Disruption of bile flow results in severe inflammatory cholestatic liver injury with a characteristic time-dependent sequence of morphological alterations. Here we present a protocol for the surgical ligation of the common bile duct in mice that allows to induce a strong fibrotic response after 21 to 28 days.
대부분의 척추 동물에서는 간장을 흡수 및 지방을 유화 빌리루빈 및 기타 대사 배설 제품뿐만 아니라 소장 지질의 분해를 가능하게 할 필요가 담즙을 생성한다. 간에서 간외 담도 시스템의 실험 방해은 담즙 분비와 염증이 문맥 주위 필드에서 발생하는 강한 섬유 성 반응의 결과로 연결 병리학 적 사건의 복잡한 폭포를 시작합니다. 따라서, 담관의 수술 적 치료는 설치류의 폐쇄성 담즙 정체성 부상을 유도하는 부적절한 담즙의 흐름에 의해 유도 이러한 병태 생리 학적 메커니즘을 기초 분자 및 세포 이벤트를 연구하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 모델이되고 있습니다. 최근, 다양한 수술 기법은 특정 연구 질문 재접속 reanastomosis 담관 결찰술 (BDL) 후, 예를 들면, 부분 BDL 또는 기타 미세 수술 방법 중 하나를 허용하는 것이 설명되었지만. 그러나, 가장 자주 사용되는 모델은 21-28일 후 강한 섬유 성 반응을 유도하는 담관의 완전한 폐쇄이다. 사망률로 인해 감염성 합병증 또는 기술적으로 부정확 한 내용에 높은 수 있습니다. 여기에서 우리는 1959 년에 러셀과 버치으로 가정 동물 복지에 대한 3R 규칙에 따라 재현성이 높은 섬유 성 반응을 유도 쥐에 BDL 모델에 대한 자세한 수술 과정을 제공합니다.
간 섬유증은 매트릭스 – 제조 간 성상 세포의 상호 작용의 복잡한 네트워크 간 상주 침윤 세포 및 혈액 세포의 1,2- 다양한 유래 과잉 생산과 세포 외 기질 (ECM)의 축적으로 정의된다. 간 섬유화가 다른 자극의 다수에 의해 야기 될 수 있지만 섬유증을 기본 분자 메커니즘은 일반적으로 매우 유사하다. 간 손상에 따라, 분자 및 세포 변화의 고도로 조율 된 프로그램이 시작됩니다. 이 프로그램에서는 염증 신호, 단핵구 / 대 식세포와 간 성상 세포 사이에 밀접한 상호 작용이 발생하는 근육 섬유 모세포, ECM 증착 및 간 조직의 무결성 3 연속 해부학 적 및 기능적 변화에 별 모양의 세포 활성화와 분화의 최종 결과에. 간 성상 세포의 활성화는 특히 염증성 신호 간 상호 작용에 의해 구동되고(쿠퍼 세포 즉) 숙박업 대 식세포. 병원체 관련 분자 패턴 등 수신자 같은 수용체로서 특수 패턴 인식 수용체에 의해 인식되는 염증 과정 (3)를 구동 염증성 사이토 카인 및 케모카인 중 다수의 발현 및 분비를 유발 다른 경로의 복잡한 네트워크를 통해 신호가 활성화 될 때. 질병 인자의 생산이 제거 될 때 염증 반응 및 형성 간 무례한 일시적인. 부상이 지속되면 반대로, 만성 염증은 간 및 반흔 조직 형성에 의한 정상 간 실질의 진보적 인 교체의 결과로 전경 표현과 ECM 군중의 축적에서 진화.
인간의 간 섬유화가 전세계 임상 문제이므로, 급성 및 만성 간부전의 몇몇 설치류 모델 실험은 지난 수십 년 동안 확립되었다. 뮤에피네프린 시스템은 예를 들어, 일반적인 모델이 중요한 영향을 미칠 다른 hepatotoxins의 다양한 투여, 담관 결찰술, 면역 매개 성 간 손상 유도 유전자 결함 타겟팅 도입하거나 유전자의 반대의 과발현 아르 간 섬유증 (4)의 병인에 관여하는 신호 전달 경로.
