Waiting
Login processing...

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

Biology

Utvidet 78 % hepatektomi i en musekirurgisk modell

Published: May 24, 2024 doi: 10.3791/66528

Summary

Musemodellen med partiell 2/3 (66 %) hepatektomi er godt beskrevet i litteraturen, men mer utvidede hepatektomier som etterligner små-for-størrelse-syndrom etter levertransplantasjon har sjelden blitt brukt. Vi beskriver en utvidet 78 % hepatektomiprosedyre i en musemodell som resulterer i omtrent 50 % postoperativ dødelighet hos friske mus.

Abstract

Delvis 2/3 hepatektomi hos mus brukes i forskning for å studere leverens regenerative kapasitet og utforske utfall av leverreseksjon i en rekke sykdomsmodeller. I den klassiske partielle 2/3 hepatektomien hos mus blir to av de fem leverlappene, nemlig venstre og medianlapper som representerer omtrent 66 % av levermassen, resektert en bloc med en forventet postoperativ overlevelse på 100 %. Mer aggressive partielle hepanektomier er teknisk mer utfordrende og har derfor sjelden blitt brukt hos mus. Vår gruppe har utviklet en musemodell av en utvidet hepatektomiteknikk der tre av de fem leverlappene, inkludert venstre, median og høyre øvre, reseseres separat for å fjerne omtrent 78 % av den totale levermassen. Denne utvidede reseksjonen, hos ellers friske mus, etterlater en rest av lever som ikke alltid kan opprettholde tilstrekkelig og rettidig regenerering. Unnlatelse av å regenerere resulterer til slutt i 50 % postoperativ dødelighet innen 1 uke på grunn av fulminant leversvikt. Denne prosedyren med utvidet 78 % hepatektomi hos mus representerer en unik kirurgisk modell for studiet av lite-for-størrelse-syndrom og evaluering av terapeutiske strategier for å forbedre leverregenerering og resultater i forbindelse med levertransplantasjon eller utvidet leverreseksjon for kreft.

Introduction

Kirurgiske leverreseksjonsmodeller for mus og rotter, først beskrevet i 1931, er de vanligste eksperimentelle modellene som brukes til å studere det molekylære grunnlaget for leverregenerering. De kan også være nyttige i translasjonsvitenskapelig forskning for å teste og utvikle strategier for å forbedre resultatene etter utvidet leverreseksjon eller transplantasjon av suboptimale levertransplantater 1,2,3,4. Partielle hepatektomier (PH) hos mus innebærer fjerning av omtrent 2/3 (66 %) av den totale levermassen (TLM), som når de utføres på friske dyr har eksepsjonelle utfall5. Prosedyren er kortvarig, lett reproduserbar på grunn av liten variasjon i museleveranatomi, og postoperativ overlevelse nærmer seg vanligvis 100 %1.

Delvis 2/3 hepatektomi som omfatter reseksjon av venstre (LL) og medianlapp (ML) gjør det mulig for de gjenværende å regenerere relativt uhindret av lobar betennelse eller begrensning av leverinnstrømning og -utstrømning. Snarere resulterer økt portal venøs strømning og påfølgende skjærstress på leverens sinusformede endotelceller etter PH i vedvarende oppregulering av endotelial nitrogenoksidsyntase (eNOS) ekspresjon og påfølgende frigjøring av nitrogenoksid (NO), som bidrar til priming av hepatocytter for proliferasjon og leverregenerering3. Utfall som vanligvis studeres etter 2/3 PH i sykdomsmodeller som ikke-alkoholisk fettleversykdom eller i spesifikk genetisk bakgrunn inkluderer risiko for akutt leversvikt, kvalitative og kvantitative mål på leverens regenerative kapasitet og andre biologiske responser på stress eller traumatisk skade 1,3.

En musemodell som etterligner funksjonelt eller anatomisk lite-for-størrelse-syndrom, slik det oppstår etter utvidet leverreseksjon for kreft eller transplantasjon av marginale (steatose eller forlenget iskemisk tid) eller delvis (delt eller fra levende donorlever) levertransplantater, gjenstår imidlertid å være godt etablert. For å møte dette behovet kreves modeller av mer omfattende leverreseksjoner som strekker seg utover opprettholdelsen av en minimal (og funksjonell) levermasse for å modellere leversyndrom med liten størrelse og den økte dødeligheten som er assosiert med dette syndromet 6,7.

