穆林心脏移植袖口技术的优化
1Organ Transplantation Institute, School of Medicine,Xiamen University, 2Fujian Key Laboratory of Organ and Tissue Regeneration, 3Department of Kidney Transplantation, Center of Organ Transplantation,The Second Xiangya Hospital of Central South University, 4Clinical Research Center for Organ Transplantation in Hunan Province, 5Clinical Immunology Center,Central South University, 6School of Medicine,Xiamen University, 7Xiamen Medical College, 8Medical College,Guangxi University
Summary
我们引入一种内管方法的袖口技术，小鼠宫颈异位心脏移植，以帮助永远在袖口的容器。我们发现，两位经验丰富的外科医生的合作大大缩短了手术时间。
Abstract
穆林心脏移植已经进行了40多年。随着显微外科的进步，某些新技术被用于提高手术效率。在我们的实验室中，我们通过两个主要步骤优化了袖口技术。首先，我们使用内管技术将一个临时内管插入外侧血管和胡萝卜动脉血管，以方便血管在袖口上旋转。其次，我们通过两位经验丰富的外科医生的合作，进行了完整的异位心脏移植。这些修改有效地将操作时间缩短到 25 分钟，成功率达 95%。在此报告中，我们将详细描述这些过程，并提供补充视频。我们相信，这份关于改进的袖口技术的报告将为小鼠异位心移植提供实用的指导，并将增强这种小鼠模型在基础研究上的实用性。
Introduction
1973年，通过腹部的端到端肿瘤进行小鼠异位心脏移植的建立，是基础移植免疫学研究的一个重要里程碑。该模型为分析缺血再灌注损伤2、免疫排斥,和耐受性3、4的机制提供了重要有效的工具。然而，手术的复杂和耗时的性质，以及潜在的感染可能导致严重的腹腔和炎症反应，导致异位心移植模型的效率低。
1991年5月，陈首先描述了宫颈异位心移植技术。在此模型中，接受者的外血管被移植到移植物的肺动脉上，胡萝卜动脉被移植到上升主动脉上。这种方法的主要优点是便于监测和减少对接受者的创伤。同年，松浦晃一郎描述了一种改进的技术，其中外部血管和胡萝卜动脉的端部被戴在特氟隆袖口上，并用圆周丝结字6固定。一些研究人员还固定袖口在捐赠者心脏的右肺动脉之前插入袖口到接受者的外壶静脉7。迄今为止，袖口技术已广泛应用于各种血管皮囊移植模型，包括肺8、肝9、肾10移植等。
迄今为止，袖口技术存在一些困难。例如，由于额外的弹性，胡萝卜动脉很难在袖口上穿戴，导致组织向后翻转。因此，可能需要额外的练习和显微手术扩张器来完成此步骤。此外，子宫颈血管的准备可能需要长达25分钟。
为了解决这些问题，我们引入了内管技术，该技术基于袖口技术，包括使用内管固定外壶静脉和胡萝卜动脉上的袖口，帮助血管壁的反射。此外，通过简单的培训，接收者的准备时间缩短到15.5分钟。这种技术降低了手术的复杂性，不需要额外的练习或使用血管扩张器。它可以应用于所有移植免疫研究，特别是用于验证第三方免疫耐受性，在此期间，接受者接受两个心脏等值，一个在腹部，另一个在颈部11。我们还建议两位熟练的外科医生合作建立这种模式，一位外科医生准备接受动物，另一名外科医生准备收获和植入供体心脏。这种协作可将操作时间缩短至 25 分钟。利用这个优化的程序，我们建立了合成，异基因12，13，14，15，16，17，18，19，和异种小鼠心脏移植模型20。12,13,14,15,16,17,18,19
内管技术发展的基本原理是缩短建立小鼠心脏移植模型的操作时间，成功率高。与传统缝合和袖口技术相比，宫颈心脏移植模型的优化有助于在短时间内获得高成功率。此外，与使用单一操作者进行的手术相比，合作模式可以进一步缩短供体心脏的暖缺血时间。
Protocol
动物（BALB/c，C57BL/6，雄性，8-12周）被安置在厦门大学实验动物中心特定的无病原体设施中。C57BL/6 用作接收方，BALB/c 用作捐赠者。所有程序都按照机构动物护理和使用委员会 （IACUC） 的准则执行。 注：操作需要一组显微外科仪器，包括微型剪刀、微型直钳、微弯曲钳和微针架（表和材料，图 1B、C、D、E）。需要一对一次一次?…
Representative Results
手术时间 培训后，熟练的外科医生可以使用内管技术在35分钟内成功完成手术，其中接受者准备需要大约15.5分钟，供体准备需要10.9分钟，供体心脏麻醉需要4.4分钟。与使用袖口技术进行内管技术和缝合技术（表1）21的手术相比，冷热缺血时间（从供体准备到心脏植入）缩短到15.3分钟。Table 1 我们设计了一个合?…
Discussion
小鼠心脏移植模型是移植免疫学研究的重要工具，因为评估和大量基因修饰小鼠的免疫机制的工具和材料是可用的。然而，显微外科技术挑战，如血管缝合和电子化，限制了其广泛使用。本研究对骨髓内心脏移植的某些核心技术挑战进行了调查，取得了良好的效果。协议的一个关键步骤是将内管插入流明中，作为支架，将容器壁戴在袖口上。此优化步骤解决了动脉容器因需要广泛拉伸而引起的技?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作得到了福建省健康教育联合研究项目（WKJ2016-2-20）、中国自然科学基金（81771271和81800664）、中国国家重点研发项目（2018YFA0）的支持。 108304）和福建省中青年教师教育科研项目（JAT170714）、中国湖南省自然科学基金（2019JJ50842）和湖南省湖湘青年人才（2019RS2013）。
