Трансплантация почки ортотопическая: Роман и упрощенный хирургический подход
Summary
Цель этой рукописи и протокола состоит в том, чтобы объяснить и детально продемонстрировать хирургическую процедуру ортоотопическая трансплантации почек у крыс. Этот метод упрощается для достижения правильной перфузии донорской почки и сокращения времени репертуара с помощью метода венозной и уретерной манжеты анастомоз.
Abstract
Трансплантация почек обеспечивает повышенную выживаемость и улучшение качества жизни пациентов с терминальной стадией почечной болезнью по сравнению с любым типом заместительной почечной терапии. За последние несколько десятилетий, модель трансплантации почек крысы была использована для изучения иммунологических явлений отторжения и терпимости. Эта модель стала незаменимым инструментом для тестирования новых иммуномодулирующих фармацевтических препаратов и схем до продолжения дорогостоящих доклинических крупных исследований на животных.
Этот протокол предоставляет подробный обзор того, как надежно выполнять ортотопическая трансплантация почки у крыс. Этот протокол включает в себя три отличительных шага, которые увеличивают вероятность успеха: перфузию донорской почки путем промывки через портальную Вену и использование системы манжеты для анастомозы почечных вен и мочеточников, тем самым уменьшая холодный и теплый раз. Используя эту технику, мы достигли показателей выживаемости после 6 месяцев с нормальным креатинина сыворотки у животных с синогенной или терпимыми трансплантации почек. В зависимости от цели исследования, эта модель может быть изменена до или после трансплантации лечения для изучения острого, хронического, клеточного, или антитело-опосредованного отторжения. Это воспроизводимые, надежные и экономически эффективные модели животных для изучения различных аспектов трансплантации почек.
Introduction
Исторически сложилось так, что первые исследования отторжения трансплантата были выполнены Брентом и Медаватом с помощью пересадки кожи у грызунов1. Вскоре стало ясно, что кожа имеет различные иммунологические особенности, что делает его высоко иммуногенный орган, который отличается в отказе от других кровеносных сосудов твердых органов2. Крысы исследования отказа трансплантации твердых органов обычно ограничивается сердца, печени, почек и трансплантации. Хотя каждый из этих органов подходит для изучения отторжения, у каждого из них есть свои преимущества и недостатки. Пересадка сердца часто пересаживают в брюшную полость и анастоме к аорте и полой Вене, с родным сердцем получателя на месте3. Это не воссоздать человека клинических, анатомических и физиологических условиях. Кроме того, сердечки очень чувствительны к холоду и должны быть повторно использованы преимущественно в течение 1 ч, чтобы иметь возможность восстановить свои функции4. Трансплантация печени, как правило, считаются хирургически более сложной и чувствительной к времени для выполнения. После удаления родной печени, донорской печени должен быть имплантирован и повторного использования в течение 30 минут, как получатели не могут длиться дольше без функционирования печени5. Печеночная артерия, портальная Вена, и особенно реконструкция желчных протоков требует изысканных хирургических навыков. Помимо хирургических проблем, печень, как известно, обладают толероженик свойствами и грызуны и люди могут стать оперативно терпимыми6,7,8. Почки, в отличие от вышеупомянутых органов, могут быть пересажены в ортогопическая Мода, как известно, иммуногенный орган с последовательным, воспроизводимые отклонения эпизодов (если не иммуноподавляется), и позволяет длительное холодное время, Часов. Это делает пересадку почек крысы идеальной моделью для изучения отторжения аллотрансплантата и терпимости.
Трансплантация почки (КТ) является предпочтительным выбором лечения для пациентов с терминальной стадией почечной болезни. За последние несколько десятилетий, краткосрочные результаты выживания после КТ значительно улучшились, но долгосрочные результаты выживания застойной9. Обычные иммунодепрессивные режимы остаются стандартной терапией против отторжения. Однако хроническое применение иммунодепрессивных методов лечения приводит к значительным заболеваемости и смертности, таких как нефротоксичность, диабет и вторичные злокачественные новообразования10,11,12. В долгосрочной перспективе хроническое антитело-и клеточное опосредованное отторжение угрожает выживанию трансплантата, имея ограниченные терапевтические возможности.
Основной целью трансплантации является индукция переносимости трансплантата для того, чтобы избежать необходимости хронического подавления иммунитета. Крыса КТ модель является надежным инструментом для исследования иммунологического процесса отторжения и для оценки новых подходов к иммуномодулирующие и трансплантации толерантности. Крыса также служит подходящей моделью для изучения острой и хронической клеточной и антитело-опосредованной отверженности13,14,15,16,17. Эта хирургическая модель оказалась надежным, воспроизводимым, и экономически эффективным инструментом для изучения различных аспектов аллотрансплантата отторжения и терпимости. Он часто используется для проверки романа вызывающие терпимость протоколов до проведения дорогостоящих и громоздких исследований большого животного. Выполнение КТ в крысах требует обширных хирургических подготовки и экспертизы для достижения выживаемости > 90%. В этой рукописи и сопроводительном видео, мы предоставляем пошаговый набросок для ортогопической КТ в крысе, так как успешно выполняется в течение многих лет в нашем учреждении.
