Waiting
Login processing...

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

Biology

Utökad 78 % hepatektomi i en muskirurgisk modell

Published: May 24, 2024 doi: 10.3791/66528

Summary

Musmodellen av partiell 2/3 (66%) hepatektomi är väl beskriven i litteraturen, men mer utökade hepatektomier som efterliknar small-for-size-syndrom efter levertransplantation har sällan använts. Vi beskriver en utökad 78% hepatektomiprocedur i en musmodell som resulterar i cirka 50% postoperativ dödlighet hos friska möss.

Abstract

Partiell 2/3 hepatektomi hos möss används i forskning för att studera leverns regenerativa kapacitet och utforska resultaten av leverresektion i ett antal sjukdomsmodeller. I den klassiska partiella 2/3 hepatektomin hos möss avlägsnas två av de fem leverloberna, nämligen vänster och medianloben som representerar cirka 66 % av levermassan, i klump med en förväntad postoperativ överlevnad på 100 %. Mer aggressiva partiella hepatektomier är tekniskt mer utmanande och har därför sällan använts på möss. Vår grupp har utvecklat en musmodell av en teknik för utökad hepatektomi där tre av de fem leverloberna, inklusive den vänstra, median- och högra övre loben, avlägsnas separat för att avlägsna cirka 78 % av den totala levermassan. Denna förlängda resektion, hos i övrigt friska möss, lämnar en kvarvarande lever som inte alltid kan upprätthålla tillräcklig och snabb regenerering. Misslyckande med att regenerera resulterar i slutändan i 50 % postoperativ dödlighet inom 1 vecka på grund av fulminant leversvikt. Denna procedur med förlängd 78% hepatektomi hos möss representerar en unik kirurgisk modell för studier av small-for-size syndrom och utvärdering av terapeutiska strategier för att förbättra leverregenerering och resultat i samband med levertransplantation eller förlängd leverresektion för cancer.

Introduction

Kirurgiska leverresektionsmodeller för mus och råtta, som först beskrevs 1931, är de vanligaste experimentella modellerna som används för att studera den molekylära grunden för leverregenerering. De kan också vara användbara inom translationell vetenskaplig forskning för att testa och utveckla strategier för att förbättra resultaten efter förlängd leverresektion eller transplantation av suboptimala levertransplantat 1,2,3,4. Partiell hepatektomi (PH) hos möss innebär avlägsnande av cirka 2/3 (66%) av den totala levermassan (TLM), vilket när det utförs på friska djur har exceptionella resultat5. Proceduren är kortvarig, lätt reproducerbar på grund av liten variation i musleverns anatomi, och den postoperativa överlevnaden närmar sig vanligtvis 100 %1.

Partiell 2/3 hepatektomi som omfattar resektionen av vänster lob (LL) och medianloben (ML) gör det möjligt för de kvarvarande loberna att regenerera relativt obehindrat av lobinflammation eller begränsning av leverinflöde och utflöde. Snarare resulterar ökat portalvenöst flöde och därefter skjuvstress på leverns sinusformade endotelceller efter PH i ihållande uppreglering av endotelial kväveoxidsyntas (eNOS) uttryck och efterföljande frisättning av kväveoxid (NO), vilket bidrar till att hepatocyter primas för proliferation och leverregenerering3. Resultat som vanligtvis studeras efter 2/3 PH i sjukdomsmodeller såsom icke-alkoholisk fettlever eller i specifika genetiska bakgrunder inkluderar risk för akut leversvikt, kvalitativa och kvantitativa mått på leverns regenerativa kapacitet och andra biologiska svar på stress eller traumatisk skada 1,3.

En musmodell som efterliknar funktionellt eller anatomiskt small-for-size-syndrom, eftersom den inträffar efter förlängd leverresektion för cancer eller transplantation av marginella (steatos eller förlängd ischemisk tid) eller partiella (delade eller från levande donerade lever) levertransplantat, är dock fortfarande inte väletablerad. För att tillgodose detta behov krävs modeller av mer omfattande leverresektioner som sträcker sig bortom upprätthållandet av en minimal (och funktionell) levermassa för att modellera small-for-size leversyndrom och den ökade dödlighet som är förknippad med detta syndrom 6,7.

