Summary

異心臓移植のマウスモデルを用いた肺動脈弁の移植

Published: July 23, 2014
doi:

Summary

組織工学心臓弁における新組織形成および狭窄の開発の基礎となる細胞および分子メカニズムを理解するためには、異所性心臓弁移植のマウスモデルを開発した。肺動脈心臓弁は異所心臓移植技術を用いてレシピエントに移植した。

Abstract

組織工学心臓弁、特に脱細胞弁は、まちまちな結果と再建手術の臨床使用で躍進を始めている。しかし、新組織開発、弁の肥厚および狭窄の発生の細胞および分子メカニズムは広く研究されていない。上記の質問に答えるために、我々は、マウス異心臓弁移植モデルを開発しました。心臓弁は、弁ドナーマウスから採取し、心臓ドナーマウスに移植した。新しいバルブに心臓がレシピエントマウスに異所移植した。移植された心臓は、受信者の心拍とは無関係に、独自のビートを示した。血流は、パルス波ドプラで高周波数超音波システムを用いて定量した。移植された肺動脈弁を通る流れは、最小限の逆流との流れを前進示し、ピークフローは100mm /秒に近いものであった。心臓弁移植のこのマウスモデルであるhighl多用途のyので、変性及び異なる血行力学環境​​を提供するために、および/または組織工学心臓弁に新組織発達を研究するために、種々のトランスジェニックマウスと共に使用することができるように適合させることができる。

Introduction

先天性心血管の欠陥は西部の世界の1,2乳児死亡の主要な原因の1つです。その中でも、肺動脈弁狭窄症と二尖大動脈弁の欠陥が頻繁に生じる形態3である。心臓弁置換手術は、再建手術の通常の選択である。しかし、狭窄および石灰化心臓弁の、および抗凝固剤に終生の依存など、合併症は慢性的な病気と死4-7の重要な源である。また、成長の可能性がないことは、さらに、これらの若い患者4,8,9の死亡率を増加させる、リビジョン手術を必要とします。

生分解性合成心臓弁8上に成長性、Shinoka 播種した自己由来細胞との機能的な置換心臓弁を開発する試みである。成長ポテンショ持つ構造体のようなネイティブの心臓弁に変換する合成バルブアル。予備大型動物研究は、機能的な心臓弁10を作成するために、この方法論を使用することの実現可能性を実証した。しかし、長期の移植研究は、心臓弁の狭窄を生じるバルブ新組織の進行性肥厚に乏しい耐久性を実証した。 Sodianから作業 Shinoka手法を使用しましたが、最終的には、より生理的なプロフィール9,11,12を構築する組織工学弁の生体力学的特性を与えた生分解性エラストマーのPGA行列を置き換えました。 in vivo試験では、着床の成功にもかかわらず、コンフルエント内皮細胞ライニングが、この足場12の長期的な成功を制限する可能性が形成されなかった。

合理的に改善された第二世代合成心臓弁を設計するために、心臓弁移植のマウスモデルは、細胞および分子メカニズムを調べるために作成されたunderlyinGの新組織形成、バルブの肥厚、および狭窄の開発。マウスモデルは、他の種7で容易に入手できないトランスジェニックを含む分子試薬の広大な配列を提供しています。この心臓弁移植モデルにおいては、ex vivoで同系肺動脈心臓弁置換は、最初に実行した;した後、移植された心臓弁と心臓は顕微手法を用いて、同系宿主中に異所移植した。このモデルは、心肺バイパスを必要とせずに心臓弁置換を可能にします。

本研究では、心臓弁の収穫の詳細な説明は、ドナー心臓製剤、心臓弁移植、および異所心臓移植について説明する。結果は、受信者のハートビートとは無関係であったドナー心臓から連続ハートビートを示した。移植された肺動脈弁を通る血流がパルス波飲酒して高周波数超音波システムを用いて測定したppler。

Protocol

注:すべての動物の手続きは、全国の小児病院施設内動物管理使用委員会によって承認された。 心臓弁ドナーマウスから1。肺心臓弁の収穫手術前に、すべての手術器具をオートクレーブ:細かいハサミ、3Xマイクロ鉗子、2倍のマイクロ血管クランプ、鉗子を適用する1Xクランプ、1Xマイクロニードルホルダー、1X春のはさみ、1Xリトラクターを1X。 6〜8週齢?…