Materials
| Artery cuff | Self-made | Polyamide tube. diameter: 0.55 mm,length: 1.0 mm | |
| Artery inner tube | Self-made | Polyamide tube. Diameter: 0.28mm | |
| Micro curved forceps | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory | WA3050 | 1/8 arc, 0.3-mm tip without a hook |
| Micro needle holders | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory | WA2050 | 0.2-mm tip |
| Micro scissors | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory | WA1050 | Straight, blade length: 10 mm |
| Micro straight forceps | Shanghai Medical Instruments (Group) Ltd., Corp. Surgical Instruments Factory | WA3060 | 0.15-mm tip without a hook |
| Scanlan Vascu-Statt Bulldog Clamps | Scanlan International Inc | 1001-531 | Clamping pressure 20–25 grams |
| Vein cuff | Self-made | Polyamide tube. diameter: 0.9 mm,length: 1.2 mm | |
| Vein inner tube | Self-made | Polyamide tube. Diameter: 0.6 mm |
Riferimenti
- Corry, R. J., Winn, H. J., Russell, P. S. Heart transplantation in congenic strains of mice. Transplantation Proceedings. 5 (1), 733-735 (1973).
- Que, W., et al. Prolonged cold ischemia time in mouse heart transplantation using supercooling preservation. Transplantation. , (2019).
- Wang, C. Y., et al. Suppression of murine cardiac allograft arteriopathy by long-term blockade of CD40-CD154 interactions. Circulation. 105 (13), 1609-1614 (2002).
- Hasegawa, T., Visovatti, S. H., Hyman, M. C., Hayasaki, T., Pinsky, D. J. Heterotopic vascularized murine cardiac transplantation to study graft arteriopathy. Nature Protocols. 2 (3), 471-480 (2007).
- Chen, Z. H. A technique of cervical heterotopic heart transplantation in mice. Transplantation. 52 (6), 1099-1101 (1991).
- Matsuura, A., Abe, T., Yasuura, K. Simplified mouse cervical heart transplantation using a cuff technique. Transplantation. 51 (4), 896-898 (1991).
- Wang, Q., Liu, Y., Li, X. K. Simplified technique for heterotopic vascularized cervical heart transplantation in mice. Microsurgery. 25 (1), 76-79 (2005).
- Li, W., et al. Surgical technique for lung retransplantation in the mouse. Journal of Thoracic Disease. 5 (3), 321-325 (2013).
- Kamada, N., Calne, R. Y. A surgical experience with five hundred thirty liver transplants in the rat. Surgery. 93 (1), 64-69 (1983).