Museleveranatomi viser minimal variasjon. Museleveren består av fem, som hver står for følgende prosentandel av den totale levermassen: venstre (LL; 34,4 ± 1,9 %), medianlapp (ML; 26,2 ± 1,9 %), høyre øvre (også kalt høyre superior) (RUL; 16,6 ± 1,4 %), høyre nedre (også kalt høyre underordnede) (RLL; 14,7 ± 1,4 %) og halelapp (CL, 8,1 ± 1,0 %)1, 5. Hver forsynes av en portaltriade, inkludert en gren av leverarterien, en gren av portvenen og en gallegang5. Historisk sett ble flere teknikker beskrevet for å utføre en 2/3 PH ved å resekere LL og ML. Disse inkluderer 1) den klassiske teknikken som består av en enkelt ligatur en bloc ved bunnen av hver av de resekerte; 2) den hemostatiske klipsteknikken, ved bruk av titanklips påført ved bunnen av de resekerte; 3) en karorientert parenkymbevarende teknikk, ved bruk av piercingsuturer proksimalt for klemmen; og 4) en karorientert mikrokirurgisk teknikk, der portvenen og leverarteriegrenene ligeres før lobereseksjon1. Mens hver teknikk har relative styrker og svakheter, gir ingen høyere dødelighet 1,8,9.

I denne studien presenterer vi en ny metode for utvidet 78 % PH hos mus. I denne modellen fjernes tre av fem leverlapper, inkludert LL, ML og RUL, separat ved hjelp av en ligaturteknikk (figur 1). Denne prosedyren resulterer i reseksjon av ca. 78 % (77,2 ± 5,2 %) av den totale levermassen. Vårt valg av å fjerne LL og ML separat, og ikke "en bloc" som i den klassiske PH-teknikken, minimerer komplikasjoner som er assosiert med en bloc-reseksjon av disse to, slik som suprahepatisk vena cava-stenose og økt risiko for nekrose av de gjenværende når enkeltligaturen påføres for nær vena cava1, 10,11,12,13,14. Dette er avgjørende før du går videre til det siste trinnet i denne prosedyren for å fjerne RUL. Denne omfattende hepatektomien hos 8-12 uker gamle, villtype C57BL/6-mus forårsaker 50 % dødelighet innen 1 uke etter operasjonen på grunn av mislykket leverregenerering som forårsaker fulminant leversvikt15,16. Denne musemodellen med økt dødelighet etter utvidet 78 % hepatektomi rekapitulerer patofysiologien til små-for-størrelse-syndrom på passende måte og muliggjør utvikling og testing av nye strategier for å forbedre resultatene.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Metodene beskrevet i denne prosedyreprotokollen er godkjent av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) ved Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC). Alle eksperimenter ble fullført i samsvar med og i samsvar med IACUC og BIDMCs retningslinjer for dyreforsøksanlegg.

1. Preoperativ forberedelse av mus

  1. Barber musens mage fra midten av brystbenet til det suprapubiske området med klippemaskiner.
  2. Indusere generell anestesi med 1-4 % isofluran i 100 % oksygen. Når du er bedøvet, plasser musen liggende på det kirurgiske feltet med en varmepute under. Før du gjør et snitt, klyp tåen godt for å sikre at pedalrefleksen er fraværende (hvis den er tilstede, vil dyret reagere). Juster anestesinivået etter behov for å oppnå en tilstand av generell anestesi.
    MERK: Titrer isofluran etter behov for å opprettholde tilstrekkelig generell anestesi.
  3. Administrer 1,2 mg/kg buprenorfin depot (ER) subkutant for postoperativ analgesi. Plasser musen liggende med forbenene og bakbena forlenget og fest lemmene med tape; Forbered deretter et sterilt felt for operasjon.
    NOTAT: Sørg for at forbenene er avslappet når de er sikret, slik at respirasjonen ikke hindres.
  4. Forbered magen med varmt sterilt saltvann og betadinpinner, vekslende mellom hver vattpinne 3 ganger. Draper magen på en steril måte.

