Модифицированная хирургическая техника для трансплантации почки у мышей
Summary
Этот протокол представляет собой новую хирургическую технику трансплантации почки мыши, ориентированную на модифицированную стратегию артериального анастомоза. Также представлена методика сосудистого шва, включающая простой и безопасный метод анастомоза мочеточника и мочевого пузыря. Эти модификации сокращают время операции и улучшают вероятность успеха процедуры трансплантации почки мыши.
Abstract
Трансплантация почки у мышей является сложной и сложной хирургической процедурой. Существует очень мало публикаций, демонстрирующих ключевые этапы этой операции. Поэтому данная статья знакомит с методикой и указывает на хирургические предостережения, связанные с данной операцией. Кроме того, демонстрируются важные изменения по сравнению с обычной процедурой. Во-первых, участок брюшной аорты разрезают и готовят таким образом, чтобы проксимальные бифуркации почечной артерии, включая мочеточниковую артерию, перерезались вместе с донорской почкой в блоке. Это снижает риск некроза мочеточника и позволяет избежать развития окклюзии мочевыводящих путей. Во-вторых, продемонстрирован новый метод сосудистого анастомоза, позволяющий оператору гибко увеличивать или уменьшать размер анастомоза после того, как уже начата реперфузия почечной трансплантации. Это позволяет избежать развития стриктур сосудов и внутрибрюшных кровотечений. В-третьих, показана методика, позволяющая провести анастомоз деликатного донорского мочеточника и мочевого пузыря-реципиента, не вызывающего травмы. Принятие этого протокола может сократить время операции и уменьшить повреждение мочевого пузыря реципиента, тем самым значительно увеличивая вероятность успеха операции для мышей-реципиентов.
Introduction
С тех пор, как Саковиц и др. впервые разработали мышиные модели трансплантации почки в 1973 году1, она зарекомендовала себя как важный экспериментальный инструмент для изучения механизмов трансплантационного ишемического повреждения и аллоиммунного отторжения, а также для разработки новых методов лечения, направленных на продление выживаемости аллотрансплантата и, возможно, достижение иммунологической толерантности. Тем не менее, хирургическая техника оказалась сложной и очень требовательной, иногда имея такие осложнения, как сосудистые анастомотические стриктуры, приводящие к преренальной неиммунологической недостаточности почки2, постренальной недостаточности, вызванной ишемией и последующим некрозом трансплантированного мочеточника, стриктуры анастомоза трансплантированного мочеточника и / или мочевого пузыря реципиента, приводящего к нарушению оттока мочи. Все это причины, по которым трансплантация почек у мышей не получила дальнейшего развития и поэтому не получила широкого распространения. Создание эффективной и долгосрочной стабильной модели трансплантации почки мыши без осложнений сосудов и мочевыводящих путей по-прежнему имеет незаменимое значение для многих исследований в области трансплантации с акцентом на почечные иммуноопосредованные, но также инфекционные заболевания3. Кроме того, по сравнению с другими трансплантациями органов в мышиных моделях, таких как трансплантация легких, сердца и кишечника 4,5, модель трансплантации почки мыши дает шанс для изучения долгосрочной выживаемости даже в условиях большого несоответствия антигенов гистосовместимости 3,6. Также было показано, что в одних и тех же условиях комбинаций донор-реципиент различные трансплантации органов, таких как сердце или почки, характеризуются различной динамикой и началом отторжения аллотрансплантата3. Кроме того, с нефрологической точки зрения это более подходящая модель для изучения паренхиматозно-опосредованных иммунных регуляторных механизмов в контексте острых и хронических событий отторжения, чем простые эксперименты по пересадке кожи.
Основываясь на предыдущих отчетах о хирургической технике трансплантации почки у мышей 3,7,8,9, мы здесь демонстрируем следующие надежные улучшения, которые были успешно применены в течение последних 10 лет в нашей группе 10,11,12: Во-первых, мочеточниковая артерия безопасно сохраняется, поскольку почечная артерия резецируется в блоке. вместе с соответствующей частью брюшной аорты. Во-вторых, новая, простая и быстрая методика бессучкового сосудистого анастомоза, при которой окончательный стежок анастомоза не завязывается концом верхнего галстука, как традиционный подход, а остается свободным. Данная методика позволяет увеличить или уменьшить размеры анастомоза после реперфузии почек во избежание стриктуры сосудов и внутрибрюшного кровотечения. В-третьих, иглы шприца 21 г и 30 г использовались в качестве вспомогательного инструмента для прокола, чтобы имплантировать донорский мочеточник в стенку мочевого пузыря реципиента, уменьшая повреждение мочевого пузыря реципиента и облегчая образование стриктурного свободного анастомоза.