- Chen, H., Zhang, Y., Zheng, D., Praseedom, R. K., Dong, J. Orthotopic kidney transplantation in mice: technique using cuff for renal vein anastomosis. PLoS One. 8 (10), 77278 (2013).
- Miller, M. L., et al. Spontaneous restoration of transplantation tolerance after acute rejection. Nature Communications. 6, 7566 (2015).
- Lin, Y., et al. Overexpression of Jagged-1 combined with blockade of CD40 pathway prolongs allograft survival. Immunology and Cell Biology. 93 (2), 213-217 (2015).
- Xie, B., et al. Combined costimulation blockade inhibits accelerated rejection mediated by alloantigen-primed memory T cells in mice. Immunological Investigations. 38 (7), 639-651 (2009).
- Shao, W., et al. Combination of monoclonal antibodies with DST inhibits accelerated rejection mediated by memory T cells to induce long-lived heart allograft acceptance in mice. Immunology Letters. 138 (2), 122-128 (2011).
- Dai, H., et al. Blockade of CD27/CD70 pathway to reduce the generation of memory T cells and markedly prolong the survival of heart allografts in presensitized mice. Transplant Immunology. 24 (4), 195-202 (2011).
- Yan, G., et al. Inhibition of accelerated rejection mediated by alloreactive CD4(+) memory T cells and prolonged allograft survival by arsenic trioxide. Immunological Investigations. 42 (5), 438-454 (2013).
- Yan, G., et al. Inhibiting accelerated rejection mediated by alloreactive CD4(+) memory T cells and prolonging allograft survival by 1alpha,25-dihydroxyvitamin D(3) in nude mice. Immunology Letters. 149 (1-2), 54-61 (2013).
- Lin, Y., et al. Arsenic trioxide is a novel agent for combination therapy to prolong heart allograft survival in allo-primed T cells transferred mice. Transplant Immunology. 25 (4), 194-201 (2011).
- Shao, W., et al. CD44/CD70 blockade and anti-CD154/LFA-1 treatment synergistically suppress accelerated rejection and prolong cardiac allograft survival in mice. Scandinavian Journal of Immunology. 74 (5), 430-437 (2011).
- Li, Y., et al. A highly reproducible cervical cuff technique for rat-to-mouse heterotopic heart xenotransplantation. Xenotransplantation. , (2017).
- Oberhuber, R., et al. Murine cervical heart transplantation model using a modified cuff technique. Journal of Visualized Experiments. (92), e50753 (2014).
- Blanchard, J. M., Pollak, R. Techniques for perfusion and storage of heterotopic heart transplants in mice. Microsurgery. 6 (3), 169-174 (1985).
- Felix, N. J., et al. H2-DMalpha(-/-) mice show the importance of major histocompatibility complex-bound peptide in cardiac allograft rejection. Journal of Experimental Medicine. 192 (1), 31-40 (2000).
- Tomita, Y., et al. Improved technique of heterotopic cervical heart transplantation in mice. Transplantation. 64 (11), 1598-1601 (1997).
- Niimi, M. The technique for heterotopic cardiac transplantation in mice: experience of 3000 operations by one surgeon. Journal of Heart and Lung Transplantation. 20 (10), 1123-1128 (2001).
- Wang, K., Zhang, N., Li, H. Improved technique of mouse heterotopic heart graft retransplantation. Microsurgery. 26 (3), 200-202 (2006).
- Plenter, R. J., Grazia, T. J. Murine heterotopic heart transplant technique. Journal of Visualized Experiments. (89), (2014).
- Ratschiller, T., et al. Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Journal of Visualized Experiments. (102), e52907 (2015).
- Zhou, Y., Gu, X., Xiang, J., Qian, S., Chen, Z. A comparative study on suture versus cuff anastomosis in mouse cervical cardiac transplant. Experimental and Clinical Transplantation. 8 (3), 245-249 (2010).
- Fukunaga, N., Bissoondath, V., Rao, V. Submandibular Gland-preserving Technique for Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Transplantation. 102 (11), 464-465 (2018).
Citazione di questo articolo
Ma, Y., Xie, B., Dai, H., Wang, C., Liu, S., Lan, T., Xu, S., Yan, G., Qi, Z. Optimization of the Cuff Technique for Murine Heart Transplantation. J. Vis. Exp. (160), e61103, doi:10.3791/61103 (2020).