2. Hepatektomi

  1. Lag et vertikalt laparotomisnitt i midtlinjen gjennom huden fra xiphoid-prosessen til den suprapubiske regionen ved hjelp av en skalpell. Deretter snitter du gjennom linea alba med en skarp saks for å komme inn i bukhulen og forlenge dette snittet til lengden på hudsnittet.
    NOTAT: Det er tryggere å først snitte linea alba ved subxiphoid-regionen der leveren er dypt til bukveggen for å unngå skade på den underliggende tarmen.
  2. Trekk bukveggen sideveis ved hjelp av passende retraktorer; Deretter klemmer du xiphoid-prosessen med en hemostat og trekker brystbenet overlegent for å eksponere leveren.
  3. Trekk leveren dårligere tilbake for å eksponere det falsiforme leddbåndet, og transekt deretter leddbåndet langs leverens lengde med en skarp saks. Trekk leveren overlegent tilbake mot thorax for å eksponere det hepatogastriske ligamentet og de intrahepatiske lappbåndene og transekter disse strukturene med en skarp mikrosaks.
    MERK: Tilbaketrekking bør utføres veldig forsiktig med fuktige applikatorer med bomullsspiss, da leveren, innkapslet av Glissons kapsel, er veldig skjør og lett å få blåmerker og kutte.
  4. Trekk medianlappen overlegent mens du holder venstre i sin opprinnelige anatomiske posisjon. Pakk en 5-0 silkesutur rundt den overlegne-mediale delen av LL. Reflekter LL overlegent mot brystkassen for å avsløre undersiden av, samle suturendene ved bunnen av, og bind suturen ved basen. Sørg for at suturen ikke hindrer blodstrømmen i inferior vena cava (IVC) eller portvenen før du binder suturen for å ligate LL.
    MERK: Det er best å knytte denne suturen mens LL reflekteres overlegent mot brystkassen slik at portaltriaden er godt eksponert under ligering. Dette letter reseksjon av nær basen uten at det går på bekostning av tilstøtende strukturer.
  5. Seksjoner LL like distalt til suturbåndet med en skarp saks og sørg for at en liten mansjett av vev (~2 mm) skiller suturen fra kanten av den resekerte. Bekreft hemostase.
  6. Reflekter medianlappen overlegent mot brystkassen, plasser en 5-0 silkesutur rundt bunnen av ML, og returner ML til sin opprinnelige anatomiske posisjon. Omtrentlig suturendene over bunnen av det overlegne aspektet av ML og sørg for å binde dem ved bunnen av. Seksjoner den ligerte ML, og etterlater en liten mansjett av restvev rundt suturbåndet. Bekreft hemostase.
  7. Mobiliser leveren fra høyre til venstre for å eksponere høyre øvre og nedre og reflektere disse forsiktig medialt og underordnet. Pakk en 5-0 sutur over det overlegne-mediale aspektet av RUL for å sikre at suturen omkranser RUL-basen og reflekter deretter RUL mot brystkassen. Pakk suturen under RUL og bind endene nær basen, og skjær den deretter tilbake, og etterlater en liten mansjett av gjenværende vev rundt suturbåndet.
    NOTAT: Å binde for proksimalt ved bunnen av RUL kan kompromittere blodtilførselen til RLL, noe som kan resultere i iskemi i RLL og død av musen innen 24 timer postoperativt. I motsetning til dette reduserer binding for distalt fra RUL-basen mengden resektert levermasse, og øker dermed postoperativ overlevelsesrate utover det som forventes.
  8. Sett den gjenværende leveren tilbake til sin hvilende anatomiske stilling og sørg for hemostase. Om nødvendig, påfør trykk med gasbind på områder med mindre blødninger ved resekerte leverkanter.
  9. Lukk midtlinjebukveggen (fascia og muskellag) ved hjelp av en 5-0 polyglaktinsutur på en uavbrutt måte. Lukk hudsnittet med stifter eller 5-0 monofilamentsuturer.
  10. Avbryt anestesien og overvåk musen til den gjenvinner bevisstheten og kan ambulere normalt.

