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여기, 우리 신생아 (0 일) 쥐에서 왼쪽된 간 엽의 부분 절제 하는 새로운 방법을 제시. 이 새로운 프로토콜은 급성 간 상해 및 신생아 속에서 상해 응답 공부 적합 합니다.
형태학 기관 재생 급성 조직 손실 다음 낮은 척추 동물 중 일반적 이지만 거의 포유류 출생 후 생활에서 관찰 됩니다. 성인 간 재생 70% 부분 hepatectomy 후 남은 엽 대사 활동의 복원 하지만 부상된 엽의 형태와 건축의 영구 손실에 일부 복제 hepatocyte 비 결과. 여기, 우리는 생리 환경 재생에 도움이 되는 신생아에서 새로운 수술 방법 선발. 이 모델 왼쪽된 엽 정점 및 후속 보수적인 관리 처방의 절단을 포함 하 고 주요 간 선박 또는 생리 환경 재생 발생할 수 있습니다 떠나는 화학 상해의 결 찰에 대 한 필요성을 결여 된다. 우리는 자르고 있는 동안 부상된 간 전환 기관 재생에서 보상 성장에 비 대에 의해 청소년 (p 7-14) 쥐에 게이 프로토콜을 확장 합니다. 제시, 짧은 30 분 프로토콜 중생, 포유류에서 그것의 나이 관련 된 감소 및 상 상속 간 줄기 또는 창시자의 특성화의 메커니즘을 연구 하는 프레임 워크를 제공 합니다.
기관를 다시 생성 하거나 복원 하는 형태와 기능, 능력 주로 진화 시간이 지남에 손실 될 생각 되었다. 급성 화학 또는 물리적 손상 후 성인 포유류 간의 재생 잠재력 비 대의 파도 세포 분열, 작동 하지만에서 결과의 몇 라운드에서 발생 하는 모든 나머지 hepatocytes의 동원을 포함 발견 되었습니다. 구조적으로 다른 장기1,2,3,,45. 최근, 연구 특성화 생활6,,78의 첫 번째 주 내에서 부상 신생아 포유류 장기의 재생 반응 하기 시작 했다. 이러한 연구 신생아 개발 하는 동안 부상 때 특정 포유류 장기 보상 성장 또는 섬유 증7,8대신 형태학 중생과 반응으로 나타났습니다.
최근 연구 글로벌 구조와 기능 둘 다의 재생 초기 신생아 기간6,,78중 발생 하는 것으로 나타났습니다. 화학 상해 또는 에탄올9,,1011, 아 세트 아미노 펜12,,1314,15의 설립된 간 부상 프로토콜 포함 , 사염화 탄소16,,1718,19, 70% 부분 hepatectomy4,,2021또는 왼쪽의 제거 및 중간로 브입니다. 화학 관리 hepatocyte 세포 죽음에 이르게 되지만 종종 마이크로 및 매크로 구조 그대로. Morphologic 재생 이러한 맥락에서로 전체 간 건축은 말소 되지 쉽게 공부 될 수 없습니다. 70% 부분 hepatectomy 봉합 결 찰, 주요 혈관의 출혈을 멈추게 하는 데 필요한는 포함 되지만 맥 관 구조의 영구 중단 하면서 비 생리 환경. 또한,이 방법은 성인 설치류에만 사용 되 고 신생아의 응용 기술적으로 매우 어렵습니다. 이 염두에서에 두고, 우리 개발 왼쪽된 엽의 꼭대기의 20-30%는 신생아 P0 마우스에서 제거 하는 방법 (그림 1A-1B). 이 메서드와 보수적인 수술, 최소 침 습, 아니라 기술적으로 도전적인, 총 체 맥 관 구조, 발생 하는 재생을 위한 공간을 떠나 결 찰 하지 않고 형태학의 손실에 지도. 아래에서 설명 하는 결과 단계별 프로토콜 출생 후 생활의 초기 단계에서 포유류 신생아 재생을 공부 하기 위하여 부분 lobular hepatectomy 신생아 쥐에 수행 하기 위해 어떤 연구원에 대 한 수 있습니다. 이 방법은 또한 있다 재생 의학 및 줄기 세포 생물학, 비교 연구 분명 응용 프로그램으로 생활의 나중 단계 동안에 사용할 수 있습니다.
