大鼠原位肾移植: 一种新的简化的手术方法
Summary
本手稿和程序的目的是详细解释和演示大鼠原位肾移植的手术方法。该方法简化后, 采用静脉和输尿管袖吻合术, 实现供肾的正确灌注, 缩短再灌注时间。
Abstract
与任何类型的肾脏替代疗法相比, 肾移植为终末期肾病患者提供了更高的生存率和更高的生活质量。在过去的几十年里, 大鼠肾移植模型被用来研究排斥和耐受的免疫现象。在进行昂贵的临床前大型动物研究之前, 该模型已成为测试新的免疫调节药物和方案的不可或缺的工具。
该方案提供了如何可靠地在大鼠中进行原位肾移植的详细概述。该方案包括三个独特的步骤, 增加成功的概率: 通过冲洗门静脉灌注供肾和使用袖系统来吻合肾静脉和输尿管, 从而减少寒冷和温暖缺血时间。使用这种技术, 我们已经达到了存活率超过6个月与正常血清肌酐的动物与同种或耐受的肾脏移植。根据研究的目的, 这种模型可以通过移植前或移植后的治疗来改变, 以研究急性、慢性、细胞或抗体介导的排斥反应。研究肾移植的不同方面是一种可重复、可靠、经济高效的动物模型。
Introduction
从历史上看, 第一次移植排斥研究是由布伦特和医疗通过在啮齿类动物1中进行皮肤移植进行的。很快就可以看出, 皮肤具有明显的免疫学特征, 使其成为一个高度免疫原性器官, 不同于其他血管化固体器官2的排斥反应。大鼠对固体器官移植排斥反应的研究通常仅限于心脏、肝脏和肾脏移植。虽然这些器官中的每一个都适合研究排斥, 但每个器官都有优点和缺点。心脏移植通常移植到腹部, 并与主动脉和静脉吻合, 受者的本地心脏就位 3.这并不能重现人类的临床、解剖和生理状况。此外, 心脏对冷缺血非常敏感, 必须在1小时内优先再灌注, 才能恢复其功能4。肝脏移植通常被认为是手术更具挑战性和时间敏感性的执行。去除原生肝脏后, 捐献者的肝脏必须在30分钟内植入和再灌注, 因为没有正常运作的肝脏,受者就无法持续更长的时间5。肝动脉、门静脉, 尤其是胆管重建需要精细的手术技巧。除了手术的挑战, 肝脏是已知的具有耐受性的属性和啮齿类动物和人类可以成为操作耐受6,7,8。肾脏, 不像前面提到的器官, 可以移植在一个原位的方式, 已知是一个免疫原器官与一致的, 可重复的排斥发作 (如果不是免疫抑制), 并允许长时间的冷缺血时间小时。这使得大鼠肾移植成为研究同种异体移植排斥反应和耐受性的理想模型。
肾移植 (KT) 是终末期肾病患者的首选治疗方法。在过去几十年中, KT 之后的短期生存结果有了显著改善, 但长期生存结果却停滞不前。常规免疫抑制方案仍然是标准的抗排斥治疗。然而, 长期使用免疫抑制疗法会导致显著的发病率和死亡率, 如肾毒性、糖尿病和10、11、12只继发性恶性肿瘤.长期, 慢性抗体和脂肪介导的排斥威胁移植物的生存, 有限的治疗选择可用。
移植的一个主要目标是诱导移植耐受性, 以避免慢性免疫抑制的需要。大鼠 KT 模型是研究免疫排斥过程和评估免疫调节和移植耐受新方法的可靠工具。大鼠也是研究急性和慢性细胞和抗体介导的排斥13,14,15,16, 17的合适模型。这种手术模型已被证明是一个可靠的, 可重复的, 和具有成本效益的工具, 以研究同种异体移植排斥和耐受的各个方面。在进行昂贵而繁琐的大型动物研究之前, 它经常被用来测试新的公差诱导方案。在大鼠身上进行 KT 手术需要广泛的手术培训和专业知识, 才能达到 gt;90% 的存活率。在这份手稿和随附的教学视频中, 我们为大鼠的原位 KT 提供了一个逐步的大纲, 在我们的机构成功地执行了多年。
在开始任何程序之前, 捐献者和受赠者的选择都是至关重要的, 这取决于实验的性质。理想情况下, 捐献者和受赠者的体重应在220-260 克之间, 年龄在8-12周之间。220克以下的动物有小直径的动脉、静脉和输尿管, 这使得接受者的吻合特别具有挑战性。轻微的失血会导致低血容量, 并导致较小的动物死亡。体重超过260克的动物在血管周围显示出更多的脂肪, 血管隔离将需要更多的手术时间, 并增加冷缺血时间。
Protocol
Lewis (RT1 1) 和深色 Agouti (da)(rt1a a) 大鼠是从商业供应商处购买的 (见《材料表》)。这些完全 mhc 不匹配菌株经常被用来研究急性肾移植排斥反应。所有动物都是根据国家卫生研究院 (NIH) 的指导方针, 在约翰·霍普金斯大学的一个特定的无病原体设施中安置和饲养的。所有程序都得到了机构动物护理和使用委员会的批准。 1. 捐助者程序 准备和…
Representative Results
我们进行了同源 (n = 5) 和同种异体肾移植 (n = 5)。进行同源移植的动物在没有任何免疫抑制治疗的情况下实现了长期生存。在没有免疫抑制的情况下接受同种异体移植的动物拒绝了移植, 并死于肾功能衰竭, 平均生存期为 8天 (图 4a)。在同种组中, 平均血清肌酐略有增加, 而同种组则增加了 14倍 (0.5 mg/dL 对 7.0 mg/dl, p & lt;0.01) (图 4<…
Discussion
在本手稿中, 我们详细介绍了大鼠原位 KT 的手术方法, 包括执行此过程所需的所有必要设备 (图 5)。1965年, 费舍尔和李发表了第一份关于老鼠 KT 的报告, 这成为一个令人兴奋的调查领域18的开始。自那时以来, 已经引入了许多修改, 以提高该模型的重现性。由于部分和全部 MHC 错配组合的几个自亲和外交系的存在, 为研究缺血再灌注损伤和肾移植排斥反应和耐?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作的资金来自邦贝克家族庄园的一份慷慨的礼物。
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 |
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Citer Cet Article
Ahmadi, A. R., Qi, L., Iwasaki, K., Wang, W., Wesson, R. N., Cameron, A. M., Sun, Z. Orthotopic Rat Kidney Transplantation: A Novel and Simplified Surgical Approach. J. Vis. Exp. (147), e59403, doi:10.3791/59403 (2019).