Optimering af cuffteknikken til Murine hjertetransplantation
Summary
Vi introducerer en slange tilgang til manchetten teknik til mus cervikal heterotopisk hjertetransplantation til at hjælpe evert fartøjet over manchetten. Vi fandt, at samarbejdet mellem to erfarne kirurger markant forkorter operationstiden.
Abstract
Murine hjertetransplantation er blevet udført i mere end 40 år. Med fremskridt inden for mikrokirurgi, visse nye teknikker er blevet brugt til at forbedre kirurgisk effektivitet. I vores laboratorium har vi optimeret manchetteknikken med to store trin. Først brugte vi den indre rør teknik til at indsætte en midlertidig slange i den eksterne halspulsåre og halspulsåren blodkar til at lette eversion af fartøjet over manchetten. For det andet udførte vi komplet heterotopisk hjertetransplantation gennem samarbejde med to erfarne kirurger. Disse ændringer reducerede effektivt driftstiden til 25 minutter med en succesrate på 95 %. I denne rapport beskriver vi disse procedurer i detaljer og leverer en supplerende video. Vi mener, at denne betænkning om den forbedrede manchetteknik vil give praktisk vejledning til murine heterotopisk hjertetransplantation og vil forbedre nytten af denne musemodel til grundforskning.
Introduction
Etableringen af mus heterotopisk hjertetransplantation gennem end-to-end anastomose i maven i 1973 var en vigtig milepæl i grundlæggende transplantation immunologi forskning1. Denne model gav et vigtigt og gyldigt værktøj til at analysere mekanismerne i iskæmi reperfusion skade2,immunologisk afvisning, og tolerance3,4. Men, den komplekse og tidskrævende karakter af operationen samt potentialet for infektioner kan resultere i alvorlige perioperative abdominale sammenvoksninger og inflammatoriske reaktioner, resulterer i en lav effektivitet for heterotopisk hjertetransplantation model.
Den cervikale heterotopiske hjertetransplantationsteknik blev første gang beskrevet af Chen i 19915. I denne model, modtagerens eksterne halspulsåren er anastomosed til lungepulsåren af transplantatet og halspulsåren er anastomosed til den opstigende aorta. De vigtigste fordele ved denne metode er bekvemmeligheden ved overvågning og reduktion af traumer til modtageren. I samme år, Beskrev Matsuura en forbedret teknik, hvor slutningen af den eksterne halspulsåren og halspulsåren blev everted over en Teflon manchet og fast med en circumferential silke ligatur6. Nogle forskere også fast manchetten til højre lungearterie i donorhjertet, før du indsætter manchetten i den eksterne halspulsåre af modtageren7. Hidtil har manchetten teknik været udbredt i forskellige vaskulære pedicle transplantation modeller, herunder dem for lunge8,lever9, og nyre10 transplantation.
Til dato er der flere vanskeligheder forbundet med manchet teknik. For eksempel er kardemædepulsåren svært at evert over manchetten på grund af den ekstra elasticitet, hvilket resulterer i vævet flipping baglæns. Derfor kan yderligere praksis og en mikrokirurgisk dilator være nødvendig for at fuldføre dette trin. Desuden kan præparationen af livmoderhalsen tage op til 25 minutter.
For at løse disse problemer introducerer vi slangeteknikken, som er baseret på manchetten og omfatter fastgørelse af manchetten på den udvendige halspulsåre og halspulsåre ved hjælp af et slange til at hjælpe med eversionen af karvæggen. Hertil kommer, med simpel træning, er modtageren forberedelse reduceret til 15,5 minutter. Denne teknik reducerer kompleksiteten af operationen og kræver ikke yderligere praksis eller brug af en vaskulær dilator. Det kan anvendes i alle transplantation immunforskning, især for at kontrollere tredjeparts immun tolerance, hvor modtageren modtager to hjerte allografts, en i maven og den anden i nakken11. Vi anbefaler også samarbejde mellem to dygtige kirurger for at etablere denne model, hvor den ene kirurg forbereder recipientdyret, og den anden høster og implanterer donorhjertet. Et sådant samarbejde kan forkorte driftstiden til 25 minutter. Ved hjælp af denne optimerede procedure har vi etableret syngeneic, allogene12,,13,,14,,15,,16,,17,,18,,19, og xenogeneic mus hjerte transplantation modeller20.
Begrundelsen for udviklingen af slangen teknik var at reducere driftstiden for etablering af en mus hjertetransplantation model med en høj succesrate. Optimering af den cervikale hjertetransplantation model letter erhvervelsen af høje succesrater i en kort periode af kirurgi tid i forhold til den traditionelle sutur og manchet teknik21. Desuden kan samarbejdsmodellen yderligere reducere donorhjertets varme iskæmiske tid sammenlignet med operationer, der udføres med en enkelt operatør.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mus hjertetransplantationer modeller er vigtige værktøjer til transplantation immunologi forskning, som værktøjer og materialer til evaluering af immunmekanismer af denne model og et stort antal gen-modificerede mus er tilgængelige. Mikrokirurgiske tekniske udfordringer, såsom både sutur og eversion, har imidlertid begrænset dens udbredte anvendelse. I denne undersøgelse har vi undersøgt visse centrale tekniske udfordringer ved murine hjertetransplantation og har opnået gode resultater. Et kritisk trin i proto…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af Fujian Provincial Health Education Joint Research Project (WKJ2016-2-20), National Natural Science Foundation of China (81771271 og 81800664), Det Nationale Centrale F&U-program i Kina (2018YFA0108304) og Uddannelses- og Forskningsprojektet for unge og midaldrende lærere i Fujianprovinsen (JAT170714), Natural Science Foundation i Hunan-provinsen i Kina (2019JJ50842) og Huxiang Young Talents of Hunan Province (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).
