिए कई तकनीकों का वर्णन किया गया था। इनमें 1) शास्त्रीय तकनीक शामिल है जिसमें प्रत्येक रिसेक्टेड लोब के आधार पर एक एकल संयुक्ताक्षर एन ब्लॉक होता है; 2) हेमोस्टैटिक क्लिप तकनीक, resected पालियों के आधार पर लागू टाइटेनियम क्लिप का उपयोग; 3) एक पोत-उन्मुख पैरेन्काइमा-संरक्षण तकनीक, भेदी टांके का उपयोग करके क्लैंप के समीपस्थ का उपयोग करना; और 4) एक पोत उन्मुख माइक्रोसर्जिकल तकनीक, जिससे पोर्टल शिरा और यकृत धमनी शाखाओं को लोब लकीर1 से पहले लिगेट किया जाता है। जबकि प्रत्येक तकनीक रिश्तेदार ताकत और कमजोरियों है, कोई भी उच्च घातकता 1,8,9 पैदावार.
इस अध्ययन में, हम चूहों में विस्तारित 78% पीएच के लिए एक उपन्यास विधि प्रस्तुत करते हैं। इस मॉडल में, एलएल, एमएल, और आरयूएल सहित पांच जिगर पालियों में से तीन, एक संयुक्ताक्षर तकनीक (चित्रा 1) का उपयोग करके अलग से हटा दिए जाते हैं। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप कुल यकृत द्रव्यमान का लगभग 78% (77.2 ± 5.2%) लकीर होता है। एलएल और एमएल को अलग-अलग हटाने की हमारी पसंद, और शास्त्रीय पीएच तकनीक के रूप में "एन ब्लॉक" नहीं, जटिलताओं को कम करता है जो इन दो पालियों के एन ब्लॉक लकीर से जुड़े होते हैं, जैसे कि सुप्राहेपेटिक वेना कावा स्टेनोसिस और शेष पालियों के परिगलन का खतरा बढ़ जाता है जब एकल संयुक्ताक्षर वेना कावा1 के बहुत करीब लागू होता है, 10,11,12,13,14. आरयूएल को हटाने के लिए इस प्रक्रिया के अंतिम चरण में जाने से पहले यह महत्वपूर्ण है। 8-12 सप्ताह पुराने, जंगली प्रकार C57BL/6 चूहों में यह व्यापक हेपेटेक्टॉमी असफल जिगर पुनर्जनन15,16 के कारण असफल जिगर पुनर्जनन के कारण सर्जरी के 1 सप्ताह के भीतर 50% घातकता का कारण बनता है। विस्तारित 78% हेपेटेक्टॉमी के बाद बढ़ी हुई घातकता का यह माउस मॉडल उचित रूप से छोटे आकार के सिंड्रोम के पैथोफिज़ियोलॉजी को पुन: व्यवस्थित करता है और परिणामों को बेहतर बनाने के लिए उपन्यास रणनीतियों के विकास और परीक्षण को सक्षम बनाता है।
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Protocol
इस प्रक्रिया प्रोटोकॉल के भीतर वर्णित विधियों को बेथ इज़राइल डेकोनेस मेडिकल सेंटर (बीआईडीएमसी) में संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (आईएसीयूसी) द्वारा अनुमोदित किया गया है। सभी प्रयोगों के अनुसार और IACUC और BIDMC पशु अनुसंधान सुविधा दिशा निर्देशों के अनुपालन में पूरा किया गया.
