مقالة منهجية

تقنية الكفة البسيطة لزراعة الرئة اليسرى من الفئران

DOI:

10.3791/65979

⸱

يناير 26, 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Surgery, University of Maryland Medical Center, 2Division of Allergy, Asthma and Clinical Immunology, Mayo Clinic, 3Department of Surgery, Washington University in St. Louis, 4Department of Pathology & Immunology, Washington University in St. Louis, 5Department of Microbiology and Immunology, University of Maryland Medical Center

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يصف البروتوكول الحالي تقنية الكفة لنموذج زراعة الرئة اليسرى للفأر. تم تطوير هذه التقنية على مدى عدة سنوات وكان أداؤها جيدا ، حيث تعمل بشكل فعال في الأبحاث المناعية.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

على مدار العقد الماضي ، حقق مختبرنا تقدما كبيرا في تطوير وتحسين نماذج زراعة رئة الفئران الوعائية باستخدام "تقنية الكفة" الفعالة والموثوقة للغاية للزرع. تصف هذه المقالة طريقة متطورة وشاملة لزراعة الرئة التقويمية في نموذج رئة تقويم العثم الوعائي ، وهو النموذج الأكثر صلة من الناحية الفسيولوجية والسريرية لزراعة رئة الفئران حتى الآن. تتكون عملية الزرع من مرحلتين متميزتين: حصاد المتبرع والزرع اللاحق في المتلقي. تم إتقان الطريقة بنجاح ، وبعد عدة أشهر من التدريب الكافي ، يمكن للممارس الماهر إجراء العملية في حوالي 90 دقيقة من الجلد إلى الجلد. من المثير للدهشة أنه بمجرد أن يتغلب الأفراد على منحنى التعلم الأولي ، يقترب معدل البقاء على قيد الحياة خلال الفترة المحيطة بالجراحة من 100٪ تقريبا. يسمح نموذج الفأر باستخدام العديد من السلالات المعدلة وراثيا والمتحورة المتاحة تجاريا من الفئران ، مما يتيح دراسة التسامح والرفض. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الميزات الفريدة لهذا النموذج تجعله أداة قيمة للتحقيق في بيولوجيا الورم وعلم المناعة.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في حين أن العلاجات البديلة ، مثل غسيل الكلى وأجهزة المساعدة البطينية ، موجودة لأولئك الذين يعانون من الفشل الكلوي والقلب ، تظل زراعة الرئة هي خيار العلاج الأساسي للمرضى الذين يعانون من مرض رئوي في المرحلة النهائية. يعمل هذا الإجراء كخيار وحيد منقذ للحياة للأفراد الذين تم تشخيص إصابتهم بالتليف الرئوي1. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه لإطالة عمر أولئك الذين يواجهون أمراض الرئة الانسدادية في المرحلة النهائية مثل انتفاخ الرئة ، وكذلك أولئك الذين يعانون من حالات قيحية مثل التليف الكيسي1.

في حين أن معدلات البقاء على قيد الحياة على المدى القصير قد تحسنت بسبب التحسينات التقنية ، وتحسينات الرعاية المحيطة بالجراحة ، والتقدم في تثبيط المناعة ، فإن النتائج طويلة المدى بعد زراعة الرئة أدنى بشكل ملحوظ من تلك الخاصة بالأعضاء الصلبة الأخرى. معدل البقاء على قيد الحياة لمدة خمس سنوات البالغ 50٪ فقط لمتلقي الطعم الرئوي أقل بكثير من أولئك الذين يتلقون الطعوم الخيفية للقلب أو الكلى أو الكبد1. اشتبه فريقنا وآخرون في أن سبب هذا التناقض هو عدم وجود نماذج بيولوجية ذات صلة سريريا لفهم المسارات التي تؤدي إلى رفض الطعم الخيفي للرئة و / أو التسامح ، حيث ساهم التلاعب التجريبي بنماذج الفئران ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية بشكل كبير في البقاء على المدى الطويل للطعوم الخيفية الصلبة أو الخلويةالأخرى 2.

