Advances in biliary atresia: from patient care to research

Biliary atresia, the most common cause of liver transplantation in children, remains a challenge for clinicians and investigators. The development of new therapeutic options, besides the typical hepatoportoenterostomy, depends on a greater understanding of its pathogenesis and how it relates to the clinical phenotypes at diagnosis and the rate of disease progression. In this review, we present a perspective of how recent research has advanced the understanding of the disease and has improved clinical care protocols. Molecular and morphological analyses at diagnosis point to the potential contributions of polymorphism in the CFC1 and VEGF genes to the pathogenesis of the disease, and to an association between the degree of bile duct proliferation and long-term outcome. In experimental models, cholangiocytes do not appear to have antigen-presenting properties despite a substantial innate and adaptive immune response that targets the biliary epithelium and produces duct obstruction. Initial clinical trials assessing the efficacy of corticosteroids in decreasing the inflammation and improving outcome do not show a superior effect of corticosteroids as an adjuvant treatment following hepatoportoenterostomy. The best outcome still remains linked to an early diagnosis and surgical treatment. In this regard, the Yellow Alert campaign by the Sociedade Brasileira de Pediatria and the inclusion of the Stool Color Card in the health booklet given to every neonate in Brazil have the potential to decrease the age of diagnosis, shorten the time between diagnosis and surgical treatment, and improve the long-term outcome of children with this devastating disease.

Pamidronate for the treatment of osteoporosis secondary to chronic cholestatic liver disease in Wistar rats

Osteoporosis is a major complication of chronic cholestatic liver disease (CCLD). We evaluated the efficacy of using disodium pamidronate (1.0 mg/kg body weight) for the prevention (Pr) or treatment (Tr) of cholestasis-induced osteoporosis in male Wistar rats: sham-operated (Sham = 12); bile duct-ligated (Bi = 15); bile duct-ligated animals previously treated with pamidronate before and 1 month after surgery (Pr = 9); bile duct-ligated animals treated with pamidronate 1 month after surgery (Tr = 9). Rats were sacrificed 8 weeks after surgery. Immunohistochemical expression of IGF-I and GH receptor was determined in the proximal growth plate cartilage of the left tibia. Histomorphometric analysis was performed in the right tibia and the right femur was used for biomechanical analysis. Bone material volume over tissue volume (BV/TV) was significantly affected by CCLD (Sham = 18.1 ± 3.2 vs Bi = 10.6 ± 2.2%) and pamidronate successfully increased bone volume. However, pamidronate administered in a preventive regimen presented no additional benefit on bone volume compared to secondary treatment (BV/TV: Pr = 39.4 ± 12.0; Tr = 41.2 ± 12.7%). Moreover, the force on the momentum of fracture was significantly reduced in Pr rats (Sham = 116.6 ± 23.0; Bi = 94.6 ± 33.8; Pr = 82.9 ± 22.8; Tr = 92.5 ± 29.5 N; P < 0.05, Sham vs Pr). Thus, CCLD had a significant impact on bone histomorphometric parameters and pamidronate was highly effective in increasing bone mass in CCLD; however, preventive therapy with pamidronate has no advantage regarding bone fragility.

In vitro proliferation and differentiation of hepatic oval cells and their potential capacity for intrahepatic transplantation

Hepatic oval cells (HOCs) are recognized as facultative liver progenitor cells that play a role in liver regeneration after acute liver injury. Here, we investigated the in vitro proliferation and differentiation characteristics of HOCs in order to explore their potential capacity for intrahepatic transplantation. Clusters or scattered HOCs were detected in the portal area and interlobular bile duct in the liver of rats subjected to the modified 2-acetylaminofluorene and partial hepatectomy method. Isolated HOCs were positive for c-kit and CD90 staining (99.8% and 88.8%, respectively), and negative for CD34 staining (3.6%) as shown by immunostaining and flow cytometric analysis. In addition, HOCs could be differentiated into hepatocytes and bile duct epithelial cells after leukemia inhibitory factor deprivation. A two-cuff technique was used for orthotopic liver transplantation, and HOCs were subsequently transplanted into recipients. Biochemical indicators of liver function were assessed 4 weeks after transplantation. HOC transplantation significantly prolonged the median survival time and improved the liver function of rats receiving HOCs compared to controls (P=0.003, Studentt-test). Administration of HOCs to rats also receiving liver transplantation significantly reduced acute allograft rejection compared to control liver transplant rats 3 weeks following transplantation (rejection activity index score: control=6.3±0.9; HOC=3.5±1.5; P=0.005). These results indicate that HOCs may be useful in therapeutic liver regeneration after orthotopic liver transplantation.