1. माउस preoperative तैयारी
- कतरनी के साथ मध्य उरोस्थि से सुपरप्यूबिक क्षेत्र तक माउस पेट को दाढ़ी दें।
- 100% ऑक्सीजन में 1-4% आइसोफ्लुरेन के साथ सामान्य संज्ञाहरण प्रेरित करें। जब संवेदनाहारी है, नीचे एक हीटिंग पैड के साथ शल्य चिकित्सा क्षेत्र पर माउस लापरवाह जगह है. चीरा लगाने से पहले, यह सुनिश्चित करने के लिए पैर की अंगुली को मजबूती से चुटकी लें कि पेडल रिफ्लेक्स अनुपस्थित है (यदि मौजूद है, तो जानवर जवाब देगा)। सामान्य संज्ञाहरण की स्थिति प्राप्त करने के लिए आवश्यकतानुसार संवेदनाहारी स्तर को समायोजित करें।
नोट: पर्याप्त सामान्य संज्ञाहरण बनाए रखने के लिए आवश्यकतानुसार आइसोफ्लुरेन का अनुमापन करें। - पश्चात एनाल्जेसिया के लिए चमड़े के नीचे 1.2 मिलीग्राम/किग्रा ब्यूप्रेनोर्फिन विस्तारित-रिलीज (ईआर) का प्रशासन करें। माउस लापरवाह forelimbs और hindlegs बढ़ाया के साथ प्लेस और टेप के साथ अंगों सुरक्षित; फिर, सर्जरी के लिए एक बाँझ क्षेत्र तैयार करें।
नोट: सुनिश्चित करें कि सुरक्षित होने पर अग्रभाग आराम से हैं ताकि श्वसन में बाधा न हो। - गर्म बाँझ खारा और betadine swabs के साथ पेट तैयार, प्रत्येक झाड़ू 3 बार के बीच बारी-बारी से. पेट को बाँझ फैशन में लपेटें।
2. हेपेटेक्टॉमी
- एक स्केलपेल का उपयोग करके xiphoid प्रक्रिया से सुपरप्यूबिक क्षेत्र तक त्वचा के माध्यम से एक ऊर्ध्वाधर midline laparotomy चीरा बनाओ। अगला, पेरिटोनियल गुहा में प्रवेश करने के लिए तेज कैंची के साथ लाइनिया अल्बा के माध्यम से चीरा और त्वचा चीरा की लंबाई के लिए इस चीरा का विस्तार.
नोट: यह पहले subxiphoid क्षेत्र में लाइनिया अल्बा incise करने के लिए सुरक्षित है जहां जिगर अंतर्निहित आंत्र को चोट से बचने के लिए पेट की दीवार के लिए गहरी है. - उपयुक्त रिट्रैक्टर का उपयोग करके पेट की दीवार को बाद में वापस लें; फिर, एक हेमोस्टैट के साथ xiphoid प्रक्रिया को जकड़ें और यकृत को उजागर करने के लिए उरोस्थि को बेहतर ढंग से वापस लें।
- फाल्सीफॉर्म लिगामेंट को उजागर करने के लिए जिगर को अवर रूप से वापस लें और फिर, तेज कैंची का उपयोग करके जिगर की लंबाई के साथ लिगामेंट को पार करें। हेपेटोगैस्ट्रिक लिगामेंट और इंट्राहेपेटिक लोब स्नायुबंधन को उजागर करने के लिए वक्ष की ओर यकृत को बेहतर तरीके से वापस लें और तेज सूक्ष्म कैंची का उपयोग करके इन संरचनाओं को पार करें।
नोट: पीछे हटना नम कपास इत्तला दे दी आवेदकों के साथ बहुत धीरे प्रदर्शन किया जाना चाहिए जिगर के रूप में, ग्लिसन कैप्सूल द्वारा encapsulated, बहुत नाजुक और चोट और lacerate करने के लिए आसान है. - बाएँ लोब को उसकी मूल शारीरिक स्थिति में रखते हुए माध्यिका लोब को श्रेष्ठता से पीछे हटाइए। एलएल के बेहतर-औसत दर्जे का हिस्सा के चारों ओर एक 5-0 रेशम सिवनी लपेटें। लोब के नीचे की सतह को उजागर करने के लिए एलएल को वक्ष की ओर बेहतर रूप से प्रतिबिंबित करें, लोब के आधार पर सिवनी समाप्त होता है, और आधार पर सिवनी को बांधें। सुनिश्चित करें कि सिवनी एलएल को बांधने के लिए सिवनी बांधने से पहले अवर वेना कावा (आईवीसी) या पोर्टल शिरा में रक्त के प्रवाह में बाधा नहीं डालती है।
