マウスの肝内膵島移植中の注入後門脈静脈出血の最小化
Summary
ここでは、マウスにおける門脈内膵島移植(臨床的には関連性はあるが技術的に困難な外科的処置)を成功裏に実施するための洗練された外科的処置を提示する。
Abstract
肝臓は現在、臨床現場でヒト膵島の主要な移植部位として受け入れられているが、膵島はほとんどのげっ歯類の前臨床膵島移植研究において腎臓カプセルの下に移植される。このモデルは、マウスの肝内膵島移植が技術的に困難であり、高い割合のマウスが外科的合併症、特に移植後の注射部位からの出血で死亡する可能性があるため、一般的に使用される。この研究では、注入後の門脈出血の発生率を最小限に抑えることができる2つの手順が実証されている。第1の方法は、吸収性止血ゼラチンスポンジを注射部位に適用し、第2の方法は、脂肪組織を出血を止めるための物理的障壁として使用することによって、まず脂肪組織を通って膵島注射針を貫通し、次いで門脈に浸透させることを含む。どちらの方法も、出血誘発マウスの死を効果的に防止することができた。肝内膵島移植の代表的な特徴である膵島分布と移植後の膵島血栓症の証拠を示す全肝臓切片が提示された。これらの改善されたプロトコルは、肝内膵島移植手順を改良し、実験室が前臨床環境で膵島の生存と機能を研究するための手順を設定するのに役立つ可能性がある。
Introduction
門脈を介した門脈内膵島移植(IIT)は、臨床現場でヒト膵島移植に最も一般的に使用される方法である。マウスIITモデルは、膵島移植を研究し、膵島移植の有効性を高めることができる有望な介入アプローチをテストする絶好の機会を提供します1。IITは1970年代に初めて記載され、いくつかのグループ1、2、3、4、5によって使用されました。それは20006,7年にヒト膵島移植のブレークスルーの後に人気を取り戻しました。 しかし、ほとんどの膵島移植研究は、その容易な成功のために実験的な膵島移植のための好ましい部位として腎臓カプセルを使用した。それどころか、IITはより技術的に困難であり、膵島移植研究にはあまり使用されていません8,9。しかし、IITとは異なり、腎臓カプセルの下に移植された膵島は、血栓症、炎症、および肝組織虚血を特徴とする即時の血液媒介性炎症反応に罹患しないため、肝臓に移植された膵島よりも優れた機能を有する。したがって、腎臓カプセルモデルは、ヒト膵島移植において膵島が遭遇するストレスを完全に模倣していない可能性がある10,11,12。
マウスにおけるIITの主な合併症の1つは、移植後の注射部位からの出血であり、これは異なるマウス系統間で死亡率の10〜30%を引き起こす可能性がある12。この論文では、出血をより迅速かつ確実に止め、IIT後のマウスの死亡率を減らすために、2つの洗練されたアプローチが開発されました。これらの洗練された詳細を視覚的に実証することは、研究者がこの技術的に困難な手順の重要なステップを特定するのに役立ちます。さらに、レシピエントの肝臓における膵島移植片の位置は、移植膵島を有するヘマトキシリンおよびエオジン(H&E)染色肝臓組織(全切片)の組織学的検査によって決定された。
Protocol
Representative Results
Discussion
この研究では、出血を予防し、マウスIIT中のマウス死亡率を低下させる可能性のある2つの改善された手順が実証されている。この研究により、研究者は、移植後の即時血液媒介性炎症反応を研究する上でユニークな膵島移植モデルを視覚化することができます。IITモデルは、膵島移植に応答した膵島細胞の生存と肝虚血傷害を研究するための特徴的なモデルです19。ここで?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、退役軍人省(VA-ORD BLR&D Merit I01BX004536)と国立衛生研究所がHWに#1R01DK105183、DK120394、DK118529を助成した。言語編集のマイケル・リー氏とリンゼイ・スワビー氏に感謝します。
Materials
| 10% Neutral buffered formalin v/v | Fisher Scientific | 23426796 | |
| 1 mL Syringe with needle | AHS | AH01T | |
| 20 mL Syringe | BD | 301031 | |
| 25G x 5/8" hypodermic needles | BD | 305122 | |
| Alcohol prep pads, sterile | Fisher Scientific | 22-363-750 | |
| Animal Anesthesia system | VetEquip, Inc. | 901806 | |
| Buprenorphine hydrochloride, injection | Par Sterile Products, LLC | NDC 42023-179-05 | |
| Centrifuge tubes, 15 mL | Fisher Scientific | 0553859A | |
| CMRL-1066 | Corning | 15110CV | |
| DMEM | Corning | 10013CV | |
| Ethanol, absolute (200 proof), molecular biology grade | Fisher Scientific | BP2818500 | |
| Extra fine Micro Dissecting scissors 4” straight sharp | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5882 | |
| Fetal bovine serum (FBS) | Corning | 35011CV | |
| FreeStyle Glucose meter | Abbott | Lite | |
| FreeStyle Blood Glucose test strips | Abbott | Lite | |
| Gelfoam (absorbable gelatin sponge, USP) | Pharmacia & Upjohn Company | 34201 | |
| Graefe forceps 4” extra delicate tip | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5136 | |
| Heated pad | Amazon | B07HMKMBKM | |
| Hegar-Baumgartner Needle Holder 5.25” | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-7850 | |
| Insulin syringe with 27-gauge needle | BD | 879588 | |
| Iodine prep pads | Fisher Scientific | 19-027048 | |
| Isoflurane | Piramal Critical Care | NDC 66794-017-25 | |
| Penicillin/streptomycin (P/S) | HyClone | SV30010 | |
| Polypropylene Suture 4-0 | Med-Vet International | MV-8683 | |
| Polypropylene Suture 5-0 | Med-Vet International | MV-8661 | |
| Sodium chloride, 0.9% intravenous solution | VWR | 2B1322Q | |
| Streptozocin (STZ) | Sigma | S0130 | |
| Surgical drape, sterile | Med-Vet International | DR1826 | |
| Tissue Cassette | Fisher Scientific | 22-272416 |
Referências
- Pellegrini, S., Cantarelli, E., Sordi, V., Nano, R., Piemonti, L. The state of the art of islet transplantation and cell therapy in type 1 diabetes. Acta Diabetology. 53 (5), 683-691 (2016).