Le rôle du stress oxydatif/nitrosatif dans la pathogénèse de l’encéphalopathie hépatique chronique

L'encéphalopathie hépatique (EH) est un syndrome neuropsychiatrique dû à une dysfonction hépatique où l'ammoniaque est un facteur central. Il a déjà été rapporté que l’intoxication aiguë d'ammoniaque induise le stress oxydatif/nitrosatif. La présente étude cible à évaluer le rôle du stress oxydatif/nitrosatif dans 2 modèles de l’EH chronique : (1) l’anastomose portocave (PCA) et (2) la ligation de la voie biliaire (BDL). Ces 2 modèles sont caractérisés par une hyperammoniémie et une augmentation d’ammoniaque centrale, cependant l’œdème cérébral est trouvé seulement chez les rats BDL. Des marqueurs du stress oxydatif/nitrosatif ont été évaluées dans le plasma et cortex frontal. Un stress nitrosatif central a été observé chez les rats PCA; tandis qu’un stress oxydatif/nitrosatif systémique a été démontré seulement chez les rats BDL. Ces résultats suggèrent (1) que l’hyperammoniémie chronique n’induise pas le stress oxydatif/nitrosatif systémique et (2) qu’un synergisme existe entre l’ammoniaque et le stress oxydatif/nitrosatif, en association avec l’œdème cérébral.

Le rôle de la barrière hémato-encéphalique dans la pathogénèse de l'oedème chez des rats souffrant d'insuffisance hépatique chronique

L’œdème cérébral est une complication associée à l’encéphalopathie hépatique (EH) lors d’une insuffisance hépatique chronique (cirrhose du foie). Présentement, l’origine de sa pathogenèse, vasogénique (rupture de la barrière hémato-encéphalique (BHE)) ou cytotoxique (prise anormale d’ions), n’a pas encore été déterminée. Il a été démontré que le co-transporteur Na-K-Cl (NKCC1) du côté luminal des microvaisseaux sanguins cérébraux (CMV) joue un rôle dans le développement de l’œdème cérébral dans des modèles d’ischémie où la bumetanide, un inhibiteur de NKCC, atténue l’œdème cérébral. Deux modèles d’EH ont été utilisés pour cette étude i) la ligature de la voie biliaire (BDL) qui présente l’hyperammoniémie chronique, l’œdème cérébral et le stress oxydatif systémique ; ii) l’anastomose portocave (PCA) qui présente de l’hyperammoniémie chronique seulement. Les buts du projet étaient de: i) définir l’origine du développement de l’œdème chez les rats BDL en étudiant l’extravasation de macromolécules, les jonctions serrées et l’activation des métalloprotéinases matricielles de la BHE; ii) observer les effets de l’hyperammoniémie chronique indépendamment sur la BHE chez les rats PCA; iii) évaluer le rôle de l’hyperammoniémie et du stress oxydatif et iv) étudier le rôle du NKCC1 dans les CMV dans la pathogenèse de l’œdème cérébral. Les résultats du projet démontrent que l’œdème est d’origine cytotoxique chez les rats BDL et que l’intégrité de la BHE est conservée chez les rats PCA malgré l’hyperammoniémie. L’expression génique du NKCC1 est associée à l’œdème mais pas son expression protéique et sa phosphorylation. Enfin, l’étude démontre que l’hyperammoniémie et le stress oxydatif indépendant ne jouent pas un rôle dans la pathogenèse de l’œdème mais suggère qu’ils y aient un effet synergique.

Systemic oxidative stress is implicated in the pathogenesis of brain edema in rats with chronic liver failure.

