マウス肺内気管移植:肺移植後の閉塞性気道疾患を調査するためのモデル
Summary
マウス肺内気管移植(IPTT)モデルは、肺移植後の閉塞性気道疾患(OAD)の研究に有用です。同種移植後の気道閉塞における肺特異的な免疫学的および血管新生挙動に関する洞察を高い再現性で提供します。ここでは、IPTTの手順と期待される結果について説明します。
Abstract
マウス肺内気管移植(IPTT)は、肺移植後の閉塞性気道疾患(OAD)のモデルとして使用されます。私たちのチームによって最初に報告されたこのモデルは、その高い技術的再現性と免疫学的行動と治療的介入の調査への適合性により、OADの研究に使用されています。
IPTTモデルでは、げっ歯類の気管移植片が胸膜からレシピエントの肺に直接挿入されます。このモデルは、移植片を皮下または大網に移植する異所性気管移植(HTT)モデルや、ドナーの気管がレシピエントの気管を置き換える同所性気管移植(OTT)モデルとは異なります。
IPTTモデルの実装を成功させるには、高度な麻酔および外科的スキルが必要です。麻酔スキルには、レシピエントの気管内挿管、適切な換気パラメータの設定、麻酔からの回復後の適切なタイミングでの抜管が含まれます。手術技術は、肺内に移植片を正確に配置し、空気漏れや出血を防ぐために内臓胸膜を効果的に密閉するために不可欠です。一般的に、学習プロセスには約2か月かかります。
HTTおよびOTTモデルとは対照的に、IPTTモデルでは、同種移植片気道は関連する肺微小環境で気道閉塞を発症します。これにより、研究者は肺特異的な免疫学的および血管新生を研究することができます 肺移植後の気道閉塞に関与するプロセス。さらに、このモデルは、ヒトの肺同種移植片にも見られる第三次リンパ器官(TLO)を示すという点でもユニークです。TLOはT細胞集団とB細胞集団で構成され、免疫細胞の動員を指示する高い内皮細静脈の存在を特徴としています。したがって、それらは移植片の受容と拒絶に重要な役割を果たす可能性があります。IPTTモデルは、肺移植同種移植片における気道閉塞の発症に関与する肺内免疫およびプロフィブロシス経路を研究するための有用なツールであると結論付けています。
Introduction
肺移植は、末期呼吸器疾患の患者に対する有効な治療法として確立されています。しかし、ヒト肺移植レシピエントの生存率中央値は約6年にとどまり、閉塞性気道疾患(OAD)の一種である閉塞性細気管支炎(OB)の発症が移植後1年目以降の主な死因となっています1。
OADの根底にあるメカニズムを調査するために、いくつかの動物モデルが利用されています。そのようなモデルの 1 つが異所性気管移植 (HTT) モデル2 です。このモデルでは、気管移植片がレシピエントの皮下組織または大網に移植されます。虚血による気管移植片上皮細胞の喪失が起こり、その後、ドナー上皮細胞のアロレ活性リンパ球浸潤およびアポトーシスが起こります。線維芽細胞と筋線維芽細胞は気管の周りを移動し、細胞外マトリックスを生成します。最後に、気道内腔の完全な線維性閉塞が起こります。HTTモデルは技術的に単純で、 in vivo 環境を提供し、高い再現性を提供します。
OADを研究するための別のモデルは、ラット同所性気管移植(OTT)モデルであり、気管移植片をレシピエントの気管に挿入して生理学的換気を維持します3。このモデルでは、虚血によってドナー上皮細胞が枯渇すると、気管内のレシピエント上皮細胞に置き換わり、中等度の線維症を伴う閉塞のない気道が形成されます。これらのモデルは、肺移植後の気道閉塞の理解に貢献しているが、肺実質微小環境の再現という点では限界がある。
私たちの研究グループは、レシピエントの肺に気管移植片を移植するラット肺内気管移植(IPTT)モデルを導入しました4(図1)。IPTTモデルは、肺微小環境内で発生する気道内腔の線維性閉塞を示します。さらに、ラットIPTT 5,6,7,8,9,10よりも技術的に困難なマウスへの適用に成功しています。このマウスIPTTモデルの適応により、トランスジェニックマウスを用いた肺移植後のOADの肺免疫環境の複雑な詳細を深く掘り下げることができました。