가장 일반적인 급성 간 상해 연구는 화학적으로 유도 된 손상, 성인 간 절단, 또는 70% 부분 hepatectomy. 화학 손상 자주 아 세트 아미노 펜, 사염화 탄소, 또는 에탄올, 정 맥, 복 또는 구두 관리를 포함 하 고 비교적 간단 하 고 비-침략 적 부상 모델 이다. 이전, 화학 손상 결과를 hepatocyte 세포 죽음, 하지만 종종 잎 기질 및 실질 구조 그대로, morphologic 중생에 대 한 주장을 하 고 어려운 논의 했다. 화학 손상 종종 간장 혈관에 센터 공부 사이트와 셀 관련 부상, 유용한 기술 하기가 하지만 또한 어려운가, 전체 기관 수준에서 다른 인구는 선박에서 놓일 수 고를 수 있습니다. 재생에 기여 한다. 이러한 제한에도 불구 하 고 화학 손상에 유용 하 고 매우 순수 관련 부상 모델 아직도 남아 있다.
성인 70% 부분 hepatectomy 결 찰 간 맥 관 구조에 따라 왼쪽과 중간 엽의 제거를 포함. 응답 hepatectomy로 잘 특징 되었습니다: 절단된 간 게시물 70% 부분 hepatectomy 나머지 오른쪽 고 꼬리가 돌출부의 hepatocytes로 원래 손상된 엽의 조잡 한 다른 아키텍처를 개발 하는 14 일 비 대 및 세포 분열4,5의 몇 라운드를 받 다. 이 분실 된 질량와 기능, 하지만 두 절단된 돌출부를 다시 생성 실패 하 고 따라서 총 형태를 대체 하지 않습니다. 그 결과, 70% 부분 hepatectomy 부상 응답 제한 재생으로 보상 성장 메커니즘 연구 유용 합니다.
여기, 우리는 완전히 신생아 부분 lobular hepatectomy에 대 한 프로토콜을 설명합니다. 절차에는 적절 한 동물 선택 및 준비, 수술 필드 준비, 수술, 및 복구 포함 한다. 각이 단계 적응과 최적화 프로토콜의 다른 응용 프로그램에 대 한 필요할 수 있습니다.
그러나, 다른 세포 인구와 재생성의 메커니즘 연구, 우리 또한 사용 다양 한 Cre를 은닉 하는 쥐를 포함 하 여 다양 한 유전자 변형 동물, 우리는 광범위 하 게 수행 하 고 야생 유형 C57BL/6J 강아지 (잭 스 000664)에이 프로토콜을 최적화 하 고 CreERT2 transgenes 또는 노크 기능 (잭 스Axin2CreERT2 018867, 및 Sox9CreERT2 잭 스 018829) 무지개 및 mTmG 시스템 (R26VT2/GK3, 같은 형광 기자와 함께 R26 mT/mG) 22 , 23. 우리 발견 다른 마우스 변종에 대 한이 방법론을 변경할 필요가 없습니다 생존 결과 또는 재생 잠재력에 차이가 관찰 했다.
다른 동물 긴장을 사용 하 여, 우리는 또한 4-hydroxy-tamoxifen 등 5-ethynyl-2-deoxyuridine (듀) 작은 분자 치료 신생아 쥐에 부분 lobular hepatectomies 수행. 옥수수 기름은 사망률의 중요 한 원인 발견으로 디 메 틸 sulfoxide (DMSO)와 에탄올 용 매로 사용 되었다. 우리는 그렇지 않으면 작은 분자의 복 관리 생존 또는 재생 결과 미치지 않았다 것을 발견. 우리는이 프로토콜 중생의 다양 한 측면이 다른 작은 분자와 함께 사용 하기 위해 적용할 것 이다 예측.