Chronic liver failure leads to hyperammonemia, a central component in the pathogenesis of hepatic encephalopathy (HE); however, a correlation between blood ammonia levels and HE severity remains controversial. It is believed oxidative stress plays a role in modulating the effects of hyperammonemia. This study aimed to determine the relationship between chronic hyperammonemia, oxidative stress, and brain edema (BE) in two rat models of HE: portacaval anastomosis (PCA) and bile-duct ligation (BDL). Ammonia and reactive oxygen species (ROS) levels, BE, oxidant and antioxidant enzyme activities, as well as lipid peroxidation were assessed both systemically and centrally in these two different animal models. Then, the effects of allopurinol (xanthine oxidase inhibitor, 100mg/kg for 10days) on ROS and BE and the temporal resolution of ammonia, ROS, and BE were evaluated only in BDL rats. Similar arterial and cerebrospinal fluid ammonia levels were found in PCA and BDL rats, both significantly higher compared to their respective sham-operated controls (p<0.05). BE was detected in BDL rats (p<0.05) but not in PCA rats. Evidence of oxidative stress was found systemically but not centrally in BDL rats: increased levels of ROS, increased activity of xanthine oxidase (oxidant enzyme), enhanced oxidative modifications on lipids, as well as decreased antioxidant defense. In PCA rats, a preserved oxidant/antioxidant balance was demonstrated. Treatment with allopurinol in BDL rats attenuated both ROS and BE, suggesting systemic oxidative stress is implicated in the pathogenesis of BE. Analysis of ROS and ammonia temporal resolution in the plasma of BDL rats suggests systemic oxidative stress might be an important "first hit", which, followed by increases in ammonia, leads to BE in chronic liver failure. In conclusion, chronic hyperammonemia and oxidative stress in combination lead to the onset of BE in rats with chronic liver failure.

Increased brain lactate is central to the development of brain edema in rats with chronic liver disease

The pathogenesis of brain edema in patients with chronic liver disease (CLD) and minimal hepatic encephalopathy (HE) remains undefined. This study evaluated the role of brain lactate, glutamine and organic osmolytes, including myo-inositol and taurine, in the development of brain edema in a rat model of cirrhosis.Six-week bile-duct ligated (BDL) rats were injected with (13)C-glucose and de novo synthesis of lactate, and glutamine in the brain was quantified using (13)C nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR). Total brain lactate, glutamine, and osmolytes were measured using (1)H NMR or high performance liquid chromatography. To further define the interplay between lactate, glutamine and brain edema, BDL rats were treated with AST-120 (engineered activated carbon microspheres) and dichloroacetate (DCA: lactate synthesis inhibitor).Significant increases in de novo synthesis of lactate (1.6-fold, p<0.001) and glutamine (2.2-fold, p<0.01) were demonstrated in the brains of BDL rats vs. SHAM-operated controls. Moreover, a decrease in cerebral myo-inositol (p<0.001), with no change in taurine, was found in the presence of brain edema in BDL rats vs. controls. BDL rats treated with either AST-120 or DCA showed attenuation in brain edema and brain lactate. These two treatments did not lead to similar reductions in brain glutamine.Increased brain lactate, and not glutamine, is a primary player in the pathogenesis of brain edema in CLD. In addition, alterations in the osmoregulatory response may also be contributing factors. Our results suggest that inhibiting lactate synthesis is a new potential target for the treatment of HE.

Pathogenèse de l’oedème cérébral dans l’encéphalopathie hépatique minimale : rôles du stress oxydatif et du lactate

