トランスレーショナル血管柄コンポジット同種移植（VCA）研究用に修正異豚後肢移植モデル

Summary

血管化コンポジット同種移植（VCA）は、臨床現実のものとなっている。ただし、VCAの広範な臨床応用は、慢性多剤免疫抑制によって制限されます。著者らは、最小化または潜在的にVCAにおける免疫抑制の必要性を排除することができる新規免疫調節戦略を変換するために、信頼性と再現性のある大規模な動物モデルを提示する。

Abstract

このような、手や顔の移植などの血管新生したコンポジット同種移植（VCA）は、複雑な筋骨格外傷や壊滅的な組織損失のための実行可能な治療の選択肢を表します。有利性の高い有望な初期及び中間機能的転帰にもかかわらず、VCAと慢性多剤免疫抑制の潜在的な悪影響の高い免疫原性皮膚構成要素の拒絶は、VCAの広範な臨床応用を妨げ続けている。したがって、この小説分野の研究は、VCAのユニークな免疫学的機能に関連するトランスレーショナル研究に集中することと長期的な免疫抑制を必要とせずに、VCAを以下の免疫調節および寛容誘導のための新規の免疫調節戦略を開発する必要があります。

この記事では、MHCに定義された豚異後肢同種移植におけるosteomyocutaneousフラップで構成されているVCAの信頼性と再現性の並進大型動物モデルについて説明します。ブライefly、十分に血管、皮膚のパドルは、近赤外レーザー血管造影を使用して前内側腿領域で識別されます。下にある筋肉、膝関節、大腿骨遠位端と脛骨近位大腿血管茎に収穫される。この同種移植片は、VCAとそのユニークな免疫特権的機能を備えた血管化、骨髄移植の両方が考えられる。移植は、免疫監視のために背外側領域に体外に皮膚の成分とレシピエント動物の皮下腹部のポケットに移植されている。

三つの外科チームは、それにより、このモデルの効率を改善し、実験プロトコルの潜在的な交絡因子を減少させる、麻酔及び虚血時間を減少させるために十分に協調して同時に動作する。このモデルは、削減し、潜在的にVCAの慢性多剤免疫抑制の必要性を排除することを目的とし、将来の治療戦略のための基礎として役立つ。

Introduction

このような、手や顔の移植などの血管新生したコンポジット同種移植（VCA）は、現在、世界¹²行われ、多数の手や顔の移植の臨床の現実である。初期及び中間結果が良好で高^2を奨励しているという事実にもかかわらず、慢性多剤免疫抑制の必要条件は、その広範な臨床応用を制限し続けています。超顕微吻合とnonsutureカフ技術¹³を含め、VCAのマウスモデルにおける進歩は^、3は VCAにおける同種免疫応答のより良い理解に道を開いてきた。免疫プロトコルの無数のVCAの免疫メカニズムのよりよい理解に基づいて臨床応用のために提案されているが、それらは人間の⁷でのパフォーマンスの合理的予測となり、大きな動物モデルで検証する必要がある。人間とブタの臓器系の間の生理学的および免疫学的類似性に基づいて<sup> 6、ブタVCAモデルが信頼できると考えることができ、費用対効果の高い代替物⁹および非ヒト霊長類モデル^1をイヌする。

この記事では、VCAに対する免疫寛容を誘導するので、その臨床応用を広げることを目的とした当社の現在および将来の免疫調節戦略の土台となって私たちのMHC定義豚異後肢移植モデルで使用される方法の詳細な概要を提供します。我々は、特に移植関連の研究¹¹での使用のために豚白血球抗原遺伝子座でホモ接合に交配十分に特徴付けられた近交系豚を利用している。私たちは、大腿血管に基づく血管化osteomyocutaneousフラップを上げる。フラップは、遠位大腿骨と脛骨近位端にそのまま血管化骨髄が含まれています。前内側大腿皮膚も移植に含まれており、ほとんどの免疫原性成分Oの免疫監視のためのレシピエント動物の背外側側面に露出されているVCA F。背外側位置決め位置を立って座っての臨床試験を容易にし、また、比較的きれいな同種移植片肌を保ちます。

