En modificeret manchetteknik til muse cervikal heterotopisk hjertetransplantationsmodel
Summary
I denne protokol anvendes en musehjertetransplantationsmodel til undersøgelse af mekanismen for hjerteallotransplantatafstødning. I denne heterotopiske hjertetransplantationsmodel forbedres driftseffektiviteten, og overlevelsen af hjertetransplantater sikres ved en cervikal ende-til-ende anastomose af hjerteimplantation ved hjælp af en modificeret manchetteknik.
Abstract
Afstødning af hjerteallotransplantat begrænser patienternes langsigtede overlevelse efter hjertetransplantation. En musehjertetransplantationsmodel er ideel til at undersøge mekanismen for afstødning af hjerteallotransplantat i prækliniske studier på grund af deres høje homologi med humane gener. Denne forståelse vil hjælpe med at udvikle unikke tilgange til forbedring af patienters langsigtede overlevelse behandlet med hjertetransplantater. I en musemodel udføres abdominal donorhjerteimplantation almindeligvis med en ende-til-ende anastomose til modtagerens aorta og ringere vena cava ved hjælp af sting. I denne model implanteres donorens hjerte ved ende-til-ende anastomose til modtagerens halspulsåre og jugularvene ved hjælp af den modificerede manchetteknik. Transplantationsoperationen udføres uden syning og kan således øge modtagerens overlevelse, da der ikke er nogen interferens med blodforsyningen og venøs refluks i underkroppen. Denne musemodel ville hjælpe med at undersøge mekanismerne bag den immunologiske og patologiske (akutte / kroniske) afvisning af hjertetransplantater.
Introduction
Hjertetransplantation er blevet standardbehandlingen for terminal hjertesvigt. Mere end 5.500 hjertetransplantationer om året udføres i de organisationer, der er registreret under International Society for Heart and Lung Transplantation. Blandt de allogene hjertetransplantationsmodtagere er den 1-årige afstødningsrate stadig >10%, mens den 3-årige afstødningsrate steg til 36%1,2. Imidlertid mangler effektive profylaktiske behandlinger til patienter med hjerteallograft afstødning. Derfor er dyremodelstudier berettigede, der belyser de fysiologiske mekanismer, der ligger til grund for immunologisk og patologisk afvisning af hjertetransplantater. Sådanne undersøgelser vil bidrage til undersøgelsen af nye mål, der er nødvendige for at udvikle effektive lægemidler, hvilket vil bidrage til at forhindre afstødning af hjertetransplantater og forbedre overlevelsesraten hos disse patientpopulationer.
Nogle potentielle immunologiske og patofysiologiske mekanismer for hjerteallograft afvisning er blevet foreslået for nylig i musemodelstudier af heterotopisk hjertetransplantation 3,4,5. Derfor blev musens heterotopiske hjertetransplantation en ideel præklinisk model til at undersøge mekanismerne for immunafstødning og patologisk skade, der forekommer i hjertetransplantater efter hjertetransplantation på grund af deres høje homologi med humane gener. Det fremherskende koncept er at udføre heterotopisk transplantation i en musemodel ved hjælp af en abdominal ende-til-ende anastomose i modtageren aorta og ringere vena cava ved hjælp af sting, svarende til den normale menneskelige anatomi. Denne procedure kan dog forstyrre modtagerens blodforsyning og venøs refluks i underkroppen6. Derfor foreslås en modificeret heterotopisk hjertetransplantationsprocedure i en musemodel her.
Donorens hjerte implanteres med modtagerens halspulsåre og halsvene ved en ende-til-ende cervikal anastomose ved hjælp af en modificeret manchetteknik. Denne modificerede procedure lettede den operative gennemførlighed og sikrede overlevelsen af hjertetransplantatet uden at forstyrre blodforsyningen og venøs tilbagesvaling af underkroppen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Musehjertetransplantationsmodellen bidrager til undersøgelsen af afstødningsmekanismer efter hjertetransplantation og bidrager til udviklingen af unikke tilgange til forbedring af hjerteallograftmodtagernes langsigtede overlevelse. Hjertetransplantation hos mus er imidlertid en kompleks og udfordrende opgave, der kræver et højt niveau af mikrokirurgiske teknikker, især i vaskulær anastomose11,12,13. Musens abdominale heter…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af National Natural Science Foundation of China (81870304) til Jun Li.