नोट: इस सिवनी को बांधना सबसे अच्छा है, जबकि एलएल वक्ष की ओर बेहतर रूप से परिलक्षित होता है ताकि पोर्टल ट्रायड बंधाव के दौरान अच्छी तरह से उजागर हो। यह आसन्न संरचनाओं से समझौता किए बिना आधार के करीब लोब की लकीर की सुविधा प्रदान करता है। - एलएल सिर्फ तेज कैंची का उपयोग सिवनी टाई के लिए बाहर काटना और ऊतक (~ 2 मिमी) का एक छोटा कफ resected पालि के किनारे से सिवनी अलग करता है कि सुनिश्चित करें. हेमोस्टेसिस की पुष्टि करें।
- वक्ष की ओर माध्यिका लोब को बेहतर ढंग से प्रतिबिंबित करें, एमएल के आधार के चारों ओर 5-0 रेशम सिवनी रखें, और एमएल को उसकी मूल शारीरिक स्थिति में लौटा दें। लगभग सिवनी एमएल के बेहतर पहलू के आधार पर समाप्त होता है और उन्हें पालि के आधार पर टाई सुनिश्चित करें। लिगेट एमएल काटना, सिवनी टाई के आसपास अवशेष ऊतक का एक छोटा कफ छोड़कर. हेमोस्टेसिस की पुष्टि करें।
- दाएं ऊपरी और निचले लोब को उजागर करने के लिए जिगर को दाएं से बाएं जुटाएं और ध्यान से इन पालियों को औसत दर्जे का और हीन रूप से प्रतिबिंबित करें। आरयूएल के बेहतर-औसत दर्जे के पहलू पर 5-0 सिवनी लपेटें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सिवनी आरयूएल आधार को घेरती है और फिर, आरयूएल को वक्ष की ओर प्रतिबिंबित करती है। आरयूएल के नीचे सिवनी लपेटें और सिरों को उसके आधार के करीब बांधें, फिर इसे काट दें, सिवनी टाई के चारों ओर अवशेष ऊतक का एक छोटा कफ छोड़ दें।
नोट: आरयूएल के आधार पर बहुत समीपस्थ बांधने आरएलएल को रक्त की आपूर्ति से समझौता कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप आरएलएल का इस्किमिया हो सकता है और 24 घंटे के भीतर माउस की मृत्यु हो सकती है। इसके विपरीत, आरयूएल बेस से बहुत दूर बांधने से यकृत द्रव्यमान के पुनर्ग्रहण की मात्रा कम हो जाती है, जिससे अपेक्षा से परे पोस्टऑपरेटिव जीवित रहने की दर बढ़ जाती है। - शेष जिगर को उसकी आराम करने वाली शारीरिक स्थिति में लौटाएं और हेमोस्टेसिस सुनिश्चित करें। यदि आवश्यक हो, तो यकृत मार्जिन पर मामूली रक्तस्राव के क्षेत्रों में धुंध के साथ दबाव लागू करें।
- एक निर्बाध फैशन में एक 5-0 पॉलीग्लैक्टिन सिवनी का उपयोग करके मिडलाइन पेट की दीवार (प्रावरणी और मांसपेशियों की परतों) को बंद करें। स्टेपल या 5-0 monofilament टांके के साथ त्वचा चीरा बंद करें.
- संज्ञाहरण बंद करें और माउस की निगरानी करें जब तक कि यह चेतना प्राप्त न कर ले और सामान्य रूप से चल सके।
3. पश्चात की देखभाल
- उचित वसूली सुनिश्चित करने के लिए माउस postoperatively निरीक्षण (यानी माउस जाग, चेतावनी, और पिंजरे के भीतर चल रहा है) और दर्द नियंत्रण. प्रक्रिया के बाद 6 घंटे तक हर 2 घंटे माउस की जांच करें, और फिर दैनिक।
नोट: यह उम्मीद की जाती है कि माउस पश्चात पिंजरे के भीतर धीमी गति से आगे बढ़ेगा। माउस अन्य चूहों से एक अलग पिंजरे में ठीक हो जाना चाहिए और केवल अन्य चूहों की कंपनी में लौट आए जब यह पूरी तरह से बरामद किया जाता है. - प्रशासन गर्म सामान्य खारा इंजेक्शन (0.1-1.0 एमएल, चमड़े के नीचे या intraperitoneal) अगर माउस असंवेदनशील तरल पदार्थ या सर्जरी से अत्यधिक रक्त हानि से hypovolemic हो जाता है.
