Name: generation of a rat model of acute liver failure by combining 70% partial hepatectomy and acetaminophen
Uploaded: 2019-11-27T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Generation of a Rat Model of Acute Liver Failure by Combining 70% Partial Hepatectomy and Acetaminophen at JoVE.com

这项工作得到了印度政府生物技术部向新德里国家免疫学研究所提供的核心赠款的支持。

下文所述的程序已获得新德里国家免疫学研究所机构动物伦理委员会的批准。批准的序列号为 IAEC#355/14。
1. 准备
<ol><li>准备手术，如Das B等人26所述。</li>
	<li>使用6~8周大、体重为200~250克的近亲繁殖的威斯塔大鼠。</li>
	<li>将动物放在标准动物护理条件下，在手术前后用大鼠粪便和利他来喂食。</li>
	<li>当执行 70% PHx 时，使用盐酸氯胺酮（100 毫克/千克体重?...

为ALF开发适当的动物模型对于更好地了解ALF的发病机制和进展至关重要。具有良好特征的ALF动物模型也为针对ALF的新治疗方法的开发和试验提供了机会。已多次尝试开发与临床相关的ALF6、12、21、23、46、47、48的临床模型。...

急性肝功能衰竭（ALF）被美国肝病研究协会定义为急性肝损伤的迅速发展，没有任何损害前的迹象，其特点是肝脏的合成、代谢和排毒功能严重受损。ALF不同于慢性肝衰竭，其中心力衰竭是由于长期引起的肝损伤和急性慢性肝衰竭（ACLF），其中突然肝损伤发生慢性肝病2，3，4。ALF 的唯一可用治疗方法是正交肝脏移植 （OLT），否则可能发生死亡。由于肝捐赠者短缺，ALF患者的死亡率非常高。
为了研究替代治疗方法的潜力，并更好地了解ALF的病理生理学，需要能够反映人类ALF发生的动物模型。许多已经可用的ALF动物模型有几个缺点。对乙酰氨基酚 （APAP） 效应难以重现，但在时间、临床、生化和病理参数方面有最接近的相似性。APAP诱导的动物模型经常遇到问题，由于由APAP及其中间体5，6，7氧化引起的血红蛋白血症的存在。另一个问题是缺乏可重复性，这反映在不可预测的剂量反应和死亡时间上。使用四氯化碳（CCl4）生产的ALF动物模型具有较差的可重复性8，9，10，11。Concavalin A（Con A）和利波糖（LPS）诱导的ALF动物模型并不反映人类疾病的临床模式，尽管在研究自身免疫性肝病的细胞机制和脓毒症研究中分别具有优势12、13、14、15。同样，硫乙酰胺（TAA）也需要生物转化到活性代谢物硫乙酰胺，并显示物种变异16，17，18，19。D-加曲霉素（D-Gal）产生一些生物化学、代谢和生理变化，类似于ALF，但无法反映整个ALF病理状况20、21、22、23。很少有尝试结合两个或两个以上这些方法，以开发ALF模型，能够更好地反映ALF综合征13。因此，需要进一步的研究，以开发一个模型，能够反映疾病参数，具有更好的可重复性，并提供足够的时间来研究治疗干预的效果。
在目前的研究中，结合部分肝切除术（PHx）和低剂量的肝毒试剂，在大鼠中创建了一种替代ALF模型。APAP在造成肝损伤5，24，25方面具有公认的作用。它是一种广泛使用的镇痛剂，通过形成有毒的代谢物，在超治疗剂量下对肝脏有毒。在发达国家，APAP是许多死亡的原因。部分肝切除术引起的身体损伤启动炎症和肝脏再生过程中的各种过程的激活。注射肝毒剂APAP在肝脏中造成恶劣的环境，防止肝细胞的增殖。这减少了动物的压力期，当与小剂量的肝毒素结合，导致更好的重复程序。因此，利用该模型，研究了两种肝损伤的组合效应。为了描述已开发的ALF动物模型，研究了生理和生化参数。通过联合体健康大鼠肝细胞移植，证实了ALF的成功可逆性。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetaminophen (Biocetamol)</td>
			<td>EG Pharmaceuticals</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alkaline Phosphatase Kit (DEA)</td>
			<td>Coral Clinical System, India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automated analyser</td>
			<td>Tulip, Alto Santracruz, India</td>
			<td>Screen Maaster 3000</td>
			<td>Biochemical analyser for liver functional test</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine (Povidon-Iodine Solution)</td>
			<td>Win-Medicare; India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biological safety cabinet (Class I)</td>
			<td>Kartos international; India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bright Field Microscope</td>
			<td>Olympus, Japan</td>
			<td>LX51</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cefotaxime (Taxim&#174;)</td>
			<td>AlKem; India</td>
			<td></td>
			<td>cefotaxime sodium injection, No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Strainer</td>
			<td>Sigma; US</td>
			<td>CLS431752</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase Type I</td>
			<td>Gibco by Life Technologies</td>
			<td>17100-017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton Buds</td>
			<td>Pure Swabs Pvt Ltd; India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drape Sheet</td>
			<td>JSD Surgicals, Delhi, India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPX Mountant</td>
			<td>Sigma; US</td>
			<td>6522</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eosin Y solution, alcoholic</td>
			<td>Sigma; US</td>
			<td>HT110132</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>Major Surgicals; India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas Anesthesia System</td>
			<td>Ugo Basile; Italy</td>
			<td>211000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Himedia, India</td>
			<td>GRM077</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hair removing cream (Veet&#174;)</td>
			<td>Reckitt Benckiser, India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin Solution, Mayer&#39;s</td>
			<td>Sigma; US</td>