Leverns anatomi hos möss uppvisar minimal variation. Muslevern består av fem lober som var och en står för följande procentandel av den totala levermassan: vänster lob (LL; 34,4 ± 1,9 %), medianlob (ML; 26,2 ± 1,9 %), höger övre (även kallad höger överlägsen) lob (RUL; 16,6 ± 1,4 %), höger nedre (även kallad höger inferior) lob (RLL; 14,7 ± 1,4 %) och svanslob (CL, 8,1 ± 1,0 %)1, 5. veckor Varje lob försörjs av en portaltriad, inklusive en gren av leverartären, en gren av portvenen och en gallgång5. Historiskt sett har flera tekniker beskrivits för att utföra en 2/3 PH genom att resekera LL och ML. Dessa inkluderar: 1) den klassiska tekniken som består av en enda ligatur en bloc vid basen av var och en av de resekerade loberna; 2) den hemostatiska klipptekniken, med användning av titanklämmor applicerade vid basen av de resekerade loberna; 3) en kärlorienterad parenkymbevarande teknik, med användning av genomträngande suturer proximalt om klämman; och 4) en kärlorienterad mikrokirurgisk teknik, där portalvenen och leverartärgrenarna ligeras före lobresektion1. Även om varje teknik har relativa styrkor och svagheter, ger ingen högre dödlighet 1,8,9.

I denna studie presenterar vi en ny metod för förlängt pH på 78% hos möss. I denna modell avlägsnas tre av fem leverlober, inklusive LL, ML och RUL, separat med hjälp av en ligaturteknik (Figur 1). Denna procedur resulterar i resektion av cirka 78 % (77,2 ± 5,2 %) av den totala levermassan. Vårt val att ta bort LL och ML separat, och inte "en bloc" som i den klassiska PH-tekniken, minimerar komplikationer som är förknippade med en bloc-resektion av dessa två lober, såsom suprahepatisk vena cava-stenos och ökad risk för nekros i de återstående loberna när den enkla ligaturen appliceras för nära vena cava1, 10,11,12,13,14. Detta är avgörande innan du går vidare till det sista steget i denna procedur för att ta bort RUL. Denna omfattande hepatektomi hos 8-12 veckor gamla C57BL/6-möss av vildtyp orsakar 50 % dödlighet inom 1 vecka efter operationen på grund av misslyckad leverregenerering som orsakar fulminant leversvikt15,16. Denna musmodell med ökad dödlighet efter förlängd 78 % hepatektomi rekapitulerar på ett lämpligt sätt patofysiologin för small-for-size-syndrom och möjliggör utveckling och testning av nya strategier för att förbättra resultaten.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Metoderna som beskrivs i detta procedurprotokoll har godkänts av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) vid Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC). Alla försök genomfördes i enlighet med IACUC och BIDMC:s riktlinjer för djurförsöksanläggning.

1. Förberedelse för preoperativ användning av möss

  1. Raka musens buk från mitten av bröstbenet till det suprapubiska området med en klippare.
  2. Inducera generell anestesi med 1-4% isofluran i 100% syrgas. När den är sövd, placera musen på rygg på det kirurgiska området med en värmedyna under. Innan du gör ett snitt, nyp ordentligt i tån för att säkerställa att pedalreflexen är frånvarande (om sådan finns kommer djuret att reagera). Justera anestesinivån efter behov för att uppnå ett tillstånd av generell anestesi.
    OBS: Titrat isofluran som behövs för att upprätthålla adekvat generell anestesi.
  3. Administrera 1,2 mg/kg buprenorfin depottabletter subkutant för postoperativ analgesi. Placera musen på rygg med frambenen och bakbenen utsträckta och fäst lemmarna med tejp; Förbered sedan ett sterilt fält för operation.
    OBS: Se till att frambenen är avslappnade när de sitter fast så att andningen inte hindras.
  4. Förbered buken med varma sterila koksalt- och bedidinpinnar, växelvis mellan varje pinne 3 gånger. Drapera buken på ett sterilt sätt.

