Modelos de ratón para Arteriosclerosis Graft

Summary

Se describen protocolos para nuestros arteriosclerois de injerto de ratón (GA) modelos que implican la interposición de un segmento de vaso del ratón en un receptor de la misma cepa endogámica. Por retrocruzamiento de cambios genéticos adicionales en el recipiente de donante, el modelo se puede evaluar el efecto de los genes específicos en GA.

Abstract

Arteriosclerois injertados (GA), también llamados vasculopatía del injerto, es una lesión patológica que se desarrolla durante meses a años en los órganos trasplantados se caracterizan por la estenosis difusa, circunferencial de todo el árbol vascular del injerto. El componente más crítico de GA patogénesis es la proliferación de células de músculo liso como dentro de la íntima. Cuando un segmento de la arteria coronaria humana se interpone en la aorta infra-renal de ratones inmunodeficientes, las intimas podrían expandirse en respuesta a las células T humanas transferidas adoptivamente alogénico para el donante arteria o exógeno humano IFN-γ en ausencia de células T humanas. La interposición de una aorta de ratón a partir de una cepa a otra cepa de ratón receptor se limita como un modelo para el rechazo crónico en los seres humanos debido a la respuesta de rechazo celular agudo mediado en este modelo de ratón elimina por completo todas las células vasculares derivadas del donante del injerto dentro de dos-tres semana. Recientemente hemos desarrollado dos nuevos mOuse modelos para evitar estos problemas. El primer modelo consiste en la interposición de un segmento de vaso de un ratón macho en una hembra receptora de la misma cepa endogámica (C57BL/6J). El rechazo del injerto en este caso sólo se dirige contra antígenos menores de histocompatibilidad codificado por el cromosoma Y (presente en el macho, pero no la hembra) y la respuesta de rechazo que se produce es suficientemente indolente para conservar las células musculares lisas derivadas del donante durante varias semanas. El segundo modelo consiste en la interposición de un segmento de la arteria de un tipo salvaje C57BL/6J donante ratón en un ratón de acogida de la misma cepa y género que carece del receptor de IFN-γ seguido de la administración de ratón IFN-γ (entregado a través de la infección de ratón hígado con un vector adenoviral. No hay rechazo en este caso como donante y ratones receptores son de la misma cepa y género pero las células del músculo liso donantes proliferan en respuesta a la citoquina mientras que las células derivadas del huésped, que carecen del receptor deesta citocina, no responden. Por retrocruzamiento de cambios genéticos adicionales en el recipiente de donante, ambos modelos pueden ser utilizados para evaluar el efecto de los genes específicos en la progresión de GA. A continuación, se describen los protocolos detallados para nuestros modelos GA ratón.

Introduction

Arteriosclerois injertados (GA), también llamados vasculopatía del injerto, es una lesión patológica que se desarrolla durante meses a años en los órganos trasplantados se caracterizan por la estenosis difusa, circunferencial de todo el árbol vascular del injerto ^7. Las etapas iniciales pueden causar estenosis excéntricas y focal que son más evidentes en las arterias, por lo tanto se asemeja más estrechamente estenosis visto en la aterosclerosis convencional. La pérdida de lumen de los vasos de injerto resultados de la expansión la íntima debido a la infiltración de células T del huésped y de los macrófagos y, especialmente, a la acumulación de matriz extracelular y de músculo liso como las células se originó a partir del injerto, principal o con ambos ^{5, 13, 19,} que se compensa adecuadamente por el remodelado vascular hacia el exterior. En aloinjertos cardíacos, las lesiones clínicamente más significativos son los de las arterias coronarias epicárdicas y intramiocárdica. En última instancia, GA de las arterias coronarias se causar insuficiencia cardíaca isquémica. GA es la causa principal de la tarde gr cardiacapérdida de popa. Las estenosis de GA se detienen en las líneas de sutura, lo que implica fuertemente la respuesta del huésped a aloantígenos injerto en su patogenia y que nos lleva a clasificar GA como una forma de rechazo crónico ^3. Sin embargo, otras formas de lesión arterial pueden aumentar el riesgo de GA, ya sea mediante el aumento de la carga neta de la lesión o mediante la intensificación y / o modulación de la respuesta aloinmune. La célula (CE) revestimiento endotelial de las arterias del injerto se conserva en GA humana y las regiones más superficiales de la íntima adyacente al forro de CE es el sitio más fuertemente infiltrado por el anfitrión derivado de IFN-γ-la producción de células T y macrófagos ^11; en algunos pacientes GA se asocia con el desarrollo de aloanticuerpos donante-específicos que se unen a injerto CE ¹⁶ pero los vasos muestran poca evidencia de la necrosis fibrinoide que es característica de rechazo agudo mediado por anticuerpos ^11.

