En modifisert mansjettteknikk for cervikal heterotopisk hjertetransplantasjonsmodell for mus
Summary
I denne protokollen brukes en musehjertetransplantasjonsmodell for å undersøke mekanismen for avstøtning av hjerteallotransplantat. I denne heterotopiske hjertetransplantasjonsmodellen forbedres operasjonseffektiviteten, og overlevelsen av hjertetransplantater sikres ved en cervikal ende-til-ende-anastomose av hjerteimplantasjon ved hjelp av en modifisert Cuff-teknikk.
Abstract
Avstøtning av hjerteallograft begrenser langtidsoverlevelsen til pasienter etter hjertetransplantasjon. En musehjertetransplantasjonsmodell er ideell for å undersøke mekanismen for avstøtning av hjerteallograft i prekliniske studier på grunn av deres høye homologi med humane gener. Denne forståelsen vil bidra til å utvikle unike tilnærminger for å forbedre pasientenes langsiktige overlevelse behandlet med hjerteallotransplantater. I en musemodell utføres vanligvis hjerteimplantasjon fra abdominal donor med en ende-til-ende-anastomose til mottakerens aorta og dårligere vena cava ved bruk av masker. I denne modellen implanteres donorens hjerte ved ende-til-ende-anastomose til mottakerens halspulsåre og halsvene ved hjelp av modifisert mansjettteknikk. Transplantasjonsoperasjonen utføres uten søm og kan dermed øke mottakerens overlevelse siden det ikke er noen forstyrrelse av blodtilførselen og venøs refluks i underkroppen. Denne musemodellen vil bidra til å undersøke mekanismene bak immunologisk og patologisk (akutt/kronisk) avstøtning av hjerteallotransplantater.
Introduction
Hjertetransplantasjon har blitt standard behandling for terminal hjertesvikt. Mer enn 5,500 hjertetransplantasjoner per år utføres i organisasjonene registrert under International Society for Heart and Lung Transplantation. Blant de allogene hjertetransplanterte er 1-års avstøtningsraten fortsatt >10 %, mens 3-års avstøtningsraten økte til 36 %1,2. Effektiv profylaktisk behandling for pasienter med hjerteallotransplantatavstøtning mangler. Dyremodellstudier er derfor berettiget til å belyse de fysiologiske mekanismene som ligger til grunn for immunologisk og patologisk avstøtning av allotransplantater fra hjertet. Slike studier vil bidra til undersøkelsen av nye mål som kreves for å utvikle effektive legemidler, noe som vil bidra til å forhindre avstøtning av hjerteallotransplantat og forbedre overlevelsesraten i disse pasientpopulasjonene.
Noen potensielle immunologiske og patofysiologiske mekanismer for hjerteallotransplantatavstøtning har nylig blitt foreslått i musemodellstudier av heterotopisk hjertetransplantasjon 3,4,5. Følgelig ble heterotopisk hjertetransplantasjon en ideell preklinisk modell for å undersøke mekanismene for immunavstøtning og patologisk skade som forekommer i hjerteallotransplantater etter hjertetransplantasjon på grunn av deres høye homologi med humane gener. Det utbredte konseptet er å utføre heterotopisk transplantasjon i en musemodell ved en abdominal ende-til-ende-anastomose i mottakeraorta og vena cava inferior ved bruk av masker, tilsvarende normal human anatomi. Denne prosedyren kan imidlertid forstyrre mottakerens blodtilførsel og venøs refluks i underkroppen6. Derfor foreslås en modifisert heterotopisk hjertetransplantasjonsprosedyre i en musemodell her.
Donorens hjerte implanteres med mottakerens halspulsåre og vena jugularis ved hjelp av en ende-til-ende cervikal anastomose ved hjelp av en modifisert Cuff-teknikk. Denne modifiserte prosedyren lettet den operative gjennomførbarheten og sikret overlevelse av hjertetransplantatet uten å forstyrre blodtilførselen og venøs refluks i underkroppen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Musehjertetransplantasjonsmodellen bidrar til undersøkelse av avstøtningsmekanismer etter hjertetransplantasjon, og bidrar til utvikling av unike tilnærminger for å forbedre langtidsoverlevelsen til hjerteallograftmottakere. Imidlertid er hjertetransplantasjon hos mus en kompleks og utfordrende oppgave, som krever et høyt nivå av mikrokirurgiske teknikker, spesielt i vaskulær anastomose11,12,13. Musens abdominale heteroto…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet av 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).
