Erweiterte 78%-Hepatektomie in einem chirurgischen Mausmodell

Chirurgische Leberresektionsmodelle von Mäusen und Ratten, die erstmals 1931 beschrieben wurden, sind die gebräuchlichsten experimentellen Modelle, die zur Untersuchung der molekularen Grundlagen der Leberregeneration verwendet werden. Sie könnten auch in der translationalen wissenschaftlichen Forschung nützlich sein, um Strategien zur Verbesserung der Ergebnisse nach längerer Leberresektion oder Transplantation suboptimaler Lebertransplantate zu testen und zu entwickeln 1,2,3,4. Partielle Hepektomien (PH) bei Mäusen führen zur Entfernung von etwa 2/3 (66 %) der gesamten Lebermasse (TLM), die bei gesunden Tieren zu außergewöhnlichen Ergebnissen führen⁵. Das Verfahren ist von kurzer Dauer, aufgrund geringer Unterschiede in der Anatomie der Mausleber leicht reproduzierbar, und das postoperative Überleben liegt in der Regel bei nahezu 100 %¹.

Die partielle 2/3-Hepatektomie, die die Resektion des linken Lappens (LL) und des Medianlappens (ML) umfasst, ermöglicht eine relativ ungehinderte Regeneration der Restlappen durch eine Lappenentzündung oder eine Einschränkung des hepatischen Zu- und Abflusses. Vielmehr führen ein erhöhter portalvenöser Fluss und die anschließende Scherbelastung der sinusförmigen Endothelzellen der Leber nach PH zu einer anhaltenden Hochregulierung der Expression der endothelialen Stickstoffmonoxidsynthase (eNOS) und der anschließenden Freisetzung von Stickstoffmonoxid (NO), was zur Vorbereitung der Hepatozyten für die Proliferation und Leberregeneration beiträgt³. Zu den Ergebnissen, die häufig nach 2/3 PH in Krankheitsmodellen wie der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung oder in bestimmten genetischen Hintergründen untersucht werden, gehören das Risiko eines akuten Leberversagens, qualitative und quantitative Messungen der Regenerationsfähigkeit der Leber und andere biologische Reaktionen auf Stress oder traumatische Verletzungen ^1,3.

Ein Mausmodell, das das funktionelle oder anatomische Small-for-Size-Syndrom nachahmt, wie es nach einer verlängerten Leberresektion bei Krebs oder einer Transplantation von marginalen (Steatose oder verlängerte ischämische Zeit) oder partiellen (gespaltenen oder aus der lebenden Spenderleber) Lebertransplantaten auftritt, ist jedoch noch nicht gut etabliert. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, sind Modelle umfangreicherer Leberresektionen erforderlich, die über die Aufrechterhaltung einer minimalen (und funktionellen) Lebermasse hinausgehen, um das Small-for-Size-Lebersyndrom und die mit diesem Syndrom verbundene erhöhte Mortalität zu modellieren ^6,7.

Die Anatomie der Leber von Mäusen weist minimale Variationen auf. Die Leber der Maus besteht aus fünf Lappen, die jeweils den folgenden Prozentsatz der gesamten Lebermasse ausmachen: linker Lappen (LL; 34,4 ± 1,9 %), Medianlappen (ML; 26,2 ± 1,9 %), rechter oberer (auch rechter oberer Lappen genannt) (RUL; 16,6 ± 1,4 %), rechter unterer (auch rechter unterer Lappen genannt) (RLL; 14,7 ± 1,4 %) und Schwanzlappen (CL, 8,1 ± 1,0 %)^{1, 5}. Urheberrecht Jeder Lappen wird von einer Pfortadertriade versorgt, die einen Ast der Leberarterie, einen Ast der Pfortader und einen Gallengang⁵ umfasst. In der Vergangenheit wurden mehrere Techniken beschrieben, um eine 2/3 PH durch Resektion des LL und des ML durchzuführen. Dazu gehören 1) die klassische Technik, die aus einer einzigen Ligatur en bloc an der Basis jedes resezierten Lappens besteht; 2) die hämostatische Clip-Technik, bei der Titanclips an der Basis der resezierten Lappen angebracht werden; 3) eine gefäßorientierte parenchymerhaltende Technik unter Verwendung von Piercingnähten proximal der Klemme; und 4) eine gefäßorientierte mikrochirurgische Technik, bei der die Pfortader- und Leberarterienäste vor der Lappenresektion^{ligiert werden 1}. Obwohl jede Technik relative Stärken und Schwächen aufweist, führt keine zu einer höheren Letalität ^1,8,9.

In dieser Studie stellen wir eine neuartige Methode für eine verlängerte PH von 78% bei Mäusen vor. In diesem Modell werden drei von fünf Leberlappen, einschließlich LL, ML und RUL, separat mit einer Ligaturtechnik entfernt (Abbildung 1). Dieses Verfahren führt zur Resektion von etwa 78 % (77,2 ± 5,2 %) der gesamten Lebermasse. Unsere Entscheidung, LL und ML getrennt zu entfernen und nicht “en bloc” wie bei der klassischen PH-Technik, minimiert Komplikationen, die mit einer En-bloc-Resektion dieser beiden Lappen verbunden sind, wie z. B. eine suprahepatische Hohlvenenstenose und ein erhöhtes Risiko einer Nekrose der verbleibenden Lappen, wenn die einzelne Ligatur zu nahe an der Hohlvene angelegt wird^1. 10,11,12,13,14. Dies ist entscheidend, bevor Sie zum letzten Schritt dieses Verfahrens übergehen, um die RUL zu entfernen. Diese umfangreiche Hepatektomie bei 8-12 Wochen alten Wildtyp-Mäusen mit C57BL/6 führt innerhalb von 1 Woche nach der Operation zu einer Letalität von 50 % aufgrund einer fehlgeschlagenen Leberregeneration, die zu einem fulminanten Leberversagen führt^15,16. Dieses Mausmodell mit erhöhter Letalität nach erweiterter 78%-Hepatektomie rekapituliert die Pathophysiologie des Small-for-Size-Syndroms angemessen und ermöglicht die Entwicklung und Erprobung neuartiger Strategien zur Verbesserung der Ergebnisse.