설치류 담관 결찰술 수년 5-8 대한 연구 실험 절차에 따라 실시되었다. 설치류에서 장기간 담관 결찰 (BDL)에 대한 최초의 재현성이 높은 프로토콜은 이미여 년 전 9 지금 제시했다. 이 프로토콜에서 삽관 / 폐쇄 및 결찰 모두 인간의 담즙 성 간경변 구에서 관찰 된 것과 차이가 없었다 형태 학적 변화와 쥐의 간경변의 높은 수율을 유도. 각 프로토콜은 수술이 비교적 신속하게 적용될 수있다, 간단및 동물의 생존율은 95 % 이상으로 높다. 고전 쥐 삽관 / 방해 프로토콜에서 2cm의 짧은 절개 바로 칼 모양의 과정을 아래에 이루어집니다. 그 후, 정맥은 담관의 근위부에 삽입 실크 봉합과의 위치에 고정되어있다. 다음 단계에서, 상기 캐 뉼러의 말단부는 하부 오른쪽 사분면 9 피하 정중선 절개의 하단부를 통해 넣어 매립 3 매듭 방해된다. 마지막에, 복부 닫히고 동물을 회복 할 수있다. 결찰 프로토콜에서, 래트 또는 합자 9 사이 담관 절개없이 어느 담관 이중 결찰을 실시한다.
이 실험 모델은 잘 받아 간 담즙과 섬유화를 유도하기 위해 실험실의 수백에서 전 세계적으로 사용된다. 그것은 간내 담즙의 상피 세포 증식을 유도 근섬유 differentiatio포털 섬유 아세포의 n은 약 ECM (10, 11)의 재현성이 뛰어나고, 대규모 표현과 증착 결과, 담도 상피 세포 증식. 따라서, 쥐에서이 모델의 응용 프로그램 간 염증과 섬유화의 기전을 이해하는 것을 목표로 과학자들에게 인기가되고있다.
우리의 실험실에서, 우리는 광범위하게 간 섬유화의 특별한 분자 및 세포 측면을 조사하고 새로운 antifibrotic 개념과 약물 12-15을 테스트하는 것을 목표로 여러 가지 실험 연구에서 쥐의 과거에이 프로토콜을 사용하고 있습니다.
최근에, 우리는 쥐의 시스템에이 방법을 적용하고 담관 결찰 수술은 또한 쥐 16-18 낮은 변화와 사망률과 시간에 따라 섬유증을 설정하는 매력적인 평균 것으로 나타났습니다. 동물의 작은 크기로, 그러나, 마취와 관련하여 몇 가지 중요한 변형으로 인해 수술 intervention 및 후 처리 관측이 모델에서 안정적이고 재현성있는 결과를 얻기 위해 필요하다. 완전한 적응은 다음 프로토콜 및 첨부 된 비디오 문서에 요약되어있다.
담즙 정체성 간 손상은 만성 간 질환 환자에서 간 섬유화 및 간경변의 개발을위한 주요 원인이되는 요인 중 하나이다. 이들 질환은 평가할 수없는 의료 비용을 생성한다는 사실에 기초하여, 많은 연구자들이 간 섬유화의 진행 발병 기전을 이해하려고하는 것을 이해할 수있다. 따라서, 실험 모델은 간 염증, 섬유증 및 경변증으로 이어질 한 복잡한 메커니즘의 다양한 측면을 모방가 생성되었다.
수술 BDL 쥐와 쥐 4,23,24의 폐쇄성 담즙 손상을 유도하는 데 사용되는 가장 널리 실험 모델 중 하나입니다. 대부분의 프로토콜에서, 동물을 마취하고 중앙부 개복술 행한다. 그 후, 담관은 복강에서 발견되어 수술 꼬기를 사용하여 두 번 결찰. 결과적으로, 마우스 및 래트이 수술을받은 그 Develop 처음에는 문맥 주위 필드 (25)에서 발생하는 강한 섬유 성 반응. 수년 동안 여러 가지 수술 기법 및 수정이 설명되었다. 특별 절차도 BDL 23 재 연결 또는 reanastomosis 할 수 있습니다. 다른 기술은 상당히 적은 괴사 형성 및 결과적 간세포 증식 24 초래 BDL 부분에 기초한다. 담낭염의 형성을 방지 쓸개 (담낭 절제술)의 후속 제거와 함께 부분 BDL 또한 급성 담즙을위한 훌륭한 실험 모델을 나타냅니다. 이것은 인간 상황 (24)에 가까운 모델이 제안되었다. 그리고 사실,이 모델의 설립 동안, 그것은 이미 재현성 최소한의 조직 학적 조직 손상으로 담즙의 원인과 만성 담즙 정체 (25)를 진행하지 않는 것을 증명했다. 따라서,이 모델은 위도 공부에 이상적입니다 것을 제안했다반대로 담즙 (24)의 전자 효과. 더욱 정교한 방법은 미세 기반으로 빠르고 재현 방법은 간 (26)의 선택된 부분에서 담즙 정체성 간 손상을 입힐 수있다.
