Normothermic Ex-Situ 관류 이종 심장 이식의 쥐 모델
1Department of Medical Science,Chonnam National University Graduate School, 2Department of Thoracic and Cardiovascular Surgery,Chonnam National University Hospital and Medical School, 3Cardiovascular and Respiratory Research Team,Chonnam National University Hospital, 4Department of Internal Medicine,Chonnam National University Hospital and Medical School, 5Departments of Surgery,Chonnam National University Hospital and Medical School, 6Department of Pediatrics,Chonnam National University Children’s Hospital, and Medical School
Summary
여기에서 우리는 쥐 모델에서 정상 체온 상피 보존 후 이종 국소 이식된 심장의 평가 프로토콜을 제시합니다.
Abstract
심장 이식은 말기 심부전에 가장 효과적인 치료법입니다. 치료 적 접근과 개입의 개선에도 불구하고 이식을 기다리는 심부전 환자의 수는 여전히 증가하고 있습니다. 정상 체온 제자리 보존 기술은 기존의 정적 냉장 보관 기술에 필적하는 방법으로 확립되었습니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 기증자 심장이 생리적 조건에서 최대 12시간 동안 보존될 수 있다는 것입니다. 또한, 이 기술은 순환기 사망 후 기증자 심장의 소생을 허용하고 이식 후 기증자 기능을 개선하기 위해 필요한 약리학적 개입을 적용합니다. 정상 체온 현장 보존 기술을 개선하고 보존 관련 합병증을 제거하기 위해 수많은 동물 모델이 확립되었습니다. 대형 동물 모델은 소형 동물 모델에 비해 다루기 쉽지만 비용이 많이 들고 까다롭습니다. 우리는 이종 복부 이식에 이어 정상 체온 제자리 기증자 심장 보존의 쥐 모델을 제시합니다. 이 모델은 비교적 저렴하며 단일 실험자가 수행할 수 있습니다.
Introduction
심장 이식은 난치성 심부전에 대한 유일한 실행 가능한 치료법으로 남아 있습니다 1,2,3,4. 심장 이식이 필요한 환자의 수가 꾸준히 증가하고 있음에도 불구하고 기증자 장기의 가용성에 비례하여 증가하는 것은 관찰되지 않았습니다5. 이 문제를 해결하기 위해 문제를 개선하고 기증자의 가용성을 높이는 것을 목표로 기증자의 심장을 보존하기 위한 새로운 접근 방식이 개발되었습니다6,7,8,9.
장기 관리 시스템(OCS) 기계를 사용하는 Normothermic ex situ heart perfusion(NESHP)이 임상 개입으로 등장했습니다 1,3. 이 기술은 종래의 정적 냉장 저장(SCS) 방법(2,9)에 대한 적절한 대안으로 간주되었다. NESHP는 한랭 허혈의 지속 기간을 효과적으로 줄이고, 대사 요구를 감소시키며, 기증자 장기를 운반하는 동안 최적의 영양 공급 및 산소 공급을 촉진합니다10,11. 기증자 장기 보존을 개선할 수 있는 이 방법의 분명한 잠재력에도 불구하고 임상 적용 및 추가 조사는 높은 비용으로 인해 제한되었습니다. 따라서 NESHP의 전임상 동물 모델은 이 기술과 관련된 주요 기술적 과제를 식별하는 데 중요합니다12,13. 돼지와 랫트는 허혈성 내성 때문에 전임상 연구에서 선호되는 동물 모델이다9. 돼지 모델은 기초 및 중개 연구에 이상적이지만 높은 비용과 관리 및 유지 관리에 필요한 집약적인 노동으로 인해 제한적입니다. 대조적으로, 쥐 모델은 더 저렴하고 다루기 쉽다14.
본 연구에서는 이식 후 이식 상태에 대한 보존 기술의 영향을 평가하기 위해 NESHP의 단순화된 쥐 모델을 소개한 후 이종 심장 이식을 도입했습니다. 이 모델은 간단하고 비용 효율적이며 단일 실험자가 실행할 수 있습니다. 그림 1 은 절차의 개략도를 보여줍니다.