3. Postoperativ omsorg

  1. Observer musen postoperativt for å sikre passende restitusjon (dvs. musen er våken, våken og gående i buret) og smertekontroll. Undersøk musen hver 2 time frem til 6 timer etter inngrepet, og deretter daglig.
    MERK: Det forventes at musen vil bevege seg langsommere i buret postoperativt. Musen skal komme seg i et isolert bur fra andre mus og bare returneres til selskap med andre mus når den er fullstendig restituert.
  2. Administrer oppvarmede normale saltvannsinjeksjoner (0,1-1,0 ml, subkutan eller intraperitoneal) hvis musen blir hypovolemisk fra ufølsom væske eller overdreven blodtap fra operasjonen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

En vellykket utvidet 78 % hepatektomi forventes å indusere 50 % dødelighet innen 1 uke hos friske voksne mus i alderen 8-12 uke16. Når det utføres riktig, forventes minimalt blodtap. Gjenværende blødninger som vedvarer kan kontrolleres med manuelt trykk. Perioperativ død innen 24 timer etter operasjonen er ofte forårsaket av tekniske feil. Tekniske feil inkluderer utilsiktet skade på store blodårer som forårsaker uhåndterlig intraoperativ blødning; betydelig postoperativ blødning ofte på grunn av gjenværende blødning fra de reseserte levermarginene; skade på omkringliggende struktur som utilsiktet ligering av den tilstøtende portaltriaden, portalvenen eller IVC; iskemi av RLL sekundært til ligering av RUL for proksimalt til lappbasen; og komplikasjoner fra generell anestesi. Tegn på leversvikt inkluderer progressiv sløvhet, hårklumper, anoreksi og hypoglykemi, som ofte blir tydelige innen 24 timer etter operasjonen.

De to forventede utfallene etter utvidet 78 % hepatektomi er enten overlevelse eller død. I det første scenariet kommer musen seg på riktig måte etter operasjonen, gjenopptar normal aktivitet innen 72 timer og overlever utover 7 dager. Laparotomi utført 9-10 dager postoperativt viser full gjenoppretting av levermassefør kirurgi 4,16,17,18. Det andre utfallet vil være dødelighet innen 2-7 dager postoperativt. Musen kan vise innledende tegn på bedring i løpet av de første 12 timene etter operasjonen, men forverres relativt raskt etterpå på grunn av utvikling av fulminant leversvikt16. Musen viser tegn på stress, vekttap og progressiv sløvhet til døden. Eksempler på uventede utfall inkluderer død av tekniske komplikasjoner eller overlevelsesrater for mus godt over eller under 50 % etter utvidet 78 % hepatektomi.

Laboratoriet vårt var banebrytende for denne utvidede 78 % hepatektomien og validerte nytten i et tidligere manuskript som viste at utvidet 78 % hepatektomi hos 8 uker gamle friske BALB/c-mus resulterer i 50 % dødelighet, som kunne oppheves hvis museleveren ble forhåndskonstruert for å uttrykke A20 (Tumor Necrosis Factor Inducible Protein 3 [TNFAIP3]), levert intravenøst ved bruk av et rekombinant adenovirus16. I denne studien av Longo et al. gjennomgikk en sunn BALB/c-mus en 78 % prosent hepatektomi 5 dager etter administrering av en rekombinant adenovirusvektor som uttrykker humant A20 (rAd.A20) eller kontrollen β-galaktosidase (rAd.βGal). En ytterligere ikke-behandlet kontrollgruppe ble også inkludert. Etter 78 % hepatektomi, Longo et al. observerte at 6 av de 12 (50 %) ikke-behandlede musene overlevde prosedyren (figur 2)16.

To determinanter for ferdigheter inkluderer 1) å begrense tekniske komplikasjoner, som nevnt ovenfor, hvorav den viktigste er RLL-iskemi, forårsaker tidlig død, og 2) å sikre tilstrekkelig mobilisering av RUL, uten hvilken man ikke klarer å verdsette den fulle størrelsen på RUL og derfor ikke klarer å resekere den ordentlig. Dette reduserer mengden levermasse som reseseres og forbedrer derfor den totale overlevelsesraten godt over forventede 50 %. I den første treningsperioden av etterforskeren/forfatteren overlevde 10 av 15 (67 %) friske voksne mannlige og kvinnelige CD1- og C57BL/6-mus i alderen 11-21 uker 1 uke etter 78 % hepatektomi (3 tekniske dødsfall ekskludert) (tabell 1)19,20,21. Videre trening i sammenheng med en anerkjennende forståelse av museleveranatomi for å forbedre RUL-mobilisering og legge til rette for en adekvat reseksjon, målt ved estimert prosent hepatektomi, var avgjørende for å oppnå forventet 50 % overlevelsesrate etter 78 % hepatektomi. Etter at tekniske ferdigheter ble ansett å være fullt oppnådd, overlevde 8 av 16 mus (50 %; 1 teknisk død ekskludert) 1 uke etter 78 % hepatektomi.