El componente más crítico de GA patogénesis es laproliferación de células de músculo liso, como en la íntima, y ​​si este proceso puede ser detenido, GA es poco probable que el progreso. Trabajos previos de nuestro grupo ha demostrado que intimas de segmentos de la arteria coronaria humana interpuestos en las aortas infra-renal de ratones inmunodeficientes se expanden en respuesta a transferidas adoptivamente células T humanas alogénicas para el donante arteria y que este proceso podría ser inhibida mediante la neutralización de IFN- γ ^18. Además exógena de IFN-γ humano podría causar la íntima (y medial) la proliferación de células del músculo liso (VSMC) vascular en estos injertos arteriales en la ausencia de células T humanas ^{15, 17.} (Es importante tener en cuenta que el ser humano y el ratón IFN-γ no se cruzan las especies, descartando los efectos indirectos en el host del ratón en este sistema experimental.) Estos modelos de ratón humanizado tienen el beneficio de recapitular humana de células T / interacciones de las células vasculares y la íntima Las lesiones se componen en gran parte de las células humanas (es decir injerto derivado),como se ha observado en muestras clínicas, pero no completamente recapitular la situación clínica porque ignoran el papel de los macrófagos de acogida y posiblemente otros tipos de células que intervienen en las lesiones de trasplantes clínicos. Un modelo de ratón convencional de este proceso podría teóricamente frente a este problema, como complemento de las limitaciones del modelo humanizado mediante la participación de un sistema inmune del huésped completa y proporcionar la ventaja adicional de permitir que el poder de enfoques genéticos de ratón para ser aplicado a GA. Los dos modelos de ratón más utilizados incluyen el trasplante heterotópico de corazón y la arteria trasplante ortotópico ^1. Las lesiones que se desarrollan en las arterias de los injertos de corazón heterotópico están mayoritariamente compuestas de células huésped, probablemente de origen de médula ósea, mientras que las células de la íntima de las arterias en los injertos de corazón humano son en su mayoría de origen injerto de ^{5, 13, 19.} Esta es una distinción importante que ha llevado a desarrollar modelos alternativos de ratón. Interposición deuna aorta de ratón a partir de una cepa a otra cepa de ratón receptor es aún más limitado como un modelo para el rechazo crónico en los seres humanos debido a la respuesta de rechazo mediado por células aguda en este modelo de ratón elimina por completo todas las células vasculares derivadas del donante del injerto dentro de dos-tres semana ^19. En consecuencia, los cambios subsiguientes visto en el segmento de vaso interpuesta son únicamente una respuesta de las células huésped que han repobladas la descelularizado recipiente de andamio, la creación de una situación altamente artefactual de importancia limitada como un modelo para los cambios en los vasos de injerto que se producen en la clínica. Hemos desarrollado recientemente dos nuevos modelos de ratón para eludir estos problemas ^21. El primer modelo consiste en la interposición de un segmento de vaso de un ratón macho en una hembra receptora de la misma cepa endogámica (C57BL/6J). El segundo modelo consiste en la interposición de un segmento de la arteria de un tipo salvaje C57BL/6J donante ratón en un ratón de acogida de la misma cepa y género que carece de la receptor de IFN-γ (IFN-γR-KO), seguido por la administración de IFN-γ de ratón (se entrega a través de la infección del hígado de ratón con un vector adenoviral. A continuación, describimos protocolos detallados y las ventajas de nuestros modelos GA ratón.