신생아 마우스 수술 기술적으로 도전적 일 수 있다 고 동물 처리 및 해 부 현미경에서 특별 한 전문성을 요구할 수 있습니다. 축산 전문 산 모 식인 풍습을 방지 해야 하는 수술 하 고 즉각적인 복구 기간 동안.
모든 동물 실험 평가 및 인증의 실험실 동물 케어 인터내셔널 (AAALAC) 및 스탠포드 대학 행정 패널 실험실 동물에 대 한 협회에 의해 명시 된 지침에 따라 실시 했다 케어 (APLAC), (프로토콜 번호 #10266) 미국, 또는 유럽 동물 복지 행위, 지침 2010/63/유럽에서. 프로토콜과 정부 바바리아, 독일의 동물 실험 윤리 위원회에 의해 승인 되었다 더 허가 받았다: 55.2-1-54-2532-150-2015.
1. 동물 준비
2. 외과 분야 준비
3. 부분 Lobular Hepatectomy
4. 복구 및 분석
그림 1A ( 그림 1B에서 도식), 신생아 부분 lobular hepatectomy의 일반적인 타임 라인과 재생 관찰 될 때까지 대기 하는 시간의 예상된 길이 자세히 설명 합니다. 왼쪽된 엽의 미묘한 재생 관찰된 7-14 일 게시물 수술 수 있습니다. 전체 재생 56 일 게시물 수술 후에 종종 관찰 되었다. 마우스는 수술 후 생리 이상이의 흔적을 표시 합니다.
마우스 부분 lobular hepatectomies를 겪고 2, 7, 14, 35, 복구 및 56 일 허용 되었다. 되며과 복구 후 이러한 마우스에서 다친된 왼쪽된 돌출부의 오신 (H & E)은 그림 2에 표시 됩니다. 특히, 56 일 후 절단된 왼쪽된 엽 제어, 손상 되지 않은 돌출부 구별할 보일 수 있습니다. 수술 P14 청소년 쥐 비교 완료 되었고 7 복구할 수에, 14, 및 56 일 게시물 수술 (그림 S1).
신생아 재생 특성, 45 쥐 날 0 부분 lobular hepatectomy 수술과 그들의 돌출부 56 일 찍은 모든의 대 중 게시물 수술. 부상된 왼쪽된 엽의 질량 다른 손상 되지 않은 중간, 오른쪽, 그리고 꼬리가 돌출부 (그림 3A)와 손상 되지 않은 컨트롤, 근접 P56에서 손상 되지 않은 왼쪽된 엽의 질량에 비해 질량에 있는 증가 변화를 겪었다. 이 중생 다음 신생아 간 부상 왼쪽된 엽 지역화를 나타냅니다. P14 청소년 마우스 왼쪽된 엽에 손상 되지 않은 돌출부 (그림 3B)에서 증가 보상 감소 재생을 보여, 비교를 위해 수행 되었다에 수술 14 일, 상해 응답 급성 절제술을 나타내는 글로벌 보상 엽 특정 재생에서 전환. 추가 특성 filamentous 말라 (f-말라) 세포 막 (그림 4A)을 시각화 하기 위해 수술 후 하루 56에서 부상된 마우스에서 왼쪽된 엽의 영역을 얼룩에 의해 이루어졌다. 원심 및 상해의 영역으로 인접 지역 70% 부분 hepatectomies 14 일 손상 되지 않은 컨트롤 및 성인 돌출부에 비교 되었다. Hepatocytes 했다 발견 비슷한 영역 손상 되지 않은 컨트롤에 대 한 1.5-2 배 미만 성인 생쥐 (그림 4B) 클래식 70% 부분 hepatectomy 다음 재생을 겪고. 이 그 비 재생에 역할을 재생 되지 않습니다 제안 합니다. 마지막으로, 신생아 쥐 5-ethynyl-2'-deoxyuridine (듀)에 90 %PBS 10%의 에탄올과 1, 3, 5, 7, 0.025 mg와 14 일 수술 주입 했다. 듀 긍정적인 세포의 수는 7 일 수술 (그림 4C)에 대 한 복구를 허용 하는 마우스에서 세어 졌다. 듀 긍정적인 세포의 수에 있는 뜻깊은 증가 부상/재생 왼쪽된 엽 세포 증식 신생아 재생에 기여 하는 것을 나타내는 손상 되지 않은 컨트롤에 비교 될 때에 발견 되었다.
