Summary

使用动脉内血压监测和通气通过气管切除术的小鼠脑死亡诱导

Published: April 17, 2020
doi:

Summary

我们提出了脑死亡诱导的鼠模型,以评估其病理生理学效应对器官的影响,以及固体器官移植背景下的连续移植的影响。

Abstract

虽然活体捐献和循环后死亡捐赠为器官移植提供了替代机会,但捐献者脑死亡后捐献(BD)仍然是实体移植的主要来源。不幸的是,大脑功能的不可逆丧失已知会导致多种病理生理变化,包括血液动力学和荷尔蒙修饰,最终导致全身炎症反应。允许在体内系统地研究这些影响的模型很少。我们提出了BD诱导的鼠模型,可以帮助调查BD对异体质量的破坏性影响。通过常见的胡萝卜动脉实施动脉内血压测量,并通过气管切开术进行可靠的通气后,BD 通过气球导管稳步增加颅内压力诱导。BD诱导后四小时,可以采集器官进行分析或进一步移植程序。我们的战略使人体内的BD能够全面分析,从而深入了解固体器官移植中BD相关的影响,并有可能为优化器官预置铺平道路。

Introduction

移植是目前治疗终末期器官衰竭的唯一治疗方法。到目前为止,脑死亡(BD)患者一直是器官捐献的主要来源,尽管活体捐献和循环后死亡后捐赠是有价值的选择1。BD的定义是一个不可逆转的昏迷(与已知的原因),没有脑干反射和呼吸暂停2。不幸的是,BD器官在长期移植生存中表现出低劣的结果,而人类白细胞抗原(HLA)不匹配和冷缺血时间3。同时,对这种抗原无关危险因素进行了深入的研究,结果产生了BD引起的病理生理变化的三个主要方面:血液动力学、荷尔蒙和炎症4。

迄今为止,啮齿动物的BD实验模型大多使用大鼠进行。为了更深入地了解BD之后固体器官的免疫后果,我们旨在建立BD的鼠模型,因为目前只有小鼠模型才能对遗传或免疫因素进行全面调查。在此背景下,鼠标系统提供了种类更丰富的分析工具。

此处描述的BD感应原理基于颅骨下插入的气球导管的膨胀引起的颅内压力增加。增加的颅内压力模仿BD的生理机制,通过阻断脑脑、小脑和脑干的灌注55,6。6为了保证周围器官充分灌注,在手术过程中必须测量血压。同时用于此目的的导管用于盐水管理,以便通过液体替代来稳定血压。由于BD伴随着自发呼吸的停止,必须确保充足的通风。电热毯能维持生理核心体温。

综上所述,该模型将能深入研究BD诱发损伤的影响、白细胞迁移7、恭维激活8、缺血再灌注损伤9等因素。

Protocol

动物实验是按照国家医学研究学会制定的《动物实验室护理原则和国家科学院编制、国家卫生研究院出版的实验室动物护理和使用指南》(NIH出版物第86-23号,1985年修订版)进行的。所有实验均获得奥地利教育、科学和文化部的批准(BMWF-66.011/0071-II/3b/2012)。 1. 动脉导管化 根据当地惯例(如丁丙诺啡),用内腹注射氯胺酮和西拉辛10和镇痛剂麻醉小?…

Representative Results

鼠BD模型成功执行超过100次,成功率超过90%。此外,心肾介入后器官移植已安全进行7项。 BD 诱导各种病理生理学变化,可能使用此模型进一步研究。如图1所示,血压显示初始高血压峰值,然后是长时间的期。为了避免低血压的有害生理影响,排除了血压长期不足的小鼠(MAP < 50 mmHg 超?…

Discussion

BD是多器官捐赠者异体移植质量的危险因素,需要大量的病理生理变化,这些变化只能使用体内模型进行充分评估。血动力学变化、细胞因子风暴、荷尔蒙变化及其对器官移植质量和生存的最终影响不能在体外分析。大多数基础移植和免疫学研究都依赖于复杂的诊断工具,这些工具仅在小鼠模型中广泛提供。小鼠模型已经导致在BD相关研究77,8,9<sup clas…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

n.a.

Materials

Arterial catheter (BD Neoflon 26G) BD 391349
Blood Pressure Transducers (APT300) Harvard Apparatus Inc. 73-3862
Fogarty Arterial Embolectomy Catheter N° 3 Edwards Lifesciences Corporation 120403F
Forceps FST 11271-30
Homeothermic Blanket Systems with Flexible Probe Harvard Apparatus Inc. 55-7020
Ketansol Graeub 6680110
Micro scissor FST 15018-10
Needle holder FST 12060-02
Prolene 5-0 Ethicon 8698H
Pump 11 Elite Infusion Only Single Harvard Apparatus Inc. 70-4500
Scissor FST 14075-11
Stereotactic microscope Olympus SZX7
Transpore Tape 3M 1527-1
Underpads Molinea.A 274301
Ventilator for mice (MiniVent Model 845) Harvard Apparatus Inc. 73-0043
Xylasol Graeub 7630109

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Cite This Article
Ritschl, P. V., Hofhansel, L., Flörchinger, B., Oberhuber, R., Öllinger, R., Pratschke, J., Kotsch, K. Brain Death Induction in Mice Using Intra-Arterial Blood Pressure Monitoring and Ventilation via Tracheostomy. J. Vis. Exp. (158), e60831, doi:10.3791/60831 (2020).

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