			<td>MHS16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin sodium salt</td>
			<td>Himedia; India</td>
			<td>RM554</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hyaluronidase From Sheep Testes</td>
			<td>Sigma; US</td>
			<td>H6254</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>I.V. Cannula (Plusflon)</td>
			<td>Mediplus, India</td>
			<td>Ref 1732411420</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin Syringes</td>
			<td>BD; US</td>
			<td>REF 303060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane (Forane&#174;)</td>
			<td>Asecia Queenborough</td>
			<td>No B506</td>
			<td>Inhalation Anaesthetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine (Ketamax&#174;)</td>
			<td>Troikaa Pharmaceuticals Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Ketamine hydrochloride IP, No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meloxicam (Melonex&#174;)</td>
			<td>Intas Pharmaceuticals Ltd; India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro needle holders straight &#38; 
			curved</td>
			<td>Mercian; England</td>
			<td>BS-13-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro needle holders straight &#38; 
			curved</td>
			<td>Mercian; England</td>
			<td>BS-13-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microtome</td>
			<td>Histo-Line Laboratories, Italy</td>
			<td>MRS3500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon Thread</td>
			<td>Mighty; India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Himedia; India</td>
			<td>GRM 3660</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Percoll&#174;</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>17-0891-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refresh Tears/Eyemist Gel</td>
			<td>Allergan India Private Limited/Sun Pharma, India</td>
			<td>P3060</td>
			<td>No specific Catalog Number</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI</td>
			<td>Himedia; India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel</td>
			<td>Major Surgicals; India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>Major Surgicals; India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SGOT (ASAT) KIT</td>
			<td>Coral Clinical System, India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SGPT (ALAT) KIT</td>
			<td>Coral Clinical System, India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shandon Cryotome E Cryostat</td>
			<td>Thermo Electron Corporation; US</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Sigma; US</td>
			<td>S0389</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Blade No. 22</td>
			<td>La Medcare, India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Board</td>
			<td>Locally made</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical White Tape</td>
			<td>3M India; India</td>
			<td>1530-1</td>
			<td>Micropore Surgical Tape</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sutures</td>
			<td>Ethicon, Johnson &#38; Johnson, India</td>
			<td>NW 5047</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringes (1ml, 26 G)</td>
			<td>Dispo Van; India</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trimmer (Clipper)</td>
			<td>Philips</td>
			<td>NL9206AD-4 DRACHTEN QT9005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weighing Machine</td>
			<td>Braun</td>
			<td></td>
			<td>No specific Catalog Number (Local Procurement)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>William&#39;s E Media</td>
			<td>Himedia; India</td>
			<td>AT125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine (Xylaxin&#174;)</td>
			<td>Indian Immunologicals Limited</td>
			<td></td>
			<td>Sedative, Pre-Anaesthetic, Analgesic and muscle relaxant</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

generation of a rat model of acute liver failure by combining 70% partial hepatectomy and acetaminophen