그림 1: 부분 Lobular Hepatectomy 개요. (A) 일반 회로도 및 타임 라인의 부분 lobular hepatectomy P0에서 수행 하는 신생아 간 절제와 함께 표시 됩니다. 분석 P7, P14, P35, 또는 P56에서 수행 되었다. 절제술 P7와 P14 또한 시도 했다. (B) 회로도 왼쪽된 엽의 절제술의 범위, 20 및 30% 절제를 정해 표시 됩니다. (이 그림 수정 되었습니다 Tsai 외.에서) 6. (C)의 이미지를 보여주는 신생아 수술: 오른쪽 면 중반에 clavicular 절 개 (왼쪽된, 가운데) 및 왼쪽된 엽 정점 (오른쪽)의 노출. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2: 재생 부분 Lobular Hepatectomy 다음. 마우스 P0에 부분 lobular hepatectomies를 겪고 2, 7, 14, 35, 및 56 일 동안 순 이었다. 간을 고정 되었고 H & E, 물 그리고 왼쪽된 꼭대기의 재생의 정도 지적 했다. 화살표 재생 P0 쥐에서 발생 하는 영역을 나타냅니다. 눈금 막대는 1 cm. 이 수치는 Tsai 외 에서 수정 된 6 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3: 재생 부분 Lobular Hepatectomy 다음 엽 당. (A) 마우스 P0에서 겪고 부분 lobular hepatectomies post-operatively 7, 35, 및 56 일 분석 했다. 마우스 안락사 했다 고 부상된 쥐 (빨간색)에서 모든 돌출부의 대 중은 촬영 일치 대 중 손상 되지 않은 컨트롤 (빨간색)의 나이에 비해. (B) P14에서 부분 lobular hepatectomies를 겪고 마우스 post-operatively 7, 35, 및 56 일 분석 했다. 모든 돌출부의 대 중 부상된 쥐 (빨간색)에서 촬영 되었고 손상 되지 않은 컨트롤 (빨간색)의 질량에 비해. p < 0.05를 = * * p < 0.005 = * * * p < 0.0005, NS = = 중요 한. 이 생각 Tsai 외 에서 수정 되었습니다. 6 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4: 재생 Post Hepatectomy의. P0에서 겪고 부분 lobular hepatectomies 절제술 후 56 일 분석 되었고 F 걸 대 한 스테인드에 마우스를 (A) 이미지는 70% 부분 hepatectomy 후 14 일 지역 인접 하 고 손상 되지 않은 컨트롤 일치 하는 나이에서 절단도의 지역에 말 초에서 그리고 성인 쥐에서 얼룩의 표시 됩니다. 스케일 바는 100 µ m. (B) 지역 절제 사이트에 지역 인접 또는 원심에 상해 다음 hepatocytes의 손상 되지 않은 컨트롤 및 성인 70% 부분 hepatectomies.*에서 hepatocytes의 영역에 비교 했다 p < 0.05 = * * p = < 0.005, * * * = p < 0.0005, * * * p < 0.00005, NS = = 중요 한. (C) 마우스 P0에 lobular hepatectomies를 겪고 듀로 치료 했다 그리고 절제 다음 7 일 분석 했다. + 에 듀 셀 왼쪽된 엽에 표시 됩니다. (스케일 바, 100 µ m)입니다. 듀 정량화 (D)+ 세포 쥐 듀 7과 14 일 부분 lobular hepatectomy 컨트롤에 비해 다음과 같은 치료에. 값은 수단 ± SEM. 이 생각 되는 Tsai 외 에서 수정 6 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
S 1 그림: 청소년 쥐의 불완전 한 재생. P14에서 부분 lobular hepatectomies를 겪고 마우스 7, 35, 및 56 일 순 이었다. 간을 고정 되었고 H & E와 스테인드 그리고 왼쪽된 꼭대기의 재생의 정도 지적 했다. 화살표 재생 P0 쥐에서 발생 하는 영역을 나타냅니다. 눈금 막대는 1 cm. Tsai 외 에서 수정이 생각 6 이 파일을 다운로드 하려면 여기를 클릭 하십시오.