Protocol

Ratón del injerto y modelo de trasplante de injerto singénico Todos los estudios con animales fueron aprobados por el Cuidado de Animales institucional y comités de uso de la Universidad de Yale. Para el modelo de aloinjerto, segmentos de aorta torácica de macho, 4-5 semanas de edad WT (C57BL/6J) o ratones IFN-γR-KO se interponen en la aorta abdominal de la hembra receptora, 8-12 semanas de edad WT utilizando un extremo a -end anastomosis microquirúrgica técnica (véase el siguiente para…

Representative Results

Ratón modelo de aloinjerto de la arteriosclerosis (GA): En este modelo, una aorta macho donante se trasplanta en hembra receptora para que el host induce respuestas T alorreactivas aloinmunes mediadas por células contra un antígeno Y menor (el menor de histocompatibilidad HY antígeno específica de los machos) expresado en el injerto 12, y a su vez de las células T produce IFN-γ-unidades de la proliferación de VSMC 20 como se observa en otros modelos de trasplante de aloinje…

Discussion

Los protocolos descritos se centran en modelos de ratón GA. Los procedimientos se pueden aplicar a otros modelos de trasplante de injerto. Estos modelos incluyen xenoinjertos humanizado (es decir, los segmentos de las arterias coronarias humanas interponen a la aorta infra-renal de ratones inmunodeficientes), y el modelo GA mouse rechazo agudo (es decir, una aorta del ratón de una cepa genética en otro destinatario línea genética). Nuestros modelos de ratón descritos son más para cerrar lesiones…

Materials

Name of the Reagent	Company	Catalogue Number	Comments (optional)
C57BL/6J (H-2b)	Jackson Laboratories (Bar Harbor, ME)	000664	Donor (5 weeks) Recipient (8-12weeks)
Ketamine Hydrochloride Injection	Hospira Inc.	NDC 0409-2053	Storage Solution(50 mg/ml) Working Solution(5 mg/ml)
Xylazine Sterile Solution	Lloyd Inc.	NADA# 139-236	Storage Solution(100 mg/ml) Working Solution(1 mg/ml)
Ketoprofen	Fort Dodge Animal Health	NDC 0856-4396-01	Storage Solution(100 mg/ml) Working Solution-oral (0.027 mg/ml)
Heparin Sodium	Sagent Pharmaceticals	NDC 25021-400	Storage Solution(1000 U/ml) Working Solution(100 U/ml)
Saline solution (Sterile 0.9% Sodium Chloride)	CareFusion	AL4109
0.9% Sodium Chloride Injection	Hospira Inc.	NDC 0409-4888-10	To prepare the anesthetic
Petrolatum Ophthalmic Ointment	Dechra Veterinary Products	NDC 17033-211-38
Iodine Prep Pads	Triad Disposables, Inc.	NDC 50730-3201-1
Alcohol Prep Pads	McKesson Corp.	NDC 68599-5805-1
Microscope	Leica	MZ95
Micro Scissors	Roboz Surgical Instrument Co.	RS-5693
Spring Scissors	F.S.T	15009-08	To transect the aorta of donor or recipient
Extra Narrow Scissors	F.S.T	14088-10
Needle Holder/Forceps	MICRINS	MI1542	To hold the needle
Fine Forceps	F.S.T	11254-20
Forceps	F.S.T	11251-35
Standard Pattern Forceps	F.S.T	11000-12
Forceps	F.S.T	13011-12
LANCASTER Eye Speculum	Zepf Medical Instruments	42-1209-07
Micro Vascular Clip	Roboz Surgical Instrument Co.	RS-6472
Micro Clip Applying Forceps With Lock	Roboz Surgical Instrument Co.	RS-5440
Black Polyamide Monofilament Suture	AROSurgical Instruments Corporation	Cat #T4A10Q07	10-0 suture, Needle=70 microns
Black Monofilament Nylon Suture	Syneture (Covidien)	SN-1956	6-0 suture
Non-Woven Songes	McKesson Corp.	Reorder No. 94442000
1 ml Syringe	BD	REF 309659
3 ml Syringe	BD	REF 309657
10 ml Syringe	BD	REF 309604
18G 1 1/2, Hypodermic Needle	BD	REF 305196
25G 7/8, Hypodermic Needle	BD	REF 305124
27G 1/2, Hypodermic Needle	BD	REF 305109
30G 1/2, Hypodermic Needle	BD	REF 305106
Hearting Pad	Sunbeam	Z-1228-001
Trimmer	Wahl	9854-500
			Table 2. Specific reagents and equipment.