В этом отчете мы также сравнили традиционную, широко используемую методику с модифицированной, которая установлена в нашей лаборатории, и не обнаружили существенной разницы в степени почечной канальцевой атрофии и интерстициального фиброза ткани трансплантата почки. В предыдущих исследованиях мы дополнительно сравнивали результаты этой новой методики с обычным методом с точки зрения местного кровотечения, тромбоза, времени выполнения анастомоза сосудов и выживаемости. Мы обнаружили такие улучшения, как значительное снижение локальных тромбозных событий (1,1% против 6,6%), сокращение времени для процедуры анастомоза и высоковоспроизводимый сингенный трансплантат почек с долгосрочной выживаемостью (95% против 84% при классическом подходе)10.
Protocol
Representative Results
Discussion
В то время как модель трансплантации кожи у мышей проста и легка в выполнении для изучения событий аллоиммунного отторжения, хирургические методы более конкретного исследования воспалительных изменений, связанных с аллоиммуном, после сердца16 и трансплантации почки<sup class…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим команду доктора Тяньтянь Бай за помощь с голосом за кадром, мисс Миань Пао за ее помощь в медицинской иллюстрации. Эта работа была частично поддержана Немецким исследовательским фондом (DFG) для содействия международному сотрудничеству (HO2581/4-1 to AH) и Национальным научным фондом Китая (NSFC; #81760291 fJ).
Materials
| 30G-needles | Braun | 456300 | – |
| acepromazine | CP Pharma | Tranquisol P | – |
| Bepanthen eye ointment | Haus-Apotheke | PZN 01578675 | – |
| Bonn Micro Forceps | FST | 11083-07 | – |
| Box for insulation and oxygen supply device | RUSKINN | INVIV | – |
| C57BL/6J mice | Charles River. Germany | no catalog number | – |
| Carprofen | Zoetis | Rimadyl 50 mg/ml | – |
| CATHETER-FEP 26G | TERUMO | Surflo-W | – |
| Clip Applicator Forceps Style | FST | 18057-14 | – |
| Curved forceps | WPI | 14114-G | – |
| Cutasept skin disinfection | VWR | BODL980365 | – |
| Dehydrator | DIAPATH | Donatello | – |
| electrosurgical pen | Bovie | CHANGE-A-TIP | – |
| Embedding machine | Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd | JB-P5 | – |
| Ethanol | Sinopharm Group Chemical Reagent Co. LtD | 100092683 | – |
| Frozen platform | Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd | JB-L5 | – |
| gauze pads, cotton swabs | Lohmann-Rauscher | 13353 | – |
| Glass slide | Servicebio | G6004 | – |
| HE dye solution set | Servicebio | G1003 | – |
| Heating mat | THERMO MAT PRO 30W | HTP-30 | – |
| hemostatic sponge | CuraSpon | J1276A | – |
| heparine-solution | Haus-Apotheke | PZN 03029820 | – |
| ice box | PETZ | No Catalog Number available | – |
| Imaging system | Nikon | Nikon DS-U3 | – |
| Inhalation anesthesia device | GROPPLER | BKGM 0616 | – |
| isoflurane | CP Pharma | Isofluran CP 1 ml/ml | – |
| ketamine | Zoetis | no catalog numer | – |
| Masson dye solution set | Servicebio | G1006 | – |
| metamizole | WDT | no catalog numer | – |
| Micro scissors | FST | 15000-00,15000-10 | – |
| Micro Serrefine ( Clamp ) Angled / 16 mm | FST | 18055-06 | – |
| Microscope | Leica | LEICAMZ6 | – |
| Microscope light | SCHOTT | KL2500LED | – |
| Neutral gum | SCRC | 10004160 | – |
| Oven | Tianjin Laibo Rui Instrument Equipment Co., Ltd | GFL-230 | – |
| Pathology slicer | Shanghai Leica Instrument Co., Ltd | RM2016 | – |
| Saline solution (NaCl 0.9 %) | Haus-Apotheke | PZN 06178437 | – |
| scissors | Peha Instruments | 991083/4 | – |
| Slides | Servicebio | – | |
| small Petri dish | Sarstedt | 8,33,900 | – |
| straight forceps | WPI | 14113-G | – |
| surgical tape | BSN | 4120 | – |
| Suture Tying Forceps – 10 cm | FST | 18025-10 | – |
| Sutures(10-0) | Medtronic | N2540 | – |
| Sutures(4-0) | ETHILON | V4940H | – |
| Sutures(7-0) | ETHILON | 1647H | – |
| Syringe (0,3 mL) | BD | 324826 | – |
| Syringe (1 mL) | BD | 320801 | – |
| Tissue spreader | Zhejiang Kehua Instrument Co., Ltd | KD-P | – |
| Upright optical microscope | Nikon | Nikon Eclipse E100 | – |
| xylazine | Bayer | Rompun | – |
| Xylene | Sinopharm Group Chemical Reagent Co. LtD | 10023418 | – |
References
- Skoskiewicz, M., Chase, C., Winn, H. J., Russell, P. S. Kidney transplants between mice of graded immunogenetic diversity. Transplantation Proceedings. 5 (1), 721-725 (1973).