원래 BDL 프로토콜에서 이러한 복잡한 수정은 특정 연구 질문을 조사에 매우 도움이 입증되었지만, 많은 실험실 전세계 기본적으로 담즙 정체성 간 섬유증에 대한 높은 재현성 및 신뢰성있는 모델로 BDL 모델을 채용 목표로하고 있습니다. 그러나, 많은 합병증은 실질적으로 기술적으로 부정확 한 내용이 피하지 않을 경우,이 모델에 의해 얻어진 결과의 재현성과 신뢰성을 변경할 수있는 발생할 수 있습니다. 중 또는 빠르게 수술 후 발생할 수있는 – 예를 들어, 담관에 수반되는 혈관의 손상과 관련된 합병증 출혈 (4 그림 3 참조). 이후 cardiodepression 또는 R과 마취의 과다 복용espiratory 실패는 절차의 피할 수있는 합병증입니다. 봉합 정확하게 복강 내로 수행 담즙 유출하지 않으면 복막염 패혈증에 이르는 심각한 감염은, 실험 전 기간 동안 발생할 수있다. 수술 중 소장에 사고 부상은 복막염으로 이어질 수 있습니다. 따라서, 엄격한 취급 지침에 따라 표준화 된 프로토콜이 강력하게 요구되는 것은 명백하다. 이 규정은 최근 2013 일에 새로운 동물 복지 규칙을 구현 유럽 연합 (EU)의 국가에서 요구되었다.이 규정과 관련된 각각의 요구 사항은 새로운 것이 아니다 이미 1959 년에 제안 된, 러셀과 버치는 윤리를 제안 할 때 주로 교체, 정제 및 감소 (3R) 원리 (27)을 기반으로 동물들과 함께 과학 실험을 수행하기위한 프레임 워크입니다.
개 요를 다음과 같은 경우에드 프로토콜 기술적으로 부정확 한 내용으로 인해 발생할 수있는 몇 합병증이 있습니다. 세 가지 특정 문제가 다소 낮은 주파수에서 발생할 수 있습니다.
모든 수술과 마찬가지로 마취의 과다 복용은 특히 저체온증과 함께 동물에 잠재적으로 위험성을 내포하고있다. 수술 중 심혈관 합병증이 발생하면, 마취제의 공급은 즉시 중단되어야하고 오퍼레이터는 마우스에 가능한 한 많은 산소를 제공하기 위해 노력한다. 이것은 공기로 채워지고 손상된 동물의 입으로 펌핑 작은 플라스틱 주사기를 이용하여 수행 될 수있다. 대안 적으로, 동물의 영향 환기 작은 Peleusball의 사용은 활성화 공정에 종종 도움이된다.
상처 치유의 문제
BDL 수술 후, 마우스는 자신의 아픈 솔기 또는 다른 동물들 물린 수 있습니다. 이 경우, 각각의 마우스는 별도로해야한다갇힌. 열린 상처와 동물은 상처 주위의 영역을 부드럽게 표준 살균 소독, 상처는 다시 봉합해야한다, 마취해야합니다. 다음 3 일 동안이 동물의 상처는 정기적 (하루에 2-3 회)를 검사한다.
복부 또는 복수의 형성 Distensions은 세균 감염에 대한 나타낸다. 이 때문에 수술 중 비 멸균 작업에 발생할 수 있습니다. 감염의 모든 종류의 인간 엔드 포인트로 예외없이 처리되어야하고, 영향을받는 동물을 희생해야한다.