قبل تطوير نموذج زراعة الرئة لتقويم العظام للفأر ، اعتمد الباحثون على نماذج حيوانية أكبر في دراساتهم. ومع ذلك ، كان لهذه النماذج الأكبر قيود ، بما في ذلك نقص الطفرات المعدلة وراثيا المطلوبة لاستكشاف الأسئلة الميكانيكية3. بالإضافة إلى ذلك ، واجهت دراسات الفئران قيودا مماثلة4 ، كما اقتصرت نماذج زرع القصبة الهوائية غير المتجانسة في الفئران على فائدتها5. أظهرت الأبحاث أهمية استخدام نماذج زرع الأوعية الدموية بدلا من النماذج غير الوعائية في أنظمة الأعضاء المختلفة. على سبيل المثال ، تفتقر الطعوم غير الوعائية لأنسجة القلب الوليدية التي يتم إدخالها في صيوان الأذن للفئران المتلقية إلى التفاعل المباشر مع بطانة الأوعية الدموية ومجرى الدم المتلقي. لذلك ، فهي محدودة في أهميتها مقارنة بترقيع القلب البشري الوعائي6. بطريقة مماثلة ، يختلف نموذج زرع القصبة الهوائية غير المتجانسة ، الذي يفتقر إلى الأوعية الدموية والتهوية ، اختلافا كبيرا عن عمليات زرع الرئة البشرية ، لا سيما في التغيرات الملحوظة في مجرى الهواء في الشعب الهوائية الصغيرة بعد الزرع. علاوة على ذلك ، فإن البداية السريعة للانسداد الليفي في الطعوم الخيفية القصبية غير المتجانسة لا تعكس الملاحظات في رئتي الإنسان أو في ترقيع الرئة الوعائية في الكبيرة أو الفئران7.

في مختبر الأبحاث الخاص بنا ، كان إنشاء نموذج زراعة رئة الفأر التقويمي مستوحى من نموذج زراعة الرئة المفردة لتقويم العظام الذي تم إنشاؤه في الفئران8،9. على عكس البشر ، تمتلك الفئران والجرذان فصا واحدا فقط في رئتهم اليسرى ، وتشكل خمسة وعشرين بالمائة فقط من إجمالي كتلة الرئة. تتيح هذه الميزة التنفيذ الناجح لزراعة الرئة اليسرى في نماذج الفئران دون الحاجة إلى دعم الدورةالدموية 10،11. بمرور الوقت ، أدخلنا تعديلات فنية على النموذج ، وفي هذا السياق ، يتم توضيح الخطوات الرئيسية التي تعزز سهولة تنفيذ الإجراء.

بالإضافة إلى آثاره في أبحاث علم الأحياء المناعية للزرع ، يوفر نموذج زراعة رئة الفأر التقويمي أداة قوية لاستكشاف دور الخلايا اللحمية الرئوية غير المكونة للدم في عمليات المرض المختلفة. يحدث هذا لأن عملية زرع رئة واحدة متزامنة متجانسة تؤدي إلى استبدال شبه كامل للخلايا المكونة للدم بخلايا مشتقة من المتلقي ، بينما تستمر الخلايا اللحمية غير المكونة للدم في النشأة من المتبرع. وبالتالي ، يمكن إنشاء "عضو خيمري" بدون تشعيع المضيف أو التعبير الخاص بالرئة عن الجينالمعدل 12. علاوة على ذلك ، يمكن أن تعمل الرئة الأصلية ذات الجانب الآخر كعنصر تحكم داخلي داخل نفس دون التسبب في تغييرات واسعة النطاق في جهاز المناعة لدى المضيف. يحمل هذا النموذج وعدا كبيرا للنهوض بالأبحاث في زراعة الرئة ومسارات الأمراض الأخرى التي تشمل الخلايا اللحمية الرئوية.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم إجراء جميع الإجراءات المتعلقة بالحيوان وفقا للجنة رعاية المؤسسي واستخدامه في جامعة ماريلاند ، بالتيمور وحصلت على الموافقة منه. يوصى باستخدام الفئران الذكور ، 8-12 أسبوعا (20-25 جم) ، BALB / c كمتبرع والفئران C57BL / 6 كمتلقي. تم الحصول على من مصدر تجاري (انظر جدول المواد).

1. تحضير الأصفاد القصبية والأوعية الدموية

التوقيت: 10 دقائق (لثلاثة أصفاد)

  1. تحضير الكفة القصبية باستخدام قسطرة وعائية 18 جم والكفة الوريدية الرئوية باستخدام قسطرة وعائية 20 جم بطول 1 مم (باستثناء مقبض التمديد) (انظر جدول المواد). استخدم مشرط # 11 والإبرة المعدنية للقسطرة الوعائية التي تعمل كسطح قطع (الشكل 1).
  2. تحضير سوار الشريان الرئوي باستخدام قسطرة وعائية 24 جم بطول 0.6 مم (انظر جدول المواد) بطريقة مماثلة.
    ملاحظة: المبادئ الأساسية العامة لتقنية الكفة لإنشاء مفاغرة الأوعية الدموية الدقيقة هي كما يلي: عند إنشاء مفاغرة الأوعية الدموية الدقيقة لزرع رئة الفئران ، يتم استخدام تقنيات محددة للأصفاد نظرا لصغر حجم الأوعية. على عكس الأوعية الكبيرة ، التي يمكن خياطتها مباشرة ، تتطلب الوصلات المجهرية للقصبات الهوائية والأوعية الدموية طريقة مميزة. يتضمن المبدأ الأساسي تمرير الوعاء المتبرع عبر صفعة دائرية صلبة أكبر قليلا من الوعاء نفسه.