Figure 1
Figur 1: Musehepatektomiposisjonering og leveranatomi. (Venstre) Visuell representasjon av museposisjonering for laparotomi og utvidet 78 % hepatektomi. Musen er avbildet liggende med et laparotomisnitt i midtlinjen. (Høyre) Museleveranatomi avbildet nedenfra med fargede linjer som avgrenser reseksjonssteder. Venstre, medianlapp og høyre øvre reseseres på en sekvensiell måte etter suturligering ved basen. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 2
Figur 2: Overlevelsesfordel etter utvidet (78 %) hepatektomi hos mus konstruert for å overuttrykke A20. Overlevelsesdata etter 78 % utvidet hepatektomi i kontrollerte ubehandlede (ikke-infiserte NI), rAd.βGal og rAd.A20-behandlede mus. Overekspresjon av A20 i muselever ga en signifikant overlevelsesfordel sammenlignet med NI (50 %) og rAd.βGal-kontroller (13 %) (n = 12 mus/gruppe). Denne figuren er fra Longo et al.16. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Overlevde Avdød Teknisk feil Total Estimert % hepatektomi Overlevelsesrate
Pre-ferdigheter 10 5 3 18 68 ± 3,9 % 10/15 (66%)
Ferdigheter etter ferdigheter 8 8 1 17 79 ± 2,4 % 8/16 (50%)

Tabell 1: Utvidede 78 % hepatektomi-treningsresultater. Overlevelsesresultater innen 1 uke etter utvidet 78 % hepatektomi hos friske voksne CD1- og C57BL/6-mus i alderen 11-21 uker. Teknisk ferdighet var selvbestemt via observerbare forbedringer i teknisk suksess og adekvat reseksjon av høyre øvre, beregnet ved estimert prosent hepatektomi (gjennomsnitt ± SEM).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

For å lykkes med å utføre en utvidet 78 % hepatektomi som forårsaker 50 % dødelighet hos mus, er det avgjørende at hver leverlapp blir nøyaktig resektert. Dette nivået av kompetanse og presisjon kan bare oppnås hvis prosedyren utføres gjentatte ganger. Treningskurven varierer mellom operatører, men krever vanligvis 3-6 måneders trening. En leverreseksjon som fjerner mindre enn 78 % av TLM vil resultere i høyere overlevelsesrater, mens en leverreseksjon som fjerner mer enn 78 % av TLM vil resultere i større dødelighet. Hver lappreseksjon er utfordrende, om enn ikke i samme grad.

Den venstre er den enkleste å pålitelig. LL-basen er smal, og når den reflekteres overlegent, kan operatøren enkelt identifisere leverbasen og binde suturen i samme posisjon med nesten identisk lappreseksjonsvolum hver gang. Medianlappen har den bredeste basen sammenlignet med LL og RUL. Derfor krever det at operatøren nøye estimerer hvor suturen må plasseres og nøye tilnærmer suturendene ved bunnen av ML før snitt av. Når ML er bundet for proksimalt, kan suturen kompromittere venøs leverdrenering eller hindre blodretur fra IVC til hjertet. Når ML er bundet for distalt, reseseres utilstrekkelig levermasse, og risikoen for blødning ved reseksjonsmarginen øker siden ML-basen er bredere. Den høyre øvre er kanskje den vanskeligste å fjerne pålitelig. Den anatomiske posisjonen til RUL bakover i bukhulen gjør det vanskelig å vikle suturen helt rundt basen, noe som kan resultere i en ufullstendig reseksjon av denne. I motsetning til dette, hvis suturen er bundet for proksimalt ved RUL-basen, kan blodtilførselen til høyre nedre bli truet, forårsake iskemi av denne RLL og øke sannsynligheten for postoperativ dødelighet.