Ustener ら近交系ファーム豚¹⁵ラジアル前肢osteomyocutaneousフラップを移植することにより、VCAの最初の大型動物の翻訳モデルのいずれかを導入しました。基は高度に免疫原性の皮膚成分を含まVCAにおける急性拒絶反応は、有意な薬物特異的合併症および副作用を伴わずに遅延され、臨床的に関連する戦略で治療することができることを初めて実証するために、このモデルを利用した。本研究で得られた良好な結果は、その後人間の再建移植のための薬物療法を設計する際の基礎的なステップを構築しました。これらの初期の豚のVCAモデルは皮膚、筋肉、骨、神経、彼らはこのような関節cartilagなど特殊な構造を欠いていた血管の拒絶反応を防ぐためにプロトコルを開発するのに適していたがEと関節の滑膜。その後の努力が、移植片の抜け^14を防ぐために、完全長のキャストの配置を必要とした動物の中間の数字を含む焦点を当てていた。四肢移植のすべての主要な構成要素の拒絶反応を調査するのに適していますが、このモデルの主な制限の1つは、配置をキャストによる移植後、歩行困難だった。したがって、異ブタ四肢同種移植モデルは、脛骨から成る、腓骨、膝関節、遠位大腿骨、周囲の筋肉および皮膚のパドルは、動物が自由に最小限morbidit ⁸術後歩き回るさせながら、主にVCAの免疫学的側面 ​​を研究するために作成された。

デビッドH.サックスの先駆的な仕事を通じて十分に特徴付けられたSLA定義の近交系豚の開発は翻訳のVCA研究の新時代をもたらした。マイナー抗原不一致の設定で異後肢移植モデルを利用して、マットHES ら ^10は、シクロスポリン治療の短期コースと筋骨格部品の無期限の生存を示した。無治療対照と比較した場合、スキンコンポーネントの生存は、しかし、唯一の延長された。移植片の皮膚成分の損失は、表皮は、特に、単離された、高度に活発な免疫応答に起因するものであった。それでも^5を拒否された瞬間T細胞枯渇に完全にミスマッチのブタを用いて、シクロスポリン及びサイトカインの短期コースは、筋骨格系の構成要素および皮膚成分に対する寛容を誘導したドナーの末梢血単核細胞を動員した。 「スプリット寛容」と呼ばれるこの現象は、これまでに実施し、再建移植の大多数の不可欠な要素である高い免疫原性皮膚コンポーネント、上の大きな焦点とVCA研究におけるパラダイムシフトをもたらした。

この修​​正モデルでは、ligatinにより、エンドツーエンドの吻合を利用するグラム受信者大腿動脈、それを回転させます（ 図1）を頭側。これは、従来のカップリング装置の使用を可能にすることによって虚血時間を短縮しなく吻合故障の可能性を低下させるだけでなく。私たちは、側副血行路がネイティブ脚に血管分布を提供するのに十分であることを示している私たちのレシピエントにおける大腿動脈の結紮後の任意の虚血性イベントを確認されていません。従来のモデル¹⁰における腹鼠径部位置とは対照的に（ 図1）また、この変形方法では、皮膚の外部化成分が下地穿孔、血管に基づいて、動員され、横方向に配置されている。これは、動物の立ったり座った姿勢での免疫監視のための移植を容易に可視化することができます。

従って、信頼性と再現性大型動物モデルは、VCAのスキンコンポーネント向かっ寛容誘導戦略を調査し、新規nを開発することが不可欠である移植片の生存をより良く予測するためのoninvasive免疫監視戦略。

Protocol

このビデオ出版物では、すべての動物の手続きは、ジョンズホプキンス大学施設内動物管理使用委員会（IACUC）によって承認された動物のプロトコルに従って行った。 1。術前計画私たちは、MGHが1男性のドナーは二人の女性の受信者の手足（ 図1）を提供し、ここで四肢同種移植のための私達の翻訳の研究でミニブタ（15〜kg）を同系交配のMHC定義利用…

Representative Results

二十四SLAに定義されたブタ異後肢移植は、78分（：62から94分の範囲）の平均虚血時間が我々の修飾された技術を用いて行った。グラフトインセットと背外側皮膚パドルの位置は全ての動物において困難なく達成された。近赤外レーザー血管造影は、すべての受信者に優れたグラフト灌流を示した。最後の12の静脈吻合、血管結合装置を使用して実施している間、最初の12の静脈吻合術は従来の…

Discussion

歴史的には、異後肢移植プロトコルは、腹側腹壁に皮膚パドルの具象化が含まれており、血管は、エンド·ツー·サイド方式（Hettiarachty 2004）に吻合された。しかし、我々の修正された方法では、反転フラップがinsettingとエンドツーエンドの吻合は、より横方向に、皮膚のパドルを持参し、それ故に動物の立ち位置での免疫監視を容易にします。さらに、近赤外レーザー血管造影を使用して腓?…

Materials

Name of the Reagent	Company	Catalogue Number	Comments (optional)
			REAGENTS
HTK	Custodial	N/A
			EQUIPMENT
Electric Pen Drive	Synthes, Westchester PA	05.001.011	Reciprocating saw
Vascular Coupling device	Synovis, Newtown PA	21003B