急性肝衰竭（ALF）是由各种病因引起的临床疾病，导致肝脏代谢、生化、合成和排毒功能的丧失。在大多数不可逆转的肝损伤病例中，正交肝脏移植（OLT）仍然是唯一可用的治疗方法。为了研究ALF治疗的治疗潜力，它事先在ALF的动物模型中进行测试是至关重要的。在目前的研究中，通过结合70%的局部肝切除术（PHx）和注射对乙酰氨基酚（APAP），在大鼠中开发了ALF模型，这种注射提供了48小时的治疗窗口。肝脏的中位和左侧叶被切除，以切除70%的肝质量，APAP在手术后给予24小时2天。发现ALF诱导动物的存活率严重下降。ALF的发展通过酶丙氨酸氨基转移酶（ALT）、阿斯巴酸氨基转移酶（AST）、碱性磷酸酶（ALP）的血清水平改变得到确认;孕激素时间的变化（PT）;以及国际标准化比率（INR）的评估。qPCR对基因表达特征的研究表明，参与凋亡、炎症和肝损伤进展的基因表达水平增加。通过组织学评价，观察到肝细胞扩散变性和免疫细胞渗透。ALF的可逆性通过恢复ALT、AST和ALP的存活和血清水平，在合成健康大鼠肝细胞的静脉内移植后得到确认。该模型为研究ALF的病理生理学以及评估ALF新疗法的潜力提供了一种可靠的替代方法。使用两种不同的方法也使得研究身体和药物引起的肝损伤的综合作用成为可能。现有程序的可重复性和可行性是该模型的附加优势。

ALF动物模型中的存活率 APAP的最佳剂量导致ALF与70%PHx结合被标准化为750毫克/千克体重。治疗方案在70%PHx后24小时开始，当动物从手术中完全恢复时，由24小时间隔的两个APAP剂量组成。第二剂APAP（手术后48小时）施用后，死亡率观察到80%。通过卡普兰-迈尔方法分析和绘制生存百分比（图1）。该模型提供的死亡时间和时间段的可重复性使其成为研究针对ALF的治疗?...

Watch this Scientific Journal Video about Generation of a Rat Model of Acute Liver Failure by Combining 70% Partial Hepatectomy and Acetaminophen at JoVE.com

Generation of a Rat Model of Acute Liver Failure by Combining 70% Partial Hepatectomy and Acetaminophen

本研究开发的急性肝衰竭动物模型为研究潜在疗法提供了可行的替代方法。目前的模型采用身体和药物引起的肝损伤的综合效应，为研究新疗法的潜力提供了一个合适的时间窗口。

通过结合70%部分切除术和对乙酰氨基酚，生成急性肝衰竭大鼠模型

Acute liver failure (ALF) is a clinical condition caused by various etiologies resulting in the loss of metabolic, biochemical, synthesizing, and ...