Representative Results

図1は、異所性心臓移植を用いた心臓弁移植モデルの概略図を示す。心臓弁は、ドナー心臓から採取し、第二のドナーマウスから心臓に移植した。次に、新しい心臓弁と心臓はレシピエントマウスの腹部に移植した。 図2は、腹部の空間(A)、右心臓移植(B)の後、および移植後5分に注入された心臓の図を示している。大動脈と下大静脈の?…

Discussion

この手順の死亡率は、主に受信者に腹部大動脈へのドナーの大動脈でのPV移植部位および吻合での出血によって引き起こされた20パーセント、に近接しています。ほとんどの場合、死亡率が有意に48時間後に手術を減少させる。生存したマウスは、移植PVを介して強力な心拍、血流を示した。全体のプロセスは、経験豊富なマイクロ外科医4時間かかります。これは、技術を習得するためにおよ?…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、CKBのNIH(RO1 HL098228)からの助成金によって部分的にサポートされていました。

Materials

DPBS gibco 14190-144
Microscope Leica M80
C57BL/6J (H-2b), Female Jackson Laboratories  664 8-12 weeks
Ketamine Hydrochloride Injection Hospira Inc. NDC 0409-2053
Xylazine Sterile Solution Akorn Inc. NADA# 139-236
ketoprofen Fort Dodge Animal Health NDC 0856-4396-01
Ibuprofen PrecisionDose NDC 68094-494-59
Heparin Sodium Sagent Pharmaceticals NDC 25021-400
Saline solution (Sterile 0.9% Sodium Chloride) Hospira Inc. NDC 0409-0138-22
0.9% Sodium Chloride Injection Hospira Inc. NDC 0409-4888-10
Petrolatum Ophthalmic Ointment Dechra Veterinary Products NDC 17033-211-38
Iodine Prep Pads Triad Disposables, Inc. NDC 50730-3201-1
Alcohol Prep Pads McKesson Corp. NDC 68599-5805-1
Cotton tipped applicators Fisher Sientific 23-400-118
Fine Scissor FST 14028-10
Micro-Adson Forcep FST 11018-12
Clamp Applying Forcep FST 00072-14
S&T Vascular Clamp FST 00396-01
Spring Scissors FST 15008-08
Colibri Retractors FST 17000-04
Dumont #5 Forcep FST 11251-20 
Dumont #7 – Fine Forceps FST 11274-20
Dumont #5/45 Forceps FST 11251-35
Tish Needle Holder/Forceps Micrins MI1540
Black Polyamide Monofilament Suture, 10-0 AROSurgical Instruments Corporation TI638402 For sutureing the graft
Black Polyamide Monofilament Suture, 6-0 AROSurgical Instruments  SN-1956 For musculature and skin closure
Non-Woven Songes McKesson Corp. 94442000
Absorbable hemostat Ethicon 1961
1 ml Syringe BD 309659
3 ml Syringe BD 309657
10 ml Syringe BD 309604
18G 1 1/2 in, Needle BD 305190
25G 1 in., Needle BD 305125
30G 1 in., Needle BD 305106
Warm Water Recircultor Gaymar TP-700
Warming Pad Gaymar TP-22G
Trimmer Wahl 9854-500
VEVO2100 HIGH-FREQUENCY ULTRASOUND VisualSonics http://www.visualsonics.com/vevo2100 The catalog number and pricing can be acquired from the sales representatives.
Ultrasound transmission gel PARKER LABORATORIES,
 INC.
01-02
Table Top Laboratory Animal Anesthesia System VetEquip, INC. 901806 
Isoflurane Baxter 1001936060

Riferimenti

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Citazione di questo articolo
Lee, Y., Yi, T., James, I., Tara, S., Stuber, A. J., Shah, K. V., Lee, A. Y., Sugiura, T., Hibino, N., Shinoka, T., Breuer, C. K. Transplantation of Pulmonary Valve Using a Mouse Model of Heterotopic Heart Transplantation. J. Vis. Exp. (89), e51695, doi:10.3791/51695 (2014).

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