En modifierad manschettteknik för muscervikal heterotopisk hjärttransplantationsmodell
Summary
I det nuvarande protokollet används en hjärttransplantationsmodell för möss för att undersöka mekanismen för hjärttransplantatavstötning. I denna heterotopiska hjärttransplantationsmodell förbättras operationseffektiviteten och överlevnaden av hjärttransplantat säkerställs genom en cervikal end-to-end-anastomos av hjärtimplantation med hjälp av en modifierad manschettteknik.
Abstract
Hjärttransplantatavstötning begränsar patienternas långsiktiga överlevnad efter hjärttransplantation. En hjärttransplantationsmodell från möss är idealisk för att undersöka mekanismen för avstötning av hjärttransplantat i prekliniska studier på grund av deras höga homologi med humana gener. Denna förståelse skulle bidra till att utveckla unika metoder för att förbättra patienternas långsiktiga överlevnad behandlad med hjärttransplantat. I en musmodell utförs hjärtimplantation av bukdonatorer vanligen med en end-to-end-anastomos till mottagarens aorta och sämre vena cava med hjälp av stygn. I denna modell implanteras donatorns hjärta genom end-to-end anastomos till mottagarens halspulsåder och halsvenen genom modifierad-manschettteknik. Transplantationsoperationen utförs utan sömnad och kan därmed öka överlevnaden för mottagaren eftersom det inte finns någon störning av blodtillförseln och venös reflux i underkroppen. Denna musmodell skulle hjälpa till att undersöka mekanismerna bakom immunologiska och patologiska (akuta/kroniska) avstötningar av hjärttransplantat.
Introduction
Hjärttransplantation har blivit standardbehandling för terminal hjärtsvikt. Mer än 5 500 hjärttransplantationer per år utförs i de organisationer som är registrerade under International Society for Heart and Lung Transplantation. Bland de allogen hjärttransplantationsmottagarna är den 1-åriga avvisningsfrekvensen fortfarande >10%, medan den 3-åriga avvisningsgraden ökade till 36%1,2. Effektiva profylaktiska behandlingar för patienter med hjärttransplantatavstötning saknas dock. Därför är djurmodellstudier motiverade som klarlägger de fysiologiska mekanismerna bakom immunologiska och patologiska avstötningar av hjärttransplantat. Sådana studier skulle bidra till undersökningen av nya mål som krävs för att utveckla effektiva läkemedel, vilket skulle bidra till att förhindra avstötning av hjärttransplantat och förbättra överlevnaden i dessa patientpopulationer.
Några potentiella immunologiska och patofysiologiska mekanismer för hjärttransplantatavstötning har nyligen föreslagits i musmodellstudier av heterotopisk hjärttransplantation 3,4,5. Följaktligen blev musheterotopisk hjärttransplantation en idealisk preklinisk modell för att undersöka mekanismerna för immunavstötning och patologisk skada som uppstår i hjärttransplantat efter hjärttransplantation på grund av deras höga homologi med mänskliga gener. Det förhärskande konceptet är att utföra heterotopisk transplantation i en musmodell genom en buk end-to-end anastomos i mottagarens aorta och sämre vena cava med hjälp av stygn, liknande den normala mänskliga anatomin. Denna procedur kan dock störa mottagarens blodtillförsel och venös återflöde av underkroppen6. Därför föreslås här ett modifierat heterotopiskt hjärttransplantationsförfarande i en musmodell.
Donatorns hjärta implanteras med mottagarens halspulsåder och halsvenen genom en end-to-end cervikal anastomos med hjälp av en modifierad manschettteknik. Detta modifierade förfarande underlättade den operativa genomförbarheten och säkerställde hjärttransplantatets överlevnad utan att störa blodtillförseln och venös återflöde av underkroppen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mushjärttransplantationsmodellen bidrar till undersökningen av avstötningsmekanismer efter hjärttransplantation, vilket bidrar till utvecklingen av unika metoder för att förbättra den långsiktiga överlevnaden hos hjärttransplantatmottagare. Hjärttransplantation hos möss är dock en komplex och utmanande uppgift som kräver en hög nivå av mikrokirurgiska tekniker, särskilt i vaskulär anastomos11,12,13. Musbukens h…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av National Natural Science Foundation of China (81870304) till Jun Li.