IPTTモデルにはいくつかのユニークな機能があります。1つは血管新生であり、肺循環によって促進され、気道閉塞に重要な役割を果たします4,10。さらに、IPTTモデルではリンパ球凝集体が見られ、その一部は末梢リンパ節アドレスチンを発現する高額な内皮細静脈を有しており、これらが第三次リンパ性器官(TLO)であることを示しています7,8。TLOはリンパ節に似ており、T細胞、B細胞、および多くの場合、濾胞樹状細胞を伴う胚中心で構成されています11,12。TLOは、気道閉塞を含むさまざまな慢性炎症性疾患で報告されており、IPTTモデルは気道閉塞におけるTLOの役割を調査するのに適しています7,8,11,12,13。この論文では、マウスIPTTモデルの方法論を提示し、研究者にこのモデルに慣れ親しみ、肺移植後の気道閉塞のさらなる調査を促進することを目的としています。
Protocol
Representative Results
Discussion
マウスのIPTT手順には、重要なステップが含まれています。麻酔に関しては、最初の重要なステップは気管内挿管です。マウスを適切な高さに保持し、足をテーブルの上に置いて声帯を視覚化し、即時挿管を容易にすることが不可欠です。さらに、慎重な呼吸量と呼気終末陽圧(PEEP)の調整が必要です。典型的には、500μLの呼吸量および2cmH2OのPEEPは、体重25〜30gのマウスに十分である。?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者は、この原稿を編集してくれたJerome Valeroに感謝します。 図1 と 図3I,J,L は BioRender.com で作成しました。
Materials
| BALB/cJ | The Jackson Laboratory | 8-10 weeks 25-30 g | Male, Donor |
| BD 1 mL Syringe | Becton Dickinson | 309659 | |
| BD PrecisionGlide Needle Aiguile BD PrecisionGlide |
Becton Dickinson | 305122 | |
| Bovie Change-A-Tip Deluxe High-Temperture | Bovie | DEL1 | |
| C57BL/6J | The Jackson Laboratory | 8-10 weeks 25-30 g | Male, Recipient |
| Dumont #5/45 Forceps | F·S·T | 11251-35 | |
| Ethicon Ligaclip Multiple -Clip Appliers- | Ethicon | LX107 | |
| Extra Fine Graefe Forceps | F·S·T | 11150-10 | |
| Glover Bulldog Clamp | Integra | 320-127 | |
| Halsted-Mosquito Hemostats | F·S·T | 13009-12 | |
| Horizon Titanium Ligating Clips | Teleflex | 001201 | |
| Leica M651 Manual surgical microscope for microsurgical procedures | Leica | ||
| Magnetix Fixator with spring lock | CD+ LABS | ACD-001 | |
| Microsurgical Scissor | Jarit | 277-051 | |
| Mouse and Perinatal Rat Ventilator Model 687 | Harvard | 55-0001 | |
| Perfadex Plus | XVIVO | 19850 | |
| Retractor Tip Blunt – 2.5 mm | CD+ LABS | ACD-011 | |
| small animal table | CD+ LABS | ACD-003 | |
| Surgipro Blue 24" CV-1 Taper, Double Armed | Covidien | VP702X | |
| Systane ointment | Alconn | 1444062 | |
| System Elastomer | CD+ LABS | ACD-007 | |
| Terumo Surflo IV Catheter, 20 G x 1 in | Terumo Medical Corporation | SR-OX2025CA | |
| VMT table Top | benson | 91803300 |
References
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