同種免疫により誘導される血管拒絶反応および移植動脈硬化症のマウスモデル
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
過去30年以上にわたり、免疫抑制剤の進歩は、急性拒絶反応に移植片拒絶反応を減少しているが、慢性拒絶反応は、主な課題のままです。慢性心臓移植拒絶反応の主な症状は、移植動脈硬化（TA）1,2です。この状態は、同種移植片の動脈の内膜過形成および血管運動機能障害を特徴とし、レシピエントの免疫系による内皮および平滑筋細胞の免疫学的標的化の結果として発生されます。ホスト容器3を温存しつつ、外来ペプチド主要組織適合遺伝子複合体（MHC）の認識にグラフト血管系の特定の標的化は、排他的に移植動脈におけるTAの開発によって強調表示されます。これを踏まえて、レシピエントがドナー場合や、受信者は、T細胞とB細胞4を欠くと遺伝的に同一である場合にTAが実験的に発生しない観察です。免疫媒介血管損傷とdysfunctionがTA 5に、内膜肥厚や線維症の発症、ならびに脂質およびECMタンパク質の異常な蓄積を引き起こします。内膜肥厚は、全動脈樹の4-6を通して同心になる傾向があります。移植片喪失と死は通常、同種移植片の動脈4の管腔閉塞に起因する進行性虚血の結果として発生します。
1991年には、Mennander ら 7は、TAをモデル化するために、ラットにおいて大動脈介在モデルを開拓してきました。いくつかのグループが、その後、マウスで使用するために、この手順を適応しています。このモデルでは、同種移植片の大動脈セグメントは、臨床移植において観察されたTAと同等の機能を持っている病変を発症します。これは、平滑筋様細胞とレシピエントの白血球7の蓄積を特徴と内膜肥厚が含まれています。過去20年にわたり、このモデルは、血管損傷、拒絶反応及びTAのメカニズムに重要な洞察を生成するために使用されてきました。それは私たちすることができますEDは動脈病態中の免疫および血管応答に関連した質問を調べました。抗原のミスマッチの影響の選択適切にこれらの質問に対処する能力。
完全なMHCバリヤーを横切る移植は、臓器移植拒絶反応に関与することが知られている免疫応答の総合的な評価を可能にします。これは、移植片由来の細胞によって提示直接CD4とCD8 T細胞認識と外国ペプチドMHCの標的を含み、間接的CD4（および場合によってはCD8）T細胞認識および細胞を提示レシピエント抗原によって提示された移植片由来のアロ抗原の標的化、および抗体血管細胞表面8上の同種抗原の媒介認識。しかし、完全MHC不適合実験における損傷に対する血管反応は、臨床的に観察されるものとは異なる場合があります。ジョンソンら 9は示したが、その中で最も完全なMHCミスマッチ関門を移植大動脈介在移植片、内新生内膜細胞は、レシピエント由来ではなく、ドナー由来のものです。これは、ほとんどの内膜平滑筋細胞がドナー由来9,10であるヒト移植において観察されるものとは異なります。この制限を考慮するために、マイナー組織適合抗原不一致を横断グラフト伴う代替の実験モデルは、より密接に臨床移植11で観察されるものに似ている血管の応答を誘発するように開発されてきました。これらの代替モデルは重要な結論を可能にしながら、TA、完全に臨床設定で発生するものを再降伏しないマイナー組織適合抗原不一致の移植片における血管拒絶反応を引き起こす免疫学的プロセスの開発を推進血管応答について行われます。例えば、マイナー組織適合性抗原は、グラフト反応する抗体12によって不十分認識されています。上記の注意事項を考えると、それは病的クエスティを考慮することが重要です大動脈介在モデルで使用する抗原のミスマッチの種類を選択する際には、検査されています。ここでは、マウスの大動脈介在移植のための詳細なプロトコルを記述します。我々は完全MHC不適合マウスが、同じプロトコルが他の抗原不一致のマウス系統全体でグラフト化のために使用されている間の介在移植について説明します。
Protocol
Representative Results
Discussion
我々は、免疫介在性血管拒絶反応やTAを研究するために有用であるマウスにおける大動脈介在移植するためのプロトコルを記述しています。このモデルは、TAの原因だけでなく、新規治療戦略の開発を研究するために使用することができます。これは、適応免疫、細胞傷害性T細胞応答、サイトカイン媒介性CD4 T細胞エフェクター応答、およびTA 14,17-21における抗体媒介性移植片損傷の?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、ヘルスリサーチとハートとBC＆ユーコンの脳卒中財団（JCC）のカナダの研究所からの助成金によってサポートされていました。
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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