2. إجراء المتبرع

التوقيت: 10-15 دقيقة

  1. تطبيق الحقن داخل الصفاق بمقدار 50 ملغ/كغ من الكيتامين و10 ملغ/كغ زيلازين (انظر جدول المواد) لتخدير الفأر المتبرع (باتباع البروتوكولات المعتمدة مؤسسيا).
  2. بعد التأكد من التخدير الكافي عن طريق قرص إصبع القدم ، احلق الفأر المتبرع وضعه في وضع ضعيف تحت مجهر التشغيل بتكبير 10 أضعاف.
  3. حقن 50 ميكرولتر من الهيبارين (انظر جدول المواد) من خلال وريد القضيب (الشكل 2 أ).
  4. قم بقص القصبة الهوائية وأدخل قسطرة وعائية 20 جم ثم قم بتطويقها بخياطة حريرية 6-0 (انظر جدول المواد). قم بتوصيل القسطرة بجهاز التنفس الصناعي (الشكل 2 ب).
  5. قم بإجراء شق في البطن في خط الوسط (بضع البطن) وقم بعمل شق محيطي في الحجاب الحاجز (الشكل 2 ج).
  6. قم بإجراء بضع القص في خطالوسط 12 ووضع ملقطين على جانبي القص للإرقاء والتراجع عن حواف العظام (الشكل 2 د).
  7. قم بإزالة الغدة الصعترية واستئصال الزوائد الأذينية اليمنى واليسرى لتسهيل تنفيس أي تصريف من الرئتين.
  8. حقن 3 مل من محلول الحفظ البارد 4 درجات مئوية المتاح تجاريا (انظر جدول المواد) مباشرة في البطين الأيمن أو جذر الشريان الرئوي ، باستخدام إبرة 27 جم على حقنة 3 مل من أجل طرد كل الدم من الرئتين.
    ملاحظة: قد يتسبب الحقن داخل البطين أو الشريان الرئوي في إصابة رئة المتبرع. من الأهمية بمكان الحفاظ على التهوية الكافية في وقت التنظيف لضمان التوزيع المتساوي لمحلول الحفظ.
  9. قم بتثبيت القصبة الهوائية بشكل قريب ثم قسم القصبة الهوائية بعيدا. بعد ذلك ، قم بتشريح القصبة الهوائية ذيليا وخلفيا12.
  10. قم بإزالة كتلة القلب والرئة وانقله إلى طبق بتري صغير ، معقم ومبطن بشاش مبلل بمحلول حفظ بارد. ثم ضع طبق بتري هذا في طبق أكبر مليء بالثلج (الشكل 2 ه).
  11. لفضح النقير الأيسر ، ضع شاشا صغيرا على أنسجة الرئة اليمنى واليسرى للتراجع (الشكل 2F).
  12. افصل بلطف الهياكل الصلبة عن بعضها البعض باستخدام ملقط منحني بدقة. تشريح الشريان الرئوي الأيسر (PA) من الشعب الهوائية (الشكل 2G). بعد ذلك ، قم بتشريح الوريد الرئوي (PV) ، الموجود في الجانب الأكثر ذيلية من النقير من الشعب الهوائية بطريقة مماثلة (الشكل 2H).
    1. قم بقص PA و PV بأطول طول ممكن للأصفاد المناسب. حاول تجنب استئصال الدهون الزائدة أو الأنسجة اللمفاوية ، لأن هذا قد يجعل خطوة الأصفاد صعبة التنفيذ.
  13. ضع الكفة الكهروضوئية على ارتفاع 2 مم تقريبا فوق الشريان الرئوي باستخدام مشبك التثبيت ، ثم أدخل الكهروضوئية داخل الكفة. قم بطي PV فوق الكفة ، وبالتالي تعريض السطح البطاني (الشكل 2I). قم بتثبيته حول الكفة بخياطة 10-0 (عقدتان 2) (الشكل 2J).
  14. اقسم PA بعيدا عن النقير وضع الكفة على PA بطريقة متطابقة.
    ملاحظة: الامتناع عن قطع الشعب الهوائية في هذه المرحلة. بدلا من ذلك ، تأكد من تكبيل القصبات الهوائية قبل الزرع مباشرة لمنع دخول محلول الحفظ إلى مجرى الهواء في وقت التخزين. اغمر كتلة الرئة في محلول الحفظ عند درجة حرارة 4 درجات مئوية.

