تمثل نماذج زراعة قلب الفئران أدوات بحثية قيمة لدراسة مناعة الزرع. يفصل البروتوكول الحالي زراعة قلب عنق الرحم غير المتجانسة للفأر والتي تتضمن وضع أصفاد على الشريان السباتي المشترك للمتلقي وجذع الشريان الرئوي للمتبرع للسماح بتدفق الدم الصفحي.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تمثل نماذج زراعة قلب الفئران أدوات بحثية قيمة لدراسة مناعة الزرع. يفصل البروتوكول الحالي زراعة قلب عنق الرحم غير المتجانسة للفأر والتي تتضمن وضع أصفاد على الشريان السباتي المشترك للمتلقي وجذع الشريان الرئوي للمتبرع للسماح بتدفق الدم الصفحي.
كثيرا ما تستخدم نماذج الفئران لزراعة القلب لدراسة إصابة نقص التروية ، والاستجابات المناعية الفطرية والتكيفية بعد الزرع ، وتأثير العلاجات المناعية على رفض الكسب غير المشروع. تم وصف زراعة قلب عنق الرحم غير المتجانس في الفئران لأول مرة في عام 1991 باستخدام مفاغرة مخيطة وتم تعديلها لاحقا لتشمل تقنيات الكفة. سمح هذا التعديل بتحسين معدلات النجاح ، ومنذ ذلك الحين ، كانت هناك تقارير متعددة اقترحت المزيد من التحسينات التقنية. ومع ذلك ، لا تزال الترجمة إلى استخدام أكثر انتشارا محدودة بسبب الصعوبة الفنية المرتبطة بمفاغرة الكسب غير المشروع ، والتي تتطلب الدقة لتحقيق الطول والعيار المناسبين للأصفاد لتجنب التواء مفاغرة الأوعية الدموية أو التوتر المفرط ، مما قد يؤدي إلى تلف الكسب غير المشروع. يصف البروتوكول الحالي تقنية معدلة لإجراء زرع قلب عنق الرحم غير المتجانس في الفئران والتي تنطوي على وضع الكفة على الشريان السباتي المشترك للمتلقي والشريان الرئوي للمتبرع بما يتماشى مع اتجاه تدفق الدم.
نشر أبوت وآخرون1 أول وصف لزراعة قلب البطن غير المتجانس في الفئران في عام 1964. تم تنقيح هذه التقنيات الجراحية وتبسيطها بواسطة Ono et al. في عام 19692. وصف كوري وآخرون لأول مرة طريقة لزراعة قلب البطن غير المتجانس في الفئران في عام 1973. على غرار نماذج الفئران التي تم الإبلاغ عنها سابقا ، تضمن ذلك النقش في بطن المضيف مع إعادة التوعي عن طريق مفاغرة من طرف إلى جانب للشريان الرئوي للمتبرع والشريان الأورطي الصاعد إلى الوريد الأجوف السفلي للمتلقي والشريان الأورطي البطني ، على التوالي3. تم وصف زرع قلب عنق الرحم غير المتجانس في الفئران بواسطة Heron في عام 1971 باستخدام أصفاد تفلون مصنوعة من 16 جم (1.6 مم قطر خارجي) قسطرة في الوريد4. أبلغ Chen5 و Matsuura et al.6 لاحقا عن زرع قلب عنق الرحم غير المتجانس في الفئران في عام 1991 ، والتي اختلفت تقنياتها في المقام الأول في طريقة إعادة المفاغرة. تضمن نهج تشن مفاغرة خياطة الشريان الأورطي الصاعد للمتبرع إلى الشريان السباتي للمتلقي والشريان الرئوي للمتبرع إلى الوريد الوداجي الخارجي للمتلقي5. نظرا للمهارة التقنية المتقدمة المطلوبة لهذه المفاغرة الجراحية المجهرية ، كان هناك حاجة إلى قدر كبير من الوقت والخبرة لتحقيق معدل نجاح مرتفع. وصف ماتسورا وآخرون طريقة تستخدم تقنية الكفة غير المخيطة ، على غرار تلك المستخدمة من قبل هيرون ، والتي تضمنت مفاغرة من طرف إلى طرف باستخدام وضع الأصفاد خارج اللمعة. قام بتصميم أصفاد تفلون من القسطرة الوريدية 22 جم (القطر الخارجي 0.8 مم) و 24 جم (القطر الخارجي 0.67 مم) ووضعها فوق الوريد الوداجي الخارجي للمتلقي والشريان السباتي المشترك ، على التوالي6. ثم تم وضع هذه الأصفاد داخل الشريان الرئوي والشريان الأورطي للمتبرع وتأمينها عن طريق