Name: partial hepatectomy in adult zebrafish
Uploaded: 2021-04-04T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Partial Hepatectomy in Adult Zebrafish at JoVE.com

I.M.O. поддерживается NIAAA (F32AA027135). W.G. поддерживается R01DK090311, R01DK105198, R24OD017870 и Программой Клаудии Адамс Барр по передовому опыту в исследованиях рака. W.G. является ученым Pew в области биомедицинских наук.

Рыбок данио выращивали и разводили в соответствии со стандартными процедурами. Эксперименты были одобрены Комитетом по уходу за животными и их использованию Бригама и женской больницы (2016N000405). Взрослых рыбок данио голодали за 24 часа до начала протокола. Системная вода относится к воде...

<ol>
	<li>Michalopoulos, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+liver+regeneration+and+growth+homeostasis.">Principles of liver regeneration and growth homeostasis.</a> Comprehensive Physiology. 3, 485-513 (2013).</li><li>Wang, S., Miller, S. R., Ober, E. A., Sadler, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Making+it+new+again:+insight+into+liver+development,+regeneration,+and+disease+from+zebrafish+research.">Making it new again: insight into liver development, regeneration, and disease from zebrafish research.</a> Current Topics in Developmental Biology. 124, (2017).</li><li>Michalopoulos, G. K., Bhushan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liver+regeneration:+biological+and+pathological+mechanisms+and+implications.">Liver regeneration: biological and pathological mechanisms and implications.</a> Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology. , (2020).</li><li>Gemberling, M., Bailey, T. J., Hyde, D. R., Poss, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+zebrafish+as+a+model+for+complex+tissue+regeneration.">The zebrafish as a model for complex tissue regeneration.</a> Trends in Genetics. 29, 611-620 (2013).</li><li>Sadler, K. C., Krahn, K. N., Gaur, N. A., Ukomadu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liver+growth+in+the+embryo+and+during+liver+regeneration+in+zebrafish+requires+the+cell+cycle+regulator+uhrf1.">Liver growth in the embryo and during liver regeneration in zebrafish requires the cell cycle regulator uhrf1.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104, 1570-1575 (2007).</li><li>Goessling, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=APC+mutant+zebrafish+uncover+a+changing+temporal+requirement+for+wnt+signaling+in+liver+development.">APC mutant zebrafish uncover a changing temporal requirement for wnt signaling in liver development.</a> Developmental Biology. 320, 161-174 (2008).</li><li>Dovey, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Topoisomerase+II+is+required+for+embryonic+development+and+liver+regeneration+in+zebrafish.">Topoisomerase II is required for embryonic development and liver regeneration in zebrafish.</a> Molecular and Cellular Biology. 29, 3746-3753 (2009).</li><li>Kan, N. G., Junghans, D., Belmonte, J. C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compensatory+growth+mechanisms+regulated+by+BMP+and+FGF+signaling+mediate+liver+regeneration+in+zebrafish+after+partial+hepatectomy.">Compensatory growth mechanisms regulated by BMP and FGF signaling mediate liver regeneration in zebrafish after partial hepatectomy.</a> The FASEB Journal. 23, 3516-3525 (2009).</li><li>Zhu, Z., Chen, J., Xiong, J. W., Peng, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Haploinsufficiency+of+Def+activates+p53-dependent+TGF&#946;+signalling+and+causes+scar+formation+after+partial+hepatectomy.">Haploinsufficiency of Def activates p53-dependent TGF&#946; signalling and causes scar formation after partial hepatectomy.</a> PLoS One. 9, (2014).</li><li>Feng, G., Long, Y., Peng, J., Li, Q., Cui, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcriptomic+characterization+of+the+dorsal+lobes+after+hepatectomy+of+the+ventral+lobe+in+zebrafish.">Transcriptomic characterization of the dorsal lobes after hepatectomy of the ventral lobe in zebrafish.</a> BMC Genomics. 16, 979 (2015).</li><li>Michalopoulos, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liver+regeneration.">Liver regeneration.</a> Journal of Cellular Physiology. 213, 286-300 (2007).</li><li>Grisham, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organizational+principles+of+the+liver.">Organizational principles of the liver.</a> The Liver: Biology and Pathobiology: Fifth Edition. , 1-15 (2009).</li></ol>

Анатомические различия между моделями регенеративной печени рыбок данио и млекопитающих представляют собой уникальные проблемы для резекции печени. Печень у рыбок данио находится в непосредственной близости от сердца и кишечника; непреднамеренное повреждение любого органа приводи?...

