쥐 폐내 기관 이식: 폐 이식 후 폐쇄성 기도 질환을 조사하기 위한 모델
Summary
쥐 폐내 기관 이식(IPTT) 모델은 폐 이식 후 폐쇄성 기도 질환(OAD)을 연구하는 데 유용합니다. 높은 재현성으로 동종 이식 후 기도 소멸에서 폐 특이적 면역학적 및 혈관 형성 거동에 대한 통찰력을 제공합니다. 여기에서는 IPTT 절차와 예상 결과에 대해 설명합니다.
Abstract
쥐 폐내 기관 이식(IPTT)은 폐 이식 후 소멸성 기도 질환(OAD)의 모델로 사용됩니다. 우리 팀이 처음 보고한 이 모델은 면역학적 행동 및 치료 개입을 조사하기 위한 높은 기술적 재현성과 적합성으로 인해 OAD 연구에 사용되었습니다.
IPTT 모델에서는 설치류 기관 이식편이 흉막을 통해 수혜자의 폐에 직접 삽입됩니다. 이 모델은 이식편을 피하 또는 구강 부위에 이식하는 이종성 기관 이식(HTT) 모델 및 기증자 기관이 수혜자의 기관을 대체하는 기립성 기관 이식(OTT) 모델과 구별됩니다.
IPTT 모델을 성공적으로 구현하려면 고급 마취 및 수술 기술이 필요합니다. 마취 기술에는 수혜자의 기관 내 삽관, 적절한 환기 매개변수 설정, 마취 회복 후 적절한 시기의 발관이 포함됩니다. 수술 기술은 폐 내 이식편을 정밀하게 배치하고 내장 흉막을 효과적으로 밀봉하여 공기 누출 및 출혈을 방지하는 데 필수적입니다. 일반적으로 학습 과정은 약 2개월이 걸립니다.
HTT 및 OTT 모델과 달리 IPTT 모델에서 동종이식 기도는 관련 폐 미세환경에서 기도 소실을 일으킵니다. 이를 통해 조사관은 폐 이식 후 기도 소실과 관련된 폐 특이적 면역학적 및 혈관 신생 과정을 연구할 수 있습니다. 또한 이 모델은 인간 폐 동종이식편에서도 볼 수 있는 3차 림프 기관(TLO)을 나타낸다는 점에서 독특합니다. TLO는 T 및 B 세포 집단으로 구성되며 면역 세포 모집을 지시하는 높은 내피 정맥의 존재를 특징으로 합니다. 따라서 이식 수용 및 거부에 중요한 역할을 할 가능성이 높습니다. 우리는 IPTT 모델이 폐 이식 동종이식편에서 기도 소멸 발달에 관여하는 폐내 면역 및 섬유화 경로를 연구하는 데 유용한 도구라는 결론을 내렸습니다.
Introduction
폐 이식은 말기 호흡기 질환 환자에게 효과적인 치료법으로 확립되었습니다. 그러나 인간 폐 이식 환자의 평균 생존율은 약 6년에 불과하며, 폐쇄성 기도 질환(OAD)의 일종인 폐쇄성 세기관지염(OB)의 발병이 이식 후 1년 후 주요 사망 원인이다1.
OAD의 기전을 조사하기 위해 여러 동물 모델이 활용되었습니다. 그러한 모델 중 하나는 이종성 기관 이식(HTT) 모델2입니다. 이 모델에서는 기관 이식편이 수혜자의 피하 조직 또는 망막에 이식됩니다. 허혈로 인한 기관 이식편 상피 세포의 손실이 발생하고, 이어서 동종 림프구 침윤 및 기증자 상피 세포의 세포 사멸이 발생합니다. 섬유아세포(Fibroblast)와 근섬유아세포(myofibroblast)는 기관 주위를 이동하며 세포외 기질을 생성합니다. 마지막으로, 기도 내강의 완전한 섬유성 소실이 발생합니다. HTT 모델은 기술적으로 간단하고, in vivo 환경을 제공하며, 높은 재현성을 제공합니다.
OAD를 연구하기 위한 또 다른 모델은 생리적 환기를 유지하기 위해 기관 이식편을 수혜자의 기관에 삽입하는 쥐 기형외과 기관 이식(OTT) 모델이다3. 이 모델에서 허혈로 인한 기증자 상피 세포의 고갈은 기관 내의 수용자 상피 세포로 대체되어 중등도의 섬유증을 동반하는 막히지 않은 기도를 형성합니다. 이러한 모델은 폐 이식 후 기도 소실에 대한 이해에 기여했지만, 폐 실질 미세환경의 재현 측면에서는 한계가 있습니다.
