Modello murino della alloimmune indotta Rifiuto vascolare e trapianto Arteriosclerosi
Summary
We describe a protocol for aortic interposition grafting in mice. The goal of the protocol is to provide a model with which to study pathological processes and therapeutic strategies relevant to alloimmune reactions in arteries and the resultant arterial changes that contribute to organ transplant failure.
Abstract
Vascular rejection that leads to transplant arteriosclerosis (TA) is the leading representation of chronic heart transplant failure. In TA, the immune system of the recipient causes damage of the arterial wall and dysfunction of endothelial cells and smooth muscle cells. This triggers a pathological repair response that is characterized by intimal thickening and luminal occlusion. Understanding the mechanisms by which the immune system causes vasculature rejection and TA may inform the development of novel ways to manage graft failure. Here, we describe a mouse aortic interposition model that can be used to study the pathogenic mechanisms of vascular rejection and TA. The model involves grafting of an aortic segment from a donor animal into an allogeneic recipient. Rejection of the artery segment involves alloimmune reactions and results in arterial changes that resemble vascular rejection. The basic technical approach we describe can be used with different mouse strains and targeted interventions to answer specific questions related to vascular rejection and TA.
Introduction
Nel corso degli ultimi 30 anni, i progressi in materia di farmaci immunosoppressori sono diminuiti rigetto del trapianto a causa di rigetto acuto, ma il rigetto cronico rimane una sfida. La manifestazione principale del rigetto del trapianto cardiaco cronico è arteriosclerosi trapianto (TA) 1,2. Questa condizione è caratterizzata da iperplasia intimale e vasomotoria disfunzione delle arterie allogenico e si sviluppa come risultato di immunologica Il targeting delle cellule muscolari lisce endoteliali e dal sistema immunitario ricevente. La gestione mirata del sistema vascolare del trapianto a causa di riconoscimento del complesso di istocompatibilità straniera peptide-major (MHC) è evidenziata dallo sviluppo di TA esclusivamente nelle arterie innesto risparmiando vasi ospitanti 3. In linea con questo è l'osservazione che TA non si verifica sperimentalmente quando il destinatario è geneticamente identico al donatore o quando il destinatario manca cellule T e B 4. Danno vascolare immuno-mediata e dysfunction provoca lo sviluppo di ispessimento intimale e fibrosi, così come l'accumulo anormale di lipidi e proteine ECM, in TA 5. Ispessimento intimale tende ad essere concentrici in tutto l'albero arterioso 4-6. Perdita del trapianto e la morte di solito si verificano a seguito di ischemia progressiva derivante dalla occlusione del lume delle arterie allotrapianto 4.
Nel 1991, Mennander et al. 7 ha favorito un modello di interposizione aortica nei ratti per modellare TA. Diversi gruppi hanno successivamente adattato questo procedimento per l'utilizzo nei topi. In questo modello, i segmenti aortici trapianto allogenico di sviluppare lesioni che hanno caratteristiche analoghe a TA osservate nei trapianti clinici. Questo include ispessimento intimale caratterizzata da accumulo di cellule come-muscolari lisce e leucociti destinatari 7. Nel corso degli ultimi 2 decenni questo modello è stato utilizzato per generare importanti informazioni sui meccanismi di danno vascolare, il rifiuto e TA. Può essere noied esaminare le questioni relative alla risposta immunitaria e vascolari durante la patologia arteriosa. La scelta degli impatti antigene disadattamento la capacità di affrontare in modo appropriato a queste domande.
Trapianto attraverso le barriere complete MHC permette una valutazione completa delle risposte immunitarie che sono noti per essere coinvolti nel rigetto dei trapianti d'organo. Questo include il riconoscimento delle cellule CD4 e CD8 T diretta e la destinazione di stranieri peptide-MHC presentato da cellule innesto di derivazione, CD4 indiretta (e possibilmente CD8) il riconoscimento delle cellule T e la destinazione dei alloantigeni innesto di derivazione presentati da antigene destinatario presentano cellule, e anticorpi riconoscimento mediata di alloantigeni sulla superficie delle cellule vascolari 8. Tuttavia, la risposta vascolare al danno in completi esperimenti MHC-non corrispondenti possono variare rispetto a quello osservato clinicamente. Johnson et al. 9 hanno mostrato che, negli innesti interposizione aortici trapiantati attraverso una barriera completa MHC disallineamento, la maggior parte dile cellule neointimal sono di origine destinatario e non di provenienza dei donatori. Questo è diverso da quello osservato nei trapianti umani, dove la maggior parte delle cellule muscolari lisce intimale di origine donatore 9,10. Per tenere conto di questa limitazione, modelli sperimentali alternativi che coinvolgono innesto attraverso piccoli disallineamenti antigene di istocompatibilità sono stati sviluppati che innescano le risposte vascolari che si avvicinano maggiormente a quelli osservati nel trapianto clinica 11. Anche se questi modelli alternativi permettono di conclusioni importanti da effettuare per quanto riguarda le risposte vascolari che guidano lo sviluppo della TA, i processi immunologici che causano il rigetto vascolare in antigene di istocompatibilità minore innesti corrispondenti non completamente ri-capitolare quelle che si verificano in ambito clinico. Ad esempio, antigeni di istocompatibilità minori sono riconosciuti male da innesto anticorpi reattivi 12. Alla luce delle considerazioni che precedono, è importante considerare il QUESTI patologicosu essere esaminato quando si sceglie il tipo di antigene disadattamento utilizzato un modello interposizione aortica. Qui si descrive un protocollo dettagliato per murino aortica interposizione innesto. Descriviamo interposizione innesto tra completi topi MHC-non corrispondenti, ma lo stesso protocollo viene utilizzato per l'innesto su altri ceppi di antigene non corrispondenti mouse.
