פיגום נתמך השתלת איים בשומן השומן האפידידימלי של עכברים סוכרתית
Summary
פרוטוקול זה מדגים בידוד איים Murine וזרע על פיגום decellularized. איים נתמך פיגומים הושתלו לתוך כרית שומן האפידידימלי של streptozotocin (STZ), המושרה עכברים סוכרתית. איים שרדו באתר ההשתלות והפכו את מצב ההיפרגליקמיה.
Abstract
השתלת Islet הוכח קלינית להיות יעיל בטיפול סוכרת סוג 1. עם זאת, האסטרטגיה הנוכחית השתלת intrahepatic עלול לגרום לתגובות דם שלמים חריפים ולגרום engraftment איון עני. כאן, אנו מדווחים על פרוטוקול איתן להשתלת איים באתר ההשתלות האקסטרפטית – משטח השומן האפידידימלי (EFP) – במודל עכבר סוכרתי. פרוטוקול לבודד ולטהר איים בתפוקה גבוהה של עכברים C57BL / 6J מתואר, כמו גם שיטת השתלת מבוצע על ידי זריעת איים על גבי פיגום decellularized (DCS) ו השתלת אותם באתר EFP בעכברים C57BL / 6J סינתטי שניתנו סוכרת על ידי streptozotocin. השתל DCS המכיל 500 איים הפך את מצב היפרגליקמיה בתוך 10 ימים, בעוד איים חופשי ללא DCS נדרש לפחות 30 ימים. הנורמוגליקמיה נשמרה עד 3 חודשים עד שהשתלפה. לסיכום, DCS שיפרה את engraftment של איים לתוך tהוא אתר extrahepatic של EFP, אשר יכול בקלות להיות מאוחזר עשוי לספק פלטפורמה לשחזור ושימושי לחקר חומרים פיגומים, כמו גם פרמטרים השתלה אחרים הנדרשים engraftment איון מוצלח.
Introduction
סוג 1 סוכרת (T1D) היא הפרעה אנדוקרינית אוטואימונית שבה תאי איון הם ablated על ידי המערכת החיסונית, וטיפול בחולים תלוי הזרקת אינסולין אקסוגני לכל חייהם. פרוטוקול אדמונטון מהווה ציון דרך במחקרים קליניים על השתלת איון; איים היו infused דרך הווריד הפורטל והושתלו באתר intrahepatic 1 . עם זאת, שני מכשולים עיקריים – מקורות לא מספיקים של איים התורם ואת engletment איון המסכן, למנוע את ההצלחה הגדולה של השתלת איון 2 . בדרך כלל, איים צריכים להיות שנאספו משלושה תורמים cadaveric כדי להפוך את מצב hyperglycemic של חולה אחד; זאת בשל התשואה הנמוכה של הליכי בידוד איון ואת איון הפסד לאחר ההשתלה. בפרט, למרות שאיים שלאחר ההשתלה היו שטופים דם עשיר בחמצן, המגע הישיר עם הדם עורר לעיתים קרובות את הדלקת המייצרת דם מיידיתתגובה של טורי (IBMIR), אשר עלולה לגרום לאובדן חריף של האיים. בטווח הארוך, נראה כי ההפסד ההדרגתי של איים בחולים היווה ירידה של שיעורי היפוך הסוכרת בקבוצות הקליניות, אשר יכול להגיע ל 90% בשנה הראשונה ו ירד ל 30% ו 10% על ידי 2 ו 5 שנים לאחר ההשתלה, בהתאמה 3 .
השתלת Islet באתרים extrahepatic כבר אסטרטגיה אטרקטיבית כדי להפחית את הקשר הישיר של איים עם דם תוך הגבלת השתלות למיקומים מוגדרים יותר לעומת עירוי intrahepatic. מחקרים בוצעו בקפסולת הכליה, העין, השרירים, רפידות השומן וחללים תת-עוריים במהלך השנים האחרונות, מה שמראה כי איים באתרים אלה מסוגלים לשרוד ולתפקד כדי לשחזר את הנורמוגליזציה 4 . בנוסף, איים באתרים אלה הם לשחזור, מה שמאפשר ביופסיה או אפילו להליכי החלפת נוספים. אקסטרהפטיתזה ולכן להפגין פוטנציאל גדול להשתלה קלינית 5 .
