Aloimmün kaynaklı Vasküler Reddi ve Nakli arterioskleroz Fare Modeli
Summary
We describe a protocol for aortic interposition grafting in mice. The goal of the protocol is to provide a model with which to study pathological processes and therapeutic strategies relevant to alloimmune reactions in arteries and the resultant arterial changes that contribute to organ transplant failure.
Abstract
Vascular rejection that leads to transplant arteriosclerosis (TA) is the leading representation of chronic heart transplant failure. In TA, the immune system of the recipient causes damage of the arterial wall and dysfunction of endothelial cells and smooth muscle cells. This triggers a pathological repair response that is characterized by intimal thickening and luminal occlusion. Understanding the mechanisms by which the immune system causes vasculature rejection and TA may inform the development of novel ways to manage graft failure. Here, we describe a mouse aortic interposition model that can be used to study the pathogenic mechanisms of vascular rejection and TA. The model involves grafting of an aortic segment from a donor animal into an allogeneic recipient. Rejection of the artery segment involves alloimmune reactions and results in arterial changes that resemble vascular rejection. The basic technical approach we describe can be used with different mouse strains and targeted interventions to answer specific questions related to vascular rejection and TA.
Introduction
Geçtiğimiz 30 + yıl içinde, immunsupresif ilaçların gelişmeler nedeniyle akut ret greft reddi azalmış fakat kronik ret ana sorun olmaya devam etmektedir. Kronik kalp transplant reddi ana tezahürü nakli damar sertliği (TA) 1,2 olduğunu. Bu durum, intimal hiperplazi ve allogreft arterlerin vazomotor disfonksiyon ile karakterizedir ve alıcı bağışıklık sisteminin endotel ve düz kas hücrelerinin imünolojik hedefleme bir sonucu olarak gelişir. konak gemiler 3 tutumlu iken sebebiyle yabancı peptit-majör histokompatibilite kompleksi (MHC) tanınması greft damar spesifik hedefleme sadece greft arterlerde ta gelişmesi ile vurgulanır. Buna uygun olarak, alıcı verici veya alıcı T ve B hücreleri 4 yoksun için genetik olarak özdeş olduğu zaman ta deneysel oluşmaz gözlemdir. İmmün aracılı vasküler yaralanma ve disfonksiyonunn, TA 5 intimal kalınlaşma ve fibroz gelişimi, hem de lipid ve ECM proteinleri olarak anormal birikimi neden olur. Iç tabakasındaki kalınlaşma belirgin tüm arteryel ağaç 4-6 boyunca eş olma eğilimindedir. Greft kaybı ve ölüm genellikle allogreft arterlerin 4 lümen tıkanıklığı sonucu ilerleyici iskemi sonucu meydana gelir.
1991 yılında, Mennander ve ark., 7 TA model sıçanlarda aort interpozisyon modeli öncülük etmiştir. Çeşitli gruplar, daha sonra farelerde kullanım için bu prosedürü adapte edilmiştir. Bu modelde, allogreft aort segmentleri TA karşılaştırılabilir özellikler, klinik nakli gözlenen olan lezyonlar gelişir. Bu düz kas-benzeri hücreler ve alıcı lökositlerin 7 birikimi ile karakterize edilen, intimal kalınlaşma içerir. Son 2 yılda bu model, vasküler yaralanma, reddedilme ve TA mekanizmalarına önemli fikir üretmek için kullanılır olmuştur. Bizi olabilired arteriyel patoloji sırasında bağışıklık ve vasküler yanıtlarına ilişkin soruları incelemek. antijen uyumsuzluğu etkileri seçimi uygun bu sorulara cevap yeteneği.