Andre kritiske elementer for å minimere prosedyrerelaterte risikoer inkluderer minimering av generell anestesi (f.eks. isofluran) for å redusere toksisitet og sikre tilstrekkelig hemostase etter hver lappreseksjon for å begrense postoperativ blødning. Det er viktig å tenke på at den utvidede 78 % hepatektomien fortrinnsvis utføres hos voksne 8-12 uker gamle mus, da eldre mus kan vise mer variasjon i overlevelsesrater på grunn av deres større kroppsmasse og reduserte regenerative leverkapasitet, mens yngre mus kan lide større tekniske komplikasjoner på grunn av den mindre størrelsen på leveren og en høyere forekomst av anestesirelaterte komplikasjoner. Vi antar at den observerte 50 % dødeligheten etter 78 % hepatektomi tilsvarer iboende enkeltmuseegenskaper som er relatert til subtile anatomiske variasjoner i den relative prosentandelen av hver leverlappmasse i forhold til total levermasse mellom individuelle dyr. Hepatektomien på 78 % hos mus representerer en anatomisk terskel der bare 50 % av dyrene kan regenerere og overleve i tide og med suksess, mens de andre 50 % ikke klarer å gjøre det og dør. Vi erkjenner også at subtile forskjeller i levermanipulasjon kan være assosiert med ulike grader av leverskade, og dermed skjeve denne fine balansen mot manglende regenerering og død22.

Selv om den mest begrensende faktoren fortsatt er mestring av selve kirurgiske prosedyren, som bare kan komme med praksis. Øvelse er viktig for å sikre et reproduserbart resultat gjennom presis kartlegging av suturene ved bunnen av hver leverlapp. En advarsel er at individuelle variasjoner i leverens anatomi blant mus - som er sjeldne - kan kreve en viss modifikasjon i teknikken. Andre intervensjoner som bør vurderes fra sak til sak for å forbedre suksessen inkluderer administrering av normale saltvannsboluser i tilfelle høye ufølsomme væsketap eller betydelig blødning, og langvarig manuelt trykk eller elektrokauteri ved levermarginen i tilfeller av vedvarende blødning.

Oppsummert er den utvidede 78 % hepatektomien i en musemodell en verdifull teknikk for translasjonsvitenskapelig forskning. Omfattende opplæring er avgjørende for å oppnå et teknisk vellykket resultat knyttet til denne prosedyren. Mus er ikke bare en foretrukket smådyreart som er lett å håndtere og relativt rimelig, men også tilgjengelig i en rekke godt studerte innavlede stammer i tillegg til et stadig økende antall genmodifiserte linjer (transgene, knockout (KO), celletypespesifikke og betingede KO), noe som muliggjør fine mekanistiske studier 3,9,23. I tillegg til genmodifiserte mus, kan ulike patologier, inkludert alkoholfri fettleversykdom, skrumplever og diabetes som er kjent for å påvirke overlevelse og utfall etter leverreseksjon, lett induseres hos mus 24,25,26,27,28,29,30,31.

Som nevnt tidligere er den klassiske 2/3 PH fortsatt ekstremt verdifull, men rekapitulerer ikke den høye dødeligheten som er assosiert med utvidet leverreseksjon for kreft eller lite-for-størrelse-syndrom etter levertransplantasjon når levermassen er anatomisk eller funksjonelt utilstrekkelig (som i fettlever)7,32,33,34 . Når den utføres riktig, resulterer denne utvidede 78 % hepatektomien i 50 % postoperativ død, noe som bedre gjenspeiler den kliniske virkeligheten som å følge omfattende leverreseksjoner for traumer eller kreft og i sammenheng med lite-for-størrelse-syndrom etter transplantasjon av marginale levertransplantater, og også etter ren leverkirurgi hos pasienter med alvorlig ikke-alkoholisk steatohepatitt (NASH) eller skrumplever16, 32. juni 32. Denne musemodellen representerer et svært verdifullt og nødvendig proof-of-concept-trinn for å teste nye terapeutiske strategier for å forbedre resultatene under alle disse tilstandene. Eventuelle positive resultater hos mus vil nødvendigvis redusere antallet dyr som kreves for å utføre pre-translasjonelle store dyrestudier før klinisk oversettelse av innovative terapier.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Det er ingen interessekonflikter å opplyse.

Acknowledgments

Dette arbeidet ble støttet av NIH R01-tilskudd DK063275 og HL086741 til CF. PB og TA er mottakere av et NRSA-stipend fra NHLBI T32-opplæringsstipendet 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

Nøkkelord: Utvidet hepatektomi delvis hepatektomi leverregenerering leverreseksjon musekirurgisk modell lite-for-størrelse syndrom levertransplantasjon kreft
Utvidet 78 % hepatektomi i en musekirurgisk modell
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