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Representative Results
एक सफल विस्तारित 78% हेपेटेक्टॉमी से 8-12 सप्ताह16 वर्ष की आयु के स्वस्थ वयस्क चूहों में 1 सप्ताह के भीतर 50% मृत्यु दर को प्रेरित करने की उम्मीद है। जब ठीक से प्रदर्शन किया जाता है, तो न्यूनतम रक्त हानि की उम्मीद होती है। अवशिष्ट रक्तस्राव जो बनी रहती है उसे मैन्युअल दबाव द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। सर्जरी के 24 घंटे के भीतर पेरीऑपरेटिव मौत अक्सर तकनीकी त्रुटियों के कारण होती है। तकनीकी विफलताओं में बड़ी रक्त वाहिकाओं में अनजाने में चोट लगना शामिल है जिससे असभ्य इंट्राऑपरेटिव रक्तस्राव होता है; महत्वपूर्ण पोस्टऑपरेटिव रक्तस्राव अक्सर resected जिगर मार्जिन से अवशिष्ट रक्तस्राव के कारण; आसपास की संरचना को चोट जैसे आसन्न पोर्टल ट्रायड, पोर्टल शिरा, या आईवीसी के अनजाने बंधाव; आरएलएल माध्यमिक के इस्किमिया आरयूएल के बंधाव के लिए बहुत समीपस्थ रूप से लोब बेस के लिए; और सामान्य संज्ञाहरण से जटिलताओं। यकृत विफलता के संकेतों में प्रगतिशील सुस्ती, बालों के झुरमुट, एनोरेक्सिया और हाइपोग्लाइसीमिया शामिल हैं, जो अक्सर सर्जरी के 24 घंटे के भीतर स्पष्ट हो जाते हैं।
विस्तारित 78% हेपेटेक्टॉमी के बाद दो अपेक्षित परिणाम या तो जीवित या मृत्यु हैं। पहले परिदृश्य में, माउस सर्जरी के बाद उचित रूप से ठीक हो जाता है, 72 घंटे के भीतर सामान्य गतिविधि फिर से शुरू करता है, और 7 दिनों से परे जीवित रहता है। लैपरोटॉमी ने 9-10 दिनों के बाद प्रदर्शन किया, जो प्रीसर्जरी लीवरमास 4,16,17,18 की पूर्ण वसूली को दर्शाता है। दूसरा परिणाम 2-7 दिनों के भीतर मृत्यु दर होगी। माउस सर्जरी के बाद पहले 12 घंटे में वसूली के प्रारंभिक लक्षण दिखा सकते हैं, लेकिन फुलमिनेंट जिगरविफलता 16 के विकास के कारण अपेक्षाकृत जल्दी बाद में बिगड़ जाता है. माउस मृत्यु तक तनाव, वजन घटाने और प्रगतिशील सुस्ती के लक्षण प्रदर्शित करता है। अप्रत्याशित परिणामों के उदाहरणों में तकनीकी जटिलताओं या माउस जीवित रहने की दर से मृत्यु शामिल है, जो विस्तारित 78% हेपेटेक्टॉमी के बाद 50% से ऊपर या नीचे है।
हमारी प्रयोगशाला ने इस विस्तारित 78% हेपेटेक्टॉमी का बीड़ा उठाया और पहले की पांडुलिपि में इसकी उपयोगिता को मान्य किया, जिसमें दिखाया गया था कि 8 सप्ताह के स्वस्थ बीएएलबी / सी चूहों में विस्तारित 78% हेपेटेक्टॉमी के परिणामस्वरूप 50% घातकता होती है, जिसे निरस्त किया जा सकता है यदि माउस लीवर को व्यक्त करने के लिए पूर्वनिर्मित किया गया था ए 20 (ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर इंड्यूसिबल प्रोटीन 3 [TNFAIP3]), एक पुनः संयोजक एडेनोवायरस16 का उपयोग करके अंतःशिरा रूप से वितरित किया गया। Longo एट अल द्वारा इस अध्ययन में, एक स्वस्थ BALB/c माउस एक 78% प्रतिशत hepatectomy 5 मानव A20 व्यक्त एक पुनः संयोजक adenovirus वेक्टर के प्रशासन के बाद दिन (rAd.A20) या नियंत्रण β-Galactosidase (rAd.βGal). एक अतिरिक्त गैर-उपचारित नियंत्रण समूह भी शामिल था। 78% हेपेटेक्टॉमी के बाद, लोंगो एट अल ने देखा कि 12 (50%) गैर-इलाज चूहों में से 6 प्रक्रिया (चित्रा 2)16से बच गए।