Biomaterials מבוססי פיגומים נבדקו באופן אינטנסיבי עבור השתלת תאים והנדסת רקמות. תלת מימדי (3D) פיגומים בדרך כלל מכילים מבנים נקבובי יכול לשמש תבניות הסלולר כדי ליצור מבנה מרחבי / ארגון של תאים או מאגרים לספק שחרור מבוקר של רמזים ביו. פיגומים יש גם מפוברק מחומרים פולימריים, כגון פולי (glycolide-L- לקטט) 6 , פולי (dimethylsiloxane) 7 , ו תרמופלסטיים פולי (urethane) 8 , כדי להשתלות איים EFP. בהשוואה להשתלה ישירה של איים, השימוש פיגומים נמצא להפחית את איים הפסד על ידי מניעת דליפה של איים לתוך חלל intraperitoneal 9 , 10 , מתן הגנה מכנית moduמניעת תגובה דלקתית מקומית. פיגומים ובכך ניתן יהיה לפתח לקדם engraftment איון באתרים להשתלה 7.
במחקר זה, אנו מתכוונים להפגין פרדיגמה של השתלת איון ב EFP, מתבצעת מודלים עכברים באמצעות DCS. פיגומים נגזר מטריצות תאיים משכו עניין רב בשנים האחרונות בשל biocompatibility מעולה מבנים נקבוביים טבעיים יותר לעומת מוצרים סינתטיים. כאן, אנו מתארים פרוטוקול בידוד חזק כדי להשיג איים הלבלב בתשואות גבוהות של עכברים C57BL / 6J. DCSs מעובד מן קרום הלב קרום זרעו אז עם איים, ואת השתלות הושתלו EFP במודלים סוכרתית סינרגנית. נורמוגליקמיה בעכברים הושגה בתוך 10 ימים ונשמרה עד 100 ימים, עד להסרת השתלות.
Protocol
Representative Results
Discussion
לבלב הלבלב זמן העיכול הם שני פרמטרים מרכזיים המשפיעים על התשואה איון ואיכות. Moskalewski הראשון דיווח על שימוש בתערובת collagenase גולמי לעכל טחון הלבלב גינס 11 . Lacy et al. דיווחו על הזרקה של אנזימים למערכת צינורית כדי לבלבל את הלבלב, אשר הגדילו מאוד את התשואה איון…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מבקשים להודות ויי ג 'אנג מ Guanhao ביוטק למתן את הפיגומים decellularized. אנו מודים ל- Xiao-hong Peng על השיחות המועילות. מחקר זה נתמך מבחינה כספית על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (פרויקט מס '3212021).
Materials
| Dissecting scissor | Ningbo Medical | ||
| Forceps | Ningbo Medical | ||
| 0.5 mm diameter wire mesh | Ningbo Medical | ||
| 70 μm cell strainer | Falcon | 352350 | |
| Artery hemostatic clamp | Ningbo Medical | ||
| Microscopic hemostatic clamp | Ningbo Medical | ||
| Hemostatic forceps | Ningbo Medical | ||
| Absorbable 6-0 PGLA sutures | JINHUAN | With needle | |
| Wound clip | Ningbo Medical | ||
| Cotton swab | Ningbo Medical | ||
| Gauze | Ningbo Medical | ||
| Sterile drapes | Ningbo Medical | ||
| 10mL syringe | JINGHUAN | ||
| 1 mL syringe | JINGHUAN | ||
| 27G intravenous needle | JINGHUAN | 0.45×15 RWSB | |
| 1.5 mL Eppendorf tube | Axygen | ||
| 15mL conical tube | Corning | 430791 | |
| 50mL conical tube | Corning | 430829 | |
| 35mm Non-treated Peri-dishes | Corning | 430588 | |
| Transwell | Corning | 3422 | |
| 0.22 μm filter | Pall | PN4612 | |
| 10 mL serological pipet | Corning | 4488 | |
| Pipet filler S1 | Thermo Scientific | 9501 | |
| Pipette (2-20μL) | Axygen | AP-20 | AXYPETTM |
| Dissecting microscope | Olympus | SZ61 | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5810R | |
| Hank’s balanced salt solution | Gibco | C14175500CP | |
| Collagenase P | Roche | COLLP-RO | |
| Histopaque 1077 | Sigma | 10771 | |
| RPMI 1640 | Gibco | 11879-20 | |
| FBS | Gibco | 16000-044 | |
| D-glucose | Gibco | A24940-01 | |
| Glucose meter | Roche | ACCU-CHEK | |
| Penicillin-streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
| Streptozotocin | Sigma | V900890 | VetecTM |
| Chloral hydrate | J&K | C0073 | |
| Sodium citrate | Sigma | 71497 | |
| Citric acid | Sigma | C2404 | |
| Iodophors | Ningbo Medical | ||
| C57BL/6J, 10-12 weeks old | VitalRiver | Beijing, China | |
| Decellularized scaffold | Guanhao Biotec | 131102 | Guangzhou, China |
Referências
- Shapiro, A. M., et al. Islet transplantation in seven patients with type 1 diabetes mellitus using a glucocorticoid-free immunosuppressive regimen. N Engl J Med. 343, 230-238 (2000).
