Optimering av manschettteknik för Murine Heart Transplantation
Summary
Vi introducerar en inre rör strategi för manschetten teknik för mus massundersökning heterotopic hjärta transplantation för att hjälpa evert fartyget över manschetten. Vi fann att samarbetet mellan två erfarna kirurger avsevärt förkortar operationstiden.
Abstract
Murine hjärttransplantation har utförts i mer än 40 år. Med framsteg inom mikrokirurgi, vissa nya tekniker har använts för att förbättra kirurgisk effektivitet. I vårt labb har vi optimerat manschetttekniken med två stora steg. Först använde vi den inre rörtekniken för att sätta in ett tillfälligt inre rör i den yttre halsvenen och halspulsåderns blodkärl för att underlätta eversion av kärlet över manschetten. För det andra utförde vi komplett heterotopic hjärt transplantation genom samarbete med två erfarna kirurger. Dessa ändringar minskade effektivt drifttiden till 25 minuter, med en framgång på 95%. I den här rapporten beskriver vi dessa procedurer i detalj och tillhandahåller en extra video. Vi tror att detta betänkande om den förbättrade manschetttekniken kommer att erbjuda praktisk vägledning för murine heterotopic hjärttransplantation och kommer att förbättra nyttan av denna mus modell för grundforskning.
Introduction
Inrättandet av mus heterotopic hjärta transplantation genom end-to-end annastomosis i buken 1973 var en viktig milstolpe i grundläggande transplantation immunologi forskning1. Denna modell som ett viktigt och giltigt verktyg för att analysera mekanismerna för ischemi reperfusion skada2, immunologiska avstötning, och tolerans3,4. Emellertid, den komplexa och tidskrävande karaktär av kirurgi samt risken för infektioner kan resultera i allvarliga perioperative buken sammanväxningar och inflammatoriska reaktioner, vilket resulterar i en låg effektivitet för heterotopic hjärtat transplantation modell.
Den cervikala heterotopic hjärtat transplantation teknik beskrevs först av Chen i 19915. I denna modell är mottagarens yttre halsvenen anastomosed till pulmonell gatan i transplantatet och halspulsådern anastomosed till stigande stora kroppspulsådern. De främsta fördelarna med denna metod är bekvämligheten med övervakning och minskning av trauma till mottagaren. Samma år beskrev Matsuura en förbättrad teknik, där slutet av den yttre halsvenen och halspulsådern var everted över en Teflon manschett och fast med en omkrets silke ligatur6. Vissa forskare fixade också manschetten till rätt lungartär i donatorhjärtat innan manschetten sätts in i manschetten i mottagarens yttre halsven7. Hittills har manschetten tekniken använts i stor utsträckning i olika vaskulär pedicle transplantation modeller, inklusive de för lunga8,lever9, och njurmedicinska10 transplantation.
Hittills finns det flera svårigheter i samband med manschetttekniken. Till exempel är halspulsådern svår att evert över manschetten på grund av den extra elasticiteten, vilket resulterar i vävnaden vända bakåt. Därför kan ytterligare praxis och en mikrokirurgisk dilator krävas för att slutföra detta steg. Dessutom kan livmoderhalsens kärlberedning ta upp till 25 minuter.
För att lösa dessa problem introducerar vi den inre rörtekniken, som är baserad på manschetttekniken och inkluderar fastställande av manschetten på den yttre halsvenen och halspulsådern med hjälp av ett inre rör för att hjälpa till med eversion av kärlväggen. Dessutom, med enkel utbildning, minskar mottagarens förberedelse till 15,5 minuter. Denna teknik minskar komplexiteten i operationen och kräver inte ytterligare praxis eller användning av en vaskulär dilator. Det kan tillämpas i alla transplantation immun forskning, särskilt för att kontrollera tredje part immuntolerans under vilken mottagaren får två hjärt allografts, en i buken och den andra i nacken11. Vi rekommenderar också samarbete mellan två skickliga kirurger för att fastställa denna modell, med en kirurg förbereder mottagaren djuret och den andra skörd och implantera givaren hjärtat. Ett sådant samarbete kan förkorta drifttiden till 25 minuter. Med hjälp av denna optimerade förfarande har vi etablerat syngeneic, allogena12,13,,14,15,16,17,18,19, och xenogena mus hjärta transplantation modeller20.
Grunden för utvecklingen av den inre rörtekniken var att minska drifttiden för inrättandet av en mus hjärttransplantation modell med en hög framgång. Optimering av livmoderhalscancer hjärttransplantation modell underlättar förvärv av hög framgång på kort tid av kirurgi tid jämfört med den traditionella sutur och manschett teknik21. Vidare kan samarbetsmodellen ytterligare minska givarhjärtats varma ischemiska tid jämfört med operationer som utförs med en enda operatör.
Protocol
Representative Results
Discussion
Modeller för mushjärtadtransplantationer är viktiga verktyg för transplantationsimmunologiforskning, eftersom verktyg och material för att utvärdera immunmekanismerna för denna modell och ett stort antal genmodifierade möss finns tillgängliga. Mikrokirurgiska tekniska utmaningar, såsom fartyg sutur och eversion, har dock begränsat dess utbredda användning. I den aktuella studien har vi undersökt vissa centrala tekniska utmaningar av murine hjärttransplantation och har fått goda resultat. Ett kritiskt steg …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av Fujian Provincial Health Education Joint Research Project (WKJ2016-2-20), National Natural Science Foundation of China (81771271 och 81800664), Kinas nationella nyckel-FoU-program (2018YFA0108304) och utbildnings- och forskningsprojektet för unga och medelålders lärare i Fujian-provinsen (JAT170714), Naturvetenskapliga stiftelsen i Hunan-provinsen i Kina (2019JJ50842) och Huxiang Young Talents of Hunan-provinsen (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).