우리 연구팀은 기관 이식편을 수혜자 폐에 이식하는 쥐 폐내 기관 이식(IPTT) 모델을 도입했습니다4(그림 1). IPTT 모델은 폐 미세환경 내에서 발생하는 기도 내강의 섬유성 소실을 나타냅니다. 또한, 쥐 IPTT 5,6,7,8,9,10보다 기술적으로 더 까다로운 마우스에 성공적으로 적용되었습니다. 쥐 IPTT 모델의 이러한 적응을 통해 형질전환 마우스를 사용한 폐 이식 후 OAD의 폐 면역학적 환경의 복잡한 세부 사항을 더 깊이 탐구할 수 있었습니다.
IPTT 모델에는 몇 가지 고유한 기능이 있습니다. 하나는 신생혈관신생(neoangiogenesis)으로, 폐순환에 의해 촉진되며 기도 소실에 중요한 역할을 한다 4,10. 또한 IPTT 모델은 림프 응집체를 나타내며, 그 중 일부는 말초 노드 주소를 발현하는 높은 내피 정맥을 가지고 있어 3차 림프 기관(TLO)임을 나타냅니다.7,8. TLO는 림프절과 유사하며 T 세포, B 세포 및 종종 여포 수지상 세포를 동반하는 생식 센터로 구성됩니다11,12. TLO는 기도 소실을 포함한 다양한 만성 염증성 질환에서 보고되었으므로, IPTT 모델은 기도 소실에서 TLO의 역할을 조사하는 데 적합하다 7,8,11,12,13. 이 논문은 연구자들이 이 모델에 익숙해지고 폐 이식 후 기도 소실에 대한 추가 연구를 용이하게 하는 것을 목표로 쥐 IPTT 모델의 방법론을 제시합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
murine IPTT 절차에는 중요한 단계가 포함됩니다. 마취와 관련하여 가장 중요한 첫 번째 단계는 기관내 삽관입니다. 성대를 시각화하고 즉각적인 삽관을 용이하게 하기 위해 다리를 테이블 위에 놓고 마우스를 적절한 높이로 유지하는 것이 중요합니다. 또한 신중한 호흡량과 호기말 양압(PEEP) 조절이 필요합니다. 전형적으로, 500 μL의 호흡량과 2cmH2O의 PEEP는 25-30 g의 마우스에 충분합니다. 그?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 이 원고를 편집해 준 Jerome Valero에게 감사의 뜻을 전합니다. 그림 1 과 그림 3I,J,L 은 BioRender.com 로 작성되었습니다.
Materials
| BALB/cJ | The Jackson Laboratory | 8-10 weeks 25-30 g | Male, Donor |
| BD 1 mL Syringe | Becton Dickinson | 309659 | |
| BD PrecisionGlide Needle Aiguile BD PrecisionGlide |
Becton Dickinson | 305122 | |
| Bovie Change-A-Tip Deluxe High-Temperture | Bovie | DEL1 | |
| C57BL/6J | The Jackson Laboratory | 8-10 weeks 25-30 g | Male, Recipient |
| Dumont #5/45 Forceps | F·S·T | 11251-35 | |
| Ethicon Ligaclip Multiple -Clip Appliers- | Ethicon | LX107 | |
| Extra Fine Graefe Forceps | F·S·T | 11150-10 | |
| Glover Bulldog Clamp | Integra | 320-127 | |
| Halsted-Mosquito Hemostats | F·S·T | 13009-12 | |
| Horizon Titanium Ligating Clips | Teleflex | 001201 | |
| Leica M651 Manual surgical microscope for microsurgical procedures | Leica | ||
| Magnetix Fixator with spring lock | CD+ LABS | ACD-001 | |
| Microsurgical Scissor | Jarit | 277-051 | |
| Mouse and Perinatal Rat Ventilator Model 687 | Harvard | 55-0001 | |
| Perfadex Plus | XVIVO | 19850 | |
| Retractor Tip Blunt – 2.5 mm | CD+ LABS | ACD-011 | |
| small animal table | CD+ LABS | ACD-003 | |
| Surgipro Blue 24" CV-1 Taper, Double Armed | Covidien | VP702X | |
| Systane ointment | Alconn | 1444062 | |
| System Elastomer | CD+ LABS | ACD-007 | |
| Terumo Surflo IV Catheter, 20 G x 1 in | Terumo Medical Corporation | SR-OX2025CA | |
| VMT table Top | benson | 91803300 |
References
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