2. Hepektomi

  1. Gör ett vertikalt laparotomisnitt i mittlinjen genom huden från xiphoid-processen till det suprapubiska området med hjälp av en skalpell. Snitta sedan genom linea alba med en vass sax för att komma in i bukhålan och förläng detta snitt till längden på hudsnittet.
    OBS: Det är säkrare att först snitta linea alba i subxiphoidregionen där levern är djupt till bukväggen för att undvika skador på den underliggande tarmen.
  2. Dra tillbaka bukväggen i sidled med hjälp av lämpliga upprullningsdon; Kläm sedan fast xiphoid-processen med en hemostat och dra tillbaka bröstbenet överlägset för att exponera levern.
  3. Dra tillbaka levern sämre för att exponera det falciforma ligamentet och transektera sedan ligamentet längs leverns längd med en vass sax. Dra tillbaka levern överlägset mot bröstkorgen för att exponera det hepatogastriska ligamentet och de intrahepatiska lobligamenten och transektera dessa strukturer med en vass mikrosax.
    OBS: Indragning bör utföras mycket försiktigt med fuktiga applikatorer med bomullsspets eftersom levern, inkapslad av Glissons kapsel, är mycket ömtålig och lätt att få blåmärken och skärsår.
  4. Dra tillbaka medianloben överlägset samtidigt som du behåller den vänstra loben i sin ursprungliga anatomiska position. Linda en 5-0 silkessutur runt den överlägsna-mediala delen av LL. Reflektera LL överlägset mot bröstkorgen för att exponera undersidan av loben, för samman suturändarna vid basen av loben och knyt suturen vid basen. Se till att suturen inte hindrar blodflödet i den nedre hålvenen (IVC) eller portvenen innan du knyter suturen för att ligera LL.
    OBS: Det är bäst att knyta denna sutur medan LL reflekteras överordnat mot bröstkorgen så att portaltriaden är väl exponerad under ligeringen. Detta underlättar resektion av loben nära basen utan att kompromissa med intilliggande strukturer.
  5. Skär upp LL precis distalt om suturkibben med en vass sax och se till att en liten manschett av vävnad (~2 mm) separerar suturen från kanten av den resekerade loben. Bekräfta hemostas.
  6. Reflektera medianloben överlägset mot bröstkorgen, placera en 5-0 silkessutur runt basen av ML och återställ ML till sin ursprungliga anatomiska position. Approximera suturändarna över basen av den överlägsna aspekten av ML och se till att knyta dem vid basen av loben. Avlägsna den ligerade ML och lämna en liten manschett av kvarvarande vävnad runt suturbandet. Bekräfta hemostas.
  7. Mobilisera levern från höger till vänster för att exponera de högra övre och nedre loberna och noggrant reflektera dessa lober medialt och underlägset. Linda en 5-0 sutur över den överlägsna-mediala aspekten av RUL för att säkerställa att suturen omger RUL-basen och sedan reflekterar RUL mot bröstkorgen. Linda suturen under RUL och knyt ändarna nära dess bas, skär sedan av den och lämna en liten manschett av kvarvarande vävnad runt suturbandet.
    OBS: Bindning för proximalt vid basen av RUL kan äventyra blodtillförseln till RLL, vilket kan resultera i ischemi i RLL och död hos musen inom 24 timmar postoperativt. Däremot minskar bindning för distalt från RUL-basen mängden resekerad levermassa, vilket ökar den postoperativa överlevnaden utöver vad som förväntas.
  8. För tillbaka den återstående levern till sitt vilande anatomiska läge och säkerställ hemostas. Vid behov, applicera tryck med gasväv på områden med mindre blödning vid resekerade leverkanter.
  9. Stäng mittlinjens bukvägg (fascia och muskellager) med en 5-0 polyglaktinsutur på ett oavbrutet sätt. Stäng hudsnittet med häftklamrar eller 5-0 monofilamentsuturer.
  10. Avbryt anestesin och övervaka musen tills den återfår medvetandet och kan röra sig normalt.