- Shapiro, A. M. J., et al. International Trial of the Edmonton Protocol for Islet Transplantation. N Engl J Med. 355, 1318-1330 (2006).
- Ryan, E. A., et al. Five-year follow-up after clinical islet transplantation. Diabetes. 54, 2060-2069 (2005).
- Merani, S., Toso, C., Emamaullee, J., Shapiro, A. M. Optimal implantation site for pancreatic islet transplantation. Br J Surg. 95, 1449-1461 (2008).
- Schmidt, C. Pancreatic islets find a new transplant home in the omentum. Nat Biotechnol. 35 (1), (2017).
- Dufour, J. M., et al. Development of an ectopic site for islet transplantation, using biodegradable scaffolds. Tissue Eng. 11, 1323-1331 (2005).
- Weaver, J. D., et al. Controlled Release of Dexamethasone from Organosilicone Constructs for Local Modulation of Inflammation in Islet Transplantation. Tissue Eng Part A. 21, 2250-2261 (2015).
- Wang, K., et al. From Micro to Macro: The Hierarchical Design in a Micropatterned Scaffold for Cell Assembling and Transplantation. Adv Mater. 29, (2017).
- Blomeier, H., et al. Polymer Scaffolds as Synthetic Microenvironments for Extrahepatic Islet Transplantation. Transplantation. 82, 452-459 (2006).
- Gibly, R. F., et al. Extrahepatic islet transplantation with microporous polymer scaffolds in syngeneic mouse and allogeneic porcine models. Biomaterials. 32, 9677-9684 (2011).
- Moskalewski, S. Isolation and Culture of the Islets of Langerhans of the Guinea Pig. Gen Comp Endocrinol. 5, 342-353 (1965).
- Lacy, P. E., Kostianovsky, M. Method for the isolation of intact islets of Langerhans from the rat pancreas. Diabetes. 16, 35-39 (1967).
- Zmuda, E. J., Powell, C. A., Hai, T. A Method for Murine Islet Isolation and Subcapsular Kidney Transplantation. J Vis Exp. (50), (2011).
- Li, D. S., Yuan, Y. H., Tu, H. J., Liang, Q. L., Dai, L. J. A protocol for islet isolation from mouse pancreas. Nat Protoc. 4, 1649-1652 (2009).
- Stull, N. D., Breite, A., McCarthy, R., Tersey, S. A., Mirmira, R. G. Mouse Islet of Langerhans Isolation using a Combination of Purified Collagenase and Neutral Protease. J Vis Exp. (67), (2012).
- Sakata, N., Yoshimatsu, G., Tsuchiya, H., Egawa, S., Unno, M. Animal models of diabetes mellitus for islet transplantation. Exp Diabetes Res. , 256707 (2012).
- Schmidt, C. Pancreatic islets find a new transplant home in the omentum. Nat Biotech. 35, 8-8 (2017).
- Londono, R., Badylak, S. F. Biologic scaffolds for regenerative medicine: mechanisms of in vivo remodeling. Ann Biomed Eng. 43, 577-592 (2015).