急性肝衰竭或 ALF 一般定义为健康肝脏中肝损伤的快速发展，并伴有严重损伤其主要功能。正畸肝移植是大多数病例中唯一可用的治疗方法。但由于肝脏捐献者短缺，ALF患者的死亡率非常高。为了研究替代治疗方法的潜力，并更好地了解阿尔夫的病理生理学，采用了该疾病的动物模型。许多 ALF 模型基于对乙酰氨基酚、四氯化碳、康卡纳瓦林 A、脂质多糖、D-Galactosamine 和硫乙酰胺的肝毒性效应。然而，这些有几个缺点，如重复性和可逆性差，对其他重要器官的毒性，人类疾病病理学和物种变异的不良反映。因此，需要一个更好的模型系统，是可重复的，并允许足够的时间间隔来研究治疗干预的效果。在目前的研究中，通过结合部分肝切除术和对乙酰氨基酚肝毒性的作用，在大鼠体内建立了一个ALF模型。肝脏的中位和左向叶被切除，以切除70%的肝质量，此外，对乙酰氨基酚被给予导致ALF。该模型中的 ALF 发展具有生化和组织学分析的特点，通过合成健康大鼠肝细胞移植证实了肝损伤的可逆性。在目前的研究中，使用了体重在180至250克范围内的威斯塔鼠。以下步骤描述了在大鼠中诱导 ALF 的外科手术。动物通过注射氯胺酮-西拉辛混合物在单色内麻醉。通过捏住动物的脚趾来确认完全麻醉，并且只有在没有踏板反射时才执行进一步的程序。为了防止角膜脱氧，在两只眼睛上都涂有一种基于碳氧甲基纤维素的眼药。动物被限制在手术板使用白色胶带。使用电动剪子从右上腹部手术区去除头发。使用循环运动的消毒棉垫，用三个交替磨砂70%乙醇和波维酮碘对手术现场进行消毒。要切割的皮肤被标记在胸骨下面，垂直于西腓，平行于肋骨。一块无菌的窗帘，开口约三厘米，一厘米，放在标记的皮肤上。在手术刀的帮助下，沿着标记线进行大约两到三厘米的横向切口。在倾斜区域附近，有底层肌肉层的皮肤的附着被无菌湿润的棉尖轻轻去除。接下来，通过西腓过程下方的内皮层进行横向切口。肝脏的左叶在两个盐水湿润的棉尖的帮助下，通过给胸部施加柔和的压力而暴露。无菌尼龙螺纹环在暴露的肝叶周围滑动。在微解剖钳或棉芽的帮助下，该循环被小心地被带到叶的基座上。在显微外科针架和微钳的帮助下，将环的两端捆绑在一起，使结尽可能靠近叶的基座。这是为了收缩血管，减少肝叶切除后出血。另一侧还绑着两个结。绑叶被切割在结正上方使用显微外科剪刀，留下缺血树桩。同样，肝脏的中位叶使用棉尖被解除。识别肝脏中叶的独特形状。将尼龙螺纹环放在叶上，牢固地系上其末端。两个额外的结被绑在另一边，并重新检测叶。去除叶后，使用可吸收的阴性色谱4/0可吸收缝合线缝合，然后用简单的中断缝合进行皮肤缝合。皮肤闭合后，在手术现场周围应用波维酮碘溶液。窗帘板被移除，动物从手术板上取下。在一毫升5%葡萄糖溶液中给予12毫克cefotaxime的抗生素剂量，以在动物体内注射，以保护动物免受术后感染的风险。对于手术后的疼痛缓解，镇痛的旋律，通常1毫克每公斤体重给予动物皮下，然后每天剂量两天。动物被转移到一个温暖的恢复笼。动物在30到40分钟内变得有意识，并开始移动。手术的动物被隔离，直到手术伤口完全愈合，这可能需要三到四天。对于诱导 ALF，在部分肝切除术后24小时注射每公斤体重750毫克的对乙酰氨基酚和第二剂量的旋律。此剂量方案在 24 小时后重复。诱导 ALF 后，发现动物存活率严重下降。以 ALF 的发展为特征，在第二剂对乙酰氨基酚后对操作动物进行了安乐死，并进行了各种生化和组织学研究。结果在视频中提前描述。发现ALF诱导组的生存率严重降低，在第二剂对乙酰氨基酚的24小时内观察到高达80%的死亡率。ALF诱导组的肝损伤在形态水平上明显，只有70%的部分肝切除术组。而对照组和仅对乙酰氨基酚治疗组有健康的外观。与其他组相比，在ALF诱导组中，丙氨酸氨基转移酶、阿斯巴酸氨基转移酶和碱性磷酸酶的酶水平高。通过qPCR对基因表达特征的分析表明，参与凋亡、炎症和肝损伤进展的基因表达水平升高。肝组织部分的血氧素和 eosin 染色显示对照组中大部分正常的肝细胞。在 ALF 组中，观察到的主要是中度大动脉脂肪退化。在ALF诱导组发现蛋白时间和国际正常化率升高，表明血液凝固过程受阻。在合成健康大鼠肝细胞移植后，ALF诱导组的生存百分比被发现恢复。在细胞移植后，发现ALF诱导动物中恢复的酶丙氨酸氨基转移酶、阿斯巴酸氨基转移酶和碱性磷酸酶的血清水平。这种在大鼠中诱导 ALF 的方法是可重复的，表现出良好的可逆性，并为测试新疗法提供了合适的时间窗口。因此，该模型可以作为一个有效的疾病模型，用于评估治疗 ALF 的潜在治疗方法。