Среди твердых органов у человека печень является единственным органом, способным к регенерации1. Это имеет решающее значение, так как печень является важным органом, ответственным за ключевые метаболические функции, хранение энергии, детоксикацию крови, секрецию белков плазмы и выработку желчи2. Гепатоциты, потерянные из-за токсического или воспалительного повреждения, заменяются в основном путем деления оставшихся гепатоцитов1. Одной из классических экспериментальных моделей для изучения регенерации печени является частичная гепатэктомия, при которой удаляются отдельные доли печени, оставляя оставшиеся доли нетронутыми3. Эта процедура была первоначально разработана на крысах, у которых удаляется примерно две трети печеночной массы. После частичной гепатэктомии у млекопитающих компенсаторная регенерация происходит в оставшихся долях до тех пор, пока печень не восстановит свою первоначальную массу. Примечательно, что печень млекопитающих не заменяет отсутствующие доли.
Рыбки данио (Danio rerio) представляют собой пригодную модель для изучения регенерации органов взрослыхособей 4. Печень рыбок данио, хотя и структурно отличается от печени млекопитающих, состоит из тех же типов клеток и выполняет ту же функцию, что и у млекопитающих2. Он состоит из трех долей, с двумя дорсальными долями и одной вентральной долей, которые уплощены вдоль кишечника. Частичная гепатэктомия ранее проводилась у рыбок данио, с противоречивыми отчетами о точном способе регенерации. Как правило, одна треть частичной гепатэктомии выполняется путем удаления всей вентральной доли. Первоначальные сообщения указывали, что после удаления вентральной доли она была полностью регенерирована в течениенедели 5,6,7,предполагая, что в отличие от печени млекопитающих, печень рыбок данио способна к эпиморфной регенерации. Последующие исследования показали, что удаление вентральной доли приводило к компенсаторной регенерации в дорсальных долях, а не к регенерации отсутствующей вентральной доли, и в конечном итоге к восстановлению печеночной массы в течение8,9недель. Транскриптомное профилирование дорсальных долей после резекции вентральной доли выявило значительные изменения, связанные с компенсаторной регенерацией10. Учитывая, что режим регенерации печени может варьироваться в зависимости от степени повреждения8,мы предположили, что расхождения в результатах могут быть связаны с техническими вариациями в протоколе частичной гепатэктомии между исследовательскими группами.
Этот протокол описывает процедуру выполнения одной трети частичной гепатэктомии на взрослых рыбках данио путем удаления вентральной доли. Эта методика будет ценна для оценки механизмов регенерации печени.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>16% Paraformaldehyde Aqueous Solution, EM Grade</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>15700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL Falcon Centrifuge Tubes, Polypropylene, Sterile</td>
			<td>Corning</td>
			<td>352098</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AS 82/220.R2 PLUS Analytical Balance</td>
			<td>Bay State Scale &#38; Systems, INC.</td>
			<td>WL-104-1051</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #55 Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11295-51</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EMS Kuehne Coverglass/Specimen Forceps</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>72997-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epifluorescence microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Discovery.V8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mastertop Cellulose Cleaning Scrub Sponge</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B07CBSM53Z</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS10X Liquid Conc 4L</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>6505-4L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Super Fine Micro Scissors, 3 1/4&#34; straight</td>
			<td>Biomedical Research Instruments</td>
			<td>11-1020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tricaine methanesulfonate</td>
			<td>Syndel</td>
			<td>TRIC-M-GR-0010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween 20, Fisher BioReagents</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>BP337-500</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

partial hepatectomy in adult zebrafish

Печеночная недостаточность является одной из ведущих причин смерти во всем мире, а смертность от хронических заболеваний печени резко возрастает в Соединенных Штатах. Здоровая печень способна регенерировать от токсического повреждения, но при запущенном заболевании печени естественная способность печени к регенерации нарушается. Рыбки данио стали мощной экспериментальной системой для изучения регенерации. Они являются идеальной моделью для изучения регенерации печени после частичной гепатэктомии, процедуры, имеющей прямое клиническое значение, при которой часть печени удаляется хирургическим путем, оставляя остальную часть нетронутой. Не существует стандартного протокола для частичной гепатэктомии; Предыдущие исследования с использованием этой модели использовали несколько разные протоколы и сообщали о несопоставимых результатах. Здесь описан эффективный, воспроизводимый протокол для выполнения частичной гепатэктомии у взрослых рыбок данио. Мы используем эту технику, чтобы продемонстрировать, что рыбки данио способны к эпиморфной регенерации резекционированной доли. Этот протокол может быть использован для дальнейшего опроса механизмов, необходимых для регенерации печени у рыбок данио.