Перед началом любой процедуры выбор донора и получателя имеет решающее значение и зависит от характера эксперимента. В идеале, доноры и получатели должны весить от 220 до 260 г и быть между 8-12 недельного возраста. Животные под 220 g имеют малый диаметр артерий, вен и мочеточников, делая анастомоз в реципиенте особенно сложным. Незначительная потеря крови может вызвать гиповолемию и привести к смерти у мелких животных. Животные тяжелее, чем 260 g дисплей больше жира вокруг их сосудов, и изоляция судна потребует более оперативное время и увеличить время холодной.
Protocol
Representative Results
Discussion
В этой рукописи мы подробно описываем хирургический метод ортогопичного КТ в крысах, включая все необходимое оборудование, необходимое для выполнения этой процедуры (Рисунок 5). В 1965, Фишер и ли опубликовал первый доклад о KT в крыс, который стал началом захватывающей обл?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была профинансирована щедрым подарком от семейного поместья Бомбек.
Materials
| Buprenorphine HCL | Reckitt Benckiser Healthcare UK | NDC12496-0757-5 | |
| Dissecting forceps, curved | Zhenbang, China | 11cm Flat handle | |
| Heparin sodium injection USP | Sagent Pharmaceuticals | NDC25021-400-10 | |
| Micro-forceps, straight, smooth | Jingzhong, China | WA3010 | |
| Micro needle holder | Jingzhong, China | WA2010 | |
| Micro vessel clamps | Jingzhong, China | WA40120 | |
| Micro spring sciccor 1 | ROBOZ | RS-5620 | |
| Micro spring sciccor 2 | F.S.T. | 91501-09 | |
| Micro spring sciccor 3 | Zhenbang, China | 8.5cm Vannas,curved | |
| Prograf (Tacrolimus/FK506) | Astellas | ||
| Rats | Charles River & Taconic Biosciences | LEW/Crl & DA-M | |
| Shaver | Wahl | 79600-2101 | |
| Suture 4-0 | Ethicon | J304H | |
| Suture, 4-0 | Ethicon | 683G | |
| Suture, 10-0 | Ethicon | 2820G | |
| Syringes & Needles | BD | ||
| Thread, 8-0 | Ashaway | 75290 | |
| Ureteral cuff | Microlumen | 160-1 | Polymide Tubing, Diameter 0.41 mm |
| Venous cuff | Intramedic BD | 7441 | PE-200 Non-radiopaque polyethylene tubing ID: 1.4 mm, OD: 1.9 mm |
References
- Billingham, R. E., Brent, L., Medawar, P. B. Actively acquired tolerance of foreign cells. Nature. 172 (4379), 603-606 (1953).
- Murray, J. E. Organ transplantation (skin, kidney, heart) and the plastic surgeon. Plastic and Reconstructive Surgery. 47 (5), 425-431 (1971).
- Liu, F., Kang, S. M. Heterotopic heart transplantation in mice. Journal of Visualized Experiments. (6), e238 (2007).
- Ruzza, A., et al. Heterotopic heart transplantation in rats: improved anesthetic and surgical technique. Transplant Proceedings. 42 (9), 3828-3832 (2010).
- Oldani, G., Lacotte, S., Morel, P., Mentha, G., Toso, C. Orthotopic liver transplantation in rats. Journal of Visualized Experiments. (65), e4143 (2012).
- Lang, K. S., et al. Immunoprivileged status of the liver is controlled by Toll-like receptor 3 signaling. Journal of Clinical Investigation. 116 (9), 2456-2463 (2006).
- Sun, Z., et al. Recruitment of host progenitor cells in rat liver transplants. Hepatology. 49 (2), 587-597 (2009).
- Orlando, G., Soker, S., Wood, K. Operational tolerance after liver transplantation. Journal of Hepatolgy. 50 (6), 1247-1257 (2009).
- Lodhi, S. A., Lamb, K. E., Meier-Kriesche, H. U. Solid organ allograft survival improvement in the United States: the long-term does not mirror the dramatic short-term success. American Journal of Transplantation. 11 (6), 1226-1235 (2011).
- Engels, E. A., et al. Spectrum of cancer risk among US solid organ transplant recipients. Journal of the American Medical Association. 306 (17), 1891-1901 (2011).
- Kasiske, B. L., Snyder, J. J., Gilbertson, D., Matas, A. J. Diabetes mellitus after kidney transplantation in the United States. American Journal of Transplantation. 3 (2), 178-185 (2003).