Research

JoVE Journal

Medicine

Surgical Procedures for a Rat Model of Partial Orthotopic Liver Transplantation with Hepatic Arterial Reconstruction

部分原位肝移植大鼠模型的肝动脉重建的外科手术

Orthotopic liver transplantation (OLT) in rats using a whole or partial graft is an indispensable experimental model for transplantation research, such as ...

科研

医学

Heterotopic Auxiliary Rat Liver Transplantation With Flow-regulated Portal Vein Arterialization in Acute Hepatic Failure

在急性肝衰竭异位辅助性大鼠肝移植流量调节门静脉动脉

In acute hepatic failure auxiliary liver transplantation is an interesting alternative approach. The aim is to provide a temporary support until the ...

Visualization of Vascular and Parenchymal Regeneration after 70% Partial Hepatectomy in Normal Mice

之后，正常小鼠70％部分肝切除血管和实质再生的可视化

A modified silicone injection procedure was used for visualization of the hepatic vascular tree. This procedure consisted of in-vivo injection of the ...

Method of Direct Segmental Intra-hepatic Delivery Using a Rat Liver Hilar Clamp Model

直接节段性肝内交付使用大鼠肝门部夹具模型方法

Major hepatic surgery with inflow occlusion, and liver transplantation, necessitate a period of warm ischemia, and a period of reperfusion leading to ...

Rat Model of the Associating Liver Partition and Portal Vein Ligation for Staged Hepatectomy (ALPPS) Procedure

Rat Model of the Associating Liver Partition and Portal Vein Ligation for Staged Hepatectomy ALPPS Procedure

肝分型与门静脉结扎大鼠分期肝切除 (ALPPS) 手术模型的建立

Recent clinical data support an aggressive surgical approach to both primary and metastatic liver tumors. For some indications, like colorectal liver ...

Intrasplenic Transplantation of Hepatocytes After Partial Hepatectomy in NOD.SCID Mice

肝细胞部分肝切除术后脾移植。小鼠

Partial hepatectomy is a versatile and reproducible method to study liver regeneration and the effect of cell based therapeutics in various pathological ...

Re-Arterialized Rat Partial Liver Transplantation with an in vivo Vessel-Oriented 70% Hepatectomy

Re-Arterialized Rat Partial Liver Transplantation with an in vivo Vessel-Oriented 70% Hepatectomy

静脉大鼠部分肝移植的体内血管定向70% 肝切除术

Split liver transplantation and living liver donor liver transplantation were developed in the clinic to utilize liver organs in a more efficient manner. ...

Transplantation of Adipose Tissue-Derived Stem Cell Sheet to Reduce Leakage After Partial Colectomy in A Rat Model

脂肪组织干细胞移植对大鼠部分结肠切除术后渗漏的减少

Anastomotic leakage is a disastrous complication after colorectal surgery. Although current methods for leakage prevention have different levels of ...

Isolation of Atrial Cardiomyocytes from a Rat Model of Metabolic Syndrome-related Heart Failure with Preserved Ejection Fraction

代谢综合征心力衰竭模型大鼠心房心肌细胞的分离与保留射血分数的关系

In this article, we describe an optimized, Langendorff-based procedure for the isolation of single-cell atrial cardiomyocytes (ACMs) from a rat model of ...

Induction and Phenotyping of Acute Right Heart Failure in a Large Animal Model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension

慢性血栓栓塞性肺动脉高压大型动物模型中急性右心衰竭的诱导和表型分析

The development of acute right heart failure (ARHF) in the context of chronic pulmonary hypertension (PH) is associated with poor short-term outcomes. The ...