Gedeeltelijke lobulair Hepatectomy: Een chirurgische Model voor morfologische lever regeneratie

Het vermogen om een orgaan te regenereren, of om te herstellen van vorm en functie, is gedacht te worden meestal verloren evolutionaire mettertijd. Het regeneratieve potentieel van de volwassen zoogdieren lever na acute chemische of fysische schade is gebleken dat de mobilisatie van alle resterende hepatocyten resulterend in golven van hypertrofie en paar rondes van celdeling, wat resulteert in een functionele maar architectonisch verschillende orgel^1,2,3,4,5. Studies hebben onlangs begonnen te karakteriseren de regeneratieve reactie van neonatale zoogdieren organen op schade in de eerste week van leven^6,7,8. Deze studies hebben aangetoond dat wanneer gewond tijdens de ontwikkeling van de neonatologie, bepaalde zoogdieren organen met morfologische regeneratie in plaats van compenserende groei of fibrose^{7,8 reageren}.

Recente studies is gebleken dat regeneratie van zowel de globale structuur en de functie tijdens de vroege neonatale periode^{6,7,8 optreedt}. Gevestigde lever schade protocollen betrekken chemische schade of beheer van ethanol^9,10,11, paracetamol^12,13,14,15 , tetrachloorkoolstof^16,17,18,19, 70% gedeeltelijke hepatectomy^4,20,21, of verwijdering van links en mediane lobben. Chemische administratie leidt tot de dood van de cel van de hepatocyte, maar vaak laat micro – en macro-structuren intact. Morfologische regeneratie kan niet gemakkelijk in deze context worden bestudeerd, zoals de algemene hepatische architectuur was niet uitgewist. De gedeeltelijke hepatectomy van 70% omvat hechtdraad Afbinding van de grote schepen, die nodig is om te stoppen met bloeden, maar laat een niet-fysiologische omgeving met permanente verstoring van therapieën. Bovendien, deze methode is alleen voor volwassen knaagdieren gebruikt, en de toepassing ervan op pasgeborenen is technisch moeilijk. Met dit in het achterhoofd, ontwikkelden we een methode waarbij 20-30% van de apex van de linker kwab is verwijderd in een pasgeboren P0-muis (figuur 1A-1B). Deze methode is operatief conservatieve, minimaal invasieve, niet technisch uitdagend, en leidt tot verlies van morfologie zonder de afbinding van therapieën, ruimte wordt gelaten voor regeneratie optreden bruto. Het resulterende stapsgewijze protocol, hieronder beschreven, zorgt voor een onderzoeker voor het uitvoeren van een gedeeltelijke lobulair hepatectomy op neonatale muizen om zoogdieren neonatale regeneratie in de vroege stadia van postnatale leven te bestuderen. Deze methode heeft ook duidelijke toepassingen aan vergelijkende studies in regeneratieve geneeskunde en de biologie van de cel van de stam, als het kan worden gebruikt in de lever tijdens latere fasen van het leven.

De meest voorkomende acute lever schade studies zijn chemisch geïnduceerde schade, volwassen lever amputatie of gedeeltelijke hepatectomy van 70%. Chemische schade vaak intraveneuze, intraperitoneaal of orale toediening van paracetamol, tetrachloorkoolstof of ethanol impliceert, en is een relatief eenvoudig en niet-invasieve letsel model. Zoals eerder besproken, chemische schade resulteert in de dood van de cel van de hepatocyte, maar vaak bladeren stroma en parenchym structuren intact, waardoor het moeilijk om te maken beweringen over morfologische regeneratie. Chemische schade vaak gecentreerd op hepatische schepen, waardoor het een nuttige techniek te bestuderen van de site en cel-specifieke schade, maar maakt het ook moeilijk te ondervragen, op het niveau van de hele orgel, andere populaties die verder van schepen kan bevinden en die kan bijdragen tot regeneratie. Ondanks deze beperkingen blijft chemische schade een nuttige en zeer fysiologisch relevante schade-model.

Volwassen 70% gedeeltelijke hepatectomy houdt de verwijdering van de linker- en mediaan kwabben na Afbinding van hepatische therapieën. Het antwoord op hepatectomy was goed gekenmerkt: de geamputeerde lever 14 dagen post 70% gedeeltelijke hepatectomy een grove andere architectuur dan die van de oorspronkelijke onbeschadigd kwab, als de hepatocyten van de resterende rechts en Spiegelse kwab ontwikkelt hypertrofie en een paar rondes van celdeling^4,5te ondergaan. Dit maakt verloren massa en functie, maar er niet in slaagt om te regenereren de twee geamputeerde lobben, en daarom is geen vervanging voor bruto morfologie. Dientengevolge, is de reactie van de schade op 70% gedeeltelijke hepatectomy nuttig zijn te onderzoeken van compenserende groei mechanismen met beperkte regeneratie.

Hier beschrijven we een protocol voor een neonatale gedeeltelijke lobulair hepatectomy volledig. De procedure hiervoor passende dierlijke selectie en voorbereiding, chirurgische veld voorbereiding operatie en herstel. Optimalisatie en aanpassing van elk van deze stappen kunnen worden vereist voor andere toepassingen van het protocol.

We hebben uitgebreid uitgevoerd en geoptimaliseerd dit protocol op wild type C57BL/6J pups (JAX 000664), echter studeren andere cel populaties en mechanismen van regeneratie, gebruikten we ook verschillende transgene dieren, met inbegrip van muizen herbergen verschillende Cre en CreERT2 transgenen en/of knock-ins (JAXAxin2^CreERT2 018867, en Sox9^CreERT2 JAX 018829) in combinatie met fluorescerende verslaggevers, zoals de regenboog en mTmG systemen (R26^VT2/GK3, R26 ^mT/mG) ^{22 , 23}. we vonden geen behoefte om te veranderen van deze methodologie voor verschillende muis stammen, zoals geen verschillen in overleving resultaten of regeneratieve potentieel werden waargenomen.

Naast het gebruik van verschillende dierlijke variëteiten, hebben we ook gedeeltelijke lobulair hepatectomies uitgevoerd op neonatale muizen met kleine molecules, zoals 4-hydroxy-tamoxifen en 5-ethynyl-2 ‘-deoxyuridine (EdU) behandeld. Dimethylsulfoxide (DMSO) en ethanol werden gebruikt als oplosmiddelen worden gebruikt, zoals bleek dat maïsolie was een belangrijke oorzaak van morbiditeit. We anders gevonden dat intraperitoneale toediening van kleine moleculen niet overleven of regeneratieve uitkomsten beïnvloeden. We voorspellen dat dit protocol aangepast voor gebruik met andere kleine moleculen worden zal te ondervragen van verschillende aspecten van regeneratie.

Neonatale muis chirurgie kunnen technisch uitdagende en bijzondere expertise in dierlijke handling en microscopische dissectie kunnen vereisen. De veehouderij expertise is nodig om te voorkomen dat moeders kannibalisme na chirurgie en tijdens de onmiddellijke herstelperiode.