Materials
| 5-0 Polyamide Monofilament suture | B.Braun Medical Inc. | C3090954 | |
| 8-0 Polyamide Monofilament suture | B.Braun Medical Inc. | C2090880 | |
| 10-0 Polyamide Monofilament suture | B.Braun Medical Inc. | G0090781 | |
| 22 G polyurethane cuff | B.Braun Medical Inc. | 4251628-02 | |
| 26 G polyurethane cuff | Suzhou Linhua Medical Instrument Co., LTD | REF383713 | |
| Anesthesia induction chamber | RWD Life Science Co., LTD | V100 | |
| Atraumatic microvascular clamp | Beyotime | FS500 | |
| BALB/c and C57BL/6 mice (20–30 g) | Centre of Experimental Animals (Army Medical University, Chongqing, China) | ||
| Buprenorphine | US Biological life Sciences | 352004 | |
| Electrocoagulator | Guangzhou Runman Medical Instrument Co., LTD | ZJ1099 | |
| Gauze | Henan piaoan group Co., LTD | 10210402 | |
| Heating pad | Guangzhou Dewei Biological Technology Co., LTD | DK0032 | |
| Heparin | North China Pharmaceutical Co., LTD | 2101131-2 | |
| HTK solution | Shenzhen Changyi Pharmaceutical Co., LTD | YZB/Min8263-2013 | |
| Injection syringe (10 mL) | Shandong weigao group medical polymer Co., LTD | 20211001 | |
| Isoflurane | RWD Life Science Co., LTD | 21070201 | |
| Physiological saline | Southwest pharmaceutical Co., LTD | H50021610 | |
| Scalp needle | Hongyu Medical Group | 20183150210 | |
| Shaver | Beyotime | FS600 | |
| Small animal anesthesia machine | RWD Life Science Co., LTD | R500 | |
| Surgical operation microscope | Tiannuoxiang Scientific Instrument Co. , Ltd, Beijing, China | SZX-6745 | |
| Swab | Yubei Medical Materials Co., LTD | 21080274 |
References
- Khush, K. K., et al. The International thoracic organ transplant registry of the international society for heart and lung transplantation: Thirty-sixth adult heart transplantation report – 2019; focus theme: Donor and recipient size match. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 38 (10), 1056-1066 (2019).
- Stehlik, J., et al. The registry of the international society for heart and lung transplantation: 29th official adult heart transplant report–2012. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 31 (10), 1052-1064 (2012).
- Huang, H., et al. Combined intrathymic and intravenous injection of mesenchymal stem cells can prolong the survival of rat cardiac allograft associated with decrease in miR-155 expression. Journal of Surgical Research. 185 (2), 896-903 (2013).
- Eggenhofer, E., et al. Features of synergism between mesenchymal stem cells and immunosuppressive drugs in a murine heart transplantation model. Transplant Immunology. 25 (2-3), 141-147 (2011).
- Sula Karreci, E., et al. Brief treatment with a highly selective immunoproteasome inhibitor promotes long-term cardiac allograft acceptance in mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (52), 8425-8432 (2016).
- Liu, F., Kang, S. M. Heterotopic heart transplantation in mice. Journal of Visualized Experiments. 6, 238 (2007).
- Lin, C. M., Gill, R. G., Mehrad, B. The natural killer cell activating receptor, NKG2D, is critical to antibody-dependent chronic rejection in heart transplantation. American Journal of Transplantation. 21 (11), 3550-3560 (2021).
- Ito, H., Hamano, K., Fukumoto, T., Wood, K. J., Esato, K. Bidirectional blockade of CD4 and major histocompatibility complex class II molecules: An effective immunosuppressive treatment in the mouse heart transplantation model. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 17 (5), 460-469 (1998).
- Zhou, Y. X., et al. Acute rejection correlates with expression of major histocompatibility complex class I antigens on peripheral blood CD3(+)CD8(+) T-lymphocytes following skin transplantation in mice. Journal of International Medical Research. 39 (2), 480-487 (2011).
- Oberhuber, R., et al. Murine cervical heart transplantation model using a modified cuff technique. Journal of Visualized Experiments. (92), e50753 (2014).
- Cui, D., Tan, C., Liu, Z. An alternative technique of arterial anastomosis in mouse heart transplantation. Clinical Transplantation. 32 (6), 13264 (2018).
- Plenter, R. J., Zamora, M. R., Grazia, T. J. Four decades of vascularized heterotopic cardiac transplantation in the mouse. Journal of Investigative Surgery. 26 (4), 223-228 (2013).
- Fang, J., et al. A simplified two-stitch sleeve technique for arterial anastomosis of cervical heterotopic cardiac transplantation in mice. American Journal of Translational Research. 5 (5), 521-529 (2013).
- Matsuura, A., Abe, T., Yasuura, K. Simplified mouse cervical heart transplantation using a cuff technique. Transplantation. 51 (4), 896-898 (1991).
- Corry, R. J., Winn, H. J., Russell, P. S. Primarily vascularized allografts of hearts in mice. The role of H-2D, H-2K, and non-H-2 antigens in rejection. Transplantation. 16 (4), 343-350 (1973).
- Fensterer, T. F., Miller, C. J., Perez-Abadia, G., Maldonado, C. Novel cuff design to facilitate anastomosis of small vessels during cervical heterotopic heart transplantation in rats. Comparative Medicine. 64 (4), 293-299 (2014).
