需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用

方法文章

采用改良无缝合套管技术的小鼠颈动脉主动脉移植模型

6K 次观看

⸱

DOI:

10.3791/59983

⸱

2019年11月2日

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

本文内容

摘要

本文介绍了一种在小鼠颈部分异位主动脉移植模型中应用无缝合套管技术的小鼠异位主动脉移植方案。该模型可用于研究慢性移植物血管病变(CAV)的潜在病理机制,并有助于评估新的治疗药物以预防其发生。

摘要

随着强效免疫抑制方案的引入,在预防和治疗急性排斥反应方面已取得显著进展。然而,在过去几十年中,移植实体器官的长期效果仅获得了轻微改善。在此背景下,慢性移植物血管病变(CAV)仍然是心脏、肾脏和肺移植术后晚期器官衰竭的主要原因。

迄今为止,冠状动脉血管病变(CAV)发生的潜在发病机制仍不明确,这解释了为何目前缺乏有效的治疗策略,也凸显了建立相关实验模型以研究导致 CAV 形成的基础病理生理过程的必要性。以下方案描述了一种采用改良无缝线套管技术的小鼠异位颈部主动脉移植模型。该技术将一段胸主动脉植入右侧颈总动脉中。通过使用无缝线套管技术,可建立一种易于掌握且可重复的模型,从而最大限度地减少缝合血管显微吻合可能带来的异质性。

引言

在过去六十年中,实体器官移植已从一种实验性手术发展为治疗终末期器官衰竭的标准医疗手段1。随着抗菌药物的改进、外科技术的进步以及免疫抑制治疗方案的发展,实体器官移植的早期成功率在过去几十年中显著提高2。

然而,移植物的长期存活率并未以相同程度显著提高3。慢性移植物血管病(CAV)的发展是限制长期存活的主要因素4,5,6。该病理特征为形成由平滑肌细胞构成的同心性新生内膜层,导致血管进行性狭窄,进而引起移植实体器官的连续性灌注不足。在心脏移植受者中,移植后3年内可于高达75%的患者中检出CAV病变7。

冠状动脉血管病变(CAV)的病理生理机制尚未完全明确。该病变似乎与多种免疫性和非免疫性因素相关,可导致内皮细胞损伤,进而引起内皮激活和功能障碍8。目前尚无针对预防 CAV 的病因治疗手段,因此迫切需要建立一种可重复的小动物模型,以研究 CAV 的形成机制及潜在治疗方法。

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

方案

所有实验均按照德国动物福利法(TierSchG.)的指南进行(批准号:55.2-1-54-2532.Vet_02-80-2015)。

1. 动物饲养

  1. 实验中使用体重为20-25 g的雄性C57BL/6和BALB/c小鼠,其中C57BL/6小鼠作为受体动物,BALB/c小鼠作为供体动物。
  2. 根据FELASA健康监测指南12,购买动物并在屏障级无特定病原体设施中饲养。
  3. 将小鼠饲养在标准的Makrolon笼具中,并提供丰富的筑巢材料。自由饮水和摄食颗粒饲料,光照周期为12小时明/12小时暗。
  4. 维持室温在22 ± 2°C,相对湿度在55 ± 5%。

2. 受体准备

  1. 首先,通过腹腔注射咪达唑仑(5 mg/kg;5 mg/mL)、美托咪啶(0.5 mg/kg;1 mg/mL)和芬太尼(0.05 mg/kg;0.05 mg/mL)对受体动物(C57BL/6)进行麻醉。
    注意:应在5–10分钟内达到适当的麻醉深度。
    1. 用镊子轻夹后肢足部以检查反射,确认麻醉深度。
  2. 使用小型动物专用电推剪剃除颈部侧区全部毛发,并用棉签涂抹眼用软膏,防止手术过程中眼睛干燥。
  3. 将动物仰卧位置于....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

结果

在完全MHC不相合的移植模型中,移植后4周可观察到同心圆状的新内膜层(图2)。免疫组织化学染色显示SM22(成熟血管平滑肌细胞的特异性标志物)表明,该层主要由血管平滑肌细胞构成。如前所述,这些血管平滑肌细胞是慢性同种异体移植物血管病病变的特征性表现。为进一步分析,应将主动脉节段进行切片,并采用Elastica van Gieson染色。在此染色下,新内膜层可清晰区分于内弹力膜的弹性纤维,后者分隔了Tunica intima与Tunica media。

为了评估该模型中的潜在治疗效果,可对切片样本测量新生内膜-中膜比值以及管腔横截面积的狭窄程度13,15。在我们所描述的无缝线主动脉移植改良模型中,已完成超过300例主动脉移植手术,技术成功率达到>91%。通过使用由聚酰亚胺管制成的套管(外径为0.610 mm,壁厚为0.0254 mm),可实现如此高的成功率。

.......

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

讨论

慢性移植物血管病变是心脏实体器官移植后晚期移植物丢失的主要原因,可能也是肾和肺移植物晚期失功的主要原因8。迄今为止,尚无能够预防CAV形成的病因学治疗方案被成功开发。

冠状动脉血管病变(CAV)的病理生理机制是多因素的,涉及免疫性和非免疫性因素16。啮齿类动物移植模型在理解实体器官移植中移植物排斥反应的潜在病理生理过程方面至关重要,并有助于发现可预防排斥反应的新型治疗策略17。CAV 的特征是形成由血管平滑肌细胞构成的新生内膜层,导致血管进行性狭窄,移植器官灌注不足,进而引起器官功能逐渐恶化7。

在所述的小鼠主动脉移植模型中,完全MHC(H-2d 到 H-2b)错配的胸主动脉移植物在移植后4周可观察到同心圆状的新生内膜形成。这些病变主要由血管平滑肌细胞组成(

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

披露

作者声明不存在任何竞争性经济利益。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
Balb-c 小鼠 (H2-d)Charles RiverStrain# 028供体动物
双极电凝系统ERBEICC 50 / 20195-023双极电凝
C57BL/6J (H-2b)Charles RiverStrain# 027受体动物
Halsey 持针器FST12501-12持针器
Halsted-Mosquito 镊子AESCULAPBH111R弯型止血钳
医用聚酰亚胺管Nordson MEDICAL141-0031套管材料
微型血管夹FST18055-04微型血管夹
显微有齿 Adson 镊子FST11018-12标准镊子
微型血管夹施夹钳FST18057-14施夹器
S&T 镊子 - SuperGrip 尖端(45° 角)S&T00649-11精细镊子
S&T 血管扩张镊子 - 10° 角(尖端直径 0.2 mm)S&T00125-11血管扩张器
Schott VisiLED 照明系统SchottMC 1500 / S80-55光源
体视显微镜ZEISSSteREO Discovery.V8显微镜
学生型精细剪刀 / 外科剪刀 - 尖头钝头FST91460-11 / 14001-12标准剪刀
Vannas-Tübingen 弹簧剪(弯型,8.5 cm)FST15004-08显微剪刀(弯型)
Vannas-Tübingen 弹簧剪(直型,8.5 cm)FST15003-08显微剪刀(直型)

参考文献

  1. Rana, A., et al. Survival benefit of solid-organ transplant in the United States. JAMA Surgery. 150 (3), 252-259 (2015).
  2. Rana, A., Godfrey, E. L. Outcomes in Solid-Organ Transplantation: Success and Stagnation. Texas Heart Institute Journal. ....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

重印与许可

探索更多文章

小鼠主动脉移植异位颈部模型慢性移植物血管病变血管显微吻合主动脉段植入肝素化生理盐水冲洗Van-Gieson染色SM22免疫荧光热缺血时间