- de Mattos, A. M., Olyaei, A. J., Bennett, W. M. Nephrotoxicity of immunosuppressive drugs: long-term consequences and challenges for the future. American Journal of Kidney Diseases. 35 (2), 333-346 (2000).
- Hu, X., et al. Chimeric Allografts Induced by Short-Term Treatment With Stem Cell-Mobilizing Agents Result in Long-Term Kidney Transplant Survival Without Immunosuppression: A Study in Rats. American Journal of Transplantation. 16 (7), 2055-2065 (2016).
- Shrestha, B., Haylor, J. Experimental rat models of chronic allograft nephropathy: a review. International Journal of Nephrology and Renovascular Disease. 7, 315-322 (2014).
- Fu, Y., et al. Successful transplantation of kidney allografts in sensitized rats after syngeneic hematopoietic stem cell transplantation and fludarabine. American Journal of Transplantation. 14 (10), 2375-2383 (2014).
- Grau, V., et al. Immune Complex-Type Deposits in the Fischer-344 to Lewis Rat Model of Renal Transplantation and a Subset of Human Transplant Glomerulopathy. Transplantation. 100 (5), 1004-1014 (2016).
- Vogelbacher, R., et al. Bortezomib and sirolimus inhibit the chronic active antibody-mediated rejection in experimental renal transplantation in the rat. Nephrology Dialysis Transplantation. 25 (11), 3764-3773 (2010).
- Fisher, B., Lee, S. Microvascular surgical techniques in research, with special reference to renal transplantation in the rat. Surgery. 58 (5), 904-914 (1965).
- Mahabir, R. N., Guttmann, R. D., Lindquist, R. R. Renal transplantation in the inbred rat. X. A model of “weak histoincompatibility” by major locus matching. Transplantation. 8 (4), 369-378 (1969).
- Wang, J. J., Hockenheimer, S., Bickerstaff, A. A., Hadley, G. A. Murine renal transplantation procedure. Journal of Visualized Experiments. (29), e1150 (2009).
- Bickerstaff, A. A., Wang, J. J., Pelletier, R. P., Orosz, C. G. Murine renal allografts: spontaneous acceptance is associated with regulated T cell-mediated immunity. Journal of Immunology. 167 (9), 4821-4827 (2001).
- Silber, S. J., Crudop, J. Kidney transplantation in inbred rats. American Journal of Surgery. 125 (5), 551-553 (1973).
- D’Silva, M., et al. Rat kidney transplantation update with special reference to vesical calculi. Microsurgery. 11 (2), 169-176 (1990).
- Yin, M., Booster, M. H., Bogaard, A. E. J. M., Kootstra, G. A simple technique to harvest two kidneys from one donor rat for transplantation. Lab Animal. 28 (4), 387-390 (1994).
- Lopez-Neblina, F., Toledo-Pereyra, L. H., Suzuki, S. Ultrarapid orthotopic technique for renal transplantation in the rat. Microsurgery. 15 (4), 274-278 (1994).
- Blom, D., Orloff, M. S. A more versatile and reliable method for renal transplantation in the rat. Microsurgery. 18 (4), 267-269 (1998).
- Engelbrecht, G., Kahn, D., Duminy, F., Hickman, R. New rapid technique for renal transplantation in the rat. Microsurgery. 13 (6), 340-344 (1992).
- Kline, R., Churchill, M., Churchill, P., Bidani, A., Schwartz, M. High osmolality-low pH flush solutions improve renal transplant function in rats. Urology Research. 19 (2), 81-86 (1991).
- Fray, J. C. Mechanism by which renin secretion from perfused rat kidneys is stimulated by isoprenaline and inhibited by high perfusion pressure. The Journal of Physiology. 308, 1-13 (1980).
- Fry, D. L. Acute vascular endothelial changes associated with increased blood velocity gradients. Circulation Research. 22 (2), 165-197 (1968).
- Pahlavan, P. S., Smallegange, C., Adams, M. A., Schumacher, M. Kidney transplantation procedures in rats: assessments, complications, and management. Microsurgery. 26 (5), 404-411 (2006).
- Savas, C. P., et al. Renal transplantation in the rat–a new simple, non-suture technique. Urology Research. 13 (2), 91-93 (1985).
- Fabre, J., Lim, S. H., Morris, P. J. Renal transplantation in the rat: details of a technique. The Austalian and New Zealand Journal of Surgery. 41 (1), 69-75 (1971).
- Cameron, A. M., et al. Chimeric Allografts Induced by Short-Term Treatment With Stem Cell Mobilizing Agents Result in Long-Term Kidney Transplant Survival Without Immunosuppression: II, Study in Miniature Swine. American Journal of Transplantation. 16 (7), 2066-2076 (2016).
