Summary

마우스의 신장 이식을위한 수정 된 수술 기술

Published: July 22, 2022
doi:

Summary

이 프로토콜은 변형 된 동맥 해부학 전략에 초점을 맞춘 마우스 신장 이식의 새로운 수술 기술을 제시합니다. 간단하고 안전한 요관-방광 해부학 방법을 포함하는 혈관 봉합 기술도 제시된다. 이러한 변형은 수술 시간을 단축시키고 마우스 신장 이식 절차의 성공률을 향상시킵니다.

Abstract

생쥐의 신장 이식은 복잡하고 도전적인 수술 절차입니다. 이 작업의 핵심 단계를 보여주는 간행물은 거의 없습니다. 따라서이 기사에서는 기술을 소개하고이 수술과 관련된 수술주의 사항을 지적합니다. 또한, 종래의 절차와 비교하여 중요한 변형이 입증된다. 첫째, 복부 대동맥의 패치를 절단하고 요관 동맥을 포함한 신장 동맥의 근위 분기가 기증자 신장 en bloc 과 함께 횡단되도록 준비됩니다. 이것은 요관 괴사의 위험을 줄이고 요로 폐색의 발달을 피합니다. 둘째, 혈관 해부학의 새로운 방법이 신장 이식 재관류가 이미 시작된 후 운영자가 해부학의 크기를 유연하게 증가 또는 감소시킬 수 있음을 입증합니다. 이것은 혈관 협착과 복강 내 출혈의 발달을 피합니다. 셋째, 외상을 일으키지 않는 섬세한 공여체 요관과 수용자 방광의 해부학을 가능하게하는 기술이 표시됩니다. 이 프로토콜을 채택하면 수술 시간을 단축하고 수용자의 방광 손상을 줄일 수 있으므로 수용자 마우스의 수술 성공률이 크게 높아질 수 있습니다.

Introduction

Sakowitz 등은 1973 년에 처음으로 신장 이식의 마우스 모델을 개발한 이래로 1 년 이식 허혈성 손상 및 동종 면역 거부의 메커니즘을 연구하고 동종 이식편 생존을 연장하고 면역 관용을 달성하기위한 새로운 치료법을 개발하는 데 중요한 실험 도구로 입증되었습니다. 그러나 수술 기술은 복잡하고 매우 까다로운 것으로 입증되었으며, 때로는 전신 비 면역 학적 신장 이식 실패로 이어지는 혈관 해부학 적 협착2, 허혈로 인한 신부전 및 이식 된 요관의 후속 괴사로 인한 신부전, 이식 된 요관의 해부학 및 / 또는 수혜자의 소변 방광의 협착으로 인해 요로 유출의 중단으로 이어지는 합병증이 있습니다. 이 모든 것이 생쥐의 신장 이식이 더 이상 개발되지 않아 널리 사용되지 않는 이유입니다. 혈관 및 요로 합병증 없이 효과적이고 장기간 안정한 마우스 신장 이식 모델을 확립하는 것은 신장 면역 매개뿐만 아니라 감염성 질환에 초점을 맞춘 이식 분야의 많은 연구에서 여전히 대체할 수 없는 의미를 갖는다3. 또한, 폐, 심장 및 장 이식 4,5와 같은 뮤린 모델에서의 다른 장기 이식과 비교하여, 마우스 신장 이식 모델은 주조직 적합성 항원 불균형 3,6의 설정에서도 장기 생존을 연구할 기회를 제공한다. 또한, 공여체-수용자 균주 조합의 동일한 설정에서 심장 또는 신장과 같은 상이한 장기 이식은 동종이식편 거부반응의 상이한 역학 및 발병을 특징으로 하는 것으로 나타났다3. 또한, 신장학적 관점에서, 단순한 피부 이식 실험보다 급성 및 만성 거부 사건의 맥락에서 실질 매개 면역 조절 메카니즘을 연구하는 데 더 적합한 모델이다.

생쥐 3,7,8,9에서 신장 이식의 외과 적 기술에 대한 이전 보고서를 바탕으로, 우리는 우리 그룹 10,11,12 내에서 지난 10 년 동안 성공적으로 적용된 다음과 같은 신뢰할 수있는 개선을 보여줍니다 : 첫째, 신장 동맥이 절제됨에 따라 요관 동맥이 안전하게 보존됩니다. 복부 대동맥의 각 부분과 함께. 둘째, 해부학의 최종 스티치가 전통적인 접근법처럼 상부 넥타이의 끝과 묶이지 않고 자유롭게 유지되는 매듭없는 혈관 해부학의 새롭고 단순하며 신속한 기술입니다. 이 기술은 신장 재관류 후 아나스토모시스의 크기를 늘리거나 줄여 혈관 협착 및 복강 내 출혈을 피할 수 있습니다. 셋째, 21G 및 30G 주사기 바늘을 보조 천자 안내 도구로 사용하여 기증자 요관을 수용자의 방광 벽에 이식하여 수용자의 방광 손상을 줄이고 엄격하지 않은 문합 형성을 촉진했습니다.