Чтобы изучить регенеративный потенциал печени взрослой рыбки данио, мы провели частичную гепатэктомию (PHX) у взрослых рыбок данио. В основном отбирались крупные взрослые особи (30-40 мм в длину), начиная от 1,5-2,5 лет. В ходе отдельных экспериментов животные были отобраны из одного аквариума ...

Watch this Scientific Journal Video about Partial Hepatectomy in Adult Zebrafish at JoVE.com

Partial Hepatectomy in Adult Zebrafish

Этот протокол описывает процедуру удаления вентральной доли печени у взрослых рыбок данио, чтобы обеспечить возможность изучения регенерации печени.

Частичная гепатэктомия у взрослых рыбок данио

Liver failure is one of the leading causes of death worldwide, and mortality from chronic liver disease is rising sharply in the United States. Healthy ...

Этот протокол позволит исследователям воспользоваться имеющимися химическими и генетическими инструментами для изучения механизмов регенерации печени у рыбок данио. Частичная гепатэктомия позволяет точно удалить ткань для стимуляции регенерации печени без необходимости воздействия токсического повреждения печени на все тело. Только понимая молекулярные и клеточные механизмы регенерации печени, мы можем разработать новые методы лечения пациентов с прогрессирующим заболеванием печени.Для начала извлеките рыбу из аквариума Трикаина с помощью щипцов и вставьте их в канавку пропитанной трикайном губкой вентральной стороной вверх. Затем поместите губку под рассекающий микроскоп с нисходящей подсветкой. Защемите кожу и чешуйки чуть поздняя часть сердца тонкими щипцами и создайте отверстие в полости тела, сделав разрез под щипцами подпружиненными ножницами.Поверните губку и сделайте трех-четырехмиллиметровый разрез вдоль брюшка, разрезая заднюю часть к брюшным плавникам. Затем поверните губку назад. Сожмите стороны губки одной рукой, чтобы вытеснить висцеральные органы из полости тела.Вентральная доля печени присутствует в верхней части кишечника, а печень представляет собой розовую или оранжевую структуру, распределенную по золотисто-коричневой кишке, и может быть четко визуализирована с помощью флуоресценции CFP. Сожмите тонкие щипцы так, чтобы зубья касались друг друга и скользите зубьями между печенью и кишечником. Затем медленно отделите зубцы, чтобы разорвать прикрепления воротной вени между печенью и кишечником.Повторяйте этот процесс до тех пор, пока не будут разорваны все портальные связи между печенью и кишечником, и вытяните вентральную мочку из кишечника с помощью тонких щипцов. Отрежьте вентральную мочку, свободную от остальной части печени. Обследование животного с флуоресценцией CFP показывает, что вентральная доля была удалена.Когда закончите, осторожно перенесите рыбу из губки в резервуар, содержащий системную воду, и продуйте системную воду через жабры в течение нескольких минут, пока рыба не восстановится и не заплывет самостоятельно. После усыплении рыбу извлеките ее из ледяной воды. Поместите его в бороздку губки вентральной стороной вверх и сделайте разрез стенки вентрального тела в переднем заднем положении сердца.Затем сделайте еще два разреза от краев первого разреза, которые проходят вдоль передней задней оси до брюшных плавников, и отшелушивайте кожу и мышцы, чтобы раскрыть висцеральные органы. Висцеральные органы теперь можно визуализировать как с помощью яркого поля, так и с помощью флуоресцентной микроскопии. Восстановление печени после частичной гепатэктомии оценивалось путем расчета соотношения печени к массе тела, которое составило 1,8% для мужчин и 3,3% для женщин.Отношение печени к массе тела обоих полов определяли на нулевом дне после операции, а на седьмом дне при частичной гепатэктомии и фиктивном контроле. На нулевой день после операции фиктивные животные имеют видимую вентральную мочку, но у животных с частичной гепатэктомией вентральная доля полностью отсутствовала, что привело к снижению на 30% самцов и на 20% у самок соотношения печени к массе тела. На седьмой день после операции у животных с частичной гепатэктомией вентральная доля не была регенерирована, а соотношение печени к массе тела при частичной гепатэктомии и фиктивном контроле было сопоставимым, что указывает на восстановление массы печени после частичной гепатэктомии.Влияние времени на регенерацию вентральной доли определяли путем выполнения полной 1/3 частичной гепатэктомии и измерения отношения вентральной доли к длине кишечника. Вентральная доля занимала от 50 до 100% длины кишечника в фиктивной контрольной части, но была сильно уменьшена у животных с частичной гепатэктомией. Животные с частичной гепатэктомией на 36-й день после операции имели повышенное соотношение вентральной доли к кишечнику по сравнению с послеоперационным днем первого.Статистически значимое увеличение размера вентральной доли наблюдалось у животных, восстанавливающихся после частичной гепатэктомии на послеоперационный день 36 по сравнению с первой днем, но не в фиктивной контрольной группах. Некоторые животные регенерировали вентральную мяку, но некоторые нет, что указывает на изменение реакции на операцию. Наиболее важной частью этого протокола является чистое разделение печени и кишечника, чтобы вентральная доля могла быть полностью удалена.Частичная гепатэктомия у рыбок данио может быть выполнена в мутантных или трансгенных линиях, чтобы оставить генетические потребности в регенерации печени.