Tam MHC bariyerleri boyunca nakli, organ transplant reddi dahil olmak üzere bilinen immün cevapların kapsamlı bir değerlendirmesini sağlar. Bu greft türetilmiş hücreler tarafından sunulan doğrudan CD4 ve CD8 T hücresi tanıma ve yabancı peptit-MHC hedef içerir, dolaylı CD4 (ve muhtemelen CD8), T hücresi tanınması ve sunucu hücreler alıcının antijen tarafından sunulan greft türetilen alloantijenlere hedeflenmesi ve antikor vasküler hücre yüzeylerinde 8 alloantijenlere aracılı tanınması. Bununla birlikte, tam bir MHC-uyumsuz deneylerde yaralanması vasküler müdahale, klinik olarak gözlenenden daha farklı olabilir. Johnson ve ark. 9 gösterdi, bu en iyi şekilde tam bir MHC uyumsuzluğu bariyer boyunca nakledilen aort interpozisyon greft bölgesineointimal Hücreler, alıcı kökenli olup donör kökenlidir. Bu en intimal düz kas hücreleri, donor kaynaklı 9,10 insan nakli gözlenenden farklıdır. Bu sınırlama için hesap için, küçük doku uygunluk antijeni uyumsuzlukları genelinde aşılama barındırır alternatif deneysel modeller daha yakından klinik transplantasyon 11 gözlenen benzeyen vasküler yanıtları tetikleyen geliştirilmiştir. Bu alternatif modeller önemli sonuçlar için izin yaparken TA, tamamen klinik ortamda meydana olanlar yeniden teslim olmayan küçük histokompatabilite antijen uyumsuz greft vasküler ret neden immünolojik süreçlerin gelişimini sürücü damar yanıtları ile ilgili yapılacak. Örneğin, küçük doku uygunluk antijenleri aşı reaktif antikorlar 12 ile kötü tanınır. Yukarıdaki hususlar göz önüne alındığında, patolojik sorunlarınızda dikkate almak önemlidiraort interpozisyonu modelinde kullanılan antijen uyumsuzluğu türünü seçerken üzerinde incelenen. Burada fare aort interpozisyon aşılama için ayrıntılı bir protokol açıklar. Biz tam MHC-uyumsuz farelerde aynı protokolü diğer antijen uyumsuz fare suşları arasında aşılama için kullanılan arasındaki interpozisyonu aşılama açıklar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Immün aracılı vasküler reddi ve TA araştırılması için de faydalıdıdr farelerde aşılama aort araya yerleştirilmesi için bir protokol tanımlamışlardır. Bu model TA nedenleri olarak, yeni terapötik stratejilerin geliştirilmesini araştırmak için kullanılabilir. Bu TA 14,17-21 adaptif bağışıklık, sitotoksik T hücre yanıtları, sitokinin aracılık ettiği bir CD4 T hücre yanıtlarının efektör ve antikor-aracılı greft hasarının önemli bir rol oluşturulması için geçmişte…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Sağlık Araştırma ve Kalp ve M.Ö. & Yukon İnme Vakfı (KİK) Kanada Enstitüleri hibe ile desteklenmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalogue | Comments |
| C57BL/6J (H-2b) | Jackson Laboratories, Bar Harbour ME | Strain# 000664 | |
| Balb/cBYJ | Jackson Laboratories, Bar Harbour ME | Strain# 001026 | |
| Ketamine Hydrochloride Injection USP 100 mg/ mL | Ketalean | DIN 00612316 | |
| Xylazine Injection 20 mg/mL | Rompum | DIN 02169592 | |
| Ketoprofen Injection 100 mg/mL | Anafen | DIN 01938126 | |
| Butorphanol Tartrate injection 10 mg/mL | Torbugesic | DIN 008450000 | |
| Buprenorphine Injection 0.3 mg/mL | Reckitt Benckiser | B.N. 5241 | |
| Atipamezole hydrochloride sterile injectable solution | Antisedan | DIN 02237744 | |
| Heparin Sodium Injection, USP, 1000 units/mL | McKesson Distribution | DIN 02264315 | |
| Tears naturale ophthalmic ointment | Alcon | DIN 02082519 | |
| Stereomicroscope | Leica | M80 | |
| 0.9% Sodium Chloride, sterile | Baxter Corporation | ||
| Lactated Ringer’s solution, sterile | Baxter Corporation | ||
| 0.9% Sodium Chloride Injection, sterile, 10 mL | Baxter Corporation | ||
| Alcohol Prep Pads | Loris | ||
| Povidone Iodine | Betadine | ||
| Chlorohexidine Gluconate 4% w/v | Germi-Stat | ||
| Black Polyamide Monofilament | AROSurgical Instruments | T4A10Q07 | |
| Suture, 10-0 suture, 70 microns | Corporation | ||
| Blue monofilament suture 5-0, P3 needle | Ethicon | 8698G | |
| 1 ml Syringe | BD | REF 309659 | |
| 10 ml Syringe | BD | REF 309604 | |
| 1cc TB insulin syringe with 28G 1/2 | BD | REF 309309 | |
| 25G 7/8, hypodermic needle | BD | REF 305124 | |
| 27G 1/2, hypodermic needle | BD | REF 305109 | |
| Colibri Retractor- 1.5cm spread 4cm | Fine Science Tools | 17000-04 | |
| S&T CAF-4 Clip applying forceps, without lock | Fine Science Tools | 00072-14 | |
| Supergrip forceps, S&T | Fine Science Tools | 00632-11 | |
| Medical No.5 forceps | Fine Science Tools | 11253-20 | |
| Lexer Baby Scissors | Fine Science Tools | 14078-10 | |
| Micro Adson forceps serrated | Fine Science Tools | 11018-12 | |
| Vannas-Tubingen microscissors | Fine Science Tools | 15003-08 | |
| Micro clamps, b-1; 3.5mm x 1mm; 7mm length | Fine Science Tools | 00396-01 | |
| Graefe-forceps, 10cm 1×2 teeth | Fine Science Tools | 11054-10 | |
| Castroviejo with lock and tungsten jaws | Fine Science Tools | 12565-14 | |
| Hot glass bead sterilizer | Inotech 250 | IS-250 – Steri-250 | |
| Non-woven gauzes | Progene | ||
| Cotton Tipped Applicators | Puritan | ||
| Beard Trimmer | Wahl | ||
| Heating pad | Sunbeam |
Referenzen
- Billingham, M. E. Graft coronary disease: the lesions and the patients. Transplant Proc. 21, 3665-3666 (1989).