3. Postoperativ vård

  1. Observera musen postoperativt för att säkerställa lämplig återhämtning (dvs. musen är vaken, alert och ambulerande i buren) och smärtkontroll. Undersök musen var 2:e timme upp till 6 timmar efter ingreppet, och sedan dagligen.
    OBS: Det förväntas att musen kommer att röra sig långsammare i buren postoperativt. Musen ska återhämta sig i en isolerad bur från andra möss och endast återföras till sällskap med andra möss när den är helt återställd.
  2. Administrera uppvärmda normala koksaltlösningsinjektioner (0,1-1,0 ml, subkutant eller intraperitonealt) om musen blir hypovolemisk på grund av medvetslös vätska eller kraftig blodförlust efter operationen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

En framgångsrik förlängd hepatektomi på 78 % förväntas inducera 50 % dödlighet inom 1 vecka hos friska vuxna möss i åldern 8-12 veckor16. När det utförs på rätt sätt förväntas minimal blodförlust. Kvarvarande blödningar som kvarstår kan kontrolleras med manuellt tryck. Perioperativ död inom 24 timmar efter operationen orsakas ofta av tekniska fel. Tekniska fel inkluderar oavsiktlig skada på stora blodkärl som orsakar svårbehandlad intraoperativ blödning; betydande postoperativ blödning, ofta på grund av kvarvarande blödning från de avlägsnade leverkanterna; skada på omgivande struktur såsom oavsiktlig ligering av den intilliggande portaltriaden, portvenen eller IVC; ischemi av RLL sekundärt till ligering av RUL alltför proximalt till lobbasen; och komplikationer från narkos. Tecken på leversvikt inkluderar progressiv letargi, hårklumpar, anorexi och hypoglykemi, som ofta blir uppenbara inom 24 timmar efter operationen.

De två förväntade resultaten efter förlängd 78% leverektomi är antingen överlevnad eller död. I det första scenariot återhämtar sig musen på lämpligt sätt efter operationen, återgår till normal aktivitet inom 72 timmar och överlever längre än 7 dagar. Laparotomi utförd 9-10 dagar postoperativt visar full återhämtning av preoperativ levermassa 4,16,17,18. Det andra resultatet skulle vara dödlighet inom 2-7 dagar postoperativt. Musen kan visa initiala tecken på återhämtning under de första 12 timmarna efter operationen, men försämras relativt snabbt efteråt på grund av attleversvikt utvecklas. Musen uppvisar tecken på stress, viktminskning och progressiv slöhet tills den dör. Exempel på oväntade utfall är dödsfall på grund av tekniska komplikationer eller överlevnad hos möss långt över eller under 50 % efter förlängd 78 % hepatektomi.

Vårt laboratorium banade väg för denna utökade 78% hepatektomi och validerade dess användbarhet i ett tidigare manuskript som visar att förlängd 78% hepatektomi hos 8 veckor gamla friska BALB/c-möss resulterar i 50% dödlighet, vilket skulle kunna upphävas om muslevern var förkonstruerad för att uttrycka A20 (Tumor Necrosis Factor Inducible Protein 3 [TNFAIP3]), levererad intravenöst med hjälp av ett rekombinant adenovirus16. I denna studie av Longo et al. genomgick en frisk BALB/c-mus en 78-procentig hepatektomi 5 dagar efter administrering av en rekombinant adenovirusvektor som uttrycker humant A20 (rAd.A20) eller kontrollen β-Galaktosidas (rAd.βGal). Ytterligare en icke-behandlad kontrollgrupp inkluderades också. Efter 78 % hepatektomi observerade Longo et al. att 6 av de 12 (50 %) icke-behandlade mössen överlevde ingreppet (Figur 2)16.

Två bestämningsfaktorer för kompetens inkluderar 1) begränsning av tekniska komplikationer, som listas ovan, varav den främsta är RLL-ischemi, som orsakar tidig död, och 2) säkerställande av tillräcklig mobilisering av RUL, utan vilken man misslyckas med att uppskatta RUL:s fulla storlek och därför misslyckas med att avlägsna den på rätt sätt. Detta minskar mängden levermassa som avlägsnas och förbättrar därför den totala överlevnadsgraden långt över de förväntade 50 %. Under den inledande utbildningsperioden för prövaren/författaren överlevde 10 av 15 (67 %) friska vuxna CD1- och C57BL/6-möss av manligt och kvinnligt kön i åldern 11-21 veckor 1 vecka efter 78 % leverektomi (3 tekniska dödsfall exkluderade) (tabell 1)19,20,21. Ytterligare utbildning i samband med en uppskattande förståelse av leveranatomi hos möss för att förbättra RUL-mobilisering och underlätta en adekvat resektion, mätt som uppskattad procentuell hepatektomi, var avgörande för att uppnå den förväntade 50-procentiga överlevnadsgraden efter 78 % hepatektomi. Efter att den tekniska färdigheten upplevdes vara fullt uppnådd överlevde 8 av 16 möss (50 %; 1 teknisk död exkluderad) 1 vecka efter 78 % hepatektomi.