3. إجراءات المستلم

التوقيت: 50-60 دقيقة

  1. تخدير الفأر المتلقي بمزيج من الكيتامين (50 ملغ/كغ) والزيلازين (10 ملغ/كغ) (داخل الصفاق البريتوني) (باتباع البروتوكولات المعتمدة مؤسسيا). بعد ذلك ، احلق الصدر الأيسر وتنبيب12.
  2. قم بإجراء التنبيب تحت الرؤية المباشرة عن طريق سحب اللسان برفق من الفم وبالتالي تعريض الحبال الصوتية. قم بذلك تحت نطاق التشريح بتكبير 10x. قم بتنبيب عن طريق إدخال قسطرة وعائية 20 جم × 1.25 بوصة مباشرة بين الحبال الصوتية.
  3. ضع في وضع الاستلقاء الجانبي الأيمن وجدار الصدر النظيف بنسبة 70٪ من الإيثانول. (الشكل 3 أ).
  4. استخدم المقص لشق الجلد وإكمال بضع الصدر الأيسر بالكامل باستخدام الكي الكهربائي (انظر جدول المواد).
    ملاحظة: لتقليل فقدان الدم من جدار الصدر خلال هذه الخطوة ، استخدم الكي الكهربائي لجميع أجزاء هذا التشريح. يجب تجفيف الجلد بعد مسحه بالإيثانول ، لأن الكي الكهربائي ينطوي على خطر الحروق عند دمجه مع الإيثانول.
  5. أدخل الصدر من 3rd أو 4المساحة الوربية وضع اثنين من ضاغطات الصدر (انظر جدول المواد) (الشكل 3 ب).
  6. بعد بضع الصدر ، انقل الفأر إلى وضع ضعيف. قم بثني جسم الماوس المتلقي قليلا لتقريب الصدر الأيسر من المشغل، مما يعزز رؤية النقير لتحسين الرؤية وإمكانية الوصول.
  7. ضع ملقط شريان الزاوية اليمنى (6 بوصات) على الرئة اليسرى للمتلقي وسحب الرئة برفق. يسمح بتعرض النقير الأمامي ، مما يسهل المزيد من الوصول الجراحي والتلاعب (الشكل 3 ج).
  8. قم بتشريح الشريان الرئوي (PA) من الشعب الهوائية باستخدام ملقط التشريح المنحني ، مع التأكد من عدم تمزق الوعاء الدموي. موقع التشريح الأمثل هو الجزء الأوسط ، ومسافة 2 مم كافية (الشكل 3D).
  9. قم بتشريح PV من الشعب الهوائية بطريقة مماثلة (الشكل 3E).
  10. لعرقلة تدفق هواء الرئة اليسرى للمتلقي وتدفق الدم ، ضع مشبك تمدد الأوعية الدموية (انظر جدول المواد) في قاعدة النقير (الشكل 3F).
  11. قم بعمل شق صغير على شكل حرف V في الشريان الرئوي (PA) والوريد الرئوي (PV) للمتلقي باستخدام مقص دقيق. قم بتوسيع فتحات الشعب الهوائية والأوعية الدموية برفق باستخدام ملقط مستقيم أو منحني لإنشاء فتحة مناسبة لوضع الأصفاد المانحة.
  12. اغسليه برفق بالهيبارين المخفف (الهيبارين: محلول ملحي = 1: 9) لإزالة الدم.
  13. ضع 10-0 نايلون حول السلطة الفلسطينية واتركها فضفاضة (لتأمين الأصفاد في مرحلة لاحقة).
  14. بعد ذلك ، قم بقص القصبات الهوائية المانحة وقم بتكبيلها بطريقة مشابهة ل PA و PV. تخلص من إحصار القلب والرئة الأيمن للمتبرع.
  15. أمسك الرئة اليسرى المتلقية ، ضع الرئة المانحة فوق ملقط التراجع وقم بتغطيتها بشاش صغير رطب.
    ملاحظة: يجب أن تبقى الرئة اليسرى للمتلقي في وضع يسمح لها بتطبيق التوتر على النقير المتلقي ، وبالتالي تسهيل عملية المفاغرة.
  16. قم بكشف الهياكل الهالية ذات الأصفاد الأمامي وابدأ مفاغرة عن طريق وضع المتبرع في الشريان الرئوي المتلقي (PA) أثناء الإمساك بالكفة بشكل أدنى. في هذه المرحلة ، ستواجه PA للمتبرع بعض التمدد (الشكل 3G).
  17. بمجرد وضع الشريان الرئوي المتبرع (PA) في الشريان الرئوي المتلقي ، قم بتأمين الهياكل عن طريق وضع مشبك دقيق عبر امتداد الكفة. بعد ذلك ، قم بتأمين خياطة النايلون 10-0 الموضوعة مسبقا حول الشريان الرئوي المتلقي (PA) والكفة بعقدتين (راجع الشكل 3H). أخيرا ، قم بفك المشبك الدقيق من سوار التمديد.
  18. أدخل PV للمتبرع في PV الخاص بالمتلقي بطريقة مماثلة (الشكل 3I).
  19. أدخل القصبات الهوائية المانحة في الشعب الهوائية المتلقية ، مع التأكد من أن القصبات الهوائية المانحة تحت بعض التمدد (الشكل 3J). حرر المشبك الدقيق على النقير لاستعادة التروية والتهوية (الشكل 3K).
  20. في تجويف الصدر ، أدخل رئة المتبرع واستئصال الرئة اليسرى المتلقية عن طريق قطع القطع المتبقية من الشريان الرئوي المتلقي (PA) والوريد الرئوي (PV) والشعب الهوائية الأمامية (الشكل 3L). تخلص من الرئة اليسرى المتلقية.
  21. أغلق الصدر باستخدام خياطة 6-0 PDS (انظر جدول المواد) ، وبالتالي تأمين ضلع واحد أسفل وضلع واحد فوق شق بضع الصدر. قبل إغلاق الصندوق مباشرة ، امنح نفسا كبيرا لطرد أي هواء متبقي من الصدر.
    ملاحظة: على عكس نموذج الفئران ، ليست هناك حاجة لإدخال أنابيب الصدر في الفئران.
  22. خياطة الجلد والأنسجة تحت الجلد باستخدام خياطة حريرية مستمرة تحت الجلد 6-0 (انظر جدول المواد).

