Dalak hücre biyoloji ve nakli bağışıklık eğitimi için vascularized heterotopik dalak transplantasyonunun fare modeli
Summary
Bu protokol, dalak hücrelerin kaderi ve uzun ömürlü çalışmasında güçlü bir araç olarak hizmet veren, farklı dalak mekanizmaları olan vaskülarized heterotopik dalak transplantasyonunun bir fare modelinin cerrahi adımlarını ayrıntılarıyla araştırabilir. hastalık progresyonunda hücre nüfusa ve nakli bağışıklık.
Abstract
Dalak, bağışıklık ve hematopoetik sistemlerin homeostazı ‘te kritik bir rol oynayan benzersiz bir lenfoid organıdır. Ne olursa olsun çökelme nedenleri splenektomi geçirmiş hastalar ezici bir sonrası splenektomi enfeksiyon geliştirmek ve derin venöz tromboz ve malignite riskleri artan deneyim eğilimli. Son zamanlarda, epidemiyolojik çalışmalar splenektomi kardiyovasküler hastalıkların oluşumu ile ilişkili olabileceğini belirtti, dalak fizyolojik fonksiyonları henüz tam olarak tanınmadı düşündürmektedir. Burada, sadece farklı biyolojik süreçlerde splenik immün hücre alt setlerinin fonksiyon ve davranışsal aktivitesini incelemek için kullanılabilecek değil, aynı zamanda test etmek için güçlü bir araç olabilir vaskülarize heterotopik dalak nakli, bir fare modeli tanıtmak bazı hastalıklarda dalak nakli terapötik potansiyeli. Bu modelin Ana cerrahi adımlar donör dalak hasat içerir, alıcı yerli dalak kaldırılması, ve dalak greft revaskülarizasyon. Konjenik fare suşları (örn., CD 45.1/CD 45.2 arka planlar ile fareler) kullanarak, syngeneic transplantasyondan sonra, hem donör türetilen splenik lenfositler ve miyeloid hücreler, ameliyat sonrası gün olarak erken olarak greft dışına göç ederek böylece benzersiz bir Chimera üreten alıcı hücrelerinin birden fazla tür akını. Nispeten zorlu tekniklere rağmen, bu prosedür >% 90 başarı oranı ile yapılabilir. Bu model, sürekli devlet sırasında ve dalak nakli takiben bir hastalık ayarında, böylece dalak türevi bağışıklık hücrelerinin farklı rolünü keşfetmek için büyük bir fırsat sunan, kaderin, uzun ömürlü ve splenanositlerin fonksiyonunu izleme sağlar farklı hastalık süreçleri.
Introduction
Dalak vücutta en büyük ikincil lenfoid organ ve bağışıklık ve hematopoetik sistemlerde kritik öneme sahiptir. Fonksiyonları öncelikle iki morfolojik ayrı bölmeler, kırmızı hamuru ve beyaz hamuru1tarafından gerçekleştirilir. Kırmızı selüloz, venöz sinüslerin ve retiküler liflerden, retiküler hücrelerden ve ilişkili makrofajlardan oluşan splenik kabloların üç boyutlu meshişidir. Bu eşsiz yapı, kırmızı hamuru, yabancı maddeleri ve eski veya hasarlı eritrositleri kaldıran etkili bir kan filtresi olarak hareket etmesini sağlar. Beyaz hamuru foliküller, marjinal bölge ve periarteriolar lenfoid Kılıf (PALS) içerir ve antijen bindirme ve işleme, lenfosit homing, dönüşüm, proliferasyon ve olgunlaşma için önemli bir sitedir2. Yine de, dalak genellikle bir vazgeçilebilir organ olarak kabul edilmiştir, çünkü diğer lenfatik organlar, lenf nodları gibi, ayrıca bazı işlevlerini yürütmek ve dalak kaybı genelde ölüme yol açmaz. Splenektomi bu nedenle splenik yaralanma veya benign hematolojik hastalıklar olan hastalar için terapötik bir yöntem olarak yaygın olarak yapılmıştır3. Ancak splenektomi olan hastalarda uzun süreli komplikasyonlar görülmektedir. Bakteriyel enfeksiyonlar splenektomi en iyi tanınan komplikasyonlarıdır4,5. Son zamanlarda, ezici sonrası splenektomi sepsis yüksek mortalite ile ilişkili splenektomi yoğun bir komplikasyon olarak tanınmıştır6. Dahası, son epidemiyolojik çalışmalar splenektomi kardiyovasküler hastalıkların oluşumu ile ilişkili olabileceğini gösteriyor, dalak daha fazla fizyolojik fonksiyonların incelenecek kalır düşündürmektedir,7,8.