이 보고서에서 우리는 또한 전통적이고 널리 사용되는 기술을 우리 실험실에서 확립 된 수정 된 기술과 비교했으며 신장 관상 위축 및 신장 이식 간질 조직 섬유증의 정도에 큰 차이가 없음을 발견했습니다. 이전 연구에서, 우리는이 새로운 기술의 결과를 국소 출혈, 혈전증, 혈관 해부학 수행 시간 및 생존율 측면에서 기존의 방법과 추가로 비교했습니다. 우리는 국소 혈전증 사건의 현저한 감소 (1.1 % 대 6.6 %), 해부학 적 절차를위한 시간 단축, 재현성이 높은 신장 syngeneic 이식편 장기 생존 (고전적 접근법의 경우 95 % 대 84 %)10과 같은 개선을 발견했습니다.

Protocol

모든 동물 실험은 과학적 목적으로 사용되는 동물 보호에 관한 유럽 의회의 지침 2010/63/EU의 지침에 따라 수행되었습니다 (동물 윤리 카드 : 식품 의약품 안전부의 니어 작센 부, #33.9-42502-04-11/0492). 멸균 수술 도구 및 소모품 (오토클레이브)을 사용하여 절차를 수행하고 수술 영역을 가능한 한 멸균 상태로 유지하십시오. 참고: C57BL/6J 수컷 마우스는 기증자 및 수혜자(syngeneic trans…

Representative Results

이식 4주 후, 변형된 기술 뿐만 아니라 종래의 기술 둘 다 천연 수용자 대측성 신장과 비교했을 때 신장 세뇨관 위축의 중간 징후 14,15를 나타내었다(도 1). 신장 세뇨관 위축의 정도는 두 가지 다른 기술 사이에 유의미한 차이가 없음을 보여주었습니다. 매슨 골드너의 삼색 염색 12주 후 신장의14,15<sup class="…

Discussion

마우스에서의 피부 이식 모델은 동종이면역 거부 사건을 연구하기 위해 간단하고 수행하기 쉬운 반면, 심장(16 ) 및 신장 이식(10 ) 후 동종암 관련 염증 변화를 보다 구체적으로 조사하기 위한 수술 기술은 복잡하고 매우 요구되는 것으로 입증되었다. 이식 신장 전문의의 관점에서 볼 때, 효과적이고 장기간 안정적인 마우스 신장 이식 모델의 확립은 많은 기능적…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

우리는 Tiantian Bai 박사 팀이 음성 오버에 도움을 주신 것에 대해 감사 드리며, Mian Pao 양은 의료 일러스트레이션에 도움을 주신 것에 감사드립니다. 이 연구는 국제 협력 (AH에 HO2581 / 4-1)과 중국 국립 과학 재단 (NSFC; FJ에 #81760291)을 촉진하기 위해 독일 연구 재단 (DFG)에 의해 부분적으로 지원되었습니다.

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

Riferimenti

  1. 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).
  2. 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).
  3. Tse, G. H., et al. Mouse kidney transplantation: Models of allograft rejection. Journal of Visualized Experiments. (92), e52163 (2014).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Zhang, Z., et al. Pattern of liver, kidney, heart, and intestine allograft rejection in different mouse strain combinations. Transplantation. 62 (9), 1267-1272 (1996).
  7. Wang, J., Hockenheimer, S., Bickerstaff, A. A., Hadley, G. A. Murine renal transplantation procedure. Journal of Visualized Experiments. (29), e1150 (2009).
  8. Plenter, R., Jain, S., Ruller, C. M., Nydam, T. L., Jani, A. H. Murine kidney transplant technique. Journal of Visualized Experiments. (104), e52848 (2015).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Kreimann, K., et al. Ischemia reperfusion injury triggers CXCL13 release and B-cell recruitment after allogenic kidney transplantation. Frontiers in Immunology. 11, 1204 (2020).
  12. 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).
  13. Wu, K., et al. Novel technique for blood circuit reconstruction in mouse heart transplantation model. Microsurgery. 26, 594-598 (2006).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Yin, D., et al. Blood circuit reconstruction in an abdominal mouse heart transplantation model. Journal of Visualized Experiments. (172), e62007 (2021).
  17. Zhang, Z., et al. Improved techniques for kidney transplantation in mice. Microsurgery. 16 (2), 103-109 (1995).
  18. Mannon, R. B., et al. Chronic rejection of mouse kidney allografts. Kidney International. 55 (5), 1935-1944 (1999).
  19. Coffman, T., et al. Improved renal function in mouse kidney allografts lacking MHC class I antigens. Journal of Immunology. 151 (1), 425-435 (1993).
  20. Martins, P. N. Learning curve, surgical results and operative complications for kidney transplantation in mice. Microsurgery. 26 (8), 590-593 (2006).
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Citazione di questo articolo
Yin, D., Fu, J., Chen, R., Shushakova, N., Allabauer, I., Wei, X., Schiffer, M., Dudziak, D., Rong, S., Hoerning, A. A Modified Surgical Technique for Kidney Transplantation in Mice. J. Vis. Exp. (185), e63434, doi:10.3791/63434 (2022).

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