4. استعادة

التوقيت: 12 ساعة

  1. اسمح للحيوان بالتعافي من خلال الوصول غير المقيد إلى الطعام والماء في وحدة العناية المركزة للحيوانات الصغيرة (وحدة العناية المركزة المحمولة للحيوانات ، انظر جدول المواد) بين عشية وضحاها.
  2. تطبيق البوبرينورفين تحت مقدار (0.5-1 ملغ/كغ) كل 12 ساعة لتقليل الألم بعد الجراحة.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

بناء على الخبرة مع هذا النموذج على مدى السنوات العشر الماضية ، يحتاج الأفراد الذين يتمتعون بمهارات الجراحة المجهرية الأساسية عادة إلى منحنى تعليمي من حوالي 50. بمجرد تحقيق الكفاءة ، تستغرق إجراءات المتبرع عادة من 15 إلى 30 دقيقة ، بينما تستغرق إجراءات المتلقي حوالي 60 دقيقة. بعد منحنى التعلم الأولي ، يميل معدل الوفيات في الفترة المحيطة بالجراحة إلى أن يكون منخفضا جدا.

في الشكل 4 أ ، ب ، يظهر مورفولوجيا الرئة بعد سبعة أيام من نقش الرئتين اليسار للمتبرع Balb / cJ في متلقي C57 / B6J أن الفئران التي عولجت بحصار التحفيز المشترك أظهرت مورفولوجيا طبيعية محفوظة. في المقابل ، أظهرت الفئران غير المكبوتة للمناعة علامات الرفض.

في الشكل 4 ج ، د ، كشف تلطيخ H & E للفئران المعالجة بالحصار التحفيزي المشترك عن الحد الأدنى من النشاط المناعي ، مما يشير إلى تحمل المناعة. في المقابل ، أظهرت الفئران غير المكبوتة للمناعة ارتشاح ليمفاوي بارز ، مما يدل على استجابة الرفض.

