肝再生戦略としての三次元コラーゲンマトリックス足場移植
Summary
肝疾患は、線維症や肝硬変を促進する多くの原因によって誘発される。移植は健康回復のための唯一の選択肢です。しかし、移植可能な臓器の不足を考えると、代替案を検討する必要があります。我々の研究は、動物モデルからの肝臓組織におけるコラーゲン足場の移植を提案する。
Abstract
肝臓病は世界中の主要な死因です。過度のアルコール摂取、高脂肪食、C型肝炎ウイルス感染は、線維症、肝硬変、および/または肝細胞癌を促進します。肝臓移植は、進行した疾患段階における患者の寿命を改善し、延長するための臨床的に推奨される手順である。しかし、移植の10%だけが成功し、臓器の入手可能性、術前および術後の処置、および上昇したコストはその結果と直接相関している。細胞外マトリックス(ECM)足場は、組織修復の代替手段として登場しました。生体適合性および移植片の受容は、これらの生体材料の主な有益な特性である。肝臓の大きさと正しい機能を回復する能力は肝臓肝切除モデルで評価されているが、押し出された肝臓質量の体積を置き換える足場または何らかの支持の使用は評価されていない。
部分的な肝切除術は、ウシのコンダイルからのコラーゲンマトリックス足場(CMS)の異種移植を伴うラット肝臓で行った。左肝葉組織を取り除き(約40%)、同じ割合のCMSを外科的に移植した。肝機能検査は、外科的処置の前後に評価された。3日目、14日、21日後、動物を安楽死させ、巨視的および組織学的評価を行った。3日目と14日目には、21日目に血管の新形化およびCMS再吸収と同様に、拒絶反応または感染の臨床的証拠を伴って、CMSを取り巻く脂肪組織が観察された。ヘマトキシリンとエオシン(H&E)とマッソンのトリクローム染色で観察されたCMSへの微小な炎症プロセスと隣接する細胞の移行の組織学的証拠があった。CMSは肝臓組織で良好なパフォーマンスを示し、慢性肝疾患における組織再生および修復を研究するための有用な代替手段となり得る。
Introduction
肝臓は、ホメオスタシスおよびタンパク質産生の維持に関与する最も重要な器官の1つである。残念ながら、肝臓病は世界的に主要な死因です。肝硬変や肝細胞癌を含む肝臓損傷の進行段階では、肝臓移植が臨床的に推奨される手順です。しかし、ドナーの不足と移植の成功率が低いため、組織工学(TE)および再生医療(RM)における新しい技術が2,3に開発された。
TEは、炎症、線維性、および浮腫性の器官および組織1、5、6の回復を促進するために幹細胞、足場、および成長因子4を使用することを含む。足場に使用される生体材料は、ネイティブECMを模倣し、誘導細胞リモデリング7のための物理的、化学的、生物学的手掛かりを提供する。コラーゲンは、真皮、腱、腸、心膜8、9から得られる最も豊富なタンパク質の一つです。さらに、コラーゲンは、バイオプリンティングまたはエレクトロスピニング10、11を介して二次元および3次元足場を生成するバイオポリマーとして得ることができる。このグループは、肝臓組織の再生のための骨源からのコラーゲンの使用を報告する最初のグループです。別の研究は、皮膚から得られたウシコラーゲンから合成された足場の使用を、均質で密接に位置する細孔で、それらの間に何の通信もせずに12を報告する。
脱細胞化は、ネイティブECMを保存し、幹細胞電位13、14を有する細胞のその後の組み込みを可能にする。しかし、この手順は、マウスから肝臓、心臓、腎臓、小腸、および尿膀胱の実験段階にまだあるが、ラット、ウサギ、豚、羊、牛、および馬3、14。現在、切除された肝臓質量容積は、いずれの動物肝切除モデルにも置き換えられない。しかし、細胞増殖や血管新生を可能にする追加の支援またはネットワーク(生体材料)の使用は、肝臓の小葉機能の迅速な回復に不可欠である可能性があります。したがって、足場は慢性肝疾患の組織を再生または修復するための代替アプローチとして採用することができ、ひいては寄付や肝臓移植の臨床合併症による制限を排除する。
Protocol
Representative Results
Discussion
臓器移植は、肝線維症または肝硬変患者における治療の主力である。いくつかの患者がこの処置の恩恵を受け、待機リストの患者に治療的代替手段を提供する必要がある。組織工学は、再生電位2、4、13を有する足場と細胞を採用する有望な戦略である。肝臓の一部の除去は、この血管化された器官の多量の出血のために?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者らは、実験医学ユニットの実験動物施設、技術的および外科的支援のための看護師カロライナ・バニョスG.、マイクロ写真のサポートのためのマルコ・E・グディーニョ・Z、肝臓のヒストロジーのサポートのためのエリック・アポの人員に感謝したいと考えています。国家評議会は、科学技術のためのこの研究を支援しました(CONACyT),助成金番号SALUD-2016-272579とPAPIIT-UNAM TA200515.
Materials
| Anionic detergent | Alconox | Z273228 | |
| Biopsy cassettes | Leica | 3802453 | |
| Camera DMX | Nikon | DXM1200F | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5424 | |
| Chlorhexidine gluconate 4% | BD | 372412 | |
| Cover glasses 25 mm x 40 mm | Corning | 2980-224 | |
| Eosin | Sigma-Aldrich | 200-M | CAS 17372-87-1 |
| Ethyl alcohol, pure | Sigma-Aldrich | 459836 | CAS 64-17-5 |
| Flunixine meglumide | MSD | Q-0273-035 | |
| Glass slides 75 mm x 25 mm | Corning | 101081022 | |
| Hematoxylin | Merck | H9627 | CAS 571-28-2 |
| Hydrochloric acid 37% | Merck | 339253 | CAS 7647-01-0 |
| Ketamine | Pisa agropecuaria | Q-7833-028 | |
| Light microscopy | Nikon | Microphoto-FXA | |
| Microtainer yellow cape | Beckton Dickinson | 365967 | |
| Microtome | Leica | RM2125 | |
| Model animal: Wistar rats | Universidad Nacional Autónoma de México | ||
| Nylon 3-0 (Dermalon) | Covidien | 1750-41 | |
| Polypropylene 7-0 | Atramat | SE867/2-60 | |
| Povidone-iodine10% cutaneous solution | Diafra SA de CV | 1.37E+86 | |
| Scaning electronic microscopy | Zeiss | DSM-950 | |
| Sodium hydroxide, pellets | J. T. Baker | 3722-01 | CAS 1310-73-2 |
| Software ACT-1 | Nikon | Ver 2.70 | |
| Stereoscopy macroscopy | Leica | EZ4Stereo 8X-35X | |
| Sterrad 100S | Johnson and Johnson | 99970 | |
| Surgipath paraplast | Leica | 39601006 | |
| Synringe of 1 mL with needle (27G x 13 mm) | SensiMedical | LAN-078-077 | |
| Tissue Processor (Histokinette) | Leica | TP1020 | |
| Tissue-Tek TEC 5 (Tissue embedder) | Sakura Finetek USA | 5229 | |
| Trichrome stain kit | Sigma-Aldrich | HT15 | |
| Unicell DxC600 Analyzer | Beckman Coulter | BC 200-10 | |
| Xylazine | Pisa agropecuaria | Q-7833-099 | |
| Xylene | Sigma-Aldrich | 534056 | CAS 1330-20-7 |
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