Figure 1
Figur 1: Positionering av hepatektomi hos mus och leveranatomi. (Vänster) Visuell representation av muspositionering för laparotomi och utökad 78 % hepatektomi. Musen avbildas på rygg med ett laparotomisnitt i mittlinjen. (Höger) Musleveranatomi avbildad underifrån med färgade linjer som avgränsar resektionsställen. Den vänstra loben, medianloben och de högra övre loberna avlägsnas på ett sekventiellt sätt efter suturligering vid basen. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 2
Figur 2: Överlevnadsfördel efter förlängd (78 %) hepatektomi hos möss som konstruerats för att överuttrycka A20. Överlevnadsdata efter 78 % förlängd hepatektomi hos obehandlade (icke-infekterade NI), rAd.βGal och rAd.A20-behandlade möss. Överuttryck av A20 i levern hos möss gav en signifikant överlevnadsfördel jämfört med NI (50 %) och rAd.βGal-kontroller (13 %) (n = 12 möss/grupp). Denna figur är från Longo et al.16. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Överlevde Avliden Tekniskt fel Total Uppskattad % hepatektomi Överlevnadsgrad
förkunskaper 10 5 3 18 68 ± 3,9 % 10/15 (66%)
Efter kompetensen 8 8 1 17 79 ± 2,4 % 8/16 (50%)

Tabell 1: Utökade träningsresultat på 78 % lever. Överlevnadsresultat inom 1 vecka efter förlängd 78 % hepatektomi hos friska vuxna CD1- och C57BL/6-möss i åldern 11-21 veckor. Teknisk skicklighet bestämdes själv genom observerbara förbättringar av teknisk framgång och adekvat resektion av den högra övre loben, beräknat genom uppskattad procentuell hepatektomi (Mean ± SEM).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

För att framgångsrikt utföra en förlängd 78 % hepatektomi som orsakar 50 % dödlighet hos möss, är det viktigt att varje leverlob avlägsnas exakt. Denna nivå av kompetens och precision kan endast uppnås om proceduren utförs upprepade gånger. Träningskurvan varierar mellan operatörer men kräver vanligtvis 3-6 månaders träning. En leverresektion som tar bort mindre än 78 % av TLM skulle resultera i högre överlevnadsgrad, medan en leverresektion som tar bort mer än 78 % av TLM skulle resultera i större dödlighet. Varje lobresektion är utmanande, om än inte i samma utsträckning.

Den vänstra loben är den som är lättast att avlägsna på ett tillförlitligt sätt. LL-basen är smal, och när den reflekteras överlägset kan operatören enkelt identifiera leverbasen och binda suturen i samma position med nästan identisk lobresektionsvolym varje gång. Medianloben har den bredaste basen jämfört med LL och RUL. Därför kräver det att operatören noggrant uppskattar var suturen behöver placeras och noggrant approximerar suturändarna vid basen av ML innan loben skärs om. När ML är knuten för proximalt kan suturen äventyra venös leverdränering eller hindra blodflödet från IVC till hjärtat. När ML binds för distalt avlägsnas otillräcklig levermassa, och risken för blödning vid resektionsmarginalen ökar eftersom ML-basen är bredare. Den högra övre loben är kanske den som är svårast att avlägsna på ett tillförlitligt sätt. Den anatomiska positionen av RUL posteriort i bukhinnehålan gör det svårt att linda suturen helt runt basen, vilket kan resultera i en ofullständig resektion av denna lob. Däremot, om suturen är bunden för proximalt vid RUL-basen, kan blodtillförseln till den högra nedre loben äventyras, vilket orsakar ischemi av denna RLL och ökar sannolikheten för postoperativ dödlighet.