- Foegh, M. L. Chronic rejection–graft arteriosclerosis. Transplant Proc. 22, 119-122 (1990).
- Libby, P., Pober, J. S. Chronic rejection. Immunity. 14, 387-397 (2001).
- Tellides, G., Pober, J. S. Interferon-gamma axis in graft arteriosclerosis. Circulation research. 100, 622-632 (2007).
- Johnson, D. E., Gao, S. Z., Schroeder, J. S., DeCampli, W. M., Billingham, M. E. The spectrum of coronary artery pathologic findings in human cardiac allografts. The Journal of heart transplantation. 8, 349-359 (1989).
- Gao, S. Z., Alderman, E. L., Schroeder, J. S., Silverman, J. F., Hunt, S. A. Accelerated coronary vascular disease in the heart transplant patient: coronary arteriographic findings. Journal of the American College of Cardiology. 12, 334-340 (1988).
- Mennander, A., et al. Chronic rejection in rat aortic allografts. An experimental model for transplant arteriosclerosis. Arterioscler Thromb. 11, 671-680 (1991).
- Choy, J. C. Granzymes and perforin in solid organ transplant rejection. Cell Death Differ. 17, 567-576 (2010).
- Johnson, P., Carpenter, M., Hirsch, G., Lee, T. Recipient cells form the intimal proliferative lesion in the rat aortic model of allograft arteriosclerosis. Am J Transplant. 2, 207-214 (2002).
- Minami, E., Laflamme, M. A., Saffitz, J. E., Murry, C. E. Extracardiac progenitor cells repopulate most major cell types in the transplanted human heart. Circulation. 112, 2951-2958 (2005).
- Yu, L., et al. AIP1 prevents graft arteriosclerosis by inhibiting interferon-gamma-dependent smooth muscle cell proliferation and intimal expansion. Circ Res. 109, 418-427 (2011).
- Miller, C., DeWitt, C. W. Cellular and humoral responses to major and minor histocompatibility antigens. Transplant Proc. 5, 303-305 (1973).
- Tsutsui, H., et al. Lumen loss in transplant coronary artery disease is a biphasic process involving early intimal thickening and late constrictive remodeling: results from a 5-year serial intravascular ultrasound study. Circulation. 104, 653-657 (2001).
- Rossum, A., Enns, W., Shi, P., MacEwan, G. E., Choy, J. C. Bim regulates allogeneic immune responses and transplant arteriosclerosis through effects on T cell activation and death. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 34, 1290-1297 (2014).
- Ho, M. K., Springer, T. A. Tissue distribution, structural characterization, and biosynthesis of Mac-3, a macrophage surface glycoprotein exhibiting molecular weight heterogeneity. J Biol Chem. 258, 636-642 (1983).
- Inoue, T., Plieth, D., Venkov, C. D., Xu, C., Neilson, E. G. Antibodies against macrophages that overlap in specificity with fibroblasts. Kidney international. 67, 2488-2493 (2005).
- Shi, C., et al. Immunologic basis of transplant-associated arteriosclerosis. Proc Natl Acad Sci U S A. 93, 4051-4056 (1996).
- Skaro, A. I., et al. CD8+ T cells mediate aortic allograft vasculopathy by direct killing and an interferon-gamma-dependent indirect pathway. Cardiovasc Res. 65, 283-291 (2005).
- Tellides, G., et al. Interferon-gamma elicits arteriosclerosis in the absence of leukocytes. Nature. 403, 207-211 (2000).
- Wang, Y., et al. Interferon-gamma induces human vascular smooth muscle cell proliferation and intimal expansion by phosphatidylinositol 3-kinase dependent mammalian target of rapamycin raptor complex 1 activation. Circ Res. 101, 560-569 (2007).
- Soulez, M., et al. The perlecan fragment LG3 is a novel regulator of obliterative remodeling associated with allograft vascular rejection. Circ Res. 110, 94-104 (2012).
- Choy, J. C., Kerjner, A., Wong, B. W., McManus, B. M., Granville, D. J. Perforin mediates endothelial cell death and resultant transplant vascular disease in cardiac allografts. Am J Pathol. 165, 127-133 (2004).
- Choy, J. C., et al. Granzyme B induces endothelial cell apoptosis and contributes to the development of transplant vascular disease. Am J Transplant. 5, 494-499 (2005).
- Reis, E. D., et al. Dramatic remodeling of advanced atherosclerotic plaques of the apolipoprotein E-deficient mouse in a novel transplantation model. Journal of vascular surgery. 34, 541-547 (2001).
- Potteaux, S., et al. Suppressed monocyte recruitment drives macrophage removal from atherosclerotic plaques of Apoe-/- mice during disease regression. J Clin Invest. 121, 2025-2036 (2011).