- Ballinger, W. F., Lacy, P. E. Transplantation of intact pancreatic islets in rats. Surgery. 72 (2), 175-186 (1972).
- Wright, J. R., Hauptfeld, V., Lacy, P. E., et al. Induction of Ia antigen expression on murine islet parenchymal cells does not diminish islet allograft survival. American Journal of Pathology. 134 (2), 237-242 (1989).
- Toyofuku, A., et al. Natural killer T-cells participate in rejection of islet allografts in the liver of mice. Diabetes. 55 (1), 34-39 (2006).
- Goss, J. A., Nakafusa, Y., Finke, E. H., Flye, M. W., Lacy, P. E. Induction of tolerance to islet xenografts in a concordant rat-to-mouse model. Diabetes. 43 (1), 16-23 (1994).
- Hara, M., et al. A mouse model for studying intrahepatic islet transplantation. Transplantation. 78 (4), 615-618 (2004).
- Shapiro, A. M., et al. Islet transplantation in seven patients with type 1 diabetes mellitus using a glucocorticoid-free immunosuppressive regimen. New England Journal of Medicine. 343 (4), 230-238 (2000).
- Wang, J., et al. Alpha-1 antitrypsin enhances islet engraftment by suppression of instant blood-mediated inflammatory reaction. Diabetes. 66 (4), 970-980 (2017).
- Gou, W., et al. Alpha-1 antitrypsin suppresses macrophage activation and promotes islet graft survival after intrahepatic islet transplantation. American Journal of Transplantation. , (2020).
- Contreras, J. L., et al. Activated protein C preserves functional islet mass after intraportal transplantation: A novel link between endothelial cell activation, thrombosis, inflammation, and islet cell death. Diabetes. 53 (11), 2804-2814 (2004).
- Moberg, L., et al. Production of tissue factor by pancreatic islet cells as a trigger of detrimental thrombotic reactions in clinical islet transplantation. Lancet. 360 (9350), 2039-2045 (2002).
- Melzi, R., et al. Intrahepatic islet transplant in the mouse: functional and morphological characterization. Cell Transplantation. 17 (12), 1361-1370 (2008).
- Wang, H., et al. Donor treatment with carbon monoxide can yield islet allograft survival and tolerance. Diabetes. 54 (5), 1400-1406 (2005).
- Desai, C. S., et al. Effect of liver histopathology on islet cell engraftment in the model mimicking autologous islet cell transplantation. Islets. 9 (6), 140-149 (2017).
- Cui, W., Angsana, J., Wen, J., Chaikof, E. L. Liposomal formulations of thrombomodulin increase engraftment after intraportal islet transplantation. Cell Transplantation. 19 (11), 1359-1367 (2010).
- Cui, W., et al. Thrombomodulin improves early outcomes after intraportal islet transplantation. American Journal of Transplantation. 9 (6), 1308-1316 (2009).
- Proto, C., Grasso, G., Fassio, P. G. Hepatoparenchymal clearance of indocyanine green in infectious hepatitis. Giornale di Malattie Infettive e Parassitarie. 20 (9), 845-851 (1968).
- Cabral, F., et al. Purification of hepatocytes and sinusoidal endothelial cells from mouse liver perfusion. Journal of Visualized Experiments. (132), e56993 (2018).
- Khatri, R., Hussmann, B., Rawat, D., Gurol, A. O., Linn, T. Intraportal transplantation of pancreatic islets in mouse model. Journal of Visualized Experiments. (135), e57559 (2018).
- Wang, H., et al. Autologous mesenchymal stem cell and islet cotransplantation: Safety and efficacy. Stem Cells Translational Medicine. 7 (1), 11-19 (2018).