- Jiang, K., et al. Noninvasive assessment of renal fibrosis with magnetization transfer MR imaging: Validation and evaluation in murine renal artery stenosis. Radiology. 283 (1), 77-86 (2017).
- Tse, G. H., et al. Mouse kidney transplantation: Models of allograft rejection. Journal of Visualized Experiments. (92), e52163 (2014).
- Okazaki, M., et al. et al.Costimulatory blockade-mediated lung allograft acceptance is abrogated by overexpression of Bcl-2 in the recipient. Transplantation Proceedings. 41 (1), 385-387 (2009).
- Chuck, N. C., et al. et al.Ultra-short echo-time magnetic resonance imaging distinguishes ischemia/reperfusion injury from acute rejection in a mouse lung transplantation model. Transplant International. 29 (1), 108-118 (2016).
- Zhang, Z., et al. Pattern of liver, kidney, heart, and intestine allograft rejection in different mouse strain combinations. Transplantation. 62 (9), 1267-1272 (1996).
- Wang, J., Hockenheimer, S., Bickerstaff, A. A., Hadley, G. A. Murine renal transplantation procedure. Journal of Visualized Experiments. (29), e1150 (2009).
- Plenter, R., Jain, S., Ruller, C. M., Nydam, T. L., Jani, A. H. Murine kidney transplant technique. Journal of Visualized Experiments. (104), e52848 (2015).
- Plenter, R. J., Jain, S., Nydam, T. L., Jani, A. H. Revised arterial anastomosis for improving murine kidney transplant outcomes. Journal of Investigative Surgery. 28 (4), 208-214 (2015).
- Rong, S., Lewis, A. G., Kunter, U., Haller, H., Gueler, F. A knotless technique for kidney transplantation in the mouse. Journal of Transplantation. , 127215 (2012).
- Kreimann, K., et al. Ischemia reperfusion injury triggers CXCL13 release and B-cell recruitment after allogenic kidney transplantation. Frontiers in Immunology. 11, 1204 (2020).
- Schmidbauer, M., et al. Diffusion-Weighted imaging and mapping of T1 and T2 relaxation time for evaluation of chronic renal allograft rejection in a translational mouse model. Journal of Clinical Medicine. 10 (19), 4318 (2021).
- Wu, K., et al. Novel technique for blood circuit reconstruction in mouse heart transplantation model. Microsurgery. 26, 594-598 (2006).
- Haas, M. Chronic allograft nephropathy or interstitial fibrosis and tubular atrophy: what is in a name. Current Opinion in Nephrology and Hypertension. 23 (3), 245-250 (2014).
- Dang, Z., MacKinnon, A., Marson, L. P., Sethi, T. Tubular atrophy and interstitial fibrosis after renal transplantation is dependent on galectin-3. Transplantation. 93 (5), 477-484 (2012).
- Yin, D., et al. Blood circuit reconstruction in an abdominal mouse heart transplantation model. Journal of Visualized Experiments. (172), e62007 (2021).
- Zhang, Z., et al. Improved techniques for kidney transplantation in mice. Microsurgery. 16 (2), 103-109 (1995).
- Mannon, R. B., et al. Chronic rejection of mouse kidney allografts. Kidney International. 55 (5), 1935-1944 (1999).
- Coffman, T., et al. Improved renal function in mouse kidney allografts lacking MHC class I antigens. Journal of Immunology. 151 (1), 425-435 (1993).
- Martins, P. N. Learning curve, surgical results and operative complications for kidney transplantation in mice. Microsurgery. 26 (8), 590-593 (2006).