급성 간 상해는 전통적으로 화학 (아 세트 아미노 펜, 에탄올, 사염화 탄소), 또는 외과 모델 (70% 부분 hepatectomy)를 사용 하 여 연구 되었습니다. 재생 반응 후 70% 부분 hepatectomy 글로벌 hepatocyte 비 그리고 세포 분열4,5의 여러 라운드 특징 되었습니다. 그러나 출혈을 중지 하,이 모델은 제한으로 주요 혈관 재생에 대 한 비정상적인 환경을 떠나 출혈 해야 합니다. 많은 연구 결과 따라서 장소에서 발생 하는 재생에 대 한 총 건축을 떠나는 화학 손상을 통해 급성 상해의 다른 보다 적게 침략 적 모델을 고용 했다. 최근, Porrello 그 외 여러분 및 장 외 , 자리 팁, 마음과 귀7,8에 급성 부상 후 현저 하 게 다른 신생아 재생 응답을 증명 하고있다. 그들의 결과 병렬 간 신생아 생활6가지 재생 현상 또한 겪 습 결론 제시. 주요 장기에 여러 비슷한 연구 결과, 출생 후 개발의 초기 단계에 재생 줄기 세포 생물학에 대 한 잠재적인 영향으로 신흥 분야입니다.
신생아 부분 lobular hepatectomies에서 초기 사망률은 종종 부적 절 한 복구, 주요 출혈, 또는 모성 태만에서 온다. 바와 같이, 복구에 대 한 열 램프와 같은 높은 강도 열원의 사용, 죽음 수술 후 발생할 수 있습니다. 신생아 쥐 생활의 적어도 첫번째 2 주 동안 그들의 어머니에 의존 하고있다. 동시에 어머니는 자주 방치 또는 경우 (예: 혈액 이나 다른 화학 물질의 냄새) 이상이24,25를 감지 하는 그녀 그녀의 영을 빼어. 그러므로 신생아 post-operatively 철저 하 게 청소 하 고 어떤 공세 냄새를 마스크 모성 침구를 문질러 서는 매우 중요 하다.입니다. 이러한 문제는 적절 하 게 해결 하는 경우 생존까지 100%를 도달할 수 있다. 모성 식인 풍습 문제가 되 면, 새끼는 그녀의 자신의 강아지의 일부 대리 어머니와 함께 감 금 소에 놓일 수 있다. 이 경우 대리 어머니의 침구를 사용 하 여 이전 단계에서.
신생아 왼쪽된 엽 및 후속 중생의 20-30%의 절제는 하지만 왼쪽된 엽에 내재. 현재,이 방법만 중간 노출로 왼쪽에서 테스트 되었습니다와 후부 오른쪽 고 꼬리가 돌출부가 더 많은 것 큰 개복 술, 출혈의 위험이 높은 고, 간접적으로, 대 한 모성 식인 풍습의 더 높은 위험 할 거 고 신생아입니다. 그러나, 신생아 중생의 메커니즘 인지 이기종 간 내에서 해결 되어야 하는 중요 한 질문 이며 따라서이 프로토콜을 외과 조정 다른 간장 돌출부를 심문 하 여야 한다.