L’encéphalopathie hépatique (EH) est un syndrome neuropsychiatrique découlant des complications de l'insuffisance hépatique. Les patients souffrant d'une insuffisance hépatique chronique (IHC) présentent fréquemment une EH minimale (EHM) caractérisée par des dysfonctions cognitives subtiles qui affectent leur qualité de vie. L'insuffisance hépatique entraîne une hyperammoniémie, le facteur central dans la pathogenèse de l'EH. Pourtant, les taux d'ammoniaque sérique ne sont pas corrélés avec la sévérité de l'EH lors d'une IHC, suggérant que d'autres facteurs y contribuent. L'oedème cérébral est une caractéristique neuropathologique décrite chez les patients souffrant d'une EHM et plusieurs facteurs dont le stress oxydatif, les altérations du métabolisme énergétique et l'augmentation de la glutamine cérébrale pourraient contribuer à la pathogenèse de l'oedème cérébral lors d'une EHM induite par une IHC. Les mécanismes sous-jacents exacts ainsi que les relations entre ces facteurs et l'ammoniaque ne sont pas connus. Présentement, le seul traitement efficace de l'IHC est la transplantation hépatique, une option thérapeutique très limitée. Le but de cette thèse est de contribuer à l'avancement des connaissances sur les mécanismes sous-jacents liés au rôle du stress oxydatif, de la glutamine et du lactate dans la pathogenèse de l'oedème cérébral lors d'une EHM induite par une IHC afin d'envisager de nouvelles options thérapeutiques. Les objectifs précis étaient: 1. Établir le rôle de l’ammoniaque et sa relation avec le stress oxydatif dans la pathogenèse de l'oedème cérébral lors d'une EHM induite par une IHC. 2. Établir le rôle du stress oxydatif dans la pathogenèse de l'oedème cérébral, sa relation avec l'ammoniaque et l'effet du traitement avec des antioxydants. 3. Confirmer l'effet synergique entre l'ammoniaque et le stress oxydatif dans la pathogenèse de l'oedème cérébral. 4. Établir le rôle du lactate et de la glutamine dans la pathogenèse de l'oedème cérébral et leur relation avec l’ammoniaque. Pour atteindre ces objectifs, 2 modèles animaux d'EHM obtenus par microchirurgie chez le rat ont été utilisés: 1) la ligature de voie biliaire, un modèle d'IHC et 2) l'anastomose porto-cave, un modèle d'hyperammoniémie induite par la dérivation portosystémique. Nos résultats démontrent que l'ammoniaque et le stress oxydatif indépendamment n'induisent pas l'oedème cérébral lors d'une EHM. Pourtant, lorsque les 2 facteurs agissent ensemble ils présentent ii un effet synergique qui entraîne le développement de l'oedème cérébral, le stress oxydatif étant une première insulte, qui est suivie par l'hyperammoniémie comme deuxième insulte. En plus, le stress oxydatif a été mis en évidence seulement au niveau systémique, et non au niveau central dans notre modèle d'IHC en association avec l'oedème cérébral, suggérant que le stress oxydatif systémique est une conséquence de la dysfonction hépatique et que l'hyperammoniémie n’induit pas le stress oxydatif ni systémique ni central. Nous avons démontré qu’une augmentation du lactate cérébral est une conséquence directe de l'hyperammoniémie et joue un rôle important dans la pathogenèse de l'oedème cérébral lors d'une EHM induite par une IHC, tandis qu’une augmentation de la glutamine au niveau cérébral n'est pas un facteur clé. La compréhension de ces mécanismes a entraîné la proposition de 3 nouvelles stratégies thérapeutiques potentielles pour l'EHM. Elles ciblent la diminution de l'ammoniaque sérique, la réduction du stress oxydatif et l'inhibition de la synthèse du lactate.

Impact de l'hypotension chez le rat avec encéphalopathie hépatique due à la maladie de foie chronique : implication pour les complications neurologiques suivant la transplantation hépatique