Klinikte hem dalak ototransplantasyon hem de dalak allotransplantasyon kullanılmıştır. Şu anda, splenik doku bölümlerini büyük omentum ‘da oluşturulan torbalar içine yerleştirerek dalak ototransplantasyon, travmatik splenektomi sonrası splenik fonksiyon korunması için tek olasılık olarak kabul edilir9,10. Bununla birlikte, bu ameliyatın etkinliği, Dalik dokuda aseptik nekroz ve postoperatif yapışmalar nedeniyle küçük barsak tıkanıklığı gibi cerrahi sonrası komplikasyonlar ortaya çıkabilir11. Dalak allotransplantasyonu çok viseral transplantasyon12‘ de yer almaktadır. Multivisceral transplantasyondan gelen klinik kanıtlar, dalak allonakli ‘nin, Greft-versus-Host hastalığına (GVHD)12‘ ye neden olmadan küçük barsak allogreft reddi içinde koruyucu rol oynayabileceği anlamına gelmiştir. Ancak dalak allotransplantasyonunun çok viseral transplantasyonun bir bileşeni olarak yararlı etkisi ile ilgili literatür hala sınırlıdır ve temel mekanizmalar tanımlanmaya devam eder. 2006 yılında, Yair Reisner ve ark., GVHD13neden olmadan bir genetik hastalık hemofili a tedavi edebilir fareler hiçbir T hücreleri olan nakil domuz embriyonik dalak doku bildirdi, bu dalak transplantasyonu destekleyen terapötik söz tutar Bazı hastalıklar. Bu nedenle, dalak nakli terapötik potansiyeli hakkında daha fazla soruşturma için bir ihtiyaç vardır.
Dalak transplantasyonunun hayvan modelleri, hastalık ilerlemesinde dalak türevi immün hücrelerin tanınmaz fonksiyonunu keşfetmek ve dalak transplantasyonunun potansiyel terapötik etkisini test etmek için değerlidir. Deneysel tüm dalak nakil modelleri, Cohen14tarafından gözden geçirildiği gibi 1900 ‘ lerin başlarında belgelenmiştir. 1969 yılında, Coburn Richard J. ve Lee et al. fareler15,16dalak transplantasyon tekniği detaylı. Daha Geçenlerde, Swirski FK ve ark. dalak nakli17bir fare modeli nitelendirdi. Sıçan modelleriyle karşılaştırıldığında, dalak transplantasyonunun fare modelleri, çeşitli doğal avantajları nedeniyle daha çekicidir. Örneğin, bir fare modeli kullanarak, biz sıçan modelleri için kullanılamıyor reaktifler geniş bir çeşitlilik erişebilirsiniz. Ayrıca, konjenik fareler kullanarak (örneğin, CD 45.1/CD 45.2 arka plan ile fareler), bir syngeneic dalak nakli mümkün kaderi izlemek için yapar, uzun ömürlü, ve splenanosit fonksiyonu18. Swirski FK ve ark.17‘ nin çalışmalarına dayanarak, farelerde Bu basitleştirilmiş ve gelişmiş dalak nakli protokolünü kurduk. Aşağıda açıklanan protokol hem güvenilirlik hem de fizibilite standartlaştırılmış bir şekilde birleştirir ve dalak biyoloji ve nakil bağışıklık çalışması için bir araç olarak kullanılabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Çekici kanıtlar, dalak türevi monositlerin ateroskleroz19, akut iskemik beyin20 veya akciğer hasarı18gibi steril inflamatuar süreçlerde önemli bir rol oynarlar, hem de miyokard I/R yaralanma ve remodeling21,22,23. Bu raporlar, kalp-damar hastalığının önemli bir (özellikle de bir numaralı katil küresel olduğu verilen) bir çok kronik hastalı…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar Northwestern Üniversitesi kapsamlı nakil merkezi ve kaynak ve finansman desteği için Feinberg Tıp araştırma çekirdekleri programı teşekkür ederiz. Özellikle, akış Cytometri ve histoloji Hizmetleri Northwestern Üniversitesi akış sitometri çekirdek tesis ve fare histolojisi ve phenotyping Laboratuvarı tarafından, sırasıyla, her ikisi de NCı P30 tarafından desteklenmektedir-CA060553 Robert H verilir Lurie kapsamlı Kanser Merkezi. Bu taslağı düzeltmek için Bay Nate Esparza ‘ya teşekkür ederiz.
Materials
| Ketamine | Wyeth | 206205-01 | |
| Xylazine | Lloyd Laboratories | 139-236 | |
| Heparin solution | Abraxis Pharmaceutical Products | 504031 | |
| Injection grade normal saline | Hospira Inc. | NDC 0409-4888-20 | |
| 70% Ethanol | Pharmco Products Inc. | 111000140 | |
| ThermoCare Small Animal ICU System | Thermocare, Inc. | ||
| Adson Forceps | Roboz Surgical Instruments | RS-5230 | |
| Derf Needle Holder | Roboz Surgical Instruments | RS-7822 | |
| Extra Fine Micro Dissecting Scissors | Roboz Surgical Instruments | RS-5881 | |
| Micro-clip | Roboz Surgical Instruments | RS-5420 | |
| 7-0 silk | Braintree Scientific | SUT-S 103 | |
| 11-0 nylon on 4-mm (3/8) needle | Sharpoint DR4 | AK-2119 | |
| Ms CD45.2 antibody | BD Bioscience | 553772 | |
| Ms CD45.1 antibody | BD Bioscience | 553776 | |
| Ms CD11b antibody | BD Bioscience | 557657 | |
| Ms B220 antibody | BD Bioscience | 553089 | |
| Ms Ly6C antibody | eBioscience | 48-5932-80 | |
| Ms Ly6G antibody | BD Bioscience | 561236 | |
| Ms F4/80 antibody | BD Bioscience | 565614 | |
| Ms CD11c antibody | BD Bioscience | 558079 | |
| Ms CD3 antibody | eBioscience | 48-0032-82 | |
| Ms CD4 antibody | BD Bioscience | 552051 | |
| Ms CD8 antibody | BD Bioscience | 563786 | |
| LIVE/DEAD™ Fixable Violet Dead Cell Stain Kit | Thermo Fisher | L34955 |
References
- Cesta, M. F. Normal structure, function, and histology of the spleen. Toxicologic Pathology. 34 (5), 455-465 (2006).