ربط رباط خياطة حول الوصلة. ترجم هذا النهج إلى معدل نجاح محسن. الأهم من ذلك ، أنه أدى إلى تقصير الوقت اللازم لإكمال كل من مفاغرة عنق الرحم ، وبالتالي تقليل الوقت الإقفاري الدافئ للكسب غير المشروع إلى أقل من ثلث ذلك باستخدام طريقة خياطة البطن. علاوة على ذلك ، نظرا لوضع الأصفاد حول السطح الخارجي للسفينة ، لا يوجد جسم غريب يتعرض لتجويف الوعاء ، مما يقلل إلى حد كبير من احتمال تجلط الدم بعد الجراحة7. وفي الوقت نفسه ، يوفر استخدام تقنية الكفة الدعم حول الأوعية في موقع المفاغرة دون الحاجة إلى أي خياطة ، مما يقلل من خطر النزيف بعد إعادة التوعي6.
تم اقتراح العديد من التنقيحات لهذه التقنية. لاستيعاب الطول القصير للشريان السباتي المشترك للفأر (حوالي 5 مم) ، طور Tomita et al.8 تعديلا لهذه التقنية مع صفعة شريانية أصغر (قطر خارجي 0.6 مم) مع حذف عقد الغرز وسحب الشريان مباشرة من خلال الكفة باستخدام ملقط دقيق بدلا من ذلك. قام وانغ وآخرون بتبسيط هذا النهج عن طريق وضع أصفاد 22 G و 24 G على الشريان الرئوي الأيمن للمتبرع والشريان السباتي المشترك الأيمن للمتلقي ، على التوالي9. وصفت تقارير مختلفة تعديلات على هذه الأساليب ، بما في ذلك استخدام الأصفاد المتخصصة ، والمشابك المجهرية ، وموسعات الأوعية الدموية ، وشلل القلب10،11،12. والجدير بالذكر أن كل هذه الطرق تنطوي على الدورة الدموية الرجعية عبر القلب ، حيث يتدفق الدم من الشريان السباتي المشترك المتلقي إلى الشريان الأورطي المتبرع ، والشرايين التاجية ، والجيب التاجي ، ثم يفرغ في الأذين الأيمن ويخرج من الشريان الرئوي إلى الوريد الوداجي الخارجي المتلقي.
بالمقارنة مع النقش في البطن ، فإن زراعة قلب عنق الرحم توفر مزايا متعددة. كما ذكرنا سابقا ، يسمح التعرض لعنق الرحم بإعادة التوعي بشكل أسرع وأوقات نقص تروية دافئة أقصر6. طريقة عنق الرحم هي أيضا أقل توغلا وترتبط بأوقات تعافي أقصر بعد العملية الجراحية لأنها تتجنب بضع البطن6. الأهم من ذلك ، يمكن إجراء مفاغرة من طرف إلى طرف مع الأصفاد بدلا من مفاغرة من طرف إلى آخر ، مما يقلل من خطر حدوث مضاعفات مثل نزيف مفاغرة. يشكل نهج البطن أيضا خطرا متزايدا للإصابة بمضاعفات خثارية في الشريان الأورطي البطني أو الوريد الأجوف السفلي، مما يؤدي إلى إقفار الحبل الشوكي وشلل الأطراف الخلفية. يسمح موقع عنق الرحم السطحي لعملية الزرع بالوصول السهل إلى تقييم جدوى الكسب غير المشروع عن طريق الجس وتخطيط القلب الكهربائي والتصوير الغازي أو غير الجراحي. على الرغم من أن الطعوم العنقية تستأنف نشاط القلب التلقائي بعد إعادة التروية ، إلا أنها لا تؤثر بشكل كبير على المعلمات الانقباضية والانبساطية للمتلقي. يوفر هذا النموذج رؤية قيمة لدراسة الاستجابات الخلوية بعد الزرع ، مثل إصابة نقص التروية ورفض الكسب غير المشروع. علاوة على ذلك ، يقدم هذا النموذج نهجا مثاليا للسماح بالتصوير بعد الزرع ، مثل الفحص المجهري ثنائي الفوتون داخل الجسم أو التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET). تحقيقا لهذه الغاية ، أبلغ مختبرنا سابقا عن طرق لتصوير الأنسجة والأعضاء المتحركة في الفأر ، بما في ذلك ضربات قلوب الفئران وترقيع قوس الأبهر بعد زرع عنق الرحم غير المتجانس لتصور الاتجار بالكريات البيض أثناء إصابة نقص التروية وداخل لويحات تصلب الشرايين ، على التوالي13،14،15 . بالإضافة إلى ذلك ، نظرا لموقعه السطحي وسهولة التعرض ، فإن هذا النموذج مناسب لإعادة زرع القلب16.