L’encéphalopathie hépatique (EH) est une complication neuropsychiatrique de la maladie de foie telle que la cirrhose, caractérisée par des dysfonctions cognitives et motrices. Le seul traitement curatif est la transplantation hépatique (TH). Historiquement, l’EH est considérée comme un désordre métabolique réversible et il est attendu qu’il soit résolu suivant la TH. Cependant, il a été démontré que des complications neurologiques persistent chez 47% des patients transplantés. La TH est une opération chirurgicale complexe accompagnée de stress péri-opératoire telle que la perte sanguine et l’hypotension. L’hypothèse de ce projet d’étude est que l’EH minimale (EHm) rend le cerveau plus susceptible à une perte neuronale suite à une insulte hypotensive. Nous avons donc caractérisé un modèle d’hypotension chez des rats cirrhotiques avec ligation de la voie biliaire (BDL) dans lequel une hypovolémie de l’artère fémorale a été faite. Avec ce modèle, nous avons étudié l’impact de différentes pressions sanguines de 120 minutes sur le compte neuronal. Nos résultats démontrent que les BDL hypotendus à une pression artérielle moyenne de 60 mmHg et 30 mmHg ont une diminution du compte neuronal et que les neurones mourraient par apoptose (observée par la présence de caspase-3 clivée). Nous avons également déterminé que le flot sanguin cérébral était altéré chez les rats cirrhotiques BDL. Le second objectif était d’évaluer si le traitement de l’EHm par l’ornithine phénylacétate (OP) permettait d’éviter la perte neuronale chez les BDL hypotendus. Nos résultats ont démontrés que l’OP permettait de partiellement rétablir les fonctions cognitives chez les rats BDL. De plus, les rats BDL traités avec l’OP peuvent éviter la mort neuronale. Cependant, le processus apoptotique est toujours enclenché. Ce résultat suggère la possibilité de mort cellulaire retardée par l’OP. Ces résultats suggèrent que les patients cirrhotiques avec EHm sont plus susceptibles à une mort neuronale induite par hypotension. La combinaison de l’EHm et l’hypotension permet d’expliquer les complications neurologiques rencontrées chez certains patients. Le diagnostic et le traitement de ce syndrome doit donc être fait chez les patients cirrhotiques pour éviter ces complications post-TH.

Concordancia entre laboratorios serológicos y ultrasonografía hepatobiliar como pruebas diagnósticas en coledocolitiasis

La coledocolitiasis es una patología que requiere una aproximación adecuada para determinar su manejo dadas las posibles complicaciones por omisión en su diagnostico o la realización de procedimientos terapéuticos. La colangiopancreatografía retrógrada endoscópica (CPRE) es una opción en su manejo, pero es un procedimiento invasivo con riesgos de morbilidad y mortalidad considerables. El objetivo del estudio es determinar la correlación existente entre los resultados de pruebas serológicas, el diámetro hallado de la vía biliar por ecografía, así como el diagnostico radiológico de coledocolitiasis y las CPRE realizadas en el Hospital Universitario de la Samaritana (HUS) entre el 01/05/2009 y 31/08/2010. Materiales y Método: Estudio de concordancia de pruebas diagnósticas. Donde a través de la recolección de la información a través de un cuestionario sobre identificación de pacientes con diagnóstico presuntivo de coledocolitiasis, resultados serológicos, hallazgos ecográficos de la vía biliar y el reporte de CPRE se realizo un análisis descriptivo de la población, se calcularon los valores de sensibilidad, especificidad y cocientes de probabilidades, además de determinar el grado de concordancia entre las pruebas utilizando los paquetes estadísticos Stata v. 11 (StataCorp; Tx, USA) y SPSS v. 18 (SPSS Inc.; Ill, USA) Dada la evidencia actual ningún indicador utilizado de forma única (historia clínica, ecografía, marcadores serológicos) es capaz de determinar el diagnostico de coledocolitiasis con suficiente precisión, sin embargo en pacientes mayores cuya clínica sugiere patología biliar obstructiva, existen algunos puntos de corte que hacen parte de algoritmos en la literatura, los cuales son una guía para determinar la necesidad de CPRE y se pueden utilizar en nuestra institución

Valor diagnostico de la colangioresonancia para la detección de coledocolitiasis en pancreatitis aguda Hospital Mederi-Bogotá