Materials
| 5-0 Polyamide Monofilament suture | B.Braun Medical Inc. | C3090954 | |
| 8-0 Polyamide Monofilament suture | B.Braun Medical Inc. | C2090880 | |
| 10-0 Polyamide Monofilament suture | B.Braun Medical Inc. | G0090781 | |
| 22 G polyurethane cuff | B.Braun Medical Inc. | 4251628-02 | |
| 26 G polyurethane cuff | Suzhou Linhua Medical Instrument Co., LTD | REF383713 | |
| Anesthesia induction chamber | RWD Life Science Co., LTD | V100 | |
| Atraumatic microvascular clamp | Beyotime | FS500 | |
| BALB/c and C57BL/6 mice (20–30 g) | Centre of Experimental Animals (Army Medical University, Chongqing, China) | ||
| Buprenorphine | US Biological life Sciences | 352004 | |
| Electrocoagulator | Guangzhou Runman Medical Instrument Co., LTD | ZJ1099 | |
| Gauze | Henan piaoan group Co., LTD | 10210402 | |
| Heating pad | Guangzhou Dewei Biological Technology Co., LTD | DK0032 | |
| Heparin | North China Pharmaceutical Co., LTD | 2101131-2 | |
| HTK solution | Shenzhen Changyi Pharmaceutical Co., LTD | YZB/Min8263-2013 | |
| Injection syringe (10 mL) | Shandong weigao group medical polymer Co., LTD | 20211001 | |
| Isoflurane | RWD Life Science Co., LTD | 21070201 | |
| Physiological saline | Southwest pharmaceutical Co., LTD | H50021610 | |
| Scalp needle | Hongyu Medical Group | 20183150210 | |
| Shaver | Beyotime | FS600 | |
| Small animal anesthesia machine | RWD Life Science Co., LTD | R500 | |
| Surgical operation microscope | Tiannuoxiang Scientific Instrument Co. , Ltd, Beijing, China | SZX-6745 | |
| Swab | Yubei Medical Materials Co., LTD | 21080274 |
References
- Khush, K. K., et al. The International thoracic organ transplant registry of the international society for heart and lung transplantation: Thirty-sixth adult heart transplantation report – 2019; focus theme: Donor and recipient size match. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 38 (10), 1056-1066 (2019).
- Stehlik, J., et al. The registry of the international society for heart and lung transplantation: 29th official adult heart transplant report–2012. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 31 (10), 1052-1064 (2012).
- Huang, H., et al. Combined intrathymic and intravenous injection of mesenchymal stem cells can prolong the survival of rat cardiac allograft associated with decrease in miR-155 expression. Journal of Surgical Research. 185 (2), 896-903 (2013).
- Eggenhofer, E., et al. Features of synergism between mesenchymal stem cells and immunosuppressive drugs in a murine heart transplantation model. Transplant Immunology. 25 (2-3), 141-147 (2011).
- Sula Karreci, E., et al. Brief treatment with a highly selective immunoproteasome inhibitor promotes long-term cardiac allograft acceptance in mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (52), 8425-8432 (2016).
- Liu, F., Kang, S. M. Heterotopic heart transplantation in mice. Journal of Visualized Experiments. 6, 238 (2007).
- Lin, C. M., Gill, R. G., Mehrad, B. The natural killer cell activating receptor, NKG2D, is critical to antibody-dependent chronic rejection in heart transplantation. American Journal of Transplantation. 21 (11), 3550-3560 (2021).
- Ito, H., Hamano, K., Fukumoto, T., Wood, K. J., Esato, K. Bidirectional blockade of CD4 and major histocompatibility complex class II molecules: An effective immunosuppressive treatment in the mouse heart transplantation model. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 17 (5), 460-469 (1998).
- Zhou, Y. X., et al. Acute rejection correlates with expression of major histocompatibility complex class I antigens on peripheral blood CD3(+)CD8(+) T-lymphocytes following skin transplantation in mice. Journal of International Medical Research. 39 (2), 480-487 (2011).
- Oberhuber, R., et al. Murine cervical heart transplantation model using a modified cuff technique. Journal of Visualized Experiments. (92), e50753 (2014).
- Cui, D., Tan, C., Liu, Z. An alternative technique of arterial anastomosis in mouse heart transplantation. Clinical Transplantation. 32 (6), 13264 (2018).
- Plenter, R. J., Zamora, M. R., Grazia, T. J. Four decades of vascularized heterotopic cardiac transplantation in the mouse. Journal of Investigative Surgery. 26 (4), 223-228 (2013).
- Fang, J., et al. A simplified two-stitch sleeve technique for arterial anastomosis of cervical heterotopic cardiac transplantation in mice. American Journal of Translational Research. 5 (5), 521-529 (2013).
- Matsuura, A., Abe, T., Yasuura, K. Simplified mouse cervical heart transplantation using a cuff technique. Transplantation. 51 (4), 896-898 (1991).
- Corry, R. J., Winn, H. J., Russell, P. S. Primarily vascularized allografts of hearts in mice. The role of H-2D, H-2K, and non-H-2 antigens in rejection. Transplantation. 16 (4), 343-350 (1973).
- Fensterer, T. F., Miller, C. J., Perez-Abadia, G., Maldonado, C. Novel cuff design to facilitate anastomosis of small vessels during cervical heterotopic heart transplantation in rats. Comparative Medicine. 64 (4), 293-299 (2014).
