Orthotopic चूहा गुर्दा प्रत्यारोपण: एक उपंयास और सरलीकृत सर्जिकल दृष्टिकोण
Summary
इस पांडुलिपि और प्रोटोकॉल का उद्देश्य समझा और विस्तार से चूहों में orthotopic गुर्दा प्रत्यारोपण की शल्य प्रक्रिया को प्रदर्शित करने के लिए है । इस विधि दाता गुर्दे के सही छिड़काव को प्राप्त करने और शिरापरक और ureteral कफ एनास्टोरोसिस तकनीक का उपयोग करके reperfusion समय छोटा करने के लिए सरल है ।
Abstract
गुर्दे प्रत्यारोपण वृद्धि हुई जीवित रहने की दर और अंत चरण गुर्दे की बीमारी के साथ रोगियों के लिए जीवन की गुणवत्ता में सुधार प्रदान करता है, के रूप में गुर्दे रिप्लेसमेंट थेरेपी के किसी भी प्रकार की तुलना में । पिछले कुछ दशकों में, चूहा गुर्दा प्रत्यारोपण मॉडल अस्वीकृति और सहिष्णुता की प्रतिरक्षा घटना का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है । इस मॉडल के लिए एक अनिवार्य उपकरण बन गया है नए इम्यूनोमॉड्यूलेटरी फार्मास्यूटिकल्स और regimens महंगी पूर्व नैदानिक बड़े पशु अध्ययन के साथ आगे बढ़ने से पहले परीक्षण करने के लिए ।
इस प्रोटोकॉल कैसे मज़बूती से चूहों में orthotopic गुर्दा प्रत्यारोपण करने के लिए की एक विस्तृत सिंहावलोकन प्रदान करता है । इस प्रोटोकॉल तीन विशिष्ट कदम है कि सफलता की संभावना को बढ़ाने में शामिल हैं: पोर्टल नस के माध्यम से निस्तब्धता और एक कफ प्रणाली का उपयोग गुर्दे की नसों और मूत्रवाहिनी anastomose द्वारा दाता गुर्दे का छिड़काव, जिससे ठंड और गर्म कम ischemia टाइंस । इस तकनीक का उपयोग करते हुए, हम 6 महीने से परे जीवित रहने की दर प्राप्त की है सामान्य सीरम क्रिएटिनिन के साथ syngeneic या सहिष्णु गुर्दा प्रत्यारोपण के साथ जानवरों में. अध्ययन के उद्देश्य पर निर्भर करता है, इस मॉडल के द्वारा संशोधित किया जा सकता है पूर्व या posttransplant उपचार तीव्र, जीर्ण, सेलुलर, या एंटीबॉडी-mediated अस्वीकृति का अध्ययन करने के लिए. यह गुर्दा प्रत्यारोपण के विभिन्न पहलुओं का अध्ययन करने के लिए एक पुनरुद्भणीय, विश्वसनीय, और लागत प्रभावी पशु मॉडल है ।
Introduction
ऐतिहासिक, पहले प्रत्यारोपण अस्वीकृति अध्ययन ब्रेंट और Medawar द्वारा कृंतकों1में त्वचा प्रत्यारोपण का उपयोग कर प्रदर्शन किया गया । यह जल्द ही स्पष्ट हो गया है कि त्वचा विशिष्ट प्रतिरक्षा विशेषताएं है, यह एक उच्च प्रतिरक्षाविज्ञानी अंग है कि अन्य vascularized ठोस अंगों2से अस्वीकृति में अलग है बना रही है । ठोस अंग प्रत्यारोपण अस्वीकृति के चूहे अध्ययन दिल, जिगर, और गुर्दे प्रत्यारोपण करने के लिए आदतन सीमित हैं । हालांकि इन अंगों में से प्रत्येक अस्वीकृति का अध्ययन करने के लिए उपयुक्त है, उनमें से प्रत्येक के लिए फायदे और नुकसान हैं । हृदय प्रत्यारोपण अक्सर पेट में प्रत्यारोपित किया जाता है और महाधमनी और शिरा cava के लिए anastomosed, स्थान3में प्राप्तकर्ता के मूल के दिल के साथ । यह मानव नैदानिक, शारीरिक, और शारीरिक स्थितियों विश्राम नहीं करता है । इसके अतिरिक्त, दिल बहुत ठंडा ischemia के प्रति संवेदनशील है और 1 के भीतर अधिमान्य reperfused किया जा करने के लिए अपने4समारोह को ठीक करने में सक्षम होने के लिए ज. लिवर प्रत्यारोपण आमतौर पर शल्य चिकित्सा के लिए और अधिक चुनौतीपूर्ण और प्रदर्शन करने के लिए समय के प्रति संवेदनशील माना जाता है । मूल जिगर को हटाने के बाद, दाता जिगर को प्रत्यारोपित और 30 मिनट के भीतर reperfused के रूप में प्राप्तकर्ताओं अब एक कार्य जिगर5के बिना पिछले नहीं कर सकते है किया जाना है । यकृत धमनी, पोर्टल शिरा, और विशेष रूप से पित्त वाहिनी पुनर्निर्माण परिष्कृत शल्य चिकित्सा कौशल की आवश्यकता है । शल्य चुनौतियों के अलावा, जिगर को सहन करने की संपत्तियों और कृंतकों के अधिकारी और मानव परिचालनिक दृष्टि से दृष्टि से सहिष्णु6,7,8बन सकता है जाना जाता है । गुर्दे, aforementioned अंगों के विपरीत, एक orthotopic फैशन में प्रत्यारोपित किया जा सकता है, सुसंगत, reproducible अस्वीकृति एपिसोड (यदि नहीं immunoदबाया) के साथ एक immunogenic अंग होने के लिए जाना जाता है, और लंबे समय तक ठंडा कई के ischemia बार के लिए अनुमति देता है घंटे. यह चूहा गुर्दा प्रत्यारोपण एक आदर्श मॉडल के लिए allograft अस्वीकृति और सहिष्णुता के अध्ययन के लिए बनाता है ।