प्रवीणता के दो निर्धारकों में 1) तकनीकी जटिलताओं को सीमित करना शामिल है, जैसा कि ऊपर सूचीबद्ध है, जिनमें से प्रमुख आरएलएल इस्किमिया है, जिससे प्रारंभिक मृत्यु हो जाती है, और 2) आरयूएल की पर्याप्त लामबंदी सुनिश्चित करना, जिसके बिना कोई आरयूएल के पूर्ण आकार की सराहना करने में विफल रहता है और इसलिए, इसे ठीक से ठीक से करने में विफल रहता है। यह यकृत द्रव्यमान की मात्रा को कम करता है और इसलिए, अपेक्षित 50% से ऊपर समग्र जीवित रहने की दर में सुधार करता है। अन्वेषक/लेखक के प्रशिक्षण की प्रारंभिक अवधि में, 15 में से 10 (67%) स्वस्थ वयस्क पुरुष और महिला CD1 और C57BL/6 चूहों की आयु 11-21 सप्ताह 78% हेपेटेक्टॉमी (3 तकनीकी मौतों को छोड़कर) (तालिका 1)19,20,21के बाद 1 सप्ताह बच गए। आरयूएल लामबंदी में सुधार करने और अनुमानित प्रतिशत हेपेटेक्टॉमी द्वारा मापा गया पर्याप्त लकीर की सुविधा के लिए माउस लीवर एनाटॉमी की एक प्रशंसनीय समझ के संदर्भ में आगे का प्रशिक्षण, 78% हेपेटेक्टॉमी के बाद अपेक्षित 50% जीवित रहने की दर प्राप्त करने के लिए आवश्यक था। तकनीकी दक्षता पूरी तरह से हासिल होने के बाद, 16 चूहों में से 8 (50%; 1 तकनीकी मौत को छोड़कर) 78% हेपेटेक्टॉमी के बाद 1 सप्ताह बच गया।
चित्रा 1: माउस हेपेटेक्टॉमी पोजिशनिंग और यकृत शरीर रचना विज्ञान। (बाएं) लैपरोटॉमी के लिए माउस पोजिशनिंग का दृश्य प्रतिनिधित्व और 78% हेपेटेक्टॉमी बढ़ाया। माउस एक midline laparotomy चीरा के साथ लापरवाह चित्रित किया गया है. (दाएं) माउस जिगर शरीर रचना विज्ञान लकीर साइटों को चित्रित रंगीन लाइनों के साथ नीचे से चित्रित. बाएं लोब, मीडियन लोब और दाएं ऊपरी लोब को उनके आधार पर सिवनी बंधाव के बाद अनुक्रमिक फैशन में उच्छेदित किया जाता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 2: ए 20 को ओवरएक्सप्रेस करने के लिए इंजीनियर चूहों के विस्तारित (78%) हेपेटेक्टॉमी के बाद उत्तरजीविता लाभ। 78% अनुपचारित (गैर संक्रमित एनआई), rAd.βGal, और rAd.A20-इलाज चूहों में नियंत्रण में विस्तारित हेपेटेक्टॉमी के बाद उत्तरजीविता डेटा। माउस लीवर में A20 की ओवरएक्सप्रेशन ने NI (50%) और rAd.βGal नियंत्रण (13%) (n = 12 चूहों/समूह) की तुलना में एक महत्वपूर्ण उत्तरजीविता लाभ प्राप्त किया। यह आंकड़ा लोंगो एट अल.16 से है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
| बच | मृत | तकनीकी विफलता | कुल | अनुमानित% हेपेटेक्टॉमी | जीवित रहने की दर | |
| पूर्व प्रवीणता | 10 | 5 | 3 | 18 | 68 ± 3.9% | 10/15 (66%) |
| प्रवीणता के बाद | 8 | 8 | 1 | 17 | 79 ± 2.4% | 8/16 (50%) |
तालिका 1: विस्तारित 78% हेपेटेक्टॉमी प्रशिक्षण परिणाम। स्वस्थ वयस्क CD1 और C57BL/6 चूहों में 11-21 सप्ताह की आयु में विस्तारित 78% हेपेटेक्टॉमी के बाद 1 सप्ताह के भीतर जीवित रहने का परिणाम। तकनीकी दक्षता तकनीकी सफलता में अवलोकन योग्य सुधार और सही ऊपरी लोब के पर्याप्त लकीर के माध्यम से स्व-निर्धारित थी, जैसा कि अनुमानित प्रतिशत हेपेटेक्टॉमी (एसईएम ± माध्यम) द्वारा गणना की गई थी।
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Discussion
चूहों में 50% घातकता के कारण एक विस्तारित 78% हेपेटेक्टॉमी को सफलतापूर्वक करने के लिए, यह महत्वपूर्ण है कि प्रत्येक यकृत लोब ठीक से उच्छेदन हो। योग्यता और सटीकता का यह स्तर केवल तभी प्राप्त किया जा सकता है जब प्रक्रिया बार-बार की जाती है। प्रशिक्षण वक्र ऑपरेटरों के बीच भिन्न होता है लेकिन आमतौर पर 3-6 महीने के अभ्यास की आवश्यकता होती है। एक यकृत लकीर जो टीएलएम के 78% से कम को हटा देती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च जीवित रहने की दर होगी, जबकि एक यकृत लकीर जो टीएलएम के 78% से अधिक को हटा देती है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक घातकता होगी। प्रत्येक लोब लकीर चुनौतीपूर्ण है, यद्यपि उसी हद तक नहीं।