La pancreatitis aguda (PA) es una patología clínica común que abarca un espectro desde leve hasta fatal, donde se produce una inflamación del páncreas por auto digestión enzimática con grado variable de compromiso sistémico. Es una emergencia abdominal grave con una mortalidad del 9-23%. En el 40% de los casos de pancreatitis aguda se encuentra que es de origen biliar. La prevalencia de enfermedad biliar a nivel mundial en adultos varía entre 5,9% y 21,9%, con grandes variaciones geográficas y regionales, se encuentran en el 12% de los hombres y el 24% de las mujeres. La prevalencia aumenta con la edad. Latinoamérica es una región con alta prevalencia. En pacientes con colelitiasis del 5-15 % tienen coledocolitiasis. La alta prevalencia de la patología biliar en nuestro país hace que esta sea una causa frecuente de consulta médica por dolor abdominal. El factor común presente en la gran mayoría de las enfermedades de la vía biliar es la Colelitiasis. La complicación más frecuente, la Coledocolitiasis, se ha reportado con cifras hasta de un 20% y como complicación de esta la pancreatitis. La pancreatitis aguda de origen biliar (PAB) es causada por una obstrucción transitoria o persistente de la ampolla de Váter por barro biliar o por cálculos. En el diagnostico de la PAB se emplean métodos invasivos como la colangiopancreaticografia endoscópica retrograda (CPRE) la cual trae consigo morbilidad y mortalidad asociada y métodos no invasivos como la colangiopancreaticografia magnética (CRM) que emerge como modalidad prometedora en el diagnostico y manejo de la PAB en centros de tercer y cuarto nivel de complejidad. El manejo actual de la PAB es la remoción de la obstrucción del conducto biliar común (CBC) seguida de su tratamiento definitivo, la colecistectomía o CPRE con papilotomia. En nuestro país no se han publicado estudios con datos locales acerca de la utilidad de la CRM para la detección de coledocolitiasis, en las guías de manejo de coledocolitiasis de la asociación colombiana de cirugía publicadas en el año 2004, hace referencia de la utilidad de la CRM para el diagnostico de esta entidad tomando como base una revisión sistemática de estudios publicados en Medline, Pubmed y Cocrane los cuales no incluyen experiencia a nivel nacional. En este estudio pretendimos determinar cuáles son los pacientes que se benefician de la realización de CRM temprana en el marco de la PAB leve para la detección de coledocolitiasis.

Coledocolitiasis gigante, factores predictores de éxito, fracaso del manejo endosópico. Hospital de la Samaritana 2009-2011

La prevalencia de coledocolitiasis es de un 10 a 20%. 10-20% tienen coledocolitiasis gigante, es decir presencia de cálculos mayores de 15 mm, aumentando la morbimortalidad por complicaciones. El objetivo principal fue determinar la frecuencia de coledocolitiasis gigante, la presencia de factores predictores del éxito o fracaso del manejo endoscópico. El éxito en el manejo endoscópico está entre 80 y 90%, un 20% requieren cirugía de exploración biliar. Se realizó la búsqueda de las variables utilizando el instrumento para la recolección de la información. Se realizó un análisis univariado y bivariado de las variables medidas y se utilizo STATA versión 10. Como principal resultado, se encontró que la frecuencia de coledocolitiasis gigante en nuestra población fue del 10%, el éxito del manejo endoscopio fue del 89.23% y el factor predictor mas fuerte para el éxito fue el diámetro del cálculo, siendo mayor para cálculos de menos de 19.09 mm. Como conclusión, en nuestro estudio, la frecuencia de coledocolitiasis gigante es cercana a la conocida en la literatura mundial. El manejo endoscópico en nuestro estudio es el pilar en estos casos, teniendo probabilidad de éxito en el manejo que es igual a la publicada en los estudios mundiales, que existe la probabilidad que el tamaño del cálculo mayor a 19 mm de diámetro indique mayor tasa de fracaso y requerimiento de técnicas endoscópicas avanzadas para su éxito. Se requieren estudios, con mayor número de pacientes para determinar la validez estadística de estos resultados.

The pattern of fall of serum bilirubin after operative relief of obstructive jaundice. A preliminary report

This is the beginning of a prospective study on patients who have obstructive jaundice to see how the serum bilirubin falls after operative relief of the obstruction. Seven of such patients have been studied; four had carcinoma of the head of the pancreas while the other three had choledocholithiasis. The patients with carcinoma had relief of the jaundice through a biliary-enteric anastomosis and those with common bile duct stones had choledochotomy with stone extraction which was completed with insertion of a T-tube. Serial bilirubin estimations were then performed post-operatively to chart the pattern and rate of descent of this in each patient. Our observations suggest that the pattern of fall of serum bilirubin after successful decompression of the extra-hepatic biliary tree exhibit a distinct pattern regardless of the surgical procedure performed for the relief of the obstruction.