Protocol
전남대학교병원 실험동물연구센터 윤리위원회(승인번호. CNU IACUC – H – 2022-36)은 모든 동물 실험을 승인했습니다. 본 연구에 사용된 수컷 Sprague-Dawley 랫트(350-450 g)는 실험동물의 관리 및 사용에 대한 가이드라인에 따라 관리를 받았다. 쥐는 12시간 명암 주기로 온도 조절이 가능한 방에 수용되었으며 표준 음식과 물을 사용할 수 있었습니다. 1. 준비 <p class="jove_conten…
Representative Results
도 1 은 소동물모델에 사용된 실험설계를 예시한다. 그림 2 는 소형 동물 산소 공급기를 포함하는 변형된 Langendorff 관류 장치를 표시합니다. heterotopic 복부 이식에 대한 문합의 순서는 그림 3에 나와 있습니다. 그림 4 는 젖산, 칼륨 및 평균 대동맥압과 같은 제자리 관류 동안 심장의…
Discussion
이 모델을 확립하는 데 중점을 둔 것은 정상 체온 인간 심장 이식을 복제하는 것이었습니다. 비-배출 모델은 현장 환경( ex situ environment)에서 기증자 심장을 보존하기 위해 일반적으로 선호되는 기술이다(16). 배출 모델은 제자리 관류 동안 심장 기능을 평가하는 데 많은 이점을 제공하지만(17), 이종 이식 모델에는 적합하지 않습니다. 이종 이식에서 …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 전남대학교병원 의생명연구소의 보조금 B2021-0991과 한국연구재단의 NRF-2020R1F1A1073921의 지원을 받았습니다
Materials
| AES active evacuation system | Smiths medical | PC-6769-51A | Utilize CO2 and excess isoflurane |
| Anesthesia machine | Smiths medical | PC-8801-01A | Mixes isoflurane and oxyegn and delivers to animal |
| B20 patient monitor | GE medical systems | B20 | to observe mean aortic pressure and temperature |
| Homeothermic Monitoring System | Harvard apparatus | 55-7020 | To monitor and maintain animal's temperature |
| Micro-1 Rat oxygenator | Dongguan Kewei medical instruments | Micro-MO | For gas exchange in the langendorff circuit |
| Micropuncture introducer Set | COOK medical | G48007 | for delivering cardioplegic solution to the arch through the abdominal aorta |
| Microscope | Amscope | MU1403 | For zooming surgical field (Recipient) |
| Surgical loupe | SurgiTel | L2S09 | For zooming surgical field (Donor) |
| Syringe pump | AMP all | SP-8800 | To deliver cardioplegic solution |
| Transonic flow sensor | Transonic | ME3PXL-M5 | Perfusion circuit flow sensor |
| Transonic tubing flow module | Transonic | TS410 | flow acquiring system |
| Watson – Marlow pumps | Harvard apparatus | 010.6131.DAO | Peristaltic pump used for recirculate perfusate |
| WBC-1510A | JEIO TECH | E03056D | Heating bath |
| Sprague-Dawley rats | Samtako Bio Korea Co., Ltd., Osan City Korea | ||
| Medications | |||
| BioHAnce Gel Eye Drops | SENTRIX Animal care | wet ointments for eye | |
| Cefazolin | JW pharmaceutical | For prophilaxis | |
| Custodiol | DR, FRANZ KOHLER CHEMIE GMBH | For heart harvesting | |
| Diclofenac | Myungmoon Pharm. Co. Ltd | For pain control | |
| Heparin | JW pharmaceutical | Anticoagulant | |
| Insulin | JW pharmaceutical | hormon therapy | |
| Saline | JW pharmaceutical | For hydration therapy |
Riferimenti
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Citazione di questo articolo
Kayumov, M., Jeong, I. S., Kim, D., Kwak, Y., Obiweluozor, F. O., Yoon, N., Kim, H. S., Cho, H. J. Rat Model of Normothermic Ex-Situ Perfused Heterotopic Heart Transplantation. J. Vis. Exp. (194), e64954, doi:10.3791/64954 (2023).