Protocol
Representative Results
Discussion
Abbiamo descritto un protocollo per interposizione aortica innesti in topi che è utile per studiare il rigetto vascolare immunomediata e TA. Questo modello può essere utilizzato per analizzare le cause dei TA nonché lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche. E 'stato usato in passato per stabilire un ruolo essenziale di immunità adattativa, citotossici risposte delle cellule T, le risposte effettrici CD4 T cellule citochine-mediata, e danni trapianto mediata da anticorpi in TA 14,17-21. Trapianto Ar…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni dal Canadian Institutes of Health Research e Heart and Stroke Foundation of BC & Yukon (CCM).
Materials
| Name | Company | Catalogue | Comments |
| C57BL/6J (H-2b) | Jackson Laboratories, Bar Harbour ME | Strain# 000664 | |
| Balb/cBYJ | Jackson Laboratories, Bar Harbour ME | Strain# 001026 | |
| Ketamine Hydrochloride Injection USP 100 mg/ mL | Ketalean | DIN 00612316 | |
| Xylazine Injection 20 mg/mL | Rompum | DIN 02169592 | |
| Ketoprofen Injection 100 mg/mL | Anafen | DIN 01938126 | |
| Butorphanol Tartrate injection 10 mg/mL | Torbugesic | DIN 008450000 | |
| Buprenorphine Injection 0.3 mg/mL | Reckitt Benckiser | B.N. 5241 | |
| Atipamezole hydrochloride sterile injectable solution | Antisedan | DIN 02237744 | |
| Heparin Sodium Injection, USP, 1000 units/mL | McKesson Distribution | DIN 02264315 | |
| Tears naturale ophthalmic ointment | Alcon | DIN 02082519 | |
| Stereomicroscope | Leica | M80 | |
| 0.9% Sodium Chloride, sterile | Baxter Corporation | ||
| Lactated Ringer’s solution, sterile | Baxter Corporation | ||
| 0.9% Sodium Chloride Injection, sterile, 10 mL | Baxter Corporation | ||
| Alcohol Prep Pads | Loris | ||
| Povidone Iodine | Betadine | ||
| Chlorohexidine Gluconate 4% w/v | Germi-Stat | ||
| Black Polyamide Monofilament | AROSurgical Instruments | T4A10Q07 | |
| Suture, 10-0 suture, 70 microns | Corporation | ||
| Blue monofilament suture 5-0, P3 needle | Ethicon | 8698G | |
| 1 ml Syringe | BD | REF 309659 | |
| 10 ml Syringe | BD | REF 309604 | |
| 1cc TB insulin syringe with 28G 1/2 | BD | REF 309309 | |
| 25G 7/8, hypodermic needle | BD | REF 305124 | |
| 27G 1/2, hypodermic needle | BD | REF 305109 | |
| Colibri Retractor- 1.5cm spread 4cm | Fine Science Tools | 17000-04 | |
| S&T CAF-4 Clip applying forceps, without lock | Fine Science Tools | 00072-14 | |
| Supergrip forceps, S&T | Fine Science Tools | 00632-11 | |
| Medical No.5 forceps | Fine Science Tools | 11253-20 | |
| Lexer Baby Scissors | Fine Science Tools | 14078-10 | |
| Micro Adson forceps serrated | Fine Science Tools | 11018-12 | |
| Vannas-Tubingen microscissors | Fine Science Tools | 15003-08 | |
| Micro clamps, b-1; 3.5mm x 1mm; 7mm length | Fine Science Tools | 00396-01 | |
| Graefe-forceps, 10cm 1×2 teeth | Fine Science Tools | 11054-10 | |
| Castroviejo with lock and tungsten jaws | Fine Science Tools | 12565-14 | |
| Hot glass bead sterilizer | Inotech 250 | IS-250 – Steri-250 | |
| Non-woven gauzes | Progene | ||
| Cotton Tipped Applicators | Puritan | ||
| Beard Trimmer | Wahl | ||
| Heating pad | Sunbeam |
References
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