Regulation of Multidrug Resistance-Associated Protein 2 by Calcium Signaling in Mouse Liver

Mu hiding resistance associated protein 2 (Mrp2) is a canalicular transporter responsible for organic anion secretion into bile. Mrp2 activity is regulated by insertion into the plasma membrane; however, the factors that control this are not understood. Calcium (Ca(2+)) signaling regulates exocytosis of vesicles in most cell types, and the type II inositol 1,4,5-triphosphate receptor (InsP(3)R2) regulates Ca(2+) release in the canalicular region of hepatocytes. However, the role of InsP(3)R2 and of Ca(2+) signals in canalicular insertion and function of Mrp2 is not known. The aim of this study was to determine the role of InsP(3)R2-mediated Ca(2+) signals in targeting Mrp2 to the canalicular membrane. Livers, isolated hepatocytes, and hepatocytes in collagen sandwich culture from wild-type (WT) and InsP(3)R2 knockout (KO) mice were used for western blots, confocal immunofluorescence, and time-lapse imaging of Ca(2+) signals and of secretion of a fluorescent organic anion. Plasma membrane insertion of green fluorescent protein (GFP)-Mrp2 expressed in HepG2 cells was monitored by total internal reflection microscopy. InsP(3)R2 was concentrated in the canalicular region of WT mice but absent in InsP(3)R2 KO livers, whereas expression and localization of InsP(3)R1 was preserved, and InsP(3)R3 was absent from both WT and KO livers. Ca(2+) signals induced by either adenosine triphosphate (ATP) or vasopressin were impaired in hepatocytes lacking InsP(3)R2. Canalicular secretion of the organic anion 5-chloromethylfluorescein diacetate (CMFDA) was reduced in KO hepatocytes, as well as in WT hepatocytes treated with 1,2-bis(o-aminophenoxy)ethane-N,N,N`,N`-tetra-acetic acid (BAPTA). Moreover, the choleretic effect of tauroursodeoxycholic acid (TUDCA) was impaired in InsP(3)R2 KO mice. Finally, ATP increased GFP-Mrp2 fluorescence in the plasma membrane of HepG2 cells, and this also was reduced by BAPTA. Conclusion: InsP(3)R2-mediated Ca(2+) signals enhance organic anion secretion into bile by targeting Mrp2 to the canalicular membrane. (HEPATOLOGY 2010;52:327-337)

Ablation of primary afferent neurons by neonatal capsaicin treatment reduces the susceptibility of the portal hypertensive gastric mucosa to ethanol-induced injury in cirrhotic rats

Primary sensory afferent neurons modulate the hyperdynamic circulation in Cirrhotic rats with portal hypertension.The stomach of cirrhotic rats is prone to damage induced by ethanol, a phenomenon associated with reduced gastric hyperemic response to acid-back diffusion. The aim of this study was to examine the impact of ablation of capsaicin-sensitive neurons and the tachykinin NK(1) receptor antagonist A5330 on the susceptibility of the portal hypertensive gastric mucosa, to ethanol-induced injury and its effects on gastric cyclooxygenase (COX) and nitric oxide synthase (NOS) mRNA expression. Capsaicin was administered to neonatal, male, Wistar rats and the animals were allowed to grow. Cirrhosis was then induced by bile duct ligation in adult rats while controls had sham operation. Ethanol-induced gastric damage was assessed using ex vivo gastric chamber experiments. Gastric blood flow was measured as well as COX/NOS mRNA expression. Topical application of ethanol produced significant gastric damage in cirrhotic rats compared to controls, which was reversed in capsaicin- and A5330-treated animals. Mean arterial and portal pressure was normalized in capsaicin-treated cirrhotic rats. Capsaicin and A5330 administration restored gastric blood flow responses to topical application of ethanol followed by acid in cirrhotic rats. Differential COX and NOS mRNA expression was noted in bile duct ligated rats relative to controls. Capsaicin treatment significantly modified gastric eNOS/iNOS/COX-2 mRNA expression in cirrhotic rats. Capsaicin-sensitive neurons modulate the susceptibility of the portal hypertensive gastric mucosa to injury induced by ethanol via tachykinin NK(1) receptors and signalling of prostaglandin and NO production/release. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.