Andra viktiga element för att minimera procedurrelaterade risker inkluderar minimering av generell anestesi (t.ex. isofluran) för att minska toxicitet och säkerställa adekvat hemostas efter varje lobersresektion för att begränsa postoperativ blödning. Det är viktigt att tänka på att den utökade 78-procentiga hepatektomin företrädesvis utförs på vuxna 8-12 veckor gamla möss, eftersom äldre möss kan uppvisa större variation i överlevnad på grund av sin större kroppsmassa och minskade regenerativa leverkapacitet, medan yngre möss kan drabbas av större tekniska komplikationer på grund av den mindre storleken på deras lever och en högre frekvens av anestesirelaterade komplikationer. Vi antar att den observerade dödligheten på 50 % efter 78 % hepatektomi motsvarar inneboende egenskaper hos enskilda möss som relaterar till subtila anatomiska variationer i den relativa procentandelen av varje leverlobs massa i förhållande till den totala levermassan mellan enskilda djur. Den 78-procentiga hepatektomin hos möss representerar en anatomisk tröskel vid vilken endast 50 procent av djuren kan regenerera och överleva i tid och framgångsrikt, medan de andra 50 procenten misslyckas och dör. Vi erkänner också att subtila skillnader i levermanipulation kan vara förknippade med olika grader av leverskada, och därmed snedvrida denna fina balans mot misslyckande att regenereraoch död.

Den mest begränsande faktorn är dock fortfarande behärskningen av själva det kirurgiska ingreppet, som bara kan komma med övning. Övning är avgörande för att säkerställa ett reproducerbart resultat genom exakt kartläggning av suturerna vid basen av varje leverlob. En varning är att individuella variationer i leverns anatomi hos möss - som är sällsynta - kan kräva viss modifiering av tekniken. Andra ingrepp som bör övervägas från fall till fall för att förbättra framgången inkluderar administrering av normala bolusar med koksaltlösning vid höga okänsliga vätskeförluster eller betydande blödningar, och långvarigt manuellt tryck eller diatermi vid leverkanten i fall av ihållande blödning.

Sammanfattningsvis är den utökade 78-procentiga hepatektomin i en musmodell en värdefull teknik för translationell vetenskaplig forskning. Omfattande utbildning är avgörande för att uppnå ett tekniskt lyckat resultat i samband med denna procedur. Möss är inte bara en föredragen liten djurart som är lätt att hantera och relativt billiga, utan finns också i ett antal välstuderade inavlade stammar utöver ett ständigt växande antal genetiskt modifierade linjer (transgena, knockout (KO), celltypsspecifika och betingade KO), vilket möjliggör fina mekanistiska studier 3,9,23. Förutom genetiskt modifierade möss kan olika patologier, inklusive icke-alkoholisk fettleversjukdom, cirros och diabetes som är kända för att påverka överlevnad och resultat efter leverresektion, lätt induceras hos möss 24,25,26,27,28,29,30,31.

Som tidigare nämnts är det klassiska 2/3 PH fortfarande extremt värdefullt men rekapitulerar inte den höga dödlighet som är förknippad med förlängd leverresektion för cancer eller small-for-size-syndrom efter levertransplantation när levermassan är anatomiskt eller funktionellt otillräcklig (som i fettlever)7,32,33,34 . När den förlängda levern utförs på rätt sätt resulterar denna förlängda 78-procentiga hepatektomi i 50 % postoperativ död, vilket bättre återspeglar den kliniska verkligheten, t.ex. efter omfattande leverresektioner för trauma eller cancer och i samband med small-for-size-syndrom efter transplantation av marginella levertransplantat, och även efter ren leverkirurgi hos patienter med svår icke-alkoholisk steatohepatit (NASH) ellercirros16, 32. veckor Denna musmodell representerar ett mycket värdefullt och nödvändigt proof-of-concept-steg för att testa nya terapeutiska strategier för att förbättra resultaten vid alla dessa tillstånd. Alla positiva resultat på möss kommer att avsevärt minska antalet djur som krävs för att genomföra pretranslationella studier på stora djur innan innovativa terapier översätts till klinisk behandling.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Det finns inga intressekonflikter att upplysa om.

Acknowledgments

Detta arbete stöddes av NIH R01-anslag DK063275 och HL086741 till CF. PB och TA är mottagare av ett NRSA-stipendium från NHLBI T32 utbildningsbidrag 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

Nyckelord: Utvidgad hepatektomi Partiell hepatektomi Leverregeneration Leverresektion Muskirurgisk modell Small-for-size syndrom Levertransplantation Cancer
Utökad 78 % hepatektomi i en muskirurgisk 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