बाएं लोब मज़बूती से काटना सबसे आसान है। एलएल आधार संकीर्ण है, और जब बेहतर रूप से परिलक्षित होता है, तो ऑपरेटर आसानी से यकृत आधार की पहचान कर सकता है और हर बार लगभग समान लोब लकीर मात्रा के साथ एक ही स्थिति में सिवनी को बांध सकता है। LL और RUL की तुलना में माध्यिका लोब का आधार सबसे चौड़ा होता है। इसलिए, यह आवश्यक है कि ऑपरेटर ध्यान से अनुमान लगाता है कि सिवनी को कहां रखा जाना चाहिए और लोब को काटने से पहले एमएल के आधार पर सिवनी समाप्त होने का सावधानीपूर्वक अनुमान लगाया जाए। जब एमएल को बहुत समीपस्थ रूप से बांधा जाता है, तो सिवनी शिरापरक यकृत जल निकासी से समझौता कर सकती है या आईवीसी से हृदय तक रक्त की वापसी को बाधित कर सकती है। जब एमएल को बहुत दूर से बांधा जाता है, तो अपर्याप्त यकृत द्रव्यमान को काट दिया जाता है, और एमएल बेस व्यापक होने के बाद से लकीर मार्जिन पर रक्तस्राव का खतरा बढ़ जाता है। सही ऊपरी लोब शायद मज़बूती से काटना सबसे कठिन है। पेरिटोनियल गुहा में पीछे की ओर आरयूएल की शारीरिक स्थिति सिवनी को पूरी तरह से अपने आधार के चारों ओर लपेटना मुश्किल बना देती है, जिसके परिणामस्वरूप इस लोब का अधूरा लकीर हो सकता है। इसके विपरीत, यदि सिवनी आरयूएल बेस पर बहुत समीपस्थ रूप से बंधी हुई है, तो दाहिने निचले लोब को रक्त की आपूर्ति खतरे में पड़ सकती है, जिससे इस आरएलएल का इस्किमिया हो सकता है और पश्चात की मृत्यु दर की संभावना बढ़ जाती है।
प्रक्रिया से संबंधित जोखिमों को कम करने के लिए अन्य महत्वपूर्ण तत्वों में विषाक्तता को कम करने के लिए सामान्य संज्ञाहरण (जैसे, आइसोफ्लुरेन) को कम करना और पश्चात रक्तस्राव को सीमित करने के लिए प्रत्येक लोब लकीर के बाद पर्याप्त हेमोस्टेसिस सुनिश्चित करना शामिल है। यह विचार करना महत्वपूर्ण है कि विस्तारित 78% हेपेटेक्टॉमी अधिमानतः वयस्क 8-12 सप्ताह के चूहों में किया जाता है, क्योंकि पुराने चूहों को उनके अधिक शरीर द्रव्यमान और कम पुनर्योजी यकृत क्षमता के कारण जीवित रहने की दर में अधिक परिवर्तनशीलता प्रदर्शित हो सकती है, जबकि छोटे चूहों को अपने जिगर के छोटे आकार और संज्ञाहरण से संबंधित जटिलताओं की उच्च दर के कारण अधिक तकनीकी जटिलताओं का सामना करना पड़ सकता है। हम अनुमान लगाते हैं कि 78% हेपेटेक्टॉमी के बाद मनाया गया 50% घातकता आंतरिक एकल माउस विशेषताओं से मेल खाती है जो व्यक्तिगत जानवरों के बीच कुल यकृत द्रव्यमान के सापेक्ष प्रत्येक यकृत लोब द्रव्यमान के सापेक्ष प्रतिशत में सूक्ष्म शारीरिक विविधताओं से संबंधित हैं। चूहों में 78% हेपेटेक्टॉमी एक शारीरिक सीमा का प्रतिनिधित्व करती है जिस पर केवल 50% जानवर समय पर और सफलतापूर्वक पुनर्जीवित हो सकते हैं और जीवित रह सकते हैं जबकि अन्य 50% ऐसा करने में विफल रहते हैं और मर जाते हैं। हम यह भी स्वीकार करते हैं कि जिगर हेरफेर में सूक्ष्म मतभेद जिगर की क्षति के विभिन्न डिग्री के साथ जुड़ा हो सकता है, और इसलिए पुन: उत्पन्न करने और मौत22 करने में विफलता की ओर इस ठीक संतुलन तिरछा.