우리는 쉽게 구현이 간단하고 높은 재현성과 결합 만 낮은 동물의 사망률을 불러 일으키는 쥐 BDL의 성능을 제공 프로토콜을 수행하기 위해 제공. 수술 프로토콜 모두 신속 당업자 과학자 체포 될 수있다. 전체 실험 기간 동안, 동물은 37 ° C에서 온난화 접시에 보관하고 영구적으로 연결되어마취 시스템에 통증과 고통을 최소화한다. 수술의 경우, 복부 정중선 개복술과를 해부하지 않고 두 번 결찰 담관으로 열립니다. 여기에서 논의 된 대표적인 결과는 간 형태 (염증, 섬유화, 간경화)에 관해서 형질 변경이 매우 재현성 및 섬유화의 다양한 측면을 연구 할 수 있음을 입증 (예., 개시, 염증, 진행, 말기 질환) 정의 된 시간 지점에서.
우리는 우리의 프로토콜의 개요가 성공적으로 다른 실험실에서이 섬유증 모델을 수립하고, 다른 위치에서의 신뢰성과 재현성있는 결과를 보장 할 필요가있다 학습 곡선을 단축하는 데 도움이되기를 바랍니다. 이에 우리는 제시된 프로토콜은 1959 년 러셀과 버치에 의해 가정 된 3R 원칙을 지원하며, 현재 많은 국가 위스콘신에서 구현되는 새로운 동물 복지 규칙의 기초를 나타낸다는 것을 생각얇은 유럽 프레임 워크입니다.
The authors have nothing to disclose.
저자는 독일 연구 재단 (SFB / TRR57, Q3 및 Q2)의 재정 지원을 인정하고 싶습니다. 저자는 사진을 준비하는 그들의 도움을 Mareike 슐츠, 파스칼 Paschenda 및 Klaudia Warzecha 감사합니다.
Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Isoflurane | Forene Abbott | B 506 | |
Shaver Favorita II | Aeskulap | GT104 | |
Cutter head | Aeskulap | GT730 | |
Bepanthen eye and nose ointment | Bayer Vital GmbH | 6029009.00.00 | |
Warming plate and controller | Labotect | HP 062 | |
Fluovac anesthesia system | Harvard Apparatus | 34-1030 | |
ISOFLO (Isoflurane Vapor) vaporiser | Eickemeyer | 4802885 | |
Scotch Tape | commercially available | ||
Tissue paper | commercially available | ||
Durapore silk tape | 3M | 1538-1 | |
Cotton Gauze swabs | Fuhrmann GmbH | 32014 | |
Poly-Alcohol Haut…farblos Antisepticum | Antiseptica GmbH | 72PAH200 | |
Raucodrape OR adhesive drapes | Lohmann & Rauscher GmbH | 33013 | |
Scissor | Fine Science Tools Inc. | 14074-11 | |
Graefe forceps straight | Fine Science Tools Inc. | 11050-10 | |
6-0 Mersilk suture | Ethicon | K889H | Silk, non-absorbable/Abdominal closure |
Needle holder Mathieu | Fine Science Tools Inc. | 12010-14 | |
Colibri retractor | Fine Science Tools Inc. | 17000-03 | |
Cotton swabs | Noba Verbandmittel | 974202 | |
Cotton swabs | Heinz Herenz Medizinalbedarf GmbH | 1032238 | |
25mL beaker | Schott Duran | 50-1150 | |
Isotonic (0.9%) NaCl solution | DeltaSelect GmbH | PZN 00765145 | |
Micro-serrations forceps Moria MC31 | Fine Science Tools Inc. | 11370-31 | Bile duct separation |
5-0 Mersilene suture | Ethicon | EH6731H | Polyester, non-absorbable/Bile duct ligation |
5mL syringe | BD Discardit II | 300296 | |
1mL syringe | BD Plastipak | 300013 | |
Sterican needle 26 G x 1 | B. Braun | 4657683 | |
Buprenorphine | Essex Pharma | 997.00.00 | Analgeticum, 0.1 mg/kg |
Infrared lamp | Petra Electric | IR 11 |