이러한 신생아 hepatectomy 연구 결과 기간 (P0-P7) 동안 재생 발생할 수 나타났습니다. 유사한 간 절제술 청소년 쥐 (P7, P10, P14)에 행 해졌다 고 시연된 흉터와 섬유 증, 지움 영역에서 절단 발생 표시 전체 재생성을 초래 하지 않습니다. 비록 청소년 마우스 부분 lobular hepatectomy 다음에 부상 응답 한 초기 연구, 신생아와 청소년 마우스, 그리고 장기와 조직을 다시 구성 하는 능력의 손실 사이 재생 잠재력에 불일치의 초점 건축, 신생아 재생 어떤 메커니즘 줄기 또는 조상 세포에 의해 발생 합니다 이해 하는 데 필수적인 것입니다.
우리 이전 신생아 재생성된 간 뿐만 아니라 건축과 구조, 동일을 표시 하지만 또한 기능으로 구별할 수 있습니다 설명 했다. 면역 형광 검사는 글루타민 합성 (GS), carbamoylphosphate 합성 (CPS), 시 토 크롬 p450 2E1 손상 되지 않은 돌출부에 비교 될 때 재생성 된 영역 내에서 비슷한 분포를 표시와 같은 기능 간 효소에 대 한 얼룩. 그러나, 재생성 된 신생아의 보조 재생 잠재력 테스트 되지 있다. 56 일 동안 복구를 허용 하는 신생아 쥐 순수 손상 되지 않은 컨트롤에 구별 되지 않는, 성인 70% 부분 hepatectomy 다음 클래식 재생 응답 발생할 것 이라고 가능성이 높습니다. 그러나,이 간 재생 hepatocyte 소모에 의해 종종 제한 됩니다 및 따라서 직렬 hepatectomies 부분 lobular hepatectomies 다음 연구에 중요 한 것.
저자 아무 공개 있다.
우리 감사 피 추 H & E와 조직학; C. 왕 및 유용한 토론에 대 한 A. 맥. 연구는 암 연구에 대 한 버지니아와 D. K. 루드비히 기금에서 자금을 통해 지원 되었다 국가 심 혼, 폐, 혈액 연구소 (R01HL058770 및 U01HL099999); 그리고 캘리포니아 연구소의 재생 의학 (RC1 00354) 보조금 I.W. 승 하는 인간 프론티어 과학 프로그램 경력 개발 상 (CDA00017), 독일 연구 재단 (RI 2787/1), Siebel 줄기 세포 연구소에 의해 지원 되었다 그리고 토마스 고 스테이 시 Siebel 재단 (1119368-104-GHBJI). J.M.T.는 새로운 미국인을 위한 NIH (T32GM007365), 국가 연구 봉사 상 (1F30DK108561), 그리고 바울과 데이지 소로 스 장학금에 의해 지원 되었다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Animals | |||
Mother with litter of day 0 neonatal pups (any strain) | |||
Surrogate mother and surrogate litter (optional) | |||
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Standard Reagents | |||
Phosphate Buffered Serum (PBS) | |||
Providine-iodine or equivalent antiseptic solution | |||
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Surgical Equipment | |||
Dissecting microscope | Zeiss | ZEMSDV4L MFR # 435421-9901-000 | |
3mm straight spring micro scissors | Vannas | 72932-01 | |
5SF Forceps | Dumont | 11252-00 | |
Straight Kelly forceps | Grainger | 17-050G | |
Heating pad | Sunbeam | 000771-810-000 | |
Isoflurane | Abbott Labs | 0044-5260-05 | |
Rodent Anesthesia System | Kent Scientific | 1205S | |
Gauze, 10.16 x 10.16cm | Fisher Scientific | 13-761-52 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Standard Equipment | |||
1.5ml microcentrifuge tube | Eppendorf | 22363204 | |
6-0 monocryl sutures | Ethicon | MCP489G | |
Petri dish | Fisher Scientific | S35839 | |
Pipet-Aid, Plain, 110V | Drummond | 4-000-110 | |
Mettler Toledo NewClassic ME Analytical Balances | Fisher Scientific | 01-912-402 | |
Low Cost Induction Chamber | Kent Scientific | SOMNO-0730 |
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