गुर्दे प्रत्यारोपण (केटी) अंत चरण गुर्दे की बीमारी के साथ रोगियों के लिए उपचार के पसंदीदा विकल्प है । पिछले कुछ दशकों में, अल्पावधि उत्तरजीविता परिणामों के बाद KT नाटकीय रूप से सुधार हुआ है, लेकिन लंबे समय तक जीवित रहने के परिणाम9स्थिर रहे हैं । पारंपरिक immunosuppressive रेजिडेंस मानक विरोधी अस्वीकृति चिकित्सा रहते हैं । हालांकि, immunosuppressive चिकित्सा के पुराने उपयोग गुर्दे की विषाक्तता, मधुमेह, और माध्यमिक maligcies10,11,12के रूप में महत्वपूर्ण रुग्णता और मृत्यु का कारण बनता है । लंबी अवधि में, पुरानी एंटीबॉडी और सेलुलर मध्यस्थता अस्वीकृति, सीमित चिकित्सकीय विकल्प उपलब्ध के साथ, भ्रष्टाचार अस्तित्व की धमकी ।
प्रत्यारोपण में एक प्रमुख लक्ष्य प्रत्यारोपण सहिष्णुता के प्रेरण के क्रम में क्रोनिक immunosuppression की आवश्यकता को कम करने के लिए है । चूहा KT मॉडल प्रतिरक्षाविज्ञानी अस्वीकृति प्रक्रिया की जांच करने के लिए और immunomodulation और प्रत्यारोपण सहिष्णुता के लिए नए दृष्टिकोण का मूल्यांकन करने के लिए एक मजबूत उपकरण है । चूहा भी एक उपयुक्त मॉडल के रूप में कार्य करता है तीव्र और जीर्ण सेल का अध्ययन और एंटीबॉडी मध्यस्थता अस्वीकृति13,14,15,16,17। इस शल्य चिकित्सा मॉडल के लिए एक विश्वसनीय, reproducible, और लागत प्रभावी उपकरण के लिए allograft अस्वीकृति और सहिष्णुता के विभिंन पहलुओं का अध्ययन साबित हो गया है । यह अक्सर उपंयास सहिष्णुता का परीक्षण करने के लिए प्रयोग किया जाता है, महंगा और बोझिल बड़े जानवर अध्ययन उपक्रम से पहले प्रोटोकॉल inducing । चूहों में KT प्रदर्शन व्यापक शल्य चिकित्सा प्रशिक्षण और विशेषज्ञता > 90% की जीवित रहने की दर तक पहुंचने की आवश्यकता है । इस पांडुलिपि में और साथ अनुदेशात्मक वीडियो में, हम एक कदम-द्वारा चूहे में orthotopic KT के लिए कदम रूपरेखा प्रदान करते हैं, के रूप में सफलतापूर्वक हमारे संस्थान में कई वर्षों के लिए प्रदर्शन किया ।
किसी भी प्रक्रिया को शुरू करने से पहले, दाता और प्राप्तकर्ता चयन महत्वपूर्ण है और प्रयोग की प्रकृति पर निर्भर करता है । आदर्श रूप में, दाताओं और प्राप्तकर्ताओं 220 के बीच वजन-260 जी और 8 के बीच होना चाहिए-12 उंर के सप्ताह । २२० g के तहत जानवरों में छोटे व्यास की धमनियों, नसों और मूत्रवाहिनी होते हैं, जिससे प्राप्तकर्ता में एनास्टोनोसिस विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण होता है । मामूली खून की कमी के कारण hypovolemia हो सकता है और छोटे जानवरों में मौत के लिए नेतृत्व कर सकते हैं । पशुओं से भारी २६० जी अपने जहाजों के आसपास अधिक वसा प्रदर्शन, और पोत अलगाव अधिक ऑपरेटिव समय की आवश्यकता होगी और ठंड ischemia समय वृद्धि हुई है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस पांडुलिपि में, हम विस्तार से चूहों में orthotopic KT के लिए शल्य चिकित्सा पद्धति का वर्णन, सभी आवश्यक इस प्रक्रिया को करने के लिए जरूरी उपकरणों सहित (चित्रा 5) । १९६५ में, फिशर और ली ने चूहों में KT पर प…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम Bombeck परिवार एस्टेट से एक उदार उपहार द्वारा वित्त पोषित किया गया ।
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).