يصف هذا التقرير تقنية تسمح بتدفق الدم الصفحي مع الوضع الخارجي للأصفاد الوعائية على الأوعية التي ينشأ منها تدفق الدم. هذا يسمح بالانتقال السلس لتدفق الدم من وعاء إلى آخر ، وتجنب تعرض حافة الوعاء البعيد في تجويف الأوعية الدموية. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم هذه التقنية صفعة أكبر 20 جراما ، بدلا من أصفاد 22 جراما المستخدمة سابقا ، للشريان الرئوي للمتبرع لضمان عودة تدفق الدم إلى المتلقي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم إجراء جميع إجراءات التعامل مع الحيوانات وفقا لإرشادات رعاية واستخدام المختبر الصادرة عن المعاهد الوطنية للصحة ووافقت عليها لجنة الدراسات الحيوانية في كلية الطب بجامعة واشنطن. تم زرع قلوب من الفئران C57BL / 6 (B6) و BALB / c (التي تزن 20-25 جم) في متلقي B6 المتطابقين بين الجنسين (6-8 أسابيع من العمر). تم الحصول على الفئران من مصادر تجارية (انظر جدول المواد). تم إجراء عمليات زرع syngeneic لتقييم الاستجابات الخلوية المتعلقة بإصابة نقص التروية ، وتم إجراء عمليات زرع خيفي للتحقيق في الآليات المناعية المشاركة في تحمل الكسب غير المشروع والرفض. تم استخدام الفئران المراسلة B6 lysozyme M-green fluorescent protein (LysM-GFP)17 ، التي تم الحصول عليها في الأصل من Klaus Ley من معهد La Jolla للحساسية والمناعة ، La Jolla ، CA ، وتم تربيتها لاحقا في منشأتنا ، كمتلقين لتجارب مختارة لتصور تسلل العدلات إلى الطعوم القلبية. تم إجراء جراحة البقاء على قيد الحياة باستخدام إجراءات معقمة.
1. إجراءات المانحين
2. إجراء المستلم
3. رعاية ما بعد الجراحة
4. التصوير داخل الفوتون ثنائي المفعول للاتجار الكريات البيض في الكسب غير المشروع القلب
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم استخدام نموذج زراعة القلب غير المتجانس لعنق الرحم لإجراء أكثر من 1000 عملية زرع في مختبرنا ، بمعدل بقاء يبلغ حوالي 97٪. معدل النجاح أعلى قليلا من التقارير السابقة باستخدام تقنيات زرع القلب غير المتجانسة عنق الرحم الأخرى في الفئران 10،11،20. يمكن أن يعزى ذلك إلى الكفة الأكبر 20 جم الموضوعة على الشريان الرئوي للمتبرع لضمان عودة تدفق الدم إلى المتلقي (الشكل 1B ، C). بالإضافة إلى ذلك...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
باستخدام هذه التقنية ، يمكن إجراء زراعة قلب عنق الرحم غير المتجانسة للفأر في أقل من 40 دقيقة بواسطة جراح دقيق متمرس وفي حوالي 60 دقيقة بواسطة جراح مجهري مبتدئ. بينما تمت دراسة زرع قلب عنق الرحم في العديد من النماذج الحيوانية ، يظل نموذج الفأر هو المعيار الذهبي بسبب السلالات الجينية المتعددة المحددة جيدا ، وقدرات التغيير الجيني ، وتوافر العديد من الكواشف ، بما في ذلك الأجسام المضادة وحيدة النسيلة24. توفر التقنية الموصوفة هنا فرصة فريدة لمراقبة ما بعد الزرع ، مثل تخطيط القلب الكهربائي أو التصوير داخ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