- Mebius, R. E., Kraal, G. Structure and function of the spleen. Nature Reviews Immunology. 5 (8), 606-616 (2005).
- Misiakos, E. P., Bagias, G., Liakakos, T., Machairas, A. Laparoscopic splenectomy: Current concepts. World Journal of Gastrointestinal Endoscopy. 9 (9), 428-437 (2017).
- Kristinsson, S. Y., Gridley, G., Hoover, R. N., Check, D., Landgren, O. Long-term risks after splenectomy among 8,149 cancer-free American veterans: a cohort study with up to 27 years follow-up. Haematologica. 99 (2), 392-398 (2014).
- Thai, L. H., et al. Long-term complications of splenectomy in adult immune thrombocytopenia. Medicine (Baltimore). 95 (48), e5098 (2016).
- Sinwar, P. D. Overwhelming post splenectomy infection syndrome – review study. International Journal of Surgery. 12 (12), 1314-1316 (2014).
- Rorholt, M., Ghanima, W., Farkas, D. K., Norgaard, M. Risk of cardiovascular events and pulmonary hypertension following splenectomy – a Danish population-based cohort study from 1996-2012. Haematologica. 102 (8), 1333-1341 (2017).
- Crary, S. E., Buchanan, G. R. Vascular complications after splenectomy for hematologic disorders. Blood. 114 (14), 2861-2868 (2009).
- Di Carlo, I., Pulvirenti, E., Toro, A. A new technique for spleen autotransplantation. Surgical Innovation. 19 (2), 156-161 (2012).
- Holdsworth, R. J. Regeneration of the spleen and splenic autotransplantation. British Journal of Surgery. 78 (3), 270-278 (1991).
- Tzoracoleftherakis, E., Alivizatos, V., Kalfarentzos, F., Androulakis, J. Complications of splenic tissue reimplantation. Annals of the Royal College of Surgeons of England. 73 (2), 83-86 (1991).
- Kato, T., et al. Transplantation of the spleen: effect of splenic allograft in human multivisceral transplantation. Annals of Surgery. 246 (3), 436-444 (2007).
- Aronovich, A., et al. Correction of hemophilia as a proof of concept for treatment of monogenic diseases by fetal spleen transplantation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (50), 19075-19080 (2006).
- Cohen, E. A. Splenosis; review and report of subcutaneous splenic implant. Archives of surgery. 69 (6), 777-784 (1954).
- Coburn, R. J. Spleen transplantation in the rat. Transplantation. 8 (1), 86-88 (1969).
- Lee, S., Orloff, M. J. A technique for splenic transplantation in the rat. Surgery. 65 (3), 436-439 (1969).
- Swirski, F. K., et al. Identification of splenic reservoir monocytes and their deployment to inflammatory sites. Science. 325 (5940), 612-616 (2009).
- Hsiao, H. M., et al. Spleen-derived classical monocytes mediate lung ischemia-reperfusion injury through IL-1beta. Journal of Clinical Investigation. 128 (7), 2833-2847 (2018).
- Robbins, C. S., et al. Extramedullary hematopoiesis generates Ly-6C(high) monocytes that infiltrate atherosclerotic lesions. Circulation. 125 (2), 364-374 (2012).
- Kim, E., Yang, J., Beltran, C. D., Cho, S. Role of spleen-derived monocytes/macrophages in acute ischemic brain injury. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 34 (8), 1411-1419 (2014).
- Bronte, V., Pittet, M. J. The spleen in local and systemic regulation of immunity. Immunity. 39 (5), 806-818 (2013).
- Wang, N. P., et al. Recruitment of macrophages from the spleen contributes to myocardial fibrosis and hypertension induced by angiotensin II. Journal of the Renin-Angiotensin-Aldosterone System. 18 (2), 1470320317706653 (2017).
- Tian, Y., et al. The spleen contributes importantly to myocardial infarct exacerbation during post-ischemic reperfusion in mice via signaling between cardiac HMGB1 and splenic RAGE. Basic Research in Cardiology. 111 (6), 62 (2016).
- Jang, Y., et al. Cutting Edge: Check Your Mice-A Point Mutation in the Ncr1 Locus Identified in CD45.1 Congenic Mice with Consequences in Mouse Susceptibility to Infection. Journal of Immunology. 200 (6), 1982-1987 (2018).