यद्यपि, सबसे सीमित कारक शल्य चिकित्सा प्रक्रिया की महारत ही बनी हुई है, जो केवल अभ्यास के साथ आ सकती है। प्रत्येक जिगर पालि के आधार पर टांके की सटीक मैपिंग के माध्यम से एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम सुनिश्चित करने के लिए अभ्यास आवश्यक है। एक सावधानी नोट यह है कि चूहों के बीच यकृत शरीर रचना में व्यक्तिगत बदलाव - जो दुर्लभ हैं - तकनीक में कुछ संशोधन की आवश्यकता हो सकती है। सफलता में सुधार के लिए केस-प्रति-केस आधार पर विचार किए जाने वाले अन्य हस्तक्षेपों में उच्च असंवेदनशील द्रव हानि या महत्वपूर्ण रक्तस्राव के मामले में सामान्य खारा बोलस का प्रशासन और लगातार रक्तस्राव के उदाहरणों में यकृत मार्जिन पर लंबे समय तक मैनुअल दबाव या इलेक्ट्रोक्यूटरी शामिल हैं।
सारांश में, एक माउस मॉडल में विस्तारित 78% हेपेटेक्टॉमी अनुवाद विज्ञान अनुसंधान के लिए एक मूल्यवान तकनीक है। इस प्रक्रिया से जुड़े तकनीकी रूप से सफल परिणाम प्राप्त करने के लिए व्यापक प्रशिक्षण महत्वपूर्ण है। चूहे न केवल एक पसंदीदा छोटे पशु प्रजातियां हैं जो आसानी से संभाल और अपेक्षाकृत सस्ती हैं, बल्कि आनुवंशिक रूप से संशोधित लाइनों (ट्रांसजेनिक, नॉकआउट (केओ), सेल-प्रकार विशिष्ट, और सशर्त केओ) की बढ़ती संख्या के अलावा कई अच्छी तरह से अध्ययन किए गए जन्मजात उपभेदों में भी उपलब्ध हैं, ठीक यंत्रवत अध्ययन 3,9,23 को सक्षम करना. आनुवंशिक रूप से संशोधित चूहों के अलावा, गैर-मादक वसायुक्त यकृत रोग, सिरोसिस, और मधुमेह सहित विभिन्न विकृति जो यकृत लकीर के बाद अस्तित्व और परिणामों को प्रभावित करने के लिए जानी जाती हैं, आसानी से चूहों 24,25,26,27,28,29,30,31में प्रेरित किया जा सकता है।
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, क्लासिक 2/3 पीएच बेहद मूल्यवान रहता है, लेकिन उच्च घातकता को पुन: व्यवस्थित नहीं करता है जो यकृत प्रत्यारोपण के बाद कैंसर या छोटे-से-आकार के सिंड्रोम के लिए विस्तारित यकृत लकीर से जुड़ा होता है जब यकृत द्रव्यमान शारीरिक या कार्यात्मक रूप से अपर्याप्त होता है (जैसे फैटी लीवर में)7,32,33,34 . जब ठीक से प्रदर्शन किया, यह विस्तारित 78% hepatectomy परिणाम में 50% पश्चात मौत, जो बेहतर इस तरह के आघात या कैंसर के लिए व्यापक जिगर लकीर निम्नलिखित के रूप में नैदानिक वास्तविकता को दर्शाता है और सीमांत जिगर grafts के प्रत्यारोपण के बाद छोटे के लिए आकार सिंड्रोम के संदर्भ में, और भी गंभीर गैर मादक स्टीटोहेपेटाइटिस (NASH) या सिरोसिस16 के साथ रोगियों में मात्र जिगर सर्जरी के बाद, 32. यह माउस मॉडल इन सभी स्थितियों में परिणामों को बेहतर बनाने के लिए उपन्यास चिकित्सीय रणनीतियों का परीक्षण करने के लिए एक अत्यधिक मूल्यवान और आवश्यक सबूत-अवधारणा कदम का प्रतिनिधित्व करता है। चूहों में किसी भी सकारात्मक परिणाम काफी हद तक अभिनव चिकित्सा के नैदानिक अनुवाद से पहले पूर्व अनुवाद बड़े पशु अध्ययन का संचालन करने के लिए आवश्यक जानवरों की संख्या में कमी करने के लिए बाध्य कर रहे हैं.