يتم دعم DK من قبل منح المعاهد الوطنية للصحة 1P01AI116501 و R01HL094601 و R01HL151078 ومنحة مراجعة استحقاق إدارة المحاربين القدامى 1I01BX002730 ومؤسسة مستشفى بارنز اليهودي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 6-0 ربطات عنق حريرية مضفرة | Henry Schein Inc | 7718729 | |
| 0.75٪ مقشر بروفيدون يوزين | Priority Care Inc | NDC 57319-327-0 | |
| 10-0 خياطة نايلون | التخصصات الجراحية Corporation | AK-0106 | |
| 655-nm غير المستهدفة Q-dots | Invitrogen | Q21021MP | |
| 70٪ Ethanol | Pharmco Products Inc | 111000140 | |
| 8-0 ربطات عنق حريرية مضفرة | Henry Schein Inc | 1005597 | |
| ملقط Adson | Fine Science Tools Inc | 91127-12 | |
| BALB / c و C57BL / 6 فئران (6-8 أسابيع) | مختبرات | ||
| التخثر | ثنائي القطب Valleylab Inc | SurgII-20 ، E6008 / E6008B | |
| حقن كاربروفين (ريماديل) | ترانسفارم | 35844 | |
| كاربروفين (ريماديل) قرص قابل للمضغ عن طريق الفم | Transpharm | 38995/37919 | |
| مجهر 2P مصمم خصيصا يعمل ببرنامج ImageWarp للاستحواذ | A & B Software | ||
| Dumont رقم 5 ملقط | Fine Science Tools Inc | 11251-20 | |
| مقص زنبركي على غرار فانا | فاين أدوات العلوم الدقيقة | 15000-03 | |
| GraphPad Prism 5.0 | Sun Microsystems Inc. | ||
| حامل إبرة Halsey | Fine Science Tools Inc | 91201-13 | |
| Halsted-Mosquito المشبك طرف منحني | Fine Science Tools Inc | 91309-12 | |
| Harvard Apparatus جهاز التنفس الصناعي الماوس موديل 687 | Harvard Apparatus | MA1 55-0001 | |
| محلول الهيبارين (100 U / mL) | Abraxis Pharmaceutical | Products 504031 | |
| Imaris | |||
| بيتبلاين الكيتامين (50 مجم / كجم) | Wyeth | 206205-01 | |
| مجهر&[مدش] ؛ لايكا وايلد M651 &مرات; 6 &- ndash ؛ 40 تكبير | Leica Microsystems | ||
| مقص زنبركي ناعم للغاية موريا | أدوات العلوم الدقيقة Inc | 15396-00 | |
| أوهايو المبخر الأيزوفلوران | Parkland Scientific | V3000i | |
| Qdots | ThermoFisher | 1604036 | |
| S & T SuperGrip ملقط بزاوية | طرف أدوات العلوم الدقيقة Inc | 00649-11 | |
| S & ملقط T SuperGrip طرف مستقيم | Fine Science Tools Inc | 00632-11 | |
| محلول ملحي عادي معقم (0.9٪ (بالوزن / الحجم) كلوريد الصوديوم | Hospira Inc | NDC 0409-4888-20 | |
| نصائح Q معقمة (أدوات تطبيق قطنية صغيرة مدببة مقاس 3 بوصات) | شركة Puritan Medical Company | LLC 823-WC | |
| Surflow 20 قياس 1/4 بوصة قسطرة وعائية تفلون | Terumo Medical Corporation | SR-OX2032CA | |
| Surflow 24 قياس 3/4 بوصة تفلون القسطرة الوعائية | Terumo Medical Corporation | R-OX2419CA | |
| ThermoCare نظام العناية المركزة للحيوانات الصغيرة (إعدادات الاسترداد 3 لتر / دقيقة O2< / sub> ، 80 درجة ؛ C ، 40٪ رطوبة) | Thermocare Inc | ||
| VetBond | سانتا كروز التكنولوجيا الحيوية SC361931 | NC0846393 | |
| زيلازين (10 مجم / كجم) | مختبرات لويد | 139-236 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.