figure-results-1
الشكل 1: إنشاء الكفة. باستخدام الشفرة # 11 ، (A) الأصفاد الوعائية والشعب الهوائية مصنوعة بمقبض سوار تمديد لتسهيل التنسيب. (ب) استخدمت قسطرة 18 G/20 G/24 G للقصبات الهوائية/الوريد الرئوي/الشريان الرئوي (من اليسار إلى اليمين). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-2
الشكل 2: عملية المانحين. يستمر إجراء المتبرع بحقن الهيبارين من خلال وريد القضيب (A) والتنبيب (B) وتشريح الحجاب الحاجز (C) وبضع القص في خط الوسط (D). تم الحفاظ على كتلة الرئة المستأصلة (E) رطبة مع تغطية ضمادات الغواز (F). يتم تشريح النقير بدءا من الشريان الريزوني المتبرع (G) والوريد الرئوي (H). تم الإمساك بالوعاء من خلال تجويف الكفة ثم طيه فوق الكفة لتعريض السطح البطاني / الظهاري (I). بعد ذلك ، تم تثبيته بخياطة نايلون 10-0 حول الكفة (2 عقدة) (J). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-3
الشكل 3: عملية المستلم. يستمر إجراء المتلقي بالتنبيب الرغامي وموضع الاستلقاء الجانبي الأيمن (A) وبضع الصدر الأيسر (B). يتم تحرير الرئة اليسرى المتلقية من المرفقات في النقير والعرض الأمامي (C) ويتم تشريح الشريان الرئوي المتلقي (D) والوريد الرئوي (E) والقصبات الهوائية. يتم الحصول على التحكم القريب من نقير المتلقي باستخدام مشبك تمدد الأوعية الدموية (F). يتم إدخال الشريان الرئوي المتبرع المقيد في الشريان الرئوي المتلقي من خلال بضع الشرايين 1/3 على شكل حرف V (G) ويتم التحكم في مقبض الكفة بواسطة مشبك تمدد الأوعية الدموية الثاني للحفاظ على ثبات الكفة ، ثم يتم تثبيته بربطة عنق نايلون 10-0 (عقدتان) (H). تمتإزالة المقطع الثاني واتبع نفس الإجراء للوريد الرئوي (I) والشعب الهوائية (J). تمتإزالة المقطع 1 للسماح للرئة بالارتداد (K). يتم نفخ الرئة ثم إعادتها إلى الصدر (L). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-4
الشكل 4: مورفولوجيا وأنسجة الرئة المزروعة. بعد سبعة أيام من نقش المتبرع Balb / cJ الرئتين اليسرى في متلقي C57 / B6J ، أظهرت الفئران التي عولجت بحصار تحفيزي مشترك مورفولوجيا طبيعية محفوظة (A). في المقابل ، أظهرت الفئران التي عولجت غير مثبطة للمناعة علامات الرفض (ب). كشف تلطيخ H & E للفئران المعالجة بالحصار التحفيز المشترك عن الحد الأدنى من النشاط المناعي ، مما يشير إلى التسامح المناعي (C). أظهرت الفئران التي عولجت غير مثبطة للمناعة ارتشحا بارزا للخلايا الليمفاوية ، مما يدل على استجابة الرفض (D). أشرطة المقياس: 100 ميكرومتر. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تمثل تقنية الكفة لزراعة الرئة اليسرى في الفئران تقدما كبيرا في أبحاث الزرع10،11. تشمل الخطوات الحاسمة تشريح هيكل الهير الدقيق والدقيق وتأمين مفاغرة. يمكن إجراء تعديلات لتناسب الاحتياجات التجريبية ، ولكن هناك منحنى تعليمي. قامت مجموعتنا بتعديل موضع الفأر المتلقي من الخلف إلى الأمامي ، واكتسبت رؤية نقير أفضل عن طريق ثني الماوس المتلقي ، مما يقصر منحنى التعلم.

تشمل القيود التحديات مع الفئران خارج نطاق الوزن المحدد والحاجة إلى جراحين مهرة لديهم خبرة سابقة في الجراحة المجهرية. للتخفيف من مخاطر انخماص الرئة ، ينصح بشدة بتنفيذ ضغط نهاية الزفير الإيجابي (PEEP) بعد النقش وضمان الإدارة المناسبة للمسكنات. للوقاية من التمزقات الوريدية ، يوصى باستخدام حجم الكفة الأصغر (22 جم). بالإضافة إلى ذلك ، لتجنب التواء الشرايين ، يقترح تقليل حركة الكسب غير المشروع بعد التحضير وتوخي أقصى درجات الحذر عند ضبط اتجاه رئة المتبرع أثناء إجراء مفاغرة.

على الرغم من القيود ، فإن نهج الأوعية الدموية للطريقة يتجاوز النماذج غير الوعائية ويوفر أهمية فسيولوجية أفضل. كما أنه يتغلب على أوجه القصور في نماذج القصبة الهوائية غير المتجانسة7 ، مما يجعله نموذجا مثاليا لدراسة البيولوجيا المناعية للزرع وعمليات المرض. تسمح الميزة التحويلية للنموذج بالاستبدال التدريجي للخلايا المكونة للدم من المتبرع بالخلايا المضيفة ، مما يسهل البحث عن الأمراض والأورامالخبيثة 12. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يقدم نظرة ثاقبة حول مساهمات الخلايا اللحمية الرئوية ، وهي ضرورية لفهم الفيزيولوجيا المرضية للرئة والعلاجات المستهدفة.