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Disclosures
खुलासा करने के लिए हितों का कोई टकराव नहीं है।
Acknowledgments
इस कार्य को NIH R01 अनुदान DK063275 और CF को HL086741 द्वारा समर्थित किया गया था। PB और TA NHLBI T32 प्रशिक्षण अनुदान HL007734 से NRSA फेलोशिप के प्राप्तकर्ता हैं।
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
- Martins, P. N., Theruvath, T. P., Neuhaus, P.
- 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).
- Koniaris, L. G., McKillop, I. H., Schwartz, S. I., Zimmers, T. A.
- Fausto, N., Campbell, J. S., Riehle, K. J.
- 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).
- Clavien, P. A., et al. What is critical for liver surgery and partial liver transplantation: size or quality. Hepatology. 52 (2), 715-729 (2010).
- 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).
- Hori, T., et al. Simple and reproducible hepatectomy in the mouse using the clip technique. World J Gastroenterol. 18 (22), 2767-2774 (2012).
- 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).
- Mitchell, C., Willenbring, H. A reproducible and well-tolerated method for 2/3 partial hepatectomy in mice. Nat Protoc. 3 (7), 1167-1170 (2008).
- Borowiak, M., et al. Met provides essential signals for liver regeneration. Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (29), 10608-10613 (2004).
- Boyce, S., Harrison, D. A detailed methodology of partial hepatectomy in the mouse. Lab Anim (NY). 37 (11), 529-532 (2008).
- Greene, A. K., Puder, M. Partial hepatectomy in the mouse: technique and perioperative management. J Invest Surg. 16 (2), 99-102 (2003).
- Mitchell, C., Willenbring, H. Erratum: A reproducible and well-tolerated method for 2/3 partial hepatectomy in mice. Nat Protoc. 9 (6), 1532 (2014).
- 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).
- 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).
- Michalopoulos, G. K., DeFrances, M. C.
- Diehl, A. M., Rai, R. M. Liver regeneration. 3. Regulation of signal transduction during liver regeneration. FASEB J. 10 (2), 215-227 (1996).
- 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).
- CD-1® IGS mouse. Charles River Laboratories. , Available from: https://www.criver.com/products-services/find-model/cd-1r-igs-mouse?region=3611 (2023).
- 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).
- Inderbitzin, D., et al. Regenerative capacity of individual liver lobes in the microsurgical mouse model. Microsurgery. 26 (6), 465-469 (2006).
- Zhou, X., et al. L-carnitine promotes liver regeneration after hepatectomy by enhancing lipid metabolism. J Transl Med. 21 (1), 487 (2023).
- Linecker, M., et al. Omega-3 fatty acids protect fatty and lean mouse livers after major hepatectomy. Ann Surg. 266 (2), 324-332 (2017).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Mahmud, N., et al. Risk prediction models for post-operative mortality in patients with cirrhosis. Hepatology. 73 (1), 204-218 (2021).
- Kooby, D. A., et al. Impact of steatosis on perioperative outcome following hepatic resection. J Gastrointest Surg. 7 (8), 1034-1044 (2003).
- 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).
- Hori, T., et al. Simple and sure methodology for massive hepatectomy in the mouse. Ann Gastroenterol. 24 (4), 307-318 (2011).
- 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).
- Arvelo, M. B., et al. A20 protects mice from D-galactosamine/lipopolysaccharide acute toxic lethal hepatitis. Hepatology. 35 (3), 535-543 (2002).