Research

JoVE Journal

Biology

Transplantation of Whole Kidney Marrow in Adult Zebrafish

Трансплантация почки Всего мозга у взрослых данио рерио

Hematopoietic stem cells (HSC) are a rare population of pluripotent cells that maintain all the differentiated blood lineages throughout the life of an ...

Retro-orbital Injection in Adult Zebrafish

Ретро-орбитальный инъекций у взрослых данио рерио

Drug treatment of whole animals is an essential tool in any model system for pharmacological and chemical genetic studies. Intravenous (IV) injection is ...

Dissection of Organs from the Adult Zebrafish

Препарирование органов у взрослых данио рерио

Over the last 20 years, the zebrafish has become a powerful model organism for understanding vertebrate development and disease.  Although experimental ...

Intraperitoneal Injection into Adult Zebrafish

Внутрибрюшинного введения в взрослых данио рерио

A convenient method for chemically treating zebrafish is to introduce the reagent into the tank water, where it will be taken up by the fish. However, ...

Dissection of the Adult Zebrafish Kidney

Препарирование взрослых почек данио рерио

Researchers working in the burgeoning field of adult stem cell biology seek to understand the signals that regulate the behavior and function of stem ...

Heart Dissection in Larval, Juvenile and Adult Zebrafish, Danio rerio

Heart Dissection in Larval, Juvenile and Adult Zebrafish, Danio rerio

Сердце Dissection в личинок, несовершеннолетних и взрослых данио рерио, Danio rerio</em

Zebrafish have become a beneficial and practical model organism for the study of embryonic heart development (see recent reviews1-6), however, work ...

In vivo Electroporation of Morpholinos into the Adult Zebrafish Retina

In vivo Electroporation of Morpholinos into the Adult Zebrafish Retina

В естественных условиях электропорации Morpholinos в Retina взрослых данио рерио

Many devastating inherited eye diseases result in progressive and irreversible blindness because humans cannot regenerate dying or diseased retinal ...

In vivo Electroporation of Morpholinos into the Regenerating Adult Zebrafish Tail Fin

In vivo Electroporation of Morpholinos into the Regenerating Adult Zebrafish Tail Fin

В естественных условиях электропорации Morpholinos в Восстанавливающий взрослых данио рерио хвостового плавника

Certain species of urodeles and teleost fish can regenerate their tissues. Zebrafish have become a widely used model to study the spontaneous regeneration ...

Blood Collection for Biochemical Analysis in Adult Zebrafish

Забор крови для биохимического анализа у взрослых данио рерио

The zebrafish has been used as an animal model for studies of several human diseases. It can serve as a powerful preclinical platform for studies of ...

Gavaging Adult Zebrafish

Gavaging взрослых данио рерио

The zebrafish has become an important in vivo model in biomedical research. Effective methods must be developed and utilized to deliver compounds or ...