بشكل عام ، تبشر تقنية الكفة بتطوير الأبحاث في بيولوجيا الزرع وأمراض الرئة وعلم المناعة ، مع التطبيقات المحتملة في مجالات متنوعة. يجب أن يضع الباحثون في اعتبارهم منحنى التعلم والقدرة على التكيف مع احتياجات البحث المحددة. نهدف إلى تحسين كفاءة ونجاح الإجراء من خلال إجراء تعديلات عملية ، مثل إعادة وضع بعد بضع الصدر للحصول على رؤية جراحية أفضل. في حين أن التقنية الأساسية تظل كما هي ، إلا أن هذه التحسينات يمكن أن تخفف العملية بشكل كبير ، خاصة بالنسبة لمفاغرة الرئة في الوقت المناسب في البيئات التجريبية. تقدم هذه المقالة نصائح قيمة لتحسين أداء التقنية في هذا المجال.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفونه عن ما يتعلق بموضوع هذه المخطوطة.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتم دعم ASK و AEG و DK بواسطة P01 AI116501.  يتم دعم ASK و EJ أيضا من قبل R01AI145108-01 ، R01HL166402.  ASK مدعوم من قبل I01 BX002299-05. يتم دعم AEG و DK بشكل إضافي من قبل RO1HL09601.  CL مدعوم بواسطة R01 HL128492.  هذا العمل مدعوم جزئيا من قبل تشاك وماري مايرز وريتشارد وإيلين هينجلر.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
10-0 خياطة النايلونالتخصصات الجراحية ، قراءة PAAK-0106
2 Dumont # 5 ملقطFine Science Tools Inc. ، فوستر سيتي ، كاليفورنيا11251-20
2 Halsted-Mosquito المشبك طرف منحنيFine Science Tools Inc. ، فوستر سيتي ، كاليفورنيا91309-12
6-0 خياطة حريرية مضفرةHenry Schein Inc. ، Melville ، NY ، & nbsp ؛100-5597
6-0 خياطة Polydioxanone PDS II وEthicon Inc. ، Somerville ، NJ.   ؛Z117H
70٪ EthanolPharmco Products Inc. ، Brookfield ، CT111000140
AdsonFines Science Tools Inc. ، فوستر سيتي ، كاليفورنيا91127-12
Balb / c الفئرانمختبرات جاكسون ، بار هاربور ، مين ، الولايات المتحدة الأمريكية000651  ؛ 8 & ndash ؛ 12 أسبوعا ذكر 
التخثر ثنائي القطبValleylab Inc. ، بولدر ، COSurgII-20 ، E6008 / E6008B
C57BL / 6 الفئرانمختبرات جاكسون ، بار هاربور ، مين ، الولايات المتحدة الأمريكية000664  ؛ 8 & ndash ؛ 12 أسبوعا ذكر 
واضح الكلورهيكسيدينHibiclens, M & ouml; lnlycke Health Care US، LLC، Norcross، GA57591
ElectrocauteryBovie
Fine vannas style Spring ToolInc. ، Foster City، CA15000-03
حامل إبرة HalseyFine Science Tools Inc. ، فوستر سيتي ، كاليفورنيا91201-13
هارفارد جهاز التنفس الصناعي VentEliteHarvard Apparatus ، Holliston ، MA55-7040إعدادات 3L O 2< / sub> / دقيقة ، معدل التنفس 130 نبضة في الدقيقة ، 0.4 سم مكعب حجم المد والجزر
محلول الهيبارين   ؛Abraxis Pharmaceutical Products, Schaumburg, IL504031100 U / mL
حقن الصف الملحي العاديHospira Inc., Lake Forest, IL NDC 0409-4888-20
KetamineVetOne ، Boise ، ID50107250 مجم / كجم
Konig Mixter Micro Pediatric Macrops Right-Angle JawsMedline ، Northfield ، IL ،MDS1247714Extra Fine ، الطول الكلي 5 1/2 بوصة (14 سم)
Medline درجة حرارة عالية ، W / Fine TipLeica Microsystems، Inc. ، Allendale ، NJ10 450 290
Microscope Leica M80 F12 حامل أرضيشركة أدوات العلوم الجميلة ، فوستر سيتي ، كاليفورنيا15396-00
مقص زنبركي فائق النعومة من مورياباركلاند ساینتفيك ، كورال سبرينغز ، فلوريداV3000i
أوهايو إيزوفلوران مبخرVitrolife Inc. ، إنجليوود ، كولورادو ،   ؛19001
بيرفادكس  محلول جلوكوز منخفض البوتاسيوم ديكسترانBecton Dickinson Labware ، Franklin Lakes ، نيوجيرسي353025محلول الحفاظ على المنحل بالكهرباء
البوليسترين بتريديشFine Science Tools Inc. ، فوستر سيتي ، كاليفورنيا00632-11 و 00649-11150 & مرات ؛ 25 مم و 60 & مرات ؛ 25 مم & nbsp ؛
رز & T SuperGrip ملقط مستقيم وزاويةطرف Fine Science Tools Inc. ، فوستر سيتي ، كاليفورنيا18200-20
نظام سحب الصغيرةشركة بيوريتان الطبية ذ م م ، جيلفورد ، مين823-WCمدبب قطن صغير مائلة 3 بوصات أدوات تطبيق
معقمة Q-tipsTerumo Medical Corporation ، Elkton ، MD& nbsp ؛ SROX2419Z
قسطرة Surflo etfe IV ، صفراء ، 24 جم × 0.75 بوصةTerumo Medical Corporation ، Elkton ، MDSROX1851Z
Surflo etfe IV القسطرة ؛ أخضر ، 18 جم × 2 "Terumo Medical Corporation ، Elkton ، MDSROX2032Z
Surflo etfe IV القسطرة ؛ وردي ، 20 جم × 1.25 بوصةThermocare، Inc. ، قرية المنحدرة ، NV & nbsp ؛
نظام وحدة العناية المركزة للحيوانات الصغيرة ThermoCare ،من الألف إلى الياء Vet Supply ، دريسدن ، TN00867910 مجم / كجم
Xylazine   ؛Aesculap، Inc.، سنتر فالي، بنسلفانيا،  FT480T
Yasargil Clip ApplierAesculap, Inc., Center Valley, PA, FT264T
Yasargil مقاطع تمدد الأوعية الدموية المؤقتةMedline ، Northfield ، IL ،& nbsp ؛ ESCT001
جهاز

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Trulock, E. P., et al. Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: twenty-fourth official adult lung and heart-lung transplantation report-2007. J Heart Lung Transplant. 26 (8), 782-795 (2007).
  2. Truong, W., Emamaullee, J. A., Merani, S., Anderson, C. C., James Shapiro, A. M. Human islet function is not impaired by the sphingosine-1-phosphate receptor modulator FTY720. Am J Transplant. 7 (8), 2031-2038 (2007).
  3. Ziegler, A., Gonzalez, L., Blikslager, A. Large animal models: The key to translational discovery in digestive disease research. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2 (6), 716-724 (2016).
  4. Lin, J. H. Applications and limitations of genetically modified mouse models in drug discovery and development. Curr Drug Metab. 9 (5), 419-438 (2008).
  5. Hele, D. J., Yacoub, M. H., Belvisi, M. G. The heterotopic tracheal allograft as an animal model of obliterative bronchiolitis. Respir Res. 2 (3), 169-183 (2001).
  6. Djamali, A., Odorico, J. S. Fas-mediated cytotoxicity is not required for rejection of murine nonvascularized heterotopic cardiac allografts. Transplantation. 66 (12), 1793-1801 (1998).
  7. Neuringer, I. P., et al. Epithelial kinetics in mouse heterotopic tracheal allografts. Am J Transplant. 2 (5), 410-419 (2002).
  8. Okazaki, M., et al. Sphingosine 1-phosphate inhibits ischemia reperfusion injury following experimental lung transplantation. Am J Transplant. 7 (4), 751-758 (2007).
  9. Mizuta, T., Kawaguchi, A., Nakahara, K., Kawashima, Y. Simplified rat lung transplantation using a cuff technique. J Thorac Cardiovasc Surg. 97 (4), 578-581 (1989).
  10. Okazaki, M., et al. A mouse model of orthotopic vascularized aerated lung transplantation. Am J Transplant. 7 (6), 1672-1679 (2007).
  11. Gelman, A. E., et al. CD4+ T lymphocytes are not necessary for the acute rejection of vascularized mouse lung transplants. J Immunol. 180 (7), 4754-4762 (2008).
  12. Krupnick, A. S., et al. Orthotopic mouse lung transplantation as experimental methodology to study transplant and tumor biology. Nat Protoc. 4 (1), 86-93 (2009).

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

